郭廷超，許 沖，施興剛，李紅彩

（中國(guó)石化江蘇油田分公司物探研究院，江蘇 南京 210046）

高郵凹陷阜三段經(jīng)過(guò)多年的勘探，累計(jì)發(fā)現(xiàn)探明儲(chǔ)量超過(guò)3 000×104t，油氣發(fā)現(xiàn)除陳堡油田外，主要集中于北斜坡東部的沙花瓦地區(qū)，在阜二段有效烴源范圍內(nèi)，還存在著大片儲(chǔ)量發(fā)現(xiàn)空白區(qū)，潛力較大。高郵凹陷阜三段主要為三角洲前緣亞相的沉積特征，砂泥薄互層而造成地震反射特征的連續(xù)性差［1］，反射弱；輝綠巖穿層侵入，加劇了這種弱反射特征。同時(shí)阜三段砂體薄，儲(chǔ)層在地震資料上響應(yīng)不明顯，高郵凹陷阜三段儲(chǔ)層地震預(yù)測(cè)是一個(gè)“瓶頸”問(wèn)題。

為了有效預(yù)測(cè)此類儲(chǔ)層，要求有“三高”（高保真度、高信噪比、高分辨率）［2］地震資料作保證。目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)這類儲(chǔ)層通常采用疊前寬頻保幅處理技術(shù)提高資料品質(zhì)，即在疊前保幅處理的基礎(chǔ)上，拓寬有效信號(hào)頻寬，達(dá)到在保持較高信噪比的前提下，提高地震記錄分辨率的目的［3］。

在此思路下，針對(duì)高郵凹陷阜三段儲(chǔ)層“薄”和“弱”的特點(diǎn)，本文經(jīng)過(guò)大量的分析和試驗(yàn)，研究和應(yīng)用曲波域保幅去噪、時(shí)變譜模擬反褶積等兩項(xiàng)針對(duì)性關(guān)鍵技術(shù)，并結(jié)合高郵地區(qū)三維資料本身存在的問(wèn)題，將關(guān)鍵技術(shù)與其他處理技術(shù)相結(jié)合，形成了“三維一體”保幅處理框架及適應(yīng)性處理流程，取得了非常好的效果。

1 曲波域保幅去噪技術(shù)

干擾波的存在對(duì)高郵凹陷阜三段儲(chǔ)層成像處理影響較大，從地震資料上分析面波的影響全區(qū)存在，而多次波影響在局部地區(qū)較大，另外從疊加和偏移成果剖面上分析阜三段儲(chǔ)層雜亂無(wú)章的噪音影響也十分嚴(yán)重。面波和層間多次波在本次研究中利用體模式去噪技術(shù)和廣義多次波衰減（GSMP）方法，取得了較好的效果。針對(duì)阜三段波組信噪比低、隨機(jī)噪音較強(qiáng)的問(wèn)題，采用曲波域噪音衰減技術(shù)［4］，對(duì)含噪音數(shù)據(jù)進(jìn)行曲波分解，得到各頻率層段并設(shè)定相應(yīng)的閾值進(jìn)行相應(yīng)的處理，再進(jìn)行曲波反變換。該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于它是在時(shí)頻域分析地震數(shù)據(jù)，可以更好地識(shí)別與壓制噪音。

圖1是針對(duì)阜三段弱反射應(yīng)用曲波變換壓制隨機(jī)噪音效果圖，從圖中可知，曲波變換可以在去除噪音的同時(shí)有效地保護(hù)有效信號(hào)，提升阜三段弱反射的成像效果。

圖1 曲波變換去噪效果對(duì)比

2 時(shí)變譜模擬反褶積技術(shù)

