1. 区域概况
研究区构造位置位于郭局子洼陷、四扣洼陷和义东断裂带上，义东大断裂斜穿整个工区，北部延伸到埕子口凸起。地下断裂系统发育，构造极为复杂，油气极为丰富。整体构造特点是西高东低，北部抬起。
1.1. 勘探现状
义东断裂带是目前评价成藏最为有利的地区之一，分别发现中古生界潜山、上第三系地层超覆、沙四灰岩等油藏类型，找到了义北、义东家等油田。与义东断裂带紧邻的四扣洼陷油源丰富，四扣洼陷烃源岩最大埋深4300 m，地层最厚达1000 m，具有极好的生烃条件，义东、义南断层主要活动期为Ed-Es4 + Ek，Ng组继续活动有利于油气运移。存在中古生界潜山，特别在义东、义南二台阶存在Art潜山，其上覆为寒武系页岩做盖层，盖层好，经过多期构造运动，本区潜山形成了北西–北西西向和近东西–北东–北北东向两组裂缝系统，交汇成网状裂缝，靠近喜山期大断层附近裂缝发育。
义东2013三维工区位于义东断裂带处，以沙三段沙四段为主要目的层，完成义东油田义东断裂带沙三段、沙四段叠前深度偏移目标处理，处理满覆盖面积共276 km2。主要攻关内容包括开展叠前保幅去噪提高信噪比处理、一致性处理、提高分辨率处理叠前深度偏移成像处理。通过新老资料对比，义东叠前深度偏移2023有较大改进：义东断层归位更准确，成像更清楚，断点清晰，地层接触关系更明确，砂砾岩体期次清晰。
1.2. 主要问题
近年来，采用义东高精度三维，围绕断裂带精细构造解释和滚动评价，取得良好成效，部署实施滚评井29口，实施新区方案9个，建成产能6.6万吨。近两年针对深层沙三段、沙四段岩性油藏钻探单井获得成功，但未实现区带建产，主要问题之一是断裂系统复杂，小断层特征不明显，难以有效识别，复杂断裂带成像问题制约了研究区断裂组合梳理，因此需要进一步强化断层成像处理，进一步通过断裂组合关系重新梳理，精细落实分层微构造特点。
2. 义东断裂带构造、断裂体系精细描述
义东断裂带处于义和庄凸起和四扣洼陷的交界处，是一条长期继承性活动的二级大断层，断距达5000 m以上[1]，是由NE向义东主断层与近EW向次级断层控制形成的复杂构造带。义东断层向南与义南断层相交，向北东倾伏于四扣洼陷北部，层两盘地层差异很大，上升盘缺失大段地层，成为隆起区，下降盘沉积了巨厚沉积物，成为洼陷区。义东断裂带具有切割深度大、活动历史长、古近系地层剥蚀严重、基底滑脱面起伏较大等特征，其断层活动特点、性质以及断层间的关系一直存在争议[2]。本文针对义东断层的组合和下降盘主要标志层和目的层开展研究工作，为后续储层预测以及开发目标优选奠定基础。
2.1. 井震联合的构造精细描述
义东断裂带在中生界、孔店组–沙四段沉积期属于发育雏形期，这个阶段断裂活动并不强烈，是义东断裂带基本形态形成期。断裂带在经历了孔店组和沙四段沉积期相对缓慢的发育之后进入快速发展阶段，即断裂活跃期，对应着沙三段–沙一段沉积期。此时义东断裂带断层活动强度大幅提升，强烈的构造活动也伴随着剧烈的剥蚀作用。义东断裂带在沙一段–东营组沉积期整体活动强度与之前相比有所减弱，到馆陶组沉积期后进入消亡阶段，义东断层的活动趋于停滞，断裂带末端形成负花状构造特征，义东断层伴生多条断层发育(图1)。
Figure 1. Yidong fault activity rate map
图1. 义东断层活动速率图
基于义东断裂带的复杂，在该区已钻探井认识基础上，开展精细合成标定，通过地层对比，明确义东断裂发育特征，建立区带构造组合样式，实现构造精细描述。
2.1.1. 断裂带地层落实
义东地区自下而上发育太古界、古生界、中生界、古近系沙河街组和东营组、新近系馆陶组和明化镇组及第四系，断层两盘地层差异很大，上升盘缺失大段地层，成为隆起区，下降盘沉积了巨厚沉积物，成为洼陷区。因此正确落实义东断层上升盘残余地层以及下降盘巨厚沉积物的地层特征是解决断裂带复杂构造描述的前提。
