劉尚軍，韓博，鐘學(xué)彬　(中石化西北油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆 烏魯木齊 830011)

子波分解技術(shù)在SN三維工區(qū)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

劉尚軍，韓博，鐘學(xué)彬(中石化西北油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆 烏魯木齊 830011)

[摘要]SN三維地震工區(qū)奧陶系一間房組呈鐵板狀強(qiáng)反射，常規(guī)反射結(jié)構(gòu)分析及屬性提取不能分辨出儲(chǔ)層。利用子波分解技術(shù)，先將原始地震道分解成若干不同頻率的子波，再與實(shí)鉆儲(chǔ)層的主頻相結(jié)合，選取有利頻率進(jìn)行波形重構(gòu)；然后將重構(gòu)體分解成若干個(gè)不同波形的分量，分析不同分量對(duì)儲(chǔ)層的響應(yīng)敏感程度及平面展布情況，總結(jié)儲(chǔ)層發(fā)育規(guī)律，并將其與正演模型對(duì)比分析，驗(yàn)證其可靠性；最后，再結(jié)合頻率衰減預(yù)測(cè)含油氣情況，綜合預(yù)測(cè)有利區(qū)帶。研究發(fā)現(xiàn)，地震反射層之間的波形分解二分量對(duì)儲(chǔ)層響應(yīng)效果較好，二分量剖面上極性反轉(zhuǎn)、弱振幅對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)層發(fā)育，且含油氣檢測(cè)顯示在SN4號(hào)斷裂帶附近呈現(xiàn)異常，為有利勘探區(qū)帶。

[關(guān)鍵詞]子波分解；重構(gòu)；二分量；頻率衰減

SN三維工區(qū)位于塔中1號(hào)斷裂帶下盤，主要勘探目的層系為奧陶系內(nèi)幕碳酸鹽巖儲(chǔ)層，自上而下包括一間房組(O1yj)、鷹山組(O1ys)、蓬萊壩組(O1pl)。其中O1pl儲(chǔ)層特征為串珠狀強(qiáng)反射，剖面上易于識(shí)別；O1ys為串珠和強(qiáng)振幅反射，強(qiáng)振幅變化率與儲(chǔ)層具有匹配關(guān)系；而O1yj在剖面上呈半峰一谷的強(qiáng)鐵板狀反射結(jié)構(gòu)，強(qiáng)反射掩蓋了O1yj的反射特征，利用常規(guī)剖面不能有效進(jìn)行儲(chǔ)層預(yù)測(cè)。針對(duì)該情況，筆者采用子波分解與重構(gòu)技術(shù)，力求預(yù)測(cè)有利儲(chǔ)層。

1子波分解與重構(gòu)造原理

在地震資料常規(guī)處理和解釋中，地震道的基本模型是褶積模型，即一個(gè)地震道可以表示為一個(gè)地震子波與地層反射系數(shù)序列的褶積：

S(t)=W(t)*R(t)+N(t)

式中：S(t)為地震道；W(t)為地震子波；R(t)為反射系數(shù)序列函數(shù)；N(t)為噪聲;t為時(shí)間。

不同物理特性的地層，含油氣儲(chǔ)層與不含油氣儲(chǔ)層的地震響應(yīng)不同，地震子波在穿過不同地層時(shí)所受到的改造也不同，其形狀會(huì)發(fā)生不同的變化。因此，基于單一地震子波的褶積模型對(duì)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)及含油氣檢測(cè)存在局限性。

多子波地震道分解與重構(gòu)技術(shù)利用數(shù)學(xué)方法，將每一地震道分解成多個(gè)不同形狀、不同頻率的地震子波，根據(jù)已知含油氣或儲(chǔ)層的子波特征，對(duì)地震道進(jìn)行重構(gòu)，找出規(guī)律變化，利用重構(gòu)后的頻率、振幅及波形特征進(jìn)行儲(chǔ)層及含油氣性預(yù)測(cè)。

2儲(chǔ)層和含油氣預(yù)測(cè)方法

2.1預(yù)測(cè)流程

圖1　子波分解重構(gòu)技術(shù)預(yù)測(cè)有利區(qū)帶流程圖

子波分解與重構(gòu)的核心技術(shù)為多子波地震道分解與重構(gòu)、多子波數(shù)據(jù)體的波形分解和多子波的頻譜及頻譜衰減分析，預(yù)測(cè)有利區(qū)帶的具體流程見圖1。

