趙忠華

（中國石油大慶油田勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163712）

松遼盆地中淺層勘探目標為薄互層油氣儲層,多個薄層疊置,單層砂巖厚度一般僅為2～5m,以構(gòu)造—巖性和巖性油氣藏為主[1-2]。依據(jù)長垣油田油層段的地層速度，地震雙程時間1 ms的時差就會導致1.5m的地層厚度差異，現(xiàn)有地震分辨率要準確描述厚度5m以下的砂體形態(tài)存在很大困難。在高分辨率地震資料處理中，剩余靜校正問題越顯突出，已成為處理中制約地震剖面成像質(zhì)量的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。處理不好將破壞地震剖面中的地下構(gòu)造細節(jié)和地層反射波組特征，引起地震道間反射信號不一，降低速度分析的質(zhì)量，進而破壞CDP疊加的子波特征。對于砂泥巖薄互層勘探目標而言,剩余靜校正問題解決的好壞嚴重影響目的層小構(gòu)造的精細刻畫和儲層物性追蹤。

剩余靜校正主要解決空間波長小于一個排列長度的高頻校正量，直接影響疊加剖面的信噪比、垂向分辨率。綜合分析引起剩余靜校正的原因主要有以下幾個方面：1）震源點到基準面之間，不同接收道所對應地震射線在近地表層內(nèi)路徑不同，導致同一炮不同接收道有著不同的野外靜校正量；2）接收點到基準面之間，不同炮所對應地震射線在近地表層內(nèi)路徑不同，導致同一接收點不同炮有著不同的野外靜校正量；3）由于低降速帶界面不明顯，淺、中、深層反射到達地表時在地表層內(nèi)路徑不同，導致了同一地震道不同反射時間有著不同的靜校正量；4）地下構(gòu)造的影響；5）由疊加速度引起的剩余動校正影響。

在長期的地震資料處理中經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)，CDP道集在經(jīng)過靜校正處理之后，各道仍然會存在剩余靜校正量，并且這種剩余靜校正量以高頻分量的形式出現(xiàn)。當進行第一次、第二次地表一致性剩余靜校正之后，地震剖面的品質(zhì)會得到較大的提高，但是當繼續(xù)進行第三次、第四次剩余靜校正迭代時，不再有明顯的效果，無法達到高分辨率處理剩余校正量95%控制在±0.5 ms之內(nèi)的高精度量化要求，所以有必要找到問題的原因，給出解決方案[3-5]。

1 地表一致性剩余靜校正基本原理

地表一致性剩余靜校正模型假設，地震反射時間主要是由地表一致性的炮點、檢波點校正量和構(gòu)造項、剩余動校正量組成。地下某一反射的時間可以表示為四項之和，即：

式中：Si為地震波第i個炮點位置處從炮點到基準面的走時；Rj為地震波在第j個檢波點位置處從檢波點到基準面的延遲時；Gk為第k個CDP位置處地震波從基準面到地下反射點的時移（與地下構(gòu)造有關(guān)）；Mk為第k個CDP位置處具有時間平均的剩余動校正系數(shù)項；X為第i炮、第j個檢波點間的偏移距；i，j，k分別為炮點、檢波點及CDP點的索引。

地表一致性計算的假設為：1）炮點剩余靜校正量為地震波從炮點經(jīng)過近地表到達基準面的走時，即同一炮點具有相同的剩余靜校正量，而與檢波點位置無關(guān)；2）檢波點剩余靜校正量為在某一給定位置的檢波點處，不同炮點的剩余靜校正量相同；3）與構(gòu)造有關(guān)的時間為，由共中心點處，從基準面到地下各反射深度的垂直走時，即該項具有地下一致性，與偏移距無關(guān)；4）與剩余動校正有關(guān)的時間項是由疊加速度的不準確引起的，也被假設為具有地下一致性。該時間項在剩余靜校正中無法解決。

實際處理中由于CDP道集中不同偏移距地震道的波場通過反射層時的路徑不同，上述的炮點和檢波點的地表一致性假設往往不能完全滿足，炮點和檢波點的不均勻分布、彎曲測線、近地表與深層間的橫向速度變化，都會導致對有關(guān)上述地下一致性條件的不滿足。實際上長垣油田高密度工區(qū)的地震資料穿越城市建筑密集區(qū)，工區(qū)地表結(jié)構(gòu)和地質(zhì)條件都非常復雜，雖然地表相對平坦，但低降速層厚度變化大（2～60m），局部發(fā)育低速異常區(qū)，表現(xiàn)為橫向范圍較小（300～600m），分布零散、規(guī)模不一，且速度較低，地表無任何征兆，并且工區(qū)內(nèi)還大量分布著近代小型水域，這些影響的綜合效應使得地表一致性的假設條件不能完全滿足，剩余靜校正問題不能徹底解決。所以在實際處理中，即使把速度分析與地表一致性剩余靜校正組合起來進行重復使用多次，效果仍然不理想，殘余剩余靜校正量仍然存在。