义东断层上升盘南部凸起区残存地层少，北部洼陷带地层发育完整，和下降盘四扣洼陷以及渤南洼陷地层区带可对比。整体来看，义东断层形成初期沙四段地层分布范围较广，沙三段沉积时期进入断裂活动区，义东断裂带断层活动强度大幅提升，断裂带洼陷带均形成巨厚超覆地层，层层向高部位凸起超覆。具体表现为上升盘地层超覆带分布范围大，逐层向高部位凸起超覆，而下降盘地层超覆带环义东断层分布，超覆带变化块，以地层断超为主，且断阶地层差异大，沙三段早期地层以洼陷带为主，高台阶地层主要分布沙三段中上亚段地层。总体看来沙三、沙四段地层均存在明显的地层超覆特征，且存在沙三地层超覆明显沙四地层之上的现象，这为义东断裂带台阶断超发育以及高台阶沙四段地层存在而沙三段地层缺失的现象提供解释和依据，也为沙四段储层接受沙三段油气充注成藏提供“便捷”。
2.1.2. 井震联合的断裂优化解释
义东断裂带系统复杂，既有控盆断层义东断层发育，还有伴随义东断层发育的一系列断层次级断层，伴生的断阶带很窄而且断层活动表现出明显的分期性。地震剖面上义东裂带反射杂乱，断面不清楚，存在破碎带，影响断层识别[3]。本文以新的地震目标处理资料为基础，以钻井为约束，井震联合开展义东断裂带断层优化解释，重点刻画义东断裂带台阶断层。
1) 典型井地震合成记录标定
根据研究区的实际情况，从岩电震响应分析入手，分析了各口井的岩电响应特征，进而对各口井进行时深标定，井震波组关系对应较好，为后面标志层系的追踪和边界断层落实奠定基础。
Figure 2. YD301 well (left), YD302 well (right), Yidong 2023 target processing 3D synthesis record calibration
图2. YD301井(左)、YD302 (右)井义东2023目标处理三维合成记录标定
Figure 3. YSH6 well (left), YD25 well (right), Yidong 2023 target processing 3D synthesis record calibration
图3. YSH6井(左)、YD25井(右)义东2023目标处理三维合成记录标定
Figure 4. YSH7 well (left), YD261 well (right), Yidong 2023 target processing 3D synthesis record calibration
图4. YSH7 (左)、YD261 (右)井义东2023目标处理三维合成记录标定
从合成记录结果上看，沙三段、沙四段界线存在较大的差异(图2~4)，多数为连续中强反射，但偶有弱反射特征的断点反射(YS7)和砂岩顶面的中弱连续反射(YD261)。
2) 边界断层及台阶断层联合解释
在单井合成记录标定基础上，连井合成记录标定结合地层分布特征，以边界断层解释为主，联动台阶断层识别以及区带标准反射层解释，实现义东断裂整体优化解释。
义东断裂带南端义东断层断面产状整体陡直，义东断层断面相对清晰，尤其中浅层断面特征明显。伴随着义东断层活动，下降盘发育多条伴生断层，整体形成3个台阶，3号台阶断层为同沉积的老断层，台阶之上以纯灰岩发育为主，沙三段早期地层均超覆在该断层之上(图5)。
Figure 5. Yidong 2023 target processing 3D YD301-ZHAN11 well north-south seismic profile
图5. 义东2023目标处理三维YD301-ZHAN11井南北向地震剖面
义东断裂带中段，义东断层产状馆陶组段开始变缓，但整体仍为陡直产状，义东断层断面相对清晰，断裂带同样发育3条主要台阶断层，3号台阶断层同南部一样为同沉积的老断层，但断层断距较大，约300 m，沙三段早期地层均超覆在该断层之上。中段继续向北，义东断层顶部产状变缓，3号同沉积断层断距变小，但2号断层断距变大，断距达500 m左右。分析中段南北高台阶义深3井和低台阶义深1沙四段地层，2号台阶断层也是早期伴随义东断层发育断层，沙三段早期地层仍具有明显的断超特征。
