(大港油田公司 勘探開發(fā)研究院，天津 300280)

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井控在疊前深度偏移處理中的應(yīng)用

(大港油田公司 勘探開發(fā)研究院，天津 300280)

為提高地震資料的保幅保真性、縱橫向分辨率尤其是處理過程中井震吻合的程度，在板橋斜坡地震處理過程中，經(jīng)過一致性處理后，充分利用井的信息將井旁地震道與合成記錄或VSP走廊疊加進(jìn)行互相關(guān)分析，生成一系列描述地震資料與井資料匹配程度的匹配屬性，用井資料約束，進(jìn)行反褶積、反Q濾波，確保在保真保幅的前提下合理有效地提高分辨率，運(yùn)用深度—速度模型的迭代優(yōu)化，選取準(zhǔn)確的疊前深度偏移速度場(chǎng)，有效提高目標(biāo)區(qū)復(fù)雜斷裂帶的成像精度，使之更符合地下地質(zhì)的真實(shí)特征，為后續(xù)構(gòu)造精細(xì)解釋及儲(chǔ)層預(yù)測(cè)提供可靠的成果數(shù)據(jù)。鉆探實(shí)踐證明，井控疊前深度偏移處理是解決復(fù)雜構(gòu)造成像、沉積現(xiàn)象豐富、縱向上地層厚度變化大等地質(zhì)問題的有效手段，是未來地震資料處理的必由之路。

板橋斜坡；井旁地震道；一致性處理；井控反褶積；井控反Q濾波；迭代優(yōu)化

(ResearchInstituteofExplorationandDevelopment,DagangOilfield,Tianjin300280,China)

1 引 言

隨著勘探開發(fā)程度的日益提高，人們研究的對(duì)象已由大的背斜、斷塊等構(gòu)造油氣藏逐步向巖性地層油氣藏轉(zhuǎn)變，這就要求地震資料具有更高的保幅保真度及更高的縱橫向分辨率[1]。如何得到滿足要求的高分辨率地震資料？高分辨率地震采集，周期長，成本高，在當(dāng)前低油價(jià)的形勢(shì)下，不宜采用。而常規(guī)的處理技術(shù)則難以滿足與井高度吻合，對(duì)于分辨率的提高也有限，嚴(yán)重影響了儲(chǔ)層的預(yù)測(cè)及巖性油氣藏的勘探開發(fā)進(jìn)程，因此，研究人員發(fā)展了井控處理技術(shù)的應(yīng)用[2]，即在處理的過程中，利用保幅去噪、基于井資料的振幅補(bǔ)償、加入井的分層、巖性等信息，將井旁地震道與合成記錄或VSP走廊疊加進(jìn)行互相關(guān)分析，生成一系列描述地震資料與井資料匹配程度的匹配屬性，包括可信度、可預(yù)測(cè)度等，匹配程度最高即為最優(yōu)處理參數(shù)。用井資料約束對(duì)處理關(guān)鍵參數(shù)(如反褶積、Q因子、真振幅與相位恢復(fù)、多次波衰減等)進(jìn)行精確的量化求取，確保做到在保真保幅的前提下合理有效地提高分辨率和地震資料處理的精度，達(dá)到地質(zhì)和地震的高度結(jié)合，井控處理技術(shù)的應(yīng)用，是未來地震資料處理的發(fā)展趨勢(shì)。截至目前，國內(nèi)井控地震資料處理還處于探索階段，沒有形成完善的井控處理流程，各油田參考比較多的是斯倫貝謝公司的井控處理流程，比較成熟的井控處理技術(shù)方法有：井控保幅及一致性處理技術(shù)、井控反Q濾波技術(shù)、井控反褶積技術(shù)、井控各向異性疊前深度偏移技術(shù)等，大港油田在板橋斜坡區(qū)采用井控處理技術(shù)提高地震資料分辨率尚屬首次。