本文針對上述地表一致性剩余靜校正存在的不足，研究了基于低頻模型道的剩余靜校正方法。該方法利用振幅屬性對地震道進行處理，形成振幅包絡道集并構(gòu)建低頻模型道，采用互相關(guān)法求出地震道與模型道間的時移量，在地表一致性剩余靜校正的基礎(chǔ)上，進一步提高剩余靜校正的精度。長垣油田高密度地震資料采集區(qū)地震資料的應用效果表明，該方法能較好地解決剩余靜校正的問題，提高地震剖面的成像品質(zhì)，有助于精細地質(zhì)解釋。

2 基于低頻模型道的剩余靜校正方法

2.1 構(gòu)建低頻模型道

模型道的作用是增強有效信號的統(tǒng)計效應，減小噪聲影響，增強計算的穩(wěn)定性。剩余時差的拾取質(zhì)量很大程度上取決于所建模型道的準確程度。為了提高模型道的可靠性，形成模型道時要進行嚴格的質(zhì)控篩查。構(gòu)建模型道的過程為：1）對CDP道集如圖1a進行帶通濾波，濾出優(yōu)勢頻帶部分進行地震屬性處理（瞬時相位和振幅包絡處理），形成振幅包絡道集圖1b，并通過鄰近CDP疊加形成初始模型道。由于振幅包絡屬性具有低頻特性，能夠控制相關(guān)時移量的穩(wěn)定性，提高相關(guān)的精度。瞬時相位處理可以增強振幅的強度；2）根據(jù)資料的特點確定計算時窗，通常以信噪比較高、連續(xù)可追蹤的標準層作為計算時窗的選擇對象；3）在振幅包絡道集與模型道相關(guān)時（見公式2），應限定允許的最大相關(guān)時移值（一般選擇2～30 ms，在特殊情況下也不應超過80 ms），過大的時移量會產(chǎn)生串相位的現(xiàn)象，給時差拾取帶來困難。但是，如果時移量定義太小，就不能估算出哪些道確實存在較大的剩余時移。因此，對于干擾較強的數(shù)據(jù)，規(guī)定最大允許時移值一般不超過信號的主視周期的一半。當數(shù)據(jù)需要多次使用該剩余靜校正時，最大允許時移值要逐次減??；4）振幅包絡道集與模型道相關(guān)時可以得到最大相關(guān)系數(shù)，在0～1的范圍內(nèi)變化。對所有的時移量進行統(tǒng)計，若相關(guān)系數(shù)較低，說明地震數(shù)據(jù)噪聲較大，需要加大時移量的范圍重新拾??；5）將求出的時移量應用到振幅包絡道集上，迭代上述過程，形成新的模型道，繼續(xù)計算剩余校正量[6-10]。統(tǒng)計最后一次迭代的所有時移量95%以上都控制在±0.5 ms以內(nèi)，此時的模型道為最佳模型道圖1c。

2.2 地震道與模型道互相關(guān)計算時移量

在選定的時窗內(nèi)，使CDP道集中的各道與所形成的模型道進行互相關(guān)，求出剩余靜校正量。令xi為CDP道集內(nèi)第i個地震道，yi為形成的模型道，則地震道與模型道的互相關(guān)公式如下：

式中：rxy（t）為互相關(guān)函數(shù)；t=0，±1，±2，…，±M；M為最大剩余靜校正量；T1、T2為時窗的起始和終了時間；T2-T1為時窗長度。

用公式2編制程序可以求得相關(guān)函數(shù)曲線。相關(guān)函數(shù)曲線的極大值對應的t值便是此道的剩余靜校正量。如果相關(guān)函數(shù)曲線上只有一個峰值，當然就取這個峰值對應的時間t值為剩余靜校正量，如果相關(guān)函數(shù)曲線上出現(xiàn)兩個峰值，則按照以下標準來選擇：