進(jìn)行阜三段巖性油藏儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和描述，對(duì)地震資料的分辨率有很高的要求。但是高郵凹陷的地震資料原始頻率很低，阜三段主頻一般在18 Hz 左右，目前疊前通過(guò)反Q 濾波、地表一致性反褶積或穩(wěn)健反褶積等方法提高分辨率，分辨率雖然有較大的提高，仍不能滿足阜三段巖性油藏儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的要求。針對(duì)阜三段地震資料應(yīng)用時(shí)變譜模擬反褶積技術(shù)［5］，進(jìn)一步拓展頻寬，提高阜三段分辨率，有利于阜三段儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和描述。

基于S變換優(yōu)異的時(shí)頻局域性和傳統(tǒng)譜模擬方法良好的穩(wěn)定性，將傳統(tǒng)譜模擬方法擴(kuò)展到復(fù)頻域（S 域），在時(shí)頻變換域提取隨時(shí)間變化的子波振幅譜，進(jìn)而可以獲得時(shí)變的零相位子波［6］，進(jìn)行時(shí)變的提高分辨率處理。

在時(shí)變子波估計(jì)過(guò)程中，考慮到地層裂縫、孔隙中充填流體等引起的時(shí)變子波譜的能量的異常，而時(shí)變子波譜上這些局部異常恰恰是后續(xù)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)研究的重點(diǎn)目標(biāo)區(qū)域，在用于提高分辨率處理的時(shí)變子波上消除該局部異常，以保證提高分辨率結(jié)果中該異常不受影響。

圖2 為時(shí)變譜模擬反褶積前后的剖面對(duì)比，從圖中可以看到阜三段視覺分辨率明顯提高。時(shí)變譜模擬反褶積前后的頻譜分析來(lái)看，在-20 dB 處頻譜拓展約8 Hz左右（圖3）。

圖2 時(shí)變譜模擬反褶積前效果對(duì)比

圖3 時(shí)變譜模擬反褶積前頻譜對(duì)比

3 “三維一體”保幅處理框架

面向隱蔽油藏勘探及高郵凹陷阜三段儲(chǔ)層目標(biāo)的地震資料處理，關(guān)鍵要解決好如下幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題:①火成巖侵入或屏蔽造成阜三段部分區(qū)段呈空白狀；②層間多次波對(duì)阜三段的影響；③阜三段內(nèi)幕信噪比低，保護(hù)低頻去噪，提高高頻段信噪比；④阜三段內(nèi)幕反射信號(hào)弱；⑤不同年度施工的三維一致性和拼接問(wèn)題；⑥CRP 道集優(yōu)化處理，提高分辨率、信噪比及反演精度。針對(duì)關(guān)鍵問(wèn)題，結(jié)合阜三段內(nèi)幕特征和儲(chǔ)層特點(diǎn)，重點(diǎn)研究對(duì)應(yīng)的處理技術(shù)，形成“三維一體”保幅處理框架，主要有如下的特點(diǎn):

3.1 體模式保幅去噪

高郵凹陷阜三段埋深一般在中深層，地震資料品質(zhì)受面波的影響較大，如何壓制面波，突出有效信號(hào)，保護(hù)低頻信號(hào)是攻關(guān)重點(diǎn)。根據(jù)面波的分布范圍、頻率特性、能量、速度等特征，將數(shù)據(jù)從炮域重新編排為十字交叉域，面波在體上表現(xiàn)為錐體，從時(shí)間切片上看面波集中在一個(gè)圓形內(nèi)［7］。然后采取非均勻相干噪音壓制處理方法對(duì)噪音進(jìn)行壓制，利用真實(shí)坐標(biāo)信息驅(qū)動(dòng)，能很好地適應(yīng)不規(guī)則采集系統(tǒng)，同時(shí)處理中采用了防假頻FX 扇形濾波器，并可以基于噪音分頻壓制。該方法優(yōu)于以往應(yīng)用的FX 域噪音壓制方法等非體模式下的去噪方法。如圖4 所示，經(jīng)體模式去噪處理后阜三段內(nèi)幕有效信號(hào)能量增強(qiáng)，并且從殘差中可以看到無(wú)有效信號(hào)被衰減，另外與非體模式下去噪方法相比，在低頻端保護(hù)了更多的信息。

