岩性油气藏 ›› 2026, Vol. 38 ›› Issue (5): 115–124.doi: 10.12108/yxyqc.20260511

• 地质勘探 • 上一篇    下一篇

基于全方位成像的碳酸盐岩缝洞异常提取与识别

穆洁(), 史飞洲, 高宇航, 陈胜红, 朱博华   

  1. 中石化石油物探技术研究院有限公司， 南京 211103
  • 收稿日期:2026-04-08 修回日期:2026-05-13 出版日期:2026-09-01 发布日期:2026-09-04
  • 第一作者:穆洁（1988—），女，硕士，高级工程师，主要从事地震资料处理方法研究工作。地址：（211103）江苏省南京市江宁区上高路219号。Email:531906753@qq.com。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目“深层—超深层多类型油气储层精细成像与流体预测方法”(G—U24B6001)

Application of full-azimuth migration imaging method for weak anomaly extracting and identifying in fractured-vuggy carbonate reservoirs

MU Jie(), SHI Feizhou, GAO Yuhang, CHEN Shenghong, ZHU Bohua   

  1. Sinopec Geophysical Research Institute Co., Ltd., Nanjing 211103， China
  • Received:2026-04-08 Revised:2026-05-13 Online:2026-09-01 Published:2026-09-04

RichHTML

13

PDF (PC)

8

摘要：

为提高碳酸盐岩缝洞型储层中小尺度缝洞体的识别精度，提出了一种基于全方位成像的碳酸盐岩缝洞异常提取与识别方法，构建了2套速度模型，基于模型正演数据对该方法进行了验证，并将该方法在塔里木盆地顺北地区碳酸盐岩缝洞型储层中进行了应用。研究结果表明：①该方法通过全方位角度域偏移得到全方位共倾角道集；基于不同地质体在全方位共倾角道集上的响应特征差异，应用倾角滤波器对全方位共倾角道集进行加权散射叠加；结合测井资料约束参数，平衡散射信号提取效果。②不同地质体在全方位共倾角道集中具有不同响应特征，地下连续界面的成像点表现为“漏斗状”结构，从成像点向两翼能量逐渐变弱；地下独立散射点、断面散射点的响应特征分别为近似的直线，水平且不连续的直线，各散射能量间的差异均不明显。③模型正演验证基于全方位共倾角道集的散射能量加权提取方法能有效识别缝洞体、断点边界“串珠”响应特征，放大真实缝洞散射能量，提取出强能量同相轴中的弱“串珠”响应；顺北地区碳酸盐岩缝洞型储层的实际应用显示，散射成像所显示出的缝洞体规模和振幅强弱，与实际钻井生产数据的匹配度较常规方法更高，其振幅变化率属性、相干属性反映的主干和次级断裂变化趋势更接近。

关键词: 全方位角度域成像, 倾角道集, 缝洞体识别, 散射波分离, 倾角滤波, 测井信息约束, 碳酸盐岩储层, 顺北地区, 塔里木盆地

Abstract:

To improve the identification accuracy of small- and medium-scale fractured-vuggy bodies in carbonate reservoirs, a method for weak anomaly extracting and identifying in fractured-vuggy carbonate reservoirs based on full-azimuth migration imaging was proposed. Two sets of velocity models were constructed, and the method was validated using model forward simulation data. It was then applied to fractured-vuggy carbonate reservoirs in Shunbei area of Tarim Basin. The results show that: （1） The proposed method obtained full-azimuth common dip gathers through full-azimuth angle domain migration. Based on differences of response characteristic of various geological bodies in full-azimuth common dip gathers, the dip filtering was applied to perform weighted scattering stacking on the gathers. Combined with logging data constrained parameters, the scattering signal extraction effect was balanced. （2） Different geological bodies exhibit distinct response characteristics in full-azimuth common dip gathers. Imaging points of continuous subsurface interfaces show a funnel-shaped structure, with energy gradually weakening toward both flanks from the imaging point. Response characteristics of independent subsurface scatterers and cross-section scattering points are approximately straight lines and horizontal yet discontinuous lines, respectively, with no significant differences in scattering energy among them. （3） Model forward verification demonstrates that the weighted scattering energy extraction method based on full-azimuth common dip gathers can effectively identify the “string of beads” response characteristics of fractured-vuggy bo-dies and breakpoint boundaries, amplify the real scattering energy of fractured-vuggy, and extract weak “string of beads”responses from high-energy events. The actual application in fractured-vuggy carbonate reservoirs of Shunbei area shows that the scale and amplitude strength of fractured-vuggy bodies displayed by the scattering imaging match actual drilling production data better than conventional methods, and variation trends of main and secondary faults reflected by its amplitude change rate attribute and coherence attribute are more consistent with the actual geological conditions.

