歐陽(yáng)甜子

(中國(guó)石化中原油田分公司物探研究院，河南鄭州 450000)

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疊前逆時(shí)偏移在普光地區(qū)的應(yīng)用研究

歐陽(yáng)甜子

(中國(guó)石化中原油田分公司物探研究院，河南鄭州 450000)

摘要：普光氣田地表及構(gòu)造雙重復(fù)雜，常規(guī)偏移成像方法存在理論和應(yīng)用限制，對(duì)陡傾反射界面、逆掩構(gòu)造及復(fù)雜斷裂帶無(wú)法準(zhǔn)確成像。為解決復(fù)雜構(gòu)造帶成像問(wèn)題，利用AGT軟件對(duì)普光氣田逆時(shí)偏移成像進(jìn)行了研究。在分析逆時(shí)偏移原理的基礎(chǔ)上，對(duì)逆時(shí)偏移實(shí)施流程及關(guān)鍵參數(shù)選擇進(jìn)行了詳細(xì)論述。實(shí)際應(yīng)用表明，與時(shí)間偏移相比，逆時(shí)偏移斷層歸位準(zhǔn)確，斷面清晰，地層接觸關(guān)系更清楚，對(duì)目的層和基底的成像有一定改善，振幅的保真度較高。成像效果和成像質(zhì)量明顯好于時(shí)間偏移，有效落實(shí)了普光氣田復(fù)雜鹽下高陡構(gòu)造帶的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，改善了嘉陵江組的地震成像效果，對(duì)推動(dòng)復(fù)雜探區(qū)的油氣勘探具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：逆時(shí)偏移；普光氣田；層析反演；速度建模

普光氣田儲(chǔ)層類(lèi)型多，圈閉發(fā)育良好，受多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，地層斷裂扭曲嚴(yán)重，逆掩斷裂帶的存在極大影響了對(duì)地震波地下傳播規(guī)律的認(rèn)識(shí)。在這類(lèi)地表及構(gòu)造雙重復(fù)雜地區(qū)，常規(guī)的偏移成像方法如射線(xiàn)類(lèi)克希霍夫積分偏移方法和單程波偏移方法在不同程度上均存在理論和應(yīng)用限制，對(duì)陡傾反射界面、逆掩構(gòu)造及復(fù)雜斷裂帶無(wú)法進(jìn)行較準(zhǔn)確成像[1]。

相比時(shí)間域成像方法，逆時(shí)偏移[2]能夠很好地解決復(fù)雜構(gòu)造的成像問(wèn)題。逆時(shí)偏移(RTM)是目前地震成像中最好的、成像精度最高的疊前深度偏移方法。其采用的雙程波動(dòng)模擬方法有完整的波動(dòng)理論支持，對(duì)構(gòu)造傾角、地震速度縱橫向變化沒(méi)有任何限制，可對(duì)復(fù)雜的地下地質(zhì)構(gòu)造和陡傾角構(gòu)造準(zhǔn)確成像[3]。

1 方法原理

RTM目前被公認(rèn)為是效果最好的成像技術(shù)[4]，與射線(xiàn)類(lèi)成像方法和單程波成像方法相比，具有成像精度高的優(yōu)點(diǎn)。其使用全波方程，允許地震波沿各個(gè)方向傳播，適用于速度任意變化的模型，可以同時(shí)處理介質(zhì)的縱橫向變速、棱柱波、反射透射波、回轉(zhuǎn)波及多次波等震相，這是傳統(tǒng)單程波偏移方法難以實(shí)現(xiàn)的[5]。本文用高階有限差分方法實(shí)現(xiàn)了炮集資料逆時(shí)波場(chǎng)外推的疊前深度偏移，即疊前逆時(shí)偏移。

1.1 處理流程

本文提出的地震資料疊前逆時(shí)偏移處理流程如圖1所示。

1.2 速度—深度模型建立

相對(duì)于時(shí)間偏移，逆時(shí)偏移對(duì)速度模型的精度更敏感。如果速度模型不準(zhǔn)確,不但逆時(shí)偏移位置不準(zhǔn)確,且成像質(zhì)量遠(yuǎn)不如時(shí)間偏移。因此準(zhǔn)確的速度—深度模型是疊前深度偏移成像的關(guān)鍵[6]。