2 研究區(qū)地質(zhì)概況

板橋斜坡區(qū)位于滄縣隆起東南側(cè)，是夾持于滄東斷裂和濱海斷裂系之間的、受基底與大型鏟式斷裂控制、斷塊翹傾形成的大型旋轉(zhuǎn)掀斜斜坡[3](圖1)，受滄縣隆起物源控制，該區(qū)由西向東發(fā)育沈青莊、增幅臺(tái)、小站和葛沽4個(gè)物源輸送通道[4]，多期砂體受物源體系、沉積古背景和沉積旋回的控制，平面上交互沉積，縱向上疊置發(fā)育，造就了富泥富砂的沉積格局，為巖性地層油氣成藏提供了廣闊的儲(chǔ)集空間。斜坡區(qū)緊鄰板橋次凹，沙三段有機(jī)質(zhì)豐度高，演化程度高，轉(zhuǎn)化率高，是板橋次凹主力生烴層系，其烴源巖分布穩(wěn)定、厚度大[5]。凹陷、斜坡砂體、斷裂體系及有效烴源巖構(gòu)成了完整的、統(tǒng)一的油氣疏導(dǎo)體系，形成“凹—斷—坡—隆”的優(yōu)勢(shì)成藏模式[4]。整個(gè)板橋斜坡縱向上發(fā)育三套含油氣系統(tǒng)，低斜坡沙三1段下部—沙三3段發(fā)育自源超壓氣藏，沙二段—沙一下段易形成他源常壓帶氣頂?shù)哪鲇筒兀咝逼律橙嗡闯簬r性油藏，是大港油田尋找效益儲(chǔ)量、增儲(chǔ)建產(chǎn)的有利接替區(qū)域，急需開展深層次的滾動(dòng)評(píng)價(jià)研究工作。但是由于受水庫、河流、鹽田鹵池、部分灘涂、極淺海、工廠、公路等復(fù)雜的地面地表?xiàng)l件的影響，使得原有的地震資料縱、橫向分辨率低，地震資料品質(zhì)較差，尤其是沙三段內(nèi)幕反射層波組特征不清、連續(xù)性差，難以滿足精細(xì)構(gòu)造解釋、精細(xì)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)、砂體追蹤及油藏特征的研究，導(dǎo)致該區(qū)的勘探開發(fā)工作一直停滯不前。為了更好地推動(dòng)板橋斜坡巖性油氣藏的勘探開發(fā)工作，嘗試性采用井控保幅疊前深度偏移處理，以確保做到在保真保幅的前提下合理有效地提高分辨率，為后續(xù)構(gòu)造精細(xì)解釋及儲(chǔ)層預(yù)測(cè)提供可靠的成果數(shù)據(jù)。

圖1 板橋斜坡結(jié)構(gòu)剖面Fig.1 Structure profile of Banqiao slope

3 處理的主要技術(shù)難點(diǎn)

1)消除各種因素引起的不一致性是本次處理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。工區(qū)內(nèi)地表復(fù)雜，各區(qū)塊資料的儀器類型、震源類型、檢波器類型、觀測(cè)系統(tǒng)、覆蓋次數(shù)、方位角等參數(shù)不一致，原始地震資料品質(zhì)差異大[6，7]。如何在保真、保幅的前提下，使連片處理的地震資料能量均衡，振幅、相位具有一致性，為構(gòu)造解釋及儲(chǔ)層研究提供良好的基礎(chǔ)資料是一大難題。

2)合理壓制原始資料中的噪音，挖掘資料提高分辨率的潛力。沙三3段大套砂體在地震剖面上為中弱振幅的反射波組，在保證資料有可供解釋的足夠信噪比前提下，提高地震資料的分辨率，展寬有效信號(hào)頻帶，達(dá)到分辨率與信噪比的和諧統(tǒng)一是本次處理的關(guān)鍵[8]。

3)如何保障在提高分辨率的前提下，使復(fù)雜構(gòu)造精確成像。

4 井控疊前深度偏移處理關(guān)鍵技術(shù)

4.1 能量一致性處理技術(shù)