Key words: full-azimuth migration imaging, dip gather, fractured-vuggy body identification, scattering wave separation, dip filtering, logging data constraint, carbonate reservoirs, Shunbei area, Tarim Basin

中图分类号: 

  • TE344

图1

射线对和地下成像点的四维局部角度域空间示意图 注：x轴指向正北方向；红线为地下成像点M与局部平面射线对中点的连线；黑色虚线为红线在xy平面内的投影。"

图2

全方位地下局部角度域成像技术展示的地表数据点与地下成像点映射图 注：N为正北方向；黄绿色线为地下成像点M与局部平面射线对中点的连线；黑色箭头虚线为黄绿色线在xy平面内的投影；M '为M的地表投影点。"

图3

地下连续界面的偏移划弧结果（a）及其在全方位共倾角道集中的响应特征（b） 注：红色、绿色和黄色曲线分别表示地下不同成像点的偏移划弧，其中，红色曲线为地下成像点M处的偏移划弧；v1为成像点M处的切线倾角，v3和v5为黄色曲线与垂向虚线交点处的切线倾角，v2和v4为绿色曲线与垂向虚线交点处的切线倾角；红色圆点为全方位共倾角道集的采样点，红色深浅代表采样点能量强弱，颜色越深，能量越强。"

图4

地下独立散射点的散射波场（a）及其在全方位共倾角道集中的响应特征（b） 注：蓝色矩形框代表地下独立散射点；红色箭头表示地下独立散射点在三维空间的散射波场；红色圆点为全方位共倾角道集的采样点，红色深浅代表采样点能量强弱，颜色越深，能量越强。"

图5

地下断面散射点的散射波场（a）及其在全方位共倾角道集中的响应特征（b） 注：垂向倾斜蓝色线条代表断层界面；横向倾斜蓝色线条代表被断层界面分开的地层界面；红色箭头为地下断面散射点在某一方位产生的散射波场；红色圆点为全方位共倾角道集的采样点，红色深浅代表采样点能量强弱，颜色越深，能量越强。"

表1

地层倾角滤波器散射波分离参数表"

重要参数 参数作用 参数选择
滤波类型 突出水平层状镜像特征或
异常散射特征		 镜像滤波
算子
滤波算子
斜率		 正数表示增强小倾角信号特征；
负数表示增强大倾角信号特征		 -8
滤波算子输入
能量区间		 确定输入信号进行散射的能量
加权范围		 0~0.6
门槛值 通过包络属性优化提取的散射信息；通过门槛值确定提取的散射信号 20
平滑参数 对提取的散射信号进行平滑 7

图6

断裂-缝洞发育的水平层状地层速度模型"

图7

断裂-缝洞发育的水平层状地层正演模型全角度叠加剖面（a）和散射叠加剖面（b）"

图8

缝洞发育的水平层状地层速度模型"

图9

缝洞发育的水平层状地层速度模型对应的全角度叠加剖面（a）和散射叠加剖面（b）"

图10

顺北地区碳酸盐岩缝洞型储层典型成像剖面及其对应的倾角道集与加权系数分布叠合图 注：红色圆圈内为“串珠”响应；黄色虚线框为对应“串珠”的全方位共倾角道集与加权系数叠合图。"

图11

顺北地区碳酸盐岩缝洞型储层典型全角度叠加剖面1 （a）及其对应的散射叠加剖面（b）"

图12

顺北地区碳酸盐岩缝洞型储层典型全角度叠加剖面2（a）及其对应的散射叠加剖面（b）"

图13

顺北地区碳酸盐岩缝洞型储层相干属性与振幅变化率属性叠合图 注：E、F为已钻井，G为新钻水平井。"

