孟慶利

（中國石化華東油氣分公司勘探開發(fā)研究院，江蘇南京 210007）

四川盆地東南部蘊藏著巨大的油氣資源，但存在地表復(fù)雜及地下構(gòu)造復(fù)雜的“雙復(fù)雜”特點，給地震成像帶來嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)：一是地表高差及出露巖性變化劇烈造成靜校正問題嚴(yán)重；二是灰?guī)r出露區(qū)占比較大，煤炭采空區(qū)及灰?guī)r溶洞發(fā)育，造成原始地震資料信噪比普遍低；三是地下構(gòu)造復(fù)雜，斷裂發(fā)育，深度域速度建模困難，實現(xiàn)疊前深度偏移成像難度大。因此，在資料處理環(huán)節(jié)有效解決靜校正、信噪比和深度域速度建模是解決川東南地區(qū)地震資料疊前成像的技術(shù)關(guān)鍵，突破這些技術(shù)瓶頸對該區(qū)油氣勘探開發(fā)具有十分重要的現(xiàn)實意義。

目前，國內(nèi)外對三維地震成像問題大都是從方法技術(shù)上進行研究，已經(jīng)提出并發(fā)展了多種高端的地震成像技術(shù)，如各向異性疊前深度偏移技術(shù)、各向異性逆時偏移技術(shù)等，而方法或技術(shù)對地震資料品質(zhì)（靜校正、信噪比等）和速度模型精度的依賴程度極高，因此，高端地震成像技術(shù)的應(yīng)用前提是必須做好疊前數(shù)據(jù)準(zhǔn)備及高精度速度模型的建立。

本文根據(jù)川東南地區(qū)的“雙復(fù)雜”特點，在靜校正方面，針對煤炭采空區(qū)和灰?guī)r溶洞區(qū)提出了新的應(yīng)用方法；在噪音衰減方面，制定了詳細(xì)的處理策略和質(zhì)量控制措施，并針對多組線性噪音并存的情況進行了疊前偏移處理，有效提高了疊前地震資料的品質(zhì)；速度建模采用井控加層位約束處理解釋一體化方法，提高了速度模型的精度。

1 川東南地區(qū)地震資料特點

（1）川東南地區(qū)屬喀斯特山地，地表地形變化劇烈、相對高差大，煤炭采空區(qū)、灰?guī)r溶洞、垮塌堆積區(qū)隨處可見，這些地質(zhì)特點會造成地震資料的低速帶速度、降速帶速度和厚度在空間上變化劇烈，原始單炮記錄初至波波形扭曲，有效波反射同相軸失去雙曲線形態(tài)，靜校正問題突出。

（2）表層出露巖性多變，特別是灰?guī)r出露區(qū)地震波激發(fā)接收條件較差，低頻散射干擾嚴(yán)重，有效反射信號很弱，地震記錄信噪比較低。

（3）川東南地區(qū)地下構(gòu)造復(fù)雜，各類高陡構(gòu)造及斷裂發(fā)育，致使速度建模較困難，實現(xiàn)疊前深度偏移成像難度大。

2 微測井約束層析靜校正技術(shù)

常規(guī)層析靜校正存在兩個問題：一是近偏移距初至質(zhì)量不高，會影響近地表模型低速層的反演精度；二是在炮點缺失嚴(yán)重區(qū)域（如城鎮(zhèn)、采空區(qū)）和工區(qū)邊界位置缺乏初至信息，造成反演的近地表模型不準(zhǔn)確，出現(xiàn)假成像現(xiàn)象[1-2]。

微測井約束層析靜校正技術(shù)可以彌補上述常規(guī)層析靜校正的不足。首先微測井?dāng)?shù)據(jù)可以用來控制淺層速度模型建立，彌補近偏移距初至質(zhì)量不高的影響。其次微測井?dāng)?shù)據(jù)可以提高炮點缺失嚴(yán)重區(qū)域及邊界近地表速度模型的精度，保證這一區(qū)域靜校正量計算準(zhǔn)確[3]，進而改善成像效果。圖1為微測井約束前后的近地表速度模型，可以看出后者明顯提高了分辨率。

