RGB频谱分解与融合技术在岩性圈闭勘探中的应用——以珠江口盆地恩平凹陷南部为例

《Frontiers in Earth Science》：Application of RGB spectral decomposition and blending in lithologic trap exploration: a case study of the southern enping sag, pearl river mouth basin

　　

恩平凹陷（Enping Sag）南北斜坡带是油气聚集的有利区。随着勘探的推进，恩平凹陷新近系（Neogene）勘探迫切需要向岩性圈闭（lithologic trap）勘探转型。然而，一个关键挑战在于准确刻画砂岩尖灭线（sandstone pinch-out line）。以恩平凹陷南斜坡带为例，本文尝试利用RGB（红绿蓝三原色）分频融合技术识别砂岩尖灭并半定量预测砂体厚度。通过分析测井砂岩厚度，确定研究区对厚度变化敏感的频段为21 Hz、35 Hz和75 Hz。采用连续小波变换（Continuous Wavelet Transform, CWT）进行频率分解，并在RGB融合属性与井厚度之间建立厚度–颜色映射关系，从而实现半定量表征。利用基于RGB属性的高分辨率地层切片（stratal slice）结合砂泥岩综合分析，对岩性圈闭进行系统搜索。在HJ640层段识别出一个有利砂体——恩平18D（Enping 18D）。该砂体表现出良好的油气聚集条件，可作为勘探评价的候选目标。

**基于RGB频谱分解与融合技术的岩性圈闭识别方法研究——以珠江口盆地恩平凹陷南部为例**

**一、研究背景与科学问题**

珠江口盆地（Pearl River Mouth Basin）恩平凹陷（Enping Sag）是已证实的富烃凹陷，其已发现油气资源中超过90%赋存于珠江组（Zhujiang Formation）及以上中浅层，且主要位于构造圈闭（structural trap）之中。随着勘探程度不断加深，恩平凹陷新近系（Neogene）构造圈闭日益稀缺，亟需寻找新的储量接替领域，岩性圈闭（lithologic trap）勘探因此成为当前该区域油气资源勘探的重要战略方向之一。恩平凹陷北部隆起带与南部缓坡带的珠江组和韩江组（Hanjiang Formation）处于三角洲前缘（delta front）沉积环境，目标层位埋藏较浅，具备岩性圈闭发育的有利条件。

然而，目前存在以下关键问题：第一，前人研究多集中于恩平凹陷新近系油气运移与聚集规律，针对岩性圈闭发育有利区及目标的研究相对有限，尤其对砂岩尖灭线（sandstone pinch-out line）的精细刻画研究更为匮乏。第二，常规地震属性（seismic attribute）分析虽能定性描述地质体展布范围，但刻画砂岩尖灭线的精度不足；声波阻抗反演（acoustic impedance inversion）和随机反演（stochastic inversion）虽能较精细表征砂体分布乃至厚度，但通常依赖多井控制且耗时较长，在少井区域和岩性圈闭勘探初期阶段存在显著不确定性且经济效率低下；物理驱动工作流（physics-driven workflow）需要输入多种数据交叉验证；深度学习方法则依赖训练样本质量与多样性，否则易产生误判。因此，上述方法均不适用于恩平凹陷南部区域当前大规模岩性目标初步筛选的实际需求。

**二、研究内容与重要意义**

针对上述问题，研究人员以恩平凹陷南部隆起带新近系地层为例，系统探索了RGB（红绿蓝三原色）频谱分解融合技术在岩性圈闭砂体刻画中的应用。通过分析钻井砂岩厚度分布规律，确定了对厚度变化敏感的调谐频率，并采用连续小波变换（Continuous Wavelet Transform, CWT）进行频谱分解，建立RGB融合属性颜色与钻井砂岩厚度之间的映射关系，实现了砂岩厚度的半定量预测。在此基础上，利用RGB属性高分辨率地层切片（stratal slice）结合砂泥岩综合分析，系统搜索岩性圈闭，最终在HJ640层段识别出恩平18D（Enping 18D）有利砂体。该研究成果为少井区域岩性圈闭的快速初步筛选提供了技术路径，若恩平18D钻探成功，将有效推动恩平凹陷南部区域岩性圈闭勘探进程，开辟该区域新的勘探领域。

**三、关键技术方法概要**

研究人员采用的核心技术路径包括：（1）利用-90°相位调整（-90° phase adjustment）处理地震数据体，使砂岩层与地震波谷对应，建立岩性与地震反射界面的可靠关联；（2）对恩平凹陷南部隆起带钻井砂层厚度进行统计分析，依据调谐频率公式Freq = V/(4 × Thickness)确定21 Hz、35 Hz和75 Hz分别为低、中、高频调谐频率；（3）采用连续小波变换（CWT）方法对地震数据进行频率分解，该方法通过母小波（mother wavelet）的平移和伸缩实现信号在时间–尺度域的精准定位，在高频段表现稳定，适合薄层目标识别；（4）选取RMS振幅（RMS Amplitude）属性，按1:2:5的混合比例对三个频率体进行RGB三色融合显示，增强目标砂体的白色高亮响应；（5）对RGB颜色进行数字编码（黑–蓝–青–绿–白–黄序列），通过多井层段RGB颜色–砂岩厚度交会图分析建立线性回归趋势线，拟合优度R²超过87%，实现砂岩厚度半定量预测，并利用盲井验证了预测可靠性；（6）通过RGB融合体极性反转分析（polarity reversal analysis）评估目标砂体围岩泥岩的侧向封堵条件。研究区覆盖500 km²满覆盖三维地震资料，钻井分布不均，目标韩江–珠江组地震主频为41 Hz，有效频带为9–82 Hz。

