曲率属性在地球物理勘探中的应用

曲率属性自20世纪90年代被引入至地质构造研究领域以来, 通过研究者不断的创新和尝试, 曲率属性得到不断的发展壮大, 现在常用的曲率类属性有13类之多。在地球物理勘探 (简称物探) 领域, 曲率类属性主要应用于以下四大方面:辅助指导地震资料解释、预测断层及裂缝带、指导水平井设计、刻画特殊地质体。

1 曲率属性的概念

在二维中, 曲率是曲线上某个点的切线方向角对弧长的转动率, 通过微分来定义, 表示曲线偏离直线的程度。曲率越大, 表示曲线的弯曲程度越大。曲率的倒数就是曲率半径[1]。

在三维中, 如图2所示, 曲面上的任意一点在任意方向上均有一个曲率值, 其中正交于层面的平面的曲率称为法曲率, 也就是该点的曲率值[2]。而物探中的曲率是将三维地震数据体转换为倾角数据体, 然后根据倾角数据体计算三维空间中任一点的曲率, 从而形成曲率属性数据体[3]。

2 曲率属性的分类

常用的曲率类属性及其相关的属性有13种。 (见表1)

3 曲率属性的用途及说明

在前人的研究基础上, 笔者根据各种曲率属性的特点及工作经验总结出各种曲率属性的用途 (表2) 。从表2可以看出, 曲率类属性主要被用来研究层面形变、检测断层/断裂带、研究古地貌、识别地质体等等。

4 结语

结合前人认识和个人的实际应用, 笔者对曲率属性的应用有如下几点总结:

4.1计算曲率数据体之前, 尽量对地震数据进行滤波处理。曲率是曲面的二阶倒数, 对噪音非常敏感, 优质的滤波处理对曲率属性的精度有较大提高。

最大正曲率沿层切片对断层解释有较大的参考作用。最大正曲率能很好的强化并放大断层信息, 通过比较最大正曲率沿层切片和层面断层边界, 可以高效的识别小尺度的断层和分析复杂断块断层组合的合理性。

4.3提取层位曲率属性前, 尽量提高层位解释数据的精度。常见的提高层位解释数据办法有:提高解释密度、选择合适的平滑参数等等。

4.4相对于倾角、方位角等属性, 曲率属性对描述两侧地层产状变化微小且与断层倾向一致的对象有更好的效果。

4.5曲率属性可用来识别和刻画某些特殊地质体。例如:最大正曲率可较好的刻画河道的侧翼、最大负曲率能突出显示河谷。

4.6地层的弯曲程度与裂缝发育情况密切相关, 因此曲率属性在一定程度上可以预测裂缝发育带。

4.7曲率属性可用来指导设计水平井。通过参考三维曲率数据体和二维曲率剖面及切片, 可以让水平井水平段尽可能地的在平缓地层中穿行, 尽量避免井漏和穿层事件发生。

摘要：曲率属性是一种新兴的地震属性, 近年来在国内得到了广泛的应用。本文从曲率属性的概念出发, 对国内常用的13类曲率类属性的定义、用途、特点进行了详细论述, 最后对曲率属性在实际应用中的重要细节及认识作了简要汇总。

关键词：曲率属性,地球物理勘探,断层检测,地质体识别

参考文献

[1] 王永刚.地震资料综合解释方法[M].东营:中国石油大学出版社, 2007:66-80.

[2] Roberts A.Curvature attributes and their application to 3Dinterpreted horizons[J].First Break, 2001, 19 (2) :85-100.

[3] Hakami A.M., Marfurt K.J.and Al-Dossary S..CurvatureAttribute and seismic interpretation:Case study from Fort WorthBasin, Texas, USA.SEG Int'l Exposition and 74th Annual Meeting.Denver, Colorado, 2004.