孫喜天（中石化勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院，山東東營 257015）

井震數(shù)據(jù)聯(lián)合拓頻的可行性分析

孫喜天
（中石化勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院，山東東營 257015）

隨著油氣勘探的深入和技術(shù)的發(fā)展，為了能夠更加精細(xì)解釋地層、構(gòu)造、儲(chǔ)層等地質(zhì)目標(biāo)，對(duì)地震資料的分辨率提出了越來越高的要求。提高地震資料分辨率是地震數(shù)據(jù)處理過程中的關(guān)鍵。為此，我們有必要研究能否利用地面地震和井間地震各自在橫縱向分辨率方面的優(yōu)勢，通過運(yùn)用井震聯(lián)合拓頻技術(shù)，來提高地面地震的分辨率。

地面地震 井間地震 聯(lián)合拓頻

1　前言

從“六五”開始，我國就把提高地震勘探的分辨率列入科技攻關(guān)項(xiàng)目，提高地震勘探的分辨率已成為一項(xiàng)長期的科學(xué)研究課題，它受到多學(xué)科技術(shù)發(fā)展水平的制約，只有依托相關(guān)學(xué)科的技術(shù)發(fā)展，才會(huì)促進(jìn)地震勘探技術(shù)自身的發(fā)展。就專業(yè)本身而言，它又與數(shù)據(jù)采集、處理、解釋有著緊密的聯(lián)系，是一項(xiàng)復(fù)雜系統(tǒng)工程。經(jīng)過三十多年的艱苦努力，地震勘探的分辨率有了顯著的提高，得到了一批有意義的成果［1］。但是，現(xiàn)今地震勘探的分辨率仍然滿足不了精細(xì)地質(zhì)解釋的要求，特別是在油田開發(fā)方面，其矛盾顯得尤為突出。

傳統(tǒng)的聯(lián)合拓頻僅使用測井資料作為單一的約束條件。油田進(jìn)入開發(fā)后期，采集了越來越多的井間地震資料，井間地震具有較高的縱向分辨率，其分辨率接近測井?dāng)?shù)據(jù)的分辨率，且其觀測范圍從某一井點(diǎn)拓展到了兩口井之間的連線；地面地震資料的優(yōu)勢在于具有較高的橫向連續(xù)性，有利于刻畫大的地質(zhì)構(gòu)造；但其縱向分辨率不能滿足日益精細(xì)的地震勘探的要求。因此有必要研究如何將兩種數(shù)據(jù)有機(jī)結(jié)合，形成一個(gè)既具有較高縱向分辨率，又具有較高橫向分辨率的地震數(shù)據(jù)體。這對(duì)于處于開發(fā)后期的東部油田摸清剩余油分布規(guī)律，增儲(chǔ)上產(chǎn)具有重要的作用和全新的意義。

2　井間地震資料的特點(diǎn)

井間地震和常規(guī)地震相比，由于將震源和檢波器都置于井中，可以較好地避開衰減嚴(yán)重、非均質(zhì)性嚴(yán)重的近地表低速帶的影響，盡量接近目的層或者直接布置在目的層上，地震波可以直接穿越兩井之間的目標(biāo)層，減少了不必要的衰減，提高了地震數(shù)據(jù)的頻率成分，并可以記錄隱含地質(zhì)信息的直達(dá)波等各種有效波，信噪比甚至可以高出幾個(gè)數(shù)量級(jí)。井間地震資料的分辨率介于地面地震和測井資料之間，通過井間地震資料，依賴于井的精細(xì)標(biāo)定和向外擴(kuò)展，可以對(duì)地面地震資料進(jìn)行比較精細(xì)的構(gòu)造解釋，提高了地震資料層位標(biāo)定的精度。一般情況下，在500m井間距離下的砂巖地層中，頻率可達(dá)到150Hz～300Hz，具有較高的地震分辨率，這為描述儲(chǔ)層性質(zhì)，進(jìn)行油藏精細(xì)研究提供了準(zhǔn)確的第一性資料。

井間地震資料與地面地震和VSP資料同為地下介質(zhì)的波場信息響應(yīng)載體，反映的是地下介質(zhì)的地質(zhì)特點(diǎn)，地面地震和VSP成像資料解釋的方法技術(shù)在井間地震資料解釋中依然適用。由于井間地震成像結(jié)果的分辨率接近于測井資料，相對(duì)于地面地震及VSP資料來說，井間地震資料更便于結(jié)合測井資料對(duì)地質(zhì)構(gòu)造、巖性、沉積、流體等儲(chǔ)層解釋結(jié)果進(jìn)行約束，更便于結(jié)合測井資料的地質(zhì)解釋方法進(jìn)行井間地質(zhì)解釋工作，從而更易于把測井資料精確解釋的結(jié)果從單井拓展到井間［2、3、4］。