**四、主要研究结果**

**4.1 -90°相位调整地震剖面**

研究人员将零相位地震数据体与-90°相位调整后的地震数据体进行对比分析。结果表明：在零相位地震数据体中，砂体与地震同相轴之间缺乏明确对应关系，地震极性和振幅均不能有效指示岩性；而在-90°相位调整后的地震剖面上，几乎所有钻井中的砂岩层均对应于地震波谷（黑色），不确定性显著降低。这一相位调整是整个后续工作流程的基础。

**4.2 频谱分解体的优选**

研究人员对恩平凹陷南部隆起带钻井砂岩层厚度分布进行统计分析，识别出10 m、21 m和35 m三个砂岩层集中厚度区间。根据研究区目标层段平均速度3000 m/s，计算得到对应的调谐频率为21 Hz、35 Hz和75 Hz。在此基础上，对四组频率组合进行RGB融合对比测试。结果显示：组合A（10 Hz、20 Hz、35 Hz）频率整体偏低，砂岩集中段虽能呈现亮色响应，但分辨率明显不足；组合D（35 Hz、60 Hz、80 Hz）频率整体偏高，砂岩多呈亮白、亮黄或青色，厚度指示性弱；组合B（15 Hz、35 Hz、55 Hz）与组合C（20 Hz、35 Hz、75 Hz）总体差异不大，但在薄砂岩响应、中等厚度砂岩颜色表现及厚层砂泥岩互层区分度方面，组合C均表现出更优的砂岩厚度及变化响应能力。综合考虑调谐频率对厚度的敏感性，最终确定21 Hz、35 Hz和75 Hz作为RGB融合的频率组分。

**4.3 RGB颜色与砂体厚度的标定**

研究人员利用研究区多口钻井数据进行砂岩厚度与RGB颜色的交会图分析，确定黄–白色代表厚层砂岩，蓝色代表薄层砂岩，绿–青色对应中等厚度砂岩。为进一步进行半定量分析，将颜色按黑–蓝–青–绿–白–黄序列进行数字编码，选取韩江组四段、韩江组六段和珠江组三段分别进行RGB颜色–钻井砂岩厚度交会图分析。结果表明：三个层段均呈现颜色与砂岩厚度之间的线性关系，线性趋势拟合的R²值均超过87%；且随砂岩厚度增大，三个层段的颜色–厚度趋势线愈加趋近，说明该RGB属性对中厚层砂岩具有高度敏感性且不受地层时代影响。半定量预测时，取上、下趋势线拟合结果（计入R²误差效应）作为砂岩厚度预测值范围。在珠江组二段进行的盲井验证表明：深黑色部分准确预测了泥岩，蓝色部分代表薄砂体，青色至白色部分的实际钻井砂岩厚度均落在预测范围之内，验证了该方法对中厚层砂岩半定量预测的参考价值。

**4.4 RGB融合体的极性反转分析**

在明确有利目标砂体厚度与边界的基础上，研究人员通过多频RGB融合极性反转分析确定了上覆泥岩盖层的厚度与分布。通过对RGB融合体进行极性反转处理，在有效识别砂体的前提下可靠预测孤立砂体围岩泥岩的厚度分布，进而结合RGB融合剖面判断目标砂体围岩泥岩能否提供有效的侧向封堵。

**五、讨论与结论**

经小波变换频谱分解与RGB融合获得的地震剖面与原始地震剖面对比显示，原始地震剖面上表现为强波谷的反射在RGB融合地震剖面上呈现为亮白色特征。EP3-1井以西发育多条水下分流河道（subaqueous distributary channel），在地震剖面上表现为强振幅、平行、连续反射地震相，振幅强弱变化处对应河道边界，河道宽度约500 m至3000 m不等。研究人员利用RGB融合属性和RMS振幅属性提取的地层切片，在MFS18.5至SB13.82层段内开展有利目标搜索，识别出HJ640有利岩性目标，该目标主要发育于SB15.97附近的高位体系域（highstand systems tract）内，沉积相包括河流主导的分流河道、孤立河道和废弃河道。在RGB频率融合属性叠合构造图上进一步识别出恩平18D有利目标，该目标呈强振幅椭圆形态，面积2.94 km²，闭合幅度56 m，砂体类型推断为废弃河道砂体。目标区域在RGB切片上呈青色至白色，根据颜色编码回归趋势线预测砂岩厚度为15–20 m。RGB反演显示目标层段围岩为泥岩，穿过18D目标的任意线清晰展示了目标砂体在上倾方向被泥岩有效包裹，表明泥岩可为目标砂体提供侧向封堵。成藏要素风险分析表明，该目标的油气成藏地质成功概率为0.32，具有一定勘探前景。

研究结论表明，RGB频谱分解技术能够有效刻画恩平凹陷EP18D远景构造；然而，该工作流程的精度仍依赖于较强的地震–岩性相关性以及井–震标定（well-seismic calibration）的质量，以解决中间色调（intermediate color）的固有模糊性问题。恩平凹陷南部区域多个含油层段发育水下分流河道沉积微相，若恩平18D远景构造钻探成功，将有效推动该区域岩性圈闭勘探进程。