地震波在傳播過程中，波前能量隨著地震波傳播距離的增加而衰減，造成縱向上能量的差異。另外，由于表層介質(zhì)的非均勻性，激發(fā)和接收條件的非一致性及地震波的傳播能量損失，導(dǎo)致地震資料的橫向能量不一致，表現(xiàn)為地震記錄之間、地震道之間及區(qū)塊間能量有較大的差異，處理過程中需要進(jìn)行能量的一致性調(diào)整。

以往采用合理的區(qū)域速度進(jìn)行球面擴(kuò)散補(bǔ)償，保證原始資料有效波在淺、中、深層的能量趨于一致。在進(jìn)行球面擴(kuò)散補(bǔ)償后，每個(gè)區(qū)塊內(nèi)部淺、中、深層的能量基本趨于一致，但橫向上的能量相差較大。為了解決橫向上的這種能量差異，本次處理，主要采用地表一致性振幅補(bǔ)償?shù)姆椒右越鉀Q。

地表一致性振幅補(bǔ)償是通過對(duì)所在測(cè)線所有地震記錄在一個(gè)時(shí)窗內(nèi)分別統(tǒng)計(jì)每個(gè)共炮點(diǎn)、共檢波點(diǎn)、共偏移距記錄道的平均振幅值，根據(jù)統(tǒng)一規(guī)定的振幅校正標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算每個(gè)共炮點(diǎn)、共檢波點(diǎn)、共偏移距的振幅調(diào)整因子，并對(duì)各自的地震道進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到地表一致性的振幅均衡，并且能保持地震道的相對(duì)振幅關(guān)系[9，10]。這種方法處理要取得較好的效果，除了先要進(jìn)行幾何發(fā)散補(bǔ)償，而且一定要在處理前消除非表層介質(zhì)影響因素，即某些影響地表一致性振幅統(tǒng)計(jì)的因素，如強(qiáng)突發(fā)環(huán)境噪音，強(qiáng)面波干擾等。其次還采用了剩余振幅補(bǔ)償，主要通過采用地表一致性統(tǒng)計(jì)方法的分時(shí)窗振幅調(diào)整處理。分時(shí)窗對(duì)地震記錄統(tǒng)計(jì)振幅并分別按構(gòu)造一致性、共炮點(diǎn)、共檢波點(diǎn)、共偏移距等項(xiàng)進(jìn)行振幅分解，求出各項(xiàng)的振幅水平，并確定最大振幅水平門檻和最小振幅水平門檻及振幅調(diào)整方式，最后分別對(duì)各項(xiàng)在時(shí)窗內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。

處理中為了滿足高分辨率的處理要求，使用了更具有針對(duì)性的反Q濾波技術(shù)。將野外采集的原始地震數(shù)據(jù)時(shí)間域的全頻地震信號(hào)通過數(shù)學(xué)方法分解為各個(gè)不同頻率段的地震信號(hào)，對(duì)每個(gè)頻率段的地震信號(hào)求取它的吸收衰減曲線，用計(jì)算出的吸收衰減曲線對(duì)相應(yīng)頻率段的地震信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，對(duì)每個(gè)頻率段進(jìn)行大地吸收衰減補(bǔ)償處理后，將所有補(bǔ)償后的各個(gè)頻率段的信號(hào)重建為時(shí)間域的全頻信號(hào)。該技術(shù)補(bǔ)償了地震波隨時(shí)間和頻率的吸收衰減影響，比常規(guī)方法更符合大地吸收衰減作用，可獲得更高分辨率炮集數(shù)據(jù)，還可以回避干擾面波能量的影響，消除近地表引起的激發(fā)炮間能量差異。圖2為一致性處理的示意圖，圖3為振幅補(bǔ)償前后疊加剖面。

圖2 時(shí)頻域振幅補(bǔ)償?shù)脑鞦ig.2 Schematic diagram of time frequency amplitude compensation

圖3 振幅補(bǔ)償前后疊加剖面Fig.3 Stack profiles before and after amplitude compensation

4.2 子波一致性處理技術(shù)