井間地震成果資料豐富，可利用的波場信息多。圖1是井間地震波場類型及成像技術(shù)示意圖［2］。

通過實(shí)際井間地震資料的系統(tǒng)分析，我們認(rèn)為井間地震具有與地面地震及VSP技術(shù)明顯不同的特點(diǎn)，主要有［5］：（1）波場復(fù)雜。豐富復(fù)雜的井間地震波場是一柄雙刃劍，一方面，各種波場相互疊置形成干擾，應(yīng)用常規(guī)的方法難以區(qū)分。另一方面，多種波場的存在又增加了井間地震技術(shù)的用途。（2）管波發(fā)育，且能量較強(qiáng)。井間地震的管波與測井中的單井管波不同，它是一種由沿井筒傳播的波與沿地層傳播的波組合而成的波，其主要特征與直達(dá)波以及一次反射波等有效波至存在明顯差異。（3）反射角度大。井間地震的反射波屬于大角度反射波，一般反射角均在15°以上，但多數(shù)情況下，反射都落在臨界角以內(nèi)，可以正確成像。（4）頻率極高。一般可達(dá)到地面地震資料分辨率的10倍左右，主頻高達(dá)300～400 Hz，具有很高的分辨率。但高頻也給資料處理帶來困難，主要是要求處理的精度大幅度提高。但只要處理得當(dāng)，完全可以獲得正確的有效反射波場信息。

井間地震技術(shù)作為一項(xiàng)特高分辨率的勘探技術(shù)，在油氣開發(fā)與生產(chǎn)中將發(fā)揮越來越重要的作用。從方法技術(shù)的角度看，正是由于井間地震技術(shù)的出現(xiàn)，才使得原本斷裂的方法技術(shù)鏈條得以完整，進(jìn)而使我們能夠獲得具有連續(xù)分辨率的地球物理資料，達(dá)到完整地研究地下不同尺度的地質(zhì)目標(biāo)的目的。

當(dāng)然，它也有著自身的一些局限，主要表現(xiàn)在探測范圍有限，僅僅能夠獲得2口井之間的二維信息。這對(duì)于注重橫向預(yù)測和整體空間研究的油藏而言，無疑難以滿足要求。但是，與測井相比，井間地震無疑大大增加了探測空間，實(shí)際資料也說明，井間地震技術(shù)已經(jīng)將接近測井記錄分辨率的地震成像拓展到了井間。

圖1　井間地震波場類型及成像技術(shù)［2］

實(shí)際應(yīng)用表明，利用高精度的井間地震成像資料，能夠更加精細(xì)地描述儲(chǔ)層/油藏的構(gòu)造和沉積特征、儲(chǔ)層/油藏的橫向變化及連通性、檢測油氣與裂縫、監(jiān)測驅(qū)油后的油氣分布、尋找漏失油層、指導(dǎo)油氣開發(fā)動(dòng)態(tài)管理、提高采收率等等。井間地震資料主頻、頻帶寬度隨目的層的埋深、巖性、流體性質(zhì)的變化而變化。一般來說，目的層埋深大、巖石結(jié)構(gòu)致密、層速度高，井間地震資料的頻帶范圍寬、主頻高；目的層埋深淺、巖石結(jié)構(gòu)疏松、層速度低，井間地震資料的頻帶范圍窄、主頻低。資料分析結(jié)果表明：墾71區(qū)塊目的層埋深1100-1750 m，時(shí)間域的井間地震資料頻帶為8～180 Hz，主頻為60～70Hz；常規(guī)地震（目標(biāo)處理后）資料的頻帶為8～80 Hz，主頻為30～40 Hz；羅家地區(qū)目的層埋深2500～3000m，井間地震資料時(shí)間域頻帶范圍30～600Hz、主頻220Hz；埕913-1—913-7—913-6井目的層埋深1600～2200m，井間地震資料時(shí)間域頻譜范圍30～500Hz、主頻180Hz［6，7］。