[1] 倪新锋, 沈安江, 乔占峰, 等. 塔里木盆地奥陶系缝洞型碳酸盐岩岩溶储层成因及勘探启示[J]. 岩性油气藏, 2023, 35(2):144-158.
NI Xinfeng, SHEN Anjiang, QIAO Zhanfeng, et al. Genesis and exploration enlightenment of Ordovician fracture-vuggy carbonate karst reservoirs in Tarim Basin[J]. Lithologic Reservoirs, 2023, 35(2):144-158.
[2] 王小卫, 吕磊, 刘伟方, 等. 塔里木盆地碳酸盐岩地震资料处理的几项关键技术[J]. 岩性油气藏, 2008, 20(4):109-112.
WANG Xiaowei, LYU Lei, LIU Weifang, et al. Seismic data processing techniques of carbonate rocks in Tarim Basin[J]. Lithologic Reservoirs, 2008, 20(4):109-112.
[3] 李宗杰, 杨子川, 李海英, 等. 顺北沙漠区超深断溶体油气藏三维地震勘探关键技术[J]. 石油物探, 2020, 59(2):283-294.
LI Zongjie, YANG Zichuan, LI Haiying, et al. Three-dimensional seismic exploration method for ultra-deep fault-related dissolution reservoirs in the Shunbei desert area[J]. Geophysical Prospecting for Petroleum, 2020, 59(2):283-294.
[4] 曲寿利, 朱生旺, 赵群. 碳酸盐岩孔洞型储集体地震反射特征分析[J]. 地球物理学报, 2012, 55(6):2053-2061.
QU Shouli, ZHU Shengwang, ZHAO Qun. Analysis of seismic reflection characters for carbonate karst reservoir[J]. Chinese Journal of Geophysics, 2012, 55(6):2053-2061.
[5] 杨鹏飞, 张丽娟, 郑多明, 等. 塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩大型缝洞集合体定量描述[J]. 岩性油气藏, 2013, 25(6):89-94.
YANG Pengfei, ZHANG Lijuan, ZHENG Duoming, et al. Quantitative characterization of Ordovician carbonate fracture-cavity aggregate in Tarim Basin[J]. Lithologic Reservoirs, 2013, 25(6):89-94.
[6] 马学军, 李宗杰. 塔河油田碳酸盐岩缝洞型储层精细成像技术[J]. 石油与天然气地质, 2008, 29(6):764-768.
MA Xuejun, LI Zongjie. Fine seismic imaging technology for fractured-vuggy carbonate reservoirs in the Tahe Oilfield[J]. Oil & Gas Geology, 2008, 29(6):764-768.
[7] 陈叔阳, 何云峰, 王立鑫, 等. 塔里木盆地顺北1号断裂带奥陶系碳酸盐岩储层结构表征及三维地质建模[J]. 岩性油气藏, 2024, 36(2):124-135.
CHEN Shuyang, HE Yunfeng, WANG Lixin, et al. Architecture characterization and 3D geological modeling of Ordovician carbonate reservoirs in Shunbei No. 1 fault zone,Tarim Basin[J]. Lithologic Reservoirs, 2024, 36(2):124-135.
[8] 王立歆, 李海英, 李弘, 等. 复杂地质条件下超深层碳酸盐岩断控缝洞体成像及预测技术[J]. 石油物探, 2022, 61(5):865-875.
WANG Lixin, LI Haiying, LI Hong, et al. Imaging and prediction technology of fault-karst reservoirs in ultra-deep carbonate rocks under complex geological conditions[J]. Geophysical Prospecting for Petroleum, 2022, 61(5):865-875.
[9] 卜旭强, 王来源, 朱莲花, 等. 塔里木盆地顺北油气田奥陶系断控缝洞型储层特征及成藏模式[J]. 岩性油气藏, 2023, 35(3):152-160.
BU Xuqiang, WANG Laiyuan, ZHU Lianhua, et al. Characteristics and reservoir accumulation model of Ordovician fault-controlled fractured-vuggy reservoirs in Shunbei oil and gas field,Tarim Basin[J]. Lithologic Reservoirs, 2023, 35(3):152-160.
[10] 曹自成, 耿锋, 任丽丹, 等. 塔里木盆地深层-超深层碳酸盐岩油气勘探历程及新领域[J]. 新疆石油地质, 2025, 46(4):395-402.