3 應用效果

圖1 模型道的構(gòu)建示意圖Fig.1 Structure sketch of model trace

Inline690線為工區(qū)內(nèi)通過低速異常區(qū)的一條測線。由于低速異常區(qū)的影響造成嚴重的靜校正問題，雖然經(jīng)過了靜校正、地表一致性剩余靜校正處理，但同相軸連續(xù)性仍然較差，由厚低速層吸收衰減引起反射能量減弱，頻率降低，仍然還存在明顯的剩余靜校正問題，但盡管進行了三次地表一致性剩余靜校正，異常區(qū)的成像效果仍然不理想，如圖2a藍色橢圓所示。圖2b為對圖2a數(shù)據(jù)在相同速度場的條件下,利用上述方法在地表一致性剩余靜校正數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，進行處理求取剩余靜校正量的剖面，由圖2b可見,基于低頻模型道求取剩余靜校正量后的疊加結(jié)果的信噪比較圖2a明顯提高,同相軸的連續(xù)性加強，疊加成像也更加清晰。

圖2 地表一致性剩余靜校正與基于低頻模型道的剩余靜校正方法剖面對比Fig.2 Profile contrast of surface-consistent residual statics and residual starics based on low frequency model trace

從剩余靜校正量平面圖（圖3①）上不難看出，第一次地表一致性剩余靜校正之后，校正量在±0.5 ms的只有38%，集中在±1 ms之間的有65%。在此基礎(chǔ)上進行第二次剩余靜校正（圖3②），在平面圖上看效果比較明顯，尤其是邊界部位改善較大，此時剩余校正量在±0.5 ms之間的為68%，集中在±1 ms之間的量有89%。在隨后進行的第三次地表一致性剩余靜校正發(fā)現(xiàn)，效果沒有明顯改善（圖3③），集中在±0.5 ms之間的剩余校正量仍然為68%，即使進行多次速度分析與地表一致性剩余靜校正迭代也達不到滿意效果。長垣油田剩余油精細挖潛研究對地震預測的深度誤差要求是0.1%，顯然，此時的數(shù)據(jù)無法滿足精度要求。圖3④為在三次地表一致性剩余靜校正的基礎(chǔ)上應用基于低頻模型道的剩余靜校正方法的剩余靜校正量平面圖，不論是工區(qū)內(nèi)部還是邊界地區(qū)，剩余靜校正量都明顯減小，此時在±0.5 ms之間的量為96%，集中在±1 ms之間的量接近99%，達到了精細處理中對剩余靜校正量的量化要求，為后續(xù)小構(gòu)造的精細刻畫和儲層物性追蹤奠定了良好基礎(chǔ)[11-12]。

圖3中①是第一次地表一致性剩余靜校正量分布；②是第二次地表一致性剩余靜校正量分布；③是第三次地表一致性剩余靜校正分布；④是基于低頻模型道的剩余靜校正量分布。

圖3 剩余靜校正量平面分布圖Fig.3 Plane profile of residual static correction

從圖4藍色條形框內(nèi)同相軸可見，較單獨使用地表一致性剩余靜校正方法，應用上述基于低頻模型道的剩余靜校正方法處理后，剖面同相軸的連續(xù)性增強，使得層位追蹤和構(gòu)造解釋更加可靠。主要油層組頂面均可追蹤，合成記錄與地震匹配程度高，AVO的振幅特征得到了進一步保持。該項技術(shù)在長垣高密度工區(qū)地震資料處理中得到應用，地震屬性分析見到清晰的河道砂體特征，對井間小斷層、微幅度構(gòu)造研究起到關(guān)鍵作用。

4 結(jié)論

本文以實際勘探生產(chǎn)需求為驅(qū)動，結(jié)合長垣油田地震資料的特點，提出了基于低頻模型道的剩余靜校正方法，在剩余油挖潛研究中見到了良好的應用效果，并取得如下結(jié)論：

圖4 地震處理成果剖面對比Fig.4 Profile contrast of seismic processing results

1）基于低頻模型道的剩余靜校正方法，通過高質(zhì)量模型道的構(gòu)建及多次剩余迭代，較好地解決了地表一致性剩余靜校正后殘余的校正量，增加了高頻成分，提高了低幅度構(gòu)造的成像精度。有利于精細反演和儲層物性研究。

2）在開發(fā)地震剩余油挖潛研究中，基于低頻模型道的剩余靜校正方法可以提高地震資料的成像質(zhì)量，滿足開發(fā)地震對成像精度的要求，有一定的推廣應用價值。

3）基于低頻模型道的剩余靜校正方法在應用中，要結(jié)合實際資料的情況，試驗選擇合適的時移量，以免出現(xiàn)竄相位現(xiàn)象。

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