本次重新處理的工區(qū)，共涉及3個(gè)區(qū)塊，各區(qū)塊資料的儀器類型、震源類型、檢波器類型、觀測(cè)系統(tǒng)、覆蓋次數(shù)、方位角等參數(shù)不一致，原始地震資料品質(zhì)差異大，為最大限度地在保真、保幅的前提下，使連片處理的地震資料能量均衡，振幅、相位具有一致性，有針對(duì)性地選用了子波一致性處理技術(shù)，消除了不同震源和水陸不同檢波器所造成的相位差，處理中首先對(duì)水檢進(jìn)行相位角掃描，選擇與陸檢的最佳匹配相位角，然后對(duì)水檢進(jìn)行相位調(diào)整，其次可控震源記錄與小相位化轉(zhuǎn)換算子進(jìn)行褶積，實(shí)現(xiàn)可控震源的最小相位化，將不同采集因素的數(shù)據(jù)單獨(dú)疊加，檢查塊間拼接處時(shí)間、波形、相位、頻率等方面的一致性，在疊加數(shù)據(jù)上求取因子，應(yīng)用到疊前CMP道集，不同區(qū)塊的地震資料的相位差做塊間整形處理，(圖4)為子波整形前后疊加剖面，從相位調(diào)整后的地震可以看出，拼接部位的相位差得到了較好的消除，地震同相軸更加連續(xù)了。

4.3 井控反褶積技術(shù)

反褶積首先考慮波形一致性處理，即消除地表因素橫向變化造成的地震子波波形畸變。然后考慮反射資料頻寬和主頻處理，即提高反射資料最佳的分辨率，地表一致性反褶積從多道地震記錄中提取并壓縮子波，改善子波波形一致性，即消除地表因素橫向變化造成的地震子波波形畸變，然后考慮反射資料頻寬和主頻處理，提高反射資料最佳的分辨率。通過串聯(lián)反褶積技術(shù)的應(yīng)用，可以有效地實(shí)現(xiàn)高頻端信號(hào)的可靠恢復(fù)，多道預(yù)測(cè)反褶積可以進(jìn)一步壓縮子波、展寬頻帶。

井控反褶積即在多道預(yù)測(cè)反褶積階段,充分利用工區(qū)內(nèi)的有利井資料信息作為參考，用不同反褶積參數(shù)的井旁道與VSP走廊疊加進(jìn)行相關(guān)，根據(jù)相關(guān)系數(shù)的大小來確定合理的反褶積參數(shù)，通過地表一致性反褶積加多道預(yù)測(cè)反褶積的串聯(lián)應(yīng)用，可以有效地實(shí)現(xiàn)高頻端信號(hào)的可靠恢復(fù)。對(duì)于井震結(jié)合和地震地質(zhì)結(jié)合，解釋人員利用井的合成記錄來評(píng)價(jià)反褶積的效果，而處理人員則根據(jù)反褶積前后資料的好壞來確定反褶積的效果，最終達(dá)到提高地震資料分辨率的目的。

圖4 子波整形前后疊加剖面Fig.4 Superimposed profiles before and after wavelet shaping

4.4 井控反Q濾波技術(shù)

由于大地濾波作用，該區(qū)地震數(shù)據(jù)的頻率較低，為了適當(dāng)?shù)靥岣哔Y料的分辨率,采用掃描的Q值與估計(jì)的Q值結(jié)合，與不同主頻的合成地震記錄進(jìn)行匹配(圖5),在井震匹配關(guān)系最好的前提下，有依據(jù)地提高剖面的分辨率(圖6)，視主頻提高，頻帶拓寬8～10 Hz，波組特征更加清楚，有利于追蹤對(duì)比，剖面各種波歸位比較準(zhǔn)確合理，構(gòu)造格局明確，小斷層清楚，斷裂系統(tǒng)的相互關(guān)系刻畫得相對(duì)比較清楚，經(jīng)過井校井震吻合程度較好。