2.2重構(gòu)地震道

不同的地層及含油氣性具有不同的地震響應(yīng)特征，但地層變化都有一定的連續(xù)性，在一定范圍內(nèi)其地球物理響應(yīng)特征是類似的。根據(jù)已鉆井的儲(chǔ)層資料，選取與儲(chǔ)層變化相關(guān)的子波，去掉與儲(chǔ)層變化和分布沒有直接關(guān)系的子波，重構(gòu)合成新的地震數(shù)據(jù)體，能最大程度地反映儲(chǔ)層變化。

通過對(duì)SN5井鉆遇的O1yj儲(chǔ)層段進(jìn)行標(biāo)定后，選取對(duì)應(yīng)時(shí)窗分析主頻，結(jié)合工區(qū)其他鉆井資料分析認(rèn)為，儲(chǔ)層段響應(yīng)主頻為10～25Hz。利用該頻率來進(jìn)行子波的重構(gòu)，合成目的層的新數(shù)據(jù)體。圖2是研究區(qū)的子波重構(gòu)前、后的剖面對(duì)比圖，可以看見，雖然總體變化不大，但重構(gòu)剖面對(duì)斷層刻畫更加清晰，更能反映構(gòu)造特征，重構(gòu)數(shù)據(jù)更可靠。

2.3波形分解與屬性分析

地震體積分解是一種提取線性相似地震波形狀的分解與合成方法。它把輸入地震數(shù)據(jù)段分解成若干個(gè)分量。第1分量的波形代表在所有輸入的地震數(shù)據(jù)段中具有最大共性、最大能量的波形；第2分量是去掉第1分量后的地震數(shù)據(jù)段中具有最大共性、最大能量的波形；以此類推。一般高階分量很少有共性，大多為噪聲。

圖2　研究區(qū)子波重構(gòu)前(a)、后(b)的剖面對(duì)比

圖3　研究區(qū)波形分解第1分量　　　　　　　圖4　研究區(qū)波形分解平面振幅屬性

2.4頻譜及頻譜衰減分析

地震波在穿過不同地層或含油氣層和非油氣層時(shí)，其頻率成份的衰減不同。因此，頻譜特征和頻譜衰減的橫向變化可以作為預(yù)測(cè)儲(chǔ)層及含油氣性的有效手段。

在目的層之上和之下各取一個(gè)窗口，分別計(jì)算其頻譜并歸一化，然后用計(jì)算的上邊頻譜減去下邊頻譜，其結(jié)果定義為頻譜衰減。頻譜衰減能反映地震信號(hào)穿過目的層時(shí)的頻譜變化。如圖5、6所示，在上方低頻部分出現(xiàn)波谷(負(fù)值)，反映地震信號(hào)在穿過低頻能量時(shí)得到補(bǔ)償，而在下方高頻部分出現(xiàn)波峰(正值)則反映地震波在穿過目的層時(shí)高頻成分相對(duì)減小，可能為含油氣層分布。

圖5　頻率衰減原理圖　　　　　　　　　　　　　 圖6　SN三維地震工區(qū)過井剖面頻率衰減圖

3應(yīng)用分析

3.1儲(chǔ)層預(yù)測(cè)

圖8　過SN1井、SN4井、SN5井與波形分解第2分量數(shù)據(jù)體剖面圖

圖9　重構(gòu)數(shù)據(jù)體平均振幅屬性　　　　　　　圖波形分解第2分量平面振幅屬性

3.2正演結(jié)果對(duì)比

圖11　不同孔洞率正演剖面

3.3含油氣檢測(cè)情況

4結(jié)論

圖12　研究區(qū)O1yj頻率衰減梯度平面屬性

1)通過子波分解技術(shù)能對(duì)強(qiáng)鐵板反射的波形進(jìn)行分解，尋找有利儲(chǔ)層帶。

2)子波分解后，利用波形特征、分量屬性及頻率衰減特征，能進(jìn)行儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和含油氣檢測(cè)，圈定有利區(qū)帶。

3)子波分解的關(guān)鍵是選擇與儲(chǔ)層匹配的頻率進(jìn)行重構(gòu)，而含油氣檢測(cè)的關(guān)鍵是選擇頻率衰減的時(shí)窗。

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[編輯]龔丹

[引著格式]劉尚軍，韓博，鐘學(xué)彬.子波分解技術(shù)在SN三維工區(qū)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版) ,2015,12(11):25～29.

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

[文章編號(hào)]1673-1409(2015)11-0025-05

[中圖分類號(hào)]P631.44

[作者簡(jiǎn)介]劉尚軍(1986-)，男，助理工程師，現(xiàn)主要從事油氣勘探技術(shù)研究工作，lsj9254@126.com。

[收稿日期]2015-01-21