如果偏移速度與真實(shí)速度有偏差，共反射點(diǎn)(CRP)道集會(huì)不平，速度過(guò)大時(shí)向下拉伸，速度過(guò)小則向上拉伸。層析成像根據(jù)剩余速度全局修正速度模型。速度模型修正后，一些短波場(chǎng)的速度誤差得到調(diào)整，獲得更適合疊前深度偏移的速度模型[7]。

1.3 逆時(shí)偏移原理

疊前逆時(shí)偏移的工作是對(duì)波場(chǎng)進(jìn)行延拓和成像分析，具體分為如下3個(gè)階段。

(1)正演計(jì)算：首先要完成一次波動(dòng)方程正演計(jì)算，計(jì)算震源激發(fā)的振動(dòng)沿時(shí)間軸正向傳播的波場(chǎng)，并保存每一時(shí)間步的波場(chǎng)信息。

(2)逆時(shí)外推：根據(jù)地震記錄沿時(shí)間軸反向外推波場(chǎng)，保存每一時(shí)間步的波場(chǎng)信息。

(3)成像：分別讀取同一時(shí)刻的震源波場(chǎng)和外推記錄波場(chǎng)，利用成像條件做成像運(yùn)算，完成單炮偏移，最后疊加完成整個(gè)偏移過(guò)程[8]。

2 主要流程

高精度網(wǎng)絡(luò)層析速度建模技術(shù)是先鋒地球物理技術(shù)有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)AGT)獨(dú)立研發(fā)的深度域速度建模軟件，與現(xiàn)有深度域速度建模不同，其無(wú)需人工干預(yù)，只充分利用采集的地震資料信息進(jìn)行速度建模，是目前常規(guī)地震成像速度建模精度最高、分辨率最高、可靠性最高、也是最有效的方法。

(1)基本原則：道集拉平(若偏移后共成像點(diǎn)中來(lái)自不同炮檢距的各道成像深度之間的誤差為零或角道集中來(lái)自不同角度的各道成像深度之間的誤差為零)，則偏移速度正確[9]。

(2)主要實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：

利用共成像點(diǎn)道集(或角度域道集)上生成的剩余深度誤差(剩余曲率)，根據(jù)一定原則完成剩余不同分辨率的剩余曲率自動(dòng)拾取(圖2)，并通過(guò)進(jìn)一步參數(shù)控制確定參與反演的種子點(diǎn)(圖3)。在疊加剖面上自動(dòng)拾取傾角場(chǎng)，利用地質(zhì)條件對(duì)層析反演進(jìn)行形態(tài)約束，提高反演的穩(wěn)定性。

利用拾取的種子點(diǎn)向地表打射線(xiàn)路徑，從大量的射線(xiàn)路徑中選取滿(mǎn)足炮點(diǎn)—反射點(diǎn)—檢波點(diǎn)的射線(xiàn)路徑。然后利用種子點(diǎn)處的剩余曲率、傾角場(chǎng)、偏移速度及射線(xiàn)路徑進(jìn)行速度反演，生成剩余速度場(chǎng)。

對(duì)剩余速度進(jìn)行一定平滑、編輯處理，將平滑后的剩余速度場(chǎng)加到偏移速度上，生成新的偏移速度，實(shí)現(xiàn)一輪速度更新。本研究在此基礎(chǔ)上完成3次速度更新，最終的速度場(chǎng)如圖4所示。

道集處理時(shí)發(fā)現(xiàn)，初始速度模型明顯偏小，經(jīng)過(guò)3次偏移和剩余速度分析的循環(huán)迭代后，最終的深度域偏移道集上沒(méi)有剩余時(shí)差，同相軸得到拉平。圖5為初始速度偏移道集和3輪速度更新后的偏移道集。

通過(guò)網(wǎng)格層析速度反演得到最終的速度模型后(確保速度準(zhǔn)確，同向軸拉平)，再完成速度模型和炮集的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備(SEGY格式轉(zhuǎn)變成AGT內(nèi)部格式)，然后進(jìn)行RTM。

3 應(yīng)用效果

普光地區(qū)北部包括普光氣田主體及普光西、大灣、毛壩3個(gè)構(gòu)造帶，區(qū)域構(gòu)造位于川東斷褶帶向北延伸部分，緊鄰大巴山褶皺帶的南緣，主要受燕山期、早喜馬拉雅期及晚喜馬拉雅期構(gòu)造活動(dòng)的控制，發(fā)育北東向和北西向兩組斷裂體系。受多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，形變層內(nèi)部地層斷裂扭曲嚴(yán)重，高陡構(gòu)造邊界成像不清楚、褶皺強(qiáng)烈地區(qū)成像精度低，鹽下構(gòu)造成像困難、下伏地層不易準(zhǔn)確歸位。本文采用逆時(shí)偏移的方法成功改善了普光鹽下構(gòu)造成像，提升了海相嘉陵江組的成像質(zhì)量。