圖5 井控反Q濾波技術(shù)Fig.5 Well controlled inverse Q filtering technique

圖6 提高分辨率前后效果對(duì)比Fig.6 Improve the effect of before and after the resolution of the contrast

5 疊前深度偏移

疊前深度偏移消除了常規(guī)時(shí)間剖面上由于速度橫向變化大影響所造成的構(gòu)造假象，使得目的層地震資料品質(zhì)得到改善，構(gòu)造形態(tài)得到較好的解決，得到逼近地下地質(zhì)特征的速度場(chǎng)，可以使復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)成像更加清晰、準(zhǔn)確，解決復(fù)雜構(gòu)造成像問題，提高成像精度，從而能夠準(zhǔn)確構(gòu)造成圖。

疊前深度偏移的核心問題是深度-速度模型的建立[11]，這是一個(gè)非常復(fù)雜的迭代過程[12]，首先利用疊前時(shí)間偏移在陡傾角成像的優(yōu)勢(shì)，在前期疊前時(shí)間偏移成果數(shù)據(jù)體上，與解釋人員結(jié)合，充分利用井資料信息，進(jìn)行單井層位的標(biāo)定、層序的劃分和層位的初步解釋，建立初始的構(gòu)造模型，層位的解釋應(yīng)以縱向上的明顯速度界面為參考層、達(dá)到控制區(qū)內(nèi)縱橫向速度變化規(guī)律的目的。最后應(yīng)用所解釋的層位(構(gòu)造模型)從疊前時(shí)間偏移得到的均方根速度體上利用井約束速度反演抽取和計(jì)算層速度，經(jīng)過平滑、編輯及VSP速度約束等一系列處理后進(jìn)行時(shí)深轉(zhuǎn)換，形成深度域初始速度—深度模型，然后運(yùn)用Kirchhoff積分法進(jìn)行疊前深度偏移的目標(biāo)線偏移，進(jìn)行沿層速度分析，通過層析成像技術(shù)修改速度，形成新的層速度模型，再進(jìn)行疊前深度偏移迭代處理，經(jīng)過多次迭代，對(duì)輸出的速度控制測(cè)線的CRP道集做沿層的、垂向的剩余延遲分析，延遲基本歸零，基本準(zhǔn)確，當(dāng)所有層位的剩余延遲都迭代完成后，最后建立合理準(zhǔn)確的最終深度偏移速度場(chǎng)(圖7)，在這一過程中，及時(shí)有效地與地質(zhì)、解釋人員溝通，一體化結(jié)合，不僅研究和控制速度層速度的變化規(guī)律，更要研究每次疊代前后深度偏移結(jié)果和速度變化的趨勢(shì)，從變化中判斷速度的正確與否，通過處理解釋一體化建立符合板橋斜坡區(qū)域地質(zhì)規(guī)律的速度場(chǎng)，使局部構(gòu)造得到真實(shí)體現(xiàn)。另外，運(yùn)用單井測(cè)井資料，進(jìn)行準(zhǔn)確地合成地震記錄，和鉆井資料相比，進(jìn)行正確標(biāo)識(shí)和偏移歸位，進(jìn)行有效的質(zhì)量監(jiān)控，確保處理的合理性和有效性。

圖7 最終深度域?qū)铀俣润wFig.7 Final depth domain layer velocity

從最終處理成果上看，本次板橋斜坡地震目標(biāo)疊前深度偏移處理取得了明顯的效果，較之前非井控疊前偏移處理數(shù)據(jù)體分辨率等得到了顯著的提高，能夠滿足構(gòu)造精細(xì)解釋及儲(chǔ)層橫向預(yù)測(cè)的要求。具體表現(xiàn)如下：