圖1 微測井約束前（上圖）后（下圖）近地表模型對比

過煤炭采空區(qū)及灰?guī)r溶洞區(qū)的單炮記錄資料品質(zhì)較差，初至頻率較低，與正常單炮激發(fā)存在明顯的頻率不一致性問題。這種類型的單炮初至拾取與正常單炮初至拾取存在時間誤差，會影響近地表速度模型的精度。在實際處理過程中，將這種單炮統(tǒng)計并剔除后進行層析反演，提高了采空區(qū)的靜校正效果（圖2）。

圖2 剔除采空區(qū)單炮前（上圖）后（下圖）層析靜校正剖面對比

3 多域漸進式噪音衰減技術(shù)

川東南地區(qū)地震波主要干擾類型有低頻散射面波、隨機干擾、線性相干噪音、工業(yè)電干擾、野值等，干擾波能量強，頻帶范圍廣，并且存在多組線性干擾，給疊前噪音壓制帶來較大困難。

高信噪比的道集是疊前成像的關(guān)鍵[4-6]，為了最大程度地提高資料信噪比，同時保證有效信息不受損害，必須制定詳細(xì)有效的去噪策略。去噪順序上采用先強后弱、先線性后非線性、先規(guī)則后隨機、多域多次聯(lián)合去噪，整個過程采用漸進式去噪處理。

通過多年實踐，總結(jié)了川東南地區(qū)地震資料多域漸進式去噪流程（圖3）。強規(guī)則干擾必須在炮域通過限頻、限速方法進行衰減，然后利用異常振幅在炮域、檢波點域及共中心點（CMP）域的不同分布規(guī)律進行逐步衰減。

圖3 多域漸進式去噪處理流程

川東南地區(qū)地震資料存在多組線性干擾，對線性噪音的壓制要采取謹(jǐn)慎的態(tài)度，必須結(jié)合地質(zhì)認(rèn)識，僅對影響成像效果的線性噪音進行去除，去噪過程必須利用偏移成像效果進行質(zhì)量控制，防止產(chǎn)生混波現(xiàn)象。

4 疊前深度偏移成像技術(shù)

4.1 處理解釋一體化速度建模技術(shù)

在疊前深度偏移處理中，除了前期常規(guī)處理（靜校正處理、去噪處理、資料一致性處理）要保證疊前道集的品質(zhì)外，建立近似于真實地下地質(zhì)構(gòu)造的深度域速度模型是影響疊前深度偏移成像精度的關(guān)鍵因素[7-9]，最終深度域速度模型的建立是對初始模型多次迭代優(yōu)化后形成的。建模流程見圖4。

圖4 深度域速度建模流程

在初始深度域速度模型建立中，可以利用疊前時間數(shù)據(jù)進行速度控制層位的標(biāo)定、劃分和解釋，建立初始的構(gòu)造模型[10-11]。為了控制速度在空間上的變化，速度控制層位的解釋要以縱向上的明顯速度界面為參考層，利用初始構(gòu)造模型在均方根速度體上抽取和計算層速度，在進行時深轉(zhuǎn)換之前還要進行多次優(yōu)化和約束調(diào)整處理。其中，對初始速度的分析和處理需要充分利用探區(qū)的區(qū)域構(gòu)造資料、鉆井得到的速度資料、地質(zhì)露頭資料等信息。

最終速度場的建立是利用目標(biāo)線疊前深度偏移和速度模型優(yōu)化的多次迭代實現(xiàn)的。選定可以控制全區(qū)速度趨勢的目標(biāo)線進行疊前深度偏移，然后進行沿層速度拾取和剩余速度分析[12-13]，利用網(wǎng)格層析成像結(jié)合地質(zhì)露頭、鉆井和測井資料、解釋層位及斷裂展布來修正速度模型，通過多次迭代及處理解釋一體化，建立符合區(qū)域地質(zhì)規(guī)律的速度場（圖5）。