CAO Zicheng, GENG Feng, REN Lidan, et al. Exploration history and new frontiers of oil and gas in deep to ultra-deep carbonate reservoirs in Tarim Basin[J]. Xinjiang Petroleum Geo-logy, 2025, 46(4):395-402.
[11] 刘军迎, 雍学善, 高建虎. 模型正演技术在碳酸盐岩油气藏地震资料解释中的应用[J]. 岩性油气藏, 2007, 19(1):109-112.
LIU Junying, YONG Xueshan, GAO Jianhu. The application of forward modeling for interpretation of seismic data of carbonatite reservoir[J]. Lithologic Reservoirs, 2007, 19(1):109-112.
[12] 李胜军, 刘伟方, 高建虎. 正演模拟技术在碳酸盐岩溶洞响应特征研究中的应用[J]. 岩性油气藏, 2011, 23(4):106-109.
LI Shengjun, LIU Weifang, GAO Jianhu. Application of forward modeling to research of carbonate cave response[J]. Lithologic Reservoirs, 2011, 23(4):106-109.
[13] 漆立新. 塔里木盆地顺北地区海相超深碳酸盐岩油气勘探物探技术需求与创新应用[J]. 石油物探, 2023, 62(3):381-394.
QI Lixin. Technical demand and innovative application of geophysical exploration technology for marine ultra-deep carbonate rocks in Shunbei area,Tarim Basin[J]. Geophysical Prospecting for Petroleum, 2023, 62(3):381-394.
[14] 徐辉. 倾角成像道集中反射波和绕射波特征分析及成像质量改善方法研究[J]. 石油物探, 2015, 54(2):133-141.
XU Hui. The analysis of characteristics of reflection and diffraction wave in dip angle gathers and the method for enhan-cing the image quality[J]. Geophysical Prospecting for Petroleum, 2015, 54(2):133-141.
[15] FOMEL S, LANDA E, TANER M T. Post-stack velocity analysis by separation and imaging of seismic diffractions[J]. Geophysics, 2007, 72(6):U89-U94.
[16] KHAIDUKOV V, LANDA E, MOSER T J. Diffraction ima-ging by focusing-defocusing:An outlook on seismic super resolution[J]. Geophysics, 2004, 69(6):1478-1490.
[17] BERKOVITCH A, BELFER I, HASSIN Y, et al. Diffraction imaging by multi-focusing[J]. Geophysics, 2009, 74(6):WCA76-WCA81.
[18] LANDA E, KEYDAR S. Seismic monitoring of diffraction images for detection of local heterogeneities[J]. Geophysics, 1998, 63(3):1093-1100.
[19] KOZLOV E, BARASKY N, KOROLEV E, et al. Imaging scattering objects masked by specular reflections[R]. Denver,74th Annual International Meeting of the Society of Exploration Geophysicists (SEG), 2004.
[20] ZHU Xiaosan, WU Rushan. Imaging diffraction points using the local image matrices generated in pre-stack migration[J]. Geophysics, 2010, 75(1):S1-S9.
[21] 朱生旺, 李佩, 宁俊瑞. 局部倾角滤波和预测反演联合分离绕射波[J]. 地球物理学报, 2013, 56(1):280-288.
ZHU Shengwang, LI Pei, NING Junrui. Reflection/diffraction separation with a hybrid method of local dip filter and prediction inversion[J]. Chinese Journal of Geophysics, 2013, 56(1):280-288.
[22] 张红文, 刘喜恒, 周兴海, 等. 全方位偏移成像技术在南马庄潜山构造带的应用[J]. 物探与化探, 2020, 44(1):25-33.
ZHANG Hongwen, LIU Xiheng, ZHOU Xinghai, et al. The application of full azimuth migration imaging technology to Nanmazhuang buried hill tectonic belt[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2020, 44(1):25-33.