3　聯(lián)合拓頻的可行性分析

在拓頻技術(shù)研究中，并不是頻寬越大越好，李慶忠院士曾指出：分辨率和頻寬成正比這句話雖然不錯(cuò)，但是不能光看頻寬數(shù)值愈大愈好，還要注意不要丟掉低頻成分。那種丟掉低頻成分的、表面上看來主頻較高的分辨率是假分辨率［8］。

井間地震和地面地震是不同的地球物理觀測手段對(duì)同一地球物理場觀測，各有優(yōu)勢，又相互印證，通過不同的觀測系統(tǒng)得到的不同尺度數(shù)據(jù)，這也是進(jìn)行聯(lián)合拓頻的基本條件，正因?yàn)橛^測系統(tǒng)的尺度存在差異，所以可以利用具有較大頻寬的數(shù)據(jù)對(duì)較低分辨率的數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償和拓展。

聯(lián)合拓頻不是無米之炊，三維地震資料的質(zhì)量是井地聯(lián)合拓頻的關(guān)鍵。要研究原始地震資料的質(zhì)量，看原始地震資料能否達(dá)到聯(lián)合拓頻的要求，時(shí)頻分析是一個(gè)十分必要的工具。時(shí)頻分析技術(shù)可以用來分析地面三維地震資料和井間地震資料的頻帶分布情況，看其頻帶重合程度是否滿足聯(lián)合拓頻的基本要求，以及分析兩種資料的高頻段是有效信號(hào)還是噪聲。聯(lián)合拓頻的的地震數(shù)據(jù)資料必須有一定的頻帶重合，有重疊，拓頻處理存在基礎(chǔ)；沒有重疊，拓頻結(jié)果不可靠，拓頻可能不成功。

原始資料的質(zhì)量主要有兩個(gè)方面的內(nèi)容：一方面，原始地震資料必須具有一定的信噪比；另一方面，原始資料必須含有研究目標(biāo)頻帶的頻率成分。信噪比太低，對(duì)聯(lián)合拓頻是不利的，因?yàn)榈卣饠?shù)據(jù)的噪音在處理過程中往往會(huì)被放大。原始資料中是否含有目標(biāo)頻帶的頻率成分是聯(lián)合拓頻的關(guān)鍵，如果原始資料為一窄頻帶帶通地震記錄，根本就不含有任何高頻成分，無論采用何種聯(lián)合拓頻方法獲得的高頻成分都是不可靠的。使用時(shí)頻分析技術(shù)，研究原始地震資料能量的頻率展布及各級(jí)別、各類型層序體顯示情況和特點(diǎn)，確定待補(bǔ)償?shù)念l率成分，并討論實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償?shù)目赡苄?。決定頻帶補(bǔ)償可能性的關(guān)鍵是層序體地震響應(yīng)頻帶內(nèi)的信噪比，如果需要補(bǔ)償?shù)念l帶內(nèi)含有的微弱能量顯示為有效能量，那么頻帶補(bǔ)償是可行的；如果原始資料中需要補(bǔ)償?shù)念l帶內(nèi)的能量為噪音，那么這種地震資料用于聯(lián)合拓頻，很難取得效果。

4　結(jié)語

通過對(duì)井震聯(lián)合拓頻的可行性分析，可知地面地震和井間地震是兩種不同的地球物理觀測手段，各有優(yōu)勢，通過聯(lián)合拓頻將兩種資料有機(jī)結(jié)合，可以獲得縱向上具有高分辨率，橫向連續(xù)性較好的地球物理資料；而且，地面地震與井間地震等不同地球物理觀測手段對(duì)同一地球物理場觀測，各有優(yōu)勢，又相互印證，多種資料可以有機(jī)結(jié)合，提高對(duì)地下地質(zhì)體。

［1］熊翥.我國物探技術(shù)的進(jìn)步及展望［J］.石油地球物理勘探，2004，39 （3）：354-358.

［2］唐金良，曹輝，郭全仕，等.井間地震資料解釋方法技術(shù)及其應(yīng)用［J］.石油物探，2006，45（6）：624-629.

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［4］陳世軍，周建宇，王延光，等.井間地震技術(shù)在樊124井區(qū)的應(yīng)用［J］.石油物探，2003，42（3）：369-373.

［5］曹輝，郭全仕，唐金良.井間地震資料特點(diǎn)分析［J］.勘探地球物理進(jìn)展，2006，29（5）：312-317.

［6］李九生，夏吉莊，喬玉雷.井間地震資料解釋方法初探［J］.油氣地球物理，2005，3（2）：27-30.

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［8］李慶忠.走向精確勘探的道路［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1993.