圖6至圖8為Kirchhoff時(shí)間偏移與逆時(shí)偏移效果對(duì)比。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，與時(shí)間偏移相比，逆時(shí)偏移斷層歸位準(zhǔn)確，斷面清晰，地層接觸關(guān)系更清楚，對(duì)目的層和基底的成像有一定改善，振幅保真度較高。當(dāng)?shù)叵虏▓?chǎng)較復(fù)雜時(shí)，逆時(shí)偏移對(duì)復(fù)雜波場(chǎng)的成像優(yōu)勢(shì)得以凸顯，其成像效果和成像質(zhì)量明顯好于時(shí)間偏移。

與時(shí)間域成像相比，逆時(shí)偏移對(duì)鹽下斷層的成像更準(zhǔn)確，2009年疊后時(shí)間偏移剖面上斷層斷點(diǎn)不明顯，2015年逆時(shí)偏移剖面上斷層斷點(diǎn)清晰，指導(dǎo)了普光7-側(cè)1井的鉆探(圖6)。實(shí)鉆顯示，普光7井直井嘉一段鉆遇一條逆斷層，目的層飛仙關(guān)組、長(zhǎng)興組位于斷層下降盤(pán)，未鉆遇良好油氣層。普光7-側(cè)1井目的層位于斷層上盤(pán)，該井未鉆遇斷層，油氣顯示較好。

由圖7可見(jiàn)，逆時(shí)偏移改善了嘉陵江組膏巖成像質(zhì)量，膏巖底包絡(luò)線(xiàn)刻畫(huà)清晰。由圖8對(duì)比可見(jiàn)，逆時(shí)偏移消除了鹽下深層構(gòu)造畸變，改善了深層志留系—寒武系地層成像質(zhì)量。

4 結(jié)束語(yǔ)

(1)逆時(shí)偏移采用雙程波動(dòng)方程，可準(zhǔn)確模擬地震波場(chǎng)的傳播，解決了復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造的成像問(wèn)題。在深度域成像中，逆時(shí)偏移具備比積分法偏移和單程波動(dòng)方程偏移更為優(yōu)越的成像效果。由于偏移結(jié)果的保幅性，該方法在儲(chǔ)層屬性分析和巖性解釋方面也具有重要的應(yīng)用價(jià)值[10-11]。

(2)對(duì)普光海相地層進(jìn)行逆時(shí)偏移成像技術(shù)應(yīng)用，落實(shí)了鹽下高陡構(gòu)造帶地質(zhì)結(jié)構(gòu)，改善了嘉陵江組的地震成像效果，對(duì)推動(dòng)復(fù)雜探區(qū)的油氣勘探具有現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)

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The Application and Research on Prestack Reverse Time Migration in Puguang Area

Ouyang Tianzi

(Geophysical Prospecting Institute of Sinopec Zhongyuan Oilfield Company , Zhengzhou, Henan 450000,China)

Abstract:Surface and underground tectonics of Puguang gas field are complex, the theory and application of conventional migration imaging have been limited, it could not be imaged accurately in steep reflex interface, overthrust structure and complex fault zone. To solve the imaging problem in complex tectonic zone, the reverse time migration imaging in Puguang gas field has been studied by using AGT software. On the basis of analysis to the principle of reverse time migration, a detailed discussion about implement process and selection of key parameters for reverse time migration has been conducted. Practical application showed that reverse time migration method can give accurate position of fault block, clear section and interface, compared with the time offset method, which improved the imaging effect for target layer and substrate, and obtained higher amplitude fidelity. The imaging effect and quality are obviously better than that of time offset method, the geological structure in complex subsalt steep tectonic zone of Puguang gas field has been verified effectively, and improved the sesmic imaging effect of Jia ling Jiang Group, with great significance for promoting hydrocarbon exploration in complex area.

Key words:Reverse-time migration; Puguang gas field ;Tomographic inversion; Velocity modeling

作者簡(jiǎn)介：歐陽(yáng)甜子(1985年生)，女，碩士，從事地震資料處理工作。郵箱：182028595@qq.com。

中圖分類(lèi)號(hào)：TE122

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A