圖5 初始速度（上圖）與多次迭代后（下圖）最終速度模型對比

4.2 疊前深度偏移成像

疊前深度偏移考慮了地震波的繞射和折射效應(yīng)，算法上可以實現(xiàn)橫向變速，能夠解決地下介質(zhì)橫向上的巨大變速問題，因此，對于復(fù)雜的地下構(gòu)造及橫向上存在速度變化時，疊前深度偏移能夠提供更加精確的成像。

目前常用的疊前深度偏移方法有基于射線理論的Kirchhoff積分法和波動方程偏移方法。前者應(yīng)用射線追蹤獲得成像所需的旅行時間，不受反射界面傾角限制，而且計算效率高，方便靈活，但無法適應(yīng)速度場的強橫向變化；而波動方程偏移方法能夠適應(yīng)介質(zhì)速度的橫向劇烈變化，可以對“雙復(fù)雜”區(qū)域進行精確成像，但其對速度模型精度的依賴性非常高。當(dāng)速度模型誤差較小時，波動方程偏移方法效果較好；而當(dāng)速度模型誤差較大時，波動方程偏移方法的精度會低于Kirchhoff積分偏移方法的精度。

在實際資料處理中，完全精確的速度場是無法獲取的，尤其是區(qū)內(nèi)缺乏井資料信息的區(qū)域。所以，筆者認(rèn)為在井震資料較多的區(qū)域，能夠建立更精確的速度模型，可以滿足波動方程疊前深度偏移對速度模型精度的要求，適合采用波動方程疊前深度偏移方法。如果井震資料較少，可先采用Kirchhoff疊前深度偏移方法進行第一輪成像，待井資料較多時，對速度模型進行優(yōu)化，再采用波動方程疊前深度偏移方法進行第二輪成像處理，最終獲得高質(zhì)量的地震成像。

5 應(yīng)用實例

NC三維探區(qū)位于四川盆地東南邊緣與云貴高原過渡地帶，具有地表復(fù)雜及地下構(gòu)造復(fù)雜的“雙復(fù)雜”特點，地勢呈東南向西北傾斜，大體構(gòu)成中山、低山兩大地貌，靜校正問題突出。區(qū)內(nèi)灰?guī)r出露廣泛，且采空區(qū)及溶洞發(fā)育，造成局部資料信噪比較低；地層傾角變化較大，斷裂發(fā)育，波場復(fù)雜。

NC探區(qū)井資料較少，對區(qū)域速度的統(tǒng)計不夠全面，資料采集方位與構(gòu)造走向不垂直，給速度建模帶來一定困難。在實際處理中采用旋轉(zhuǎn)處理方位的方法，將處理網(wǎng)格定義為與構(gòu)造走向正交，并沿構(gòu)造方向進行速度建模工作，提高了建模精度。利用處理解釋一體化速度建模方法獲得了該區(qū)較為精確的深度域速度模型。最后采用Kirchhoff疊前深度偏移方法實現(xiàn)了本區(qū)低信噪比資料的復(fù)雜構(gòu)造精確成像，處理成果斷點清晰，斷層刻畫清楚，波組特征明顯，可以進行合理的地質(zhì)構(gòu)造解釋。采用本文所述方法與常規(guī)方法成像效果對比發(fā)現(xiàn)，淺層成像效果明顯改善，并且消除了局部的假斷裂。

6 結(jié)論與建議

（1）地震資料的品質(zhì)是獲得好的疊前地震成像效果的基礎(chǔ)，速度模型的精度是影響成像效果的關(guān)鍵。通過微測井約束層析靜校正的創(chuàng)新應(yīng)用及多域漸進式去噪處理，有效地提高了川東南地區(qū)地震資料品質(zhì)；采用井控與層位和地質(zhì)露頭約束處理解釋一體化速度建模提高了速度模型的精度。

（2）本文所述的關(guān)鍵方法、技術(shù)在NC地區(qū)的應(yīng)用取得了較好的效果，可以在川東南地區(qū)進行推廣應(yīng)用。