1)本次處理資料目的層分辨率得到提高，并且與井資料吻合較好，成果真實(shí)可靠，有利于下一步的地質(zhì)研究(圖8)。

2)剖面的信噪比整體較高，波組關(guān)系清楚，利于追蹤對(duì)比，層序界面清晰，沉積特征明顯，各種地質(zhì)現(xiàn)象比較豐富(圖9)。

3)剖面各種波形歸位比較準(zhǔn)確合理，構(gòu)造格局明確,小斷層清楚，斷裂系統(tǒng)的相互關(guān)系刻畫得相對(duì)比較清楚，經(jīng)過井校井震吻合程度較好(圖10)。

4)本次處理的結(jié)果分辨率較老剖面得到了較大的提高，視主頻提高，頻帶拓寬8～10 Hz(圖11)。

圖8 板橋三維新老資料2 300 ms相干切片對(duì)比Fig.8 Comparison of old and new three-dimensional coherent slice inline 2300 in Banqiao

圖9 板橋三維新老資料Inline2880地震剖面對(duì)比Fig.9 Comparison of old and new three-dimensional seismic data inline 2880 in Banqiao

圖10 板橋三維新老資料Inline3260地震剖面對(duì)比Fig.10 Comparison of the old and new three-dimensional seismic data inline 3260 in Banqiao

圖11 板橋三維新老資料頻譜對(duì)比Fig.11 Three-dimensional spectral contrast of new and old materials in Banqiao

6 結(jié) 論

通過在板橋斜坡實(shí)施井控疊前深度偏移處理工作，有效提高了地震資料的品質(zhì)，在保真、保幅的前提下，做到信噪比和分辨率的和諧統(tǒng)一，在合理提高分辨率的基礎(chǔ)上，保證構(gòu)造準(zhǔn)確成像，使之更符合地下地質(zhì)的真實(shí)特征，使解釋人員更好地開展構(gòu)造精細(xì)解釋、屬性分析、儲(chǔ)層橫向預(yù)測(cè)及正、反演工作。鉆探實(shí)踐證明，井控疊前深度偏移處理是解決復(fù)雜構(gòu)造成像、沉積現(xiàn)象豐富、縱向上地層厚度變化大等地質(zhì)問題的有效手段，大大彌補(bǔ)了常規(guī)處理技術(shù)的不足，其關(guān)鍵技術(shù)是各種井資料的合理應(yīng)用，是未來地震資料處理的必由之路。

井控疊前深度偏移處理的過程中，需要注意以下的問題：

1)對(duì)收集到的VSP資料要進(jìn)行歸一化的處理，以消除人為因素的影響；

2)盡可能多地選用已知井及利用各類井的資料，避免出現(xiàn)以偏概全的情況。

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石倩茹，周宗良，王懷忠，李云鵬，肖建玲，張祝新

The Application of Well Controll to Pre-stack Depth Migration Processing

Shi Qianru,Zhou Zongliang,Wang Huaizhong,Li Yunpeng,Xiao Jianling,Zhang Zhuxin

In order to improve amplitude-preserved and fidelity of the seismic data, vertical and horizontal resolution, in particular, the match degree of processing seismic well, and in the process of Banqiao slope seismic processing after consistent processing, the information from the well is fully used to analyze the well side seismic synthetic records or VSP corridor stack so as to generate a series describing seismic data and well data matching degree of matching attributes. The well data are used to be constrained, to make deconvolution and to inverse Q filtering to ensure that the the effective resolution is raised under the condition of the fidelity amplitude preserving. Besides, the depth-velocity model of iterative optimization is adopted and the accurate prestack depth migration velocity field is chosen to improve the imaging accuracy of complex fault zone in a target area, which conforms to the underground geological characteristics and provides reliable results for the subsequent fine structure interpretation and reservoir prediction data.

Banqiao slope; the consistency treatment of borehole seismic trace; well controlled deconvolution; well controlled inverse Q filter; iterative optimization

1672—7940(2016)05—0595—08

10.3969/j.issn.1672-7940.2016.05.007

石倩茹(1971-)，女，高級(jí)工程師，主要從事地震資料處理、構(gòu)造解釋及儲(chǔ)層預(yù)測(cè)工作。E-mail：sqr_04192205@sina.com

P631

A

2016-04-22