义东断裂带北段，义东主支断层产状平缓、产生义东断层分支断层，台阶断层断距较小，沙四段地层差距不大，沙三段地层整体超覆义东断层和沙四段地层。义东断层及其伴生断层均具有向北活动减弱特征。
3) 构造解释方案多方法落实
通过三维解释技术，快速寻找地质目标、快速准确的全三维解释、直观展示构造和储层特征、快速准确地做出决策。利用地震体与相干属性体的立体结合，全方位落实复杂构造。在联合解释过程中，利用相干、曲率体等开展平面落实，如利用相干可以突出局部的台阶断层。而利用断层聚焦可以清晰的了解某一深度的断层位置。
通过研究发现，义东断裂带是以义东断层活动以及其活动的伴生断层为主形成，义东断层及其伴生断层呈近平行状发育，伴生断层多活动在沙四段及沙三段早期。义东断层断面相对陡峭，北段断层开始变缓，整个义东断裂带活动由南向北呈减弱趋势，义东断层及其伴生断层活动也是南强北弱，但持续发育，但自身以及形成的台阶规模具有差异。这种台阶式地层分布模式影响于扇体的入湖沉积规模，但有利于高阶地发育稳定的湖相灰岩沉积。
2.2. 义东断裂带平面分布特征
构造圈闭中断层起着至关重要的作用，断层既可以形成各种成矿流体、地下流水的通道，又可以构成各种障蔽而成为油气储藏的圈闭，还能使本来简单有序的地层复杂化，因此越是接近真实地下真实构造描述对区带研究、评价越为有利。
目前断层识别技术主要集中在基于地震属性的断层识别方法，包括一些对断层较为敏感的沿层属性或体属性，如相干属性、方差属性、曲率属性等；期 = 其次是断层的自动追踪与解释方法，如蚂蚁追踪算法、BP神经网络以及AFE方法等；以及一些基于图像处理技术的断层识别方法，如边缘检测技术、三色混频技术等．目前较为常用的断层识别技术有剖面识别、相干体技术、方差体技术、蚂蚁追踪技术等。曲率属性是近年来非常流行的一种断层识别方法，兼具较高的抗噪性和较好的三维可视化解释功能。
2.2.1. 曲率属性刻画断层
在地震属性中，曲率属性描述的是地震反射面的几何变化，曲率的发散向量与背斜有关，收敛向量与向斜有关，而平行向量与平坦层面(零曲率)有关，其与地震反射体的弯曲程度相对应，其对褶皱和断层的反应敏感，是用于寻找地质体构造特征的有效手段[4]。
Lisle在1994年首次将曲率应用到地质构造研究领域，Robert (2001)对二维曲率属性进行了系统的分类并给出了每种曲率的计算公式[5]，Al-Dossary和Marfurt (2006)基于Roberts研究，提出三维空间的体曲率，赋予了曲率属性实际的地质含义[6]。基于二维空间的曲面曲率和基于三维空间的体曲率都对断层有着较好的识别效果。国内外很多学者对体曲率属性的提取进行了研究，Kazmi等(2012)利用连续相位谱的曲率属性对断层进行识别，获得分辨率较高的体曲率属性[7]；Chopra和Marfurt (2013)对振幅曲率属性做出解释，并将其运用在差异压实地质体的解释中；Chen等(2012)将多尺度分解的小波域曲率属性进行了融合[8]；Gao (2013)将梯度曲率属性应用在小断层的精细识别中[9]；印兴耀等(2014)采用离心倾角扫描的方法对曲率属性进行提取，在提高计算效率的基础上降低了噪声对曲率提取的影响[10]；杨国权等(2015)采用不同的网格单元对曲率进行提取，并证明5 × 5网格单元下曲率优于3 × 3网格单元[11]。最大曲率属性切片对断层的刻画情况，可以看出断层的上升盘对应的曲率为正值，同时曲率属性对断层的平面组合也具有一定的指导作用[12]。