[23] 史飞洲, 穆洁, 高厚强, 等. 全方位偏移成像技术在塔河碳酸盐岩储层中的应用[J]. 石油物探, 2021, 60(3):438-449.
SHI Feizhou, MU Jie, GAO Houqiang, et al. Application of full-azimuth migration imaging to carbonate reservoirs in the Tahe Oilfield[J]. Geophysical Prospecting for Petroleum, 2021, 60(3):438-449.
[24] 李宗杰, 李海英, 王立歆, 等. 全方位局部角度域偏移成像技术在顺北油气田的应用[J]. 石油物探, 2023, 62(5):902-911.
LI Zongjie, LI Haiying, WANG Lixin, et al. Application of full-azimuth local angle domain migration imaging technology to the Shunbei Oilfield[J]. Geophysical Prospecting for Petroleum, 2023, 62(5):902-911.
[25] KOREN Z, RAVVE I. Full-azimuth subsurface angle domain wavefield decomposition and imaging Part1:Directional and reflection image gathers[J]. Geophysics, 2011, 76(1):S1-S13.
[26] RAVVE I, KOREN Z. Full-azimuth subsurface angle domain wavefield decomposition and imaging:Part2-Local angle domain[J]. Geophysics, 2011, 76(2):S51-S64.
[1] 王斌, 陈立豪, 杨连刚, 屈洋, 杨鹏飞, 田雷, 王宏斌, 刘军. 塔里木盆地西南部巴什托普断裂构造特征及形成机制[J]. 岩性油气藏, 2026, 38(5): 51-59.
[2] 云露, 曹自成, 李海英, 耿锋, 刘永立, 魏华动, 黄诚, 张笛. 塔里木盆地北部奥陶系穹隆构造发育特征及油气勘探潜力[J]. 岩性油气藏, 2026, 38(3): 1-11.
[3] 周凯, 齐仁理, 徐文礼, 尹青, 高璐, 李双双, 黄钦阳, 全豪. 四川盆地普光地区下三叠统嘉陵江组二段储层发育特征及主控因素[J]. 岩性油气藏, 2026, 38(3): 67-78.
[4] 刘洪, 张文学. 断溶体油藏水侵评价方法——以顺北一区奥陶系一间房组油藏为例[J]. 岩性油气藏, 2026, 38(2): 194-200.
[5] 常少英, 董科良, 曾溅辉, 杨冀宁, 王孟修, 刘玲利. 塔里木盆地富满油田走滑断裂演化特征及其对油气运聚的影响[J]. 岩性油气藏, 2026, 38(2): 44-55.
[6] 顾雯, 陈辉, 朱亚东, 巫芙蓉, 赵洲, 王书言, 王尉. 四川盆地蜀南地区三叠系嘉二段成藏主控因素及勘探方向[J]. 岩性油气藏, 2026, 38(2): 56-64.
[7] 李勇, 张亚, 周刚, 屈海洲, 龙虹宇, 李成龙, 张驰, 陈迪. 四川盆地蓬莱气田寒武系龙王庙组优质储层特征及主控因素[J]. 岩性油气藏, 2025, 37(6): 35-47.
[8] 黄诚, 朱莲花, 卜旭强, 曾溅辉, 隆辉, 廖文毫, 刘亚洲, 乔俊程. 塔里木盆地顺北地区走滑断裂特征及控藏作用[J]. 岩性油气藏, 2025, 37(6): 107-118.
[9] 江山, 唐永建, 焦霞蓉, 李文亮, 黄成, 王泽. 塔里木盆地顺北油田4号断裂带断控体凝析气藏剩余气分布规律[J]. 岩性油气藏, 2025, 37(4): 84-94.
[10] 谢会文, 张亮, 王斌, 罗浩渝, 张科, 章国威, 李玲, 申林. 塔里木盆地库车坳陷三叠纪古构造特征及对沉积的控制作用[J]. 岩性油气藏, 2025, 37(3): 13-22.
[11] 梁鑫鑫, 张银涛, 陈石, 谢舟, 周建勋, 康鹏飞, 陈九洲, 彭梓俊. 塔里木盆地富满油田走滑断裂多核破碎带地震响应特征[J]. 岩性油气藏, 2025, 37(2): 127-138.
[12] 徐兆辉, 曾洪流, 胡素云, 张君龙, 刘伟, 周红英, 马德波, 傅启龙. 地震沉积学在塔里木盆地古城地区下寒武统沉积结构与储层预测中的应用[J]. 岩性油气藏, 2025, 37(2): 153-165.
[13] 熊昶, 王彭, 刘小钰, 王伟, 赵星星, 孙冲. 塔中隆起奥陶系油气性质及运聚富集模式[J]. 岩性油气藏, 2025, 37(1): 53-67.
[14] 张天择, 王红军, 张良杰, 张文起, 谢明贤, 雷明, 郭强, 张雪锐. 射线域弹性阻抗反演在阿姆河右岸碳酸盐岩气藏储层预测中的应用[J]. 岩性油气藏, 2024, 36(6): 56-65.
[15] 易珍丽, 石放, 尹太举, 李斌, 李猛, 刘柳, 王铸坤, 余烨. 塔里木盆地哈拉哈塘—哈得地区中生界物源转换及沉积充填响应[J]. 岩性油气藏, 2024, 36(5): 56-66.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!

陇ICP备17006252号
版权所有© 2018 中国石油集团西北地质研究所有限公司《岩性油气藏》编辑部

地址：甘肃省兰州市城关区雁儿湾路535号(陇ICP备17006252号)    电话：0931-8686158;8686058;8686288    邮箱：yxyqc@petrochina.com.cn

甘公网安备 62010202002827号

本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发