曲率属性有助于断层的解释和组合，可以从曲率属性切片上了解断层的平面展布和切割关系，通过浏览切片或曲率属性体掌握断裂系统的空间分布[13]。在地震数据体中由于断层的存在，使地层曲率改变或中断，造成沿断面存在曲率异常。在应用曲率属性进行构造解释时，首先在曲率属性数据体上进行浏览，作小断层以及特殊沉积特征的调查，了解其空间分布；然后，按时间切片、沿层切片或地层切片对断层进行空间解释；最后，检查解释成果的合理性，对曲率数据体及其解释结果进行整体显示并与任意切割显示相结合，认识断层的空间分布及与地质信息的一致性，使解释更加合理、可靠。
2.2.2. 义东断裂带平面特征
根据曲率属性的基本理论，对实际地震资料进行了曲率属性的计算，然后曲率属性沿层切片是从三维数据体中沿着某个解释的层位提取出的，可以用于展示曲率属性的空间分布。由于沿层切片是一个沉积面的重构切片，因此利用它有助于层间微断层的识别[14]。
利用义东2023目标处理三维开展的曲率属性分析，同相干属性相比：平面上二者对断层均能有效刻画，尤其在义东断层平行的台阶断层刻画上二者都能够较好的进行表征但在垂直义东断层方向上的断层刻画偏弱(图6)，但在顺向断层连续性刻画上，相干在局部优于曲率属性，总体对照来看，曲率在中小断层的精细刻画要优于相干属性。沙三后期义东主断层的伴生断层育明显变差，但断层平面上表现为右旋帚状特征和消亡特征明显，义东断裂带北段断层发育情况明显优于中段、南段。
Figure 6. Yidong 2023 target processing 3D T4 coherence map (left), maximum positive curvature map (right)
图6. 义东2023目标处理三维T4相干图(左)、最大正曲率图(右)
义东断裂发育受郯庐断裂走滑活动影响，济阳坳陷发育多条走向与其平行具有走滑性质的NE向断裂带，作为郯庐断裂的次级断裂，义东断裂带走滑构造特征明显[15] [16]。
义东断裂带沙三、沙四段地层均存在明显的地层超覆特征，且存在沙三地层明显超覆沙四地层的特征。NE向义东断层及其伴生断层呈近平行的台阶状发育，与近EW向的调节断层形成棋盘状的台阶断层带，伴生、调节断层多活动在沙四段及沙三段早期。义东断层的伴生断层主要发育为近平行与义东断层的次级小断层(NE向)，受控于义东断层活动强度，不同时期平面构造特征差异较大(图7)。
Figure 7. Yidong 2023 target processing 3D T6 (left) and T4 (right) reflection layer construction map
图7. 义东2023目标处理三维T6 (左)、T4 (右)反射层构造图
在义东断层活动的快速发展阶段，沙三段早期伴生断层发育，主断层NE向展布近20 km，西南端沿NNE方向延伸，北部呈NE向展布，控制整个研究区的构造发育；主断层两侧平行断层规模较大，总体呈NE走向，延伸约6~10 km，连续性差，呈规模的存在两个系列断层，共同形成了近平行义东主断层的阶梯状形成；与主断层近乎垂直相交或斜交的调节断层规模较小，多呈近东西向分布，此类断层数量最多，其发育和活动特征都受控与NE向断层，与主断层的伴生断层共同将主断层分解为棋盘状构造。
沙三段末期与沙三段早期相比，除主断层活动以外，伴生断层以及提交断层均发育较少，主断层仍旧呈NE向展布，在义东261附近也出现明显的消亡。义深3以北与主断层垂直或斜交的调节数量变少，但规模逐渐变大与洼地断层相交形成近东西向的断层将洼陷带切割。
沙三段早期义东断裂相对晚期复杂，台阶断层的发育是义东断裂的主要特征，这些受义东主断层活动影响的伴生断层在各时期的活动性决定该时期的主要储层类型。
3. 结论
对实际地震资料进行曲率属性的计算，有助于层间微断层的识别，有效刻画出了义东2023目标处理三维的断层特征。义东断裂带沙三、沙四段地层均存在明显的地层超覆特征，且存在沙三地层明显超覆沙四地层的特征。NE向义东断层及其伴生断层呈近平行的台阶状发育，与近EW向的调节断层形成棋盘状的台阶断层带，伴生、调节断层多活动在沙四段及沙三段早期。