圖4 體模式保幅去噪方法應(yīng)用效果

3.2 低高頻信息雙向拓展

低頻信息在深部地層成像、反演以及在儲(chǔ)層精細(xì)描述中的重要作用近兩年才重視起來(lái)。此次研究和應(yīng)用穩(wěn)健反褶積技術(shù)、時(shí)變譜模擬反褶積技術(shù)等提高高頻端信號(hào)的信噪比，提高分辨率。另外，重點(diǎn)攻關(guān)研究對(duì)低頻信號(hào)的缺失特征分析、低頻信號(hào)對(duì)關(guān)鍵處理環(huán)節(jié)影響、低頻信號(hào)的保護(hù)方法、基于壓縮感知理論的低頻拓展技術(shù)等。圖5為壓縮感知低頻補(bǔ)償，根據(jù)帶限的地震數(shù)據(jù)反演反射系數(shù)，使用反射系數(shù)的低頻補(bǔ)償?shù)卣饠?shù)據(jù)的低頻，補(bǔ)償后振幅譜上可以看出低頻信息能量明顯增強(qiáng)。圖6為雙向拓頻后，從頻譜分析看，雙向拓頻處理比常規(guī)處理低頻拓展了3 Hz 左右，高頻拓展了8 Hz 左右，從成果剖面看，經(jīng)過(guò)雙向拓頻處理后，阜三段內(nèi)幕反射由“連續(xù)性好”轉(zhuǎn)變?yōu)椤半s亂”的現(xiàn)象是實(shí)際地質(zhì)現(xiàn)象的真實(shí)反應(yīng)，更好地體現(xiàn)了巖性的變化，且本次成果與合成記錄在LL2井全井段的匹配度都比較高。

圖5 壓縮感知低頻補(bǔ)償處理

圖6 雙向拓頻處理前后對(duì)比

3.3 弱反射成像

利用正演模擬分析儲(chǔ)層特征和阜三段反射特征，分析阜三段反射弱的原因，以及火成巖對(duì)阜三段的影響，在做好球面擴(kuò)散補(bǔ)償，地表一致性振幅補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)上，研究和應(yīng)用透射補(bǔ)償、基于Hilbert-Huang變化（HHT）的補(bǔ)償技術(shù)以及剩余振幅補(bǔ)償技術(shù)等振幅均衡處理［8］，提高阜三段內(nèi)幕成像品質(zhì)。圖7a 是經(jīng)過(guò)基于Hilbert-Huang 變化（HHT）的補(bǔ)償技術(shù)及剩余振幅補(bǔ)償技術(shù)處理后的偏移成果，與以往處理成果對(duì)比，阜三段內(nèi)幕反射能量明顯增強(qiáng)，消除了部分由于能量不均引起的偏移噪音，成像品質(zhì)明顯改善。

圖7 阜三段弱反射信號(hào)成像處理前后對(duì)比

3.4 五維數(shù)據(jù)規(guī)則化處理

在地震勘探中，由于各種因素的限制和影響，采集數(shù)據(jù)不能滿足空間規(guī)則性采樣的要求，以研究區(qū)塊內(nèi)某三維拼接處理為例，SNX 高精度三維覆蓋次數(shù)達(dá)到了480 次，而MJZ 三維覆蓋次數(shù)只有30次，巨大的差距會(huì)造成能量的差異，同時(shí)會(huì)引起偏移畫弧，影響了資料的一致性。

本文針對(duì)性的研究和應(yīng)用“三化”技術(shù)，即高覆蓋次數(shù)資料退化，重復(fù)處理參數(shù)優(yōu)化及數(shù)據(jù)規(guī)則化，特別是采用五維規(guī)則化技術(shù)。五維數(shù)據(jù)規(guī)則化［9］利用空間真實(shí)坐標(biāo)，利用數(shù)據(jù)的五個(gè)維度（x，y，t，偏移距，方位角）信息，進(jìn)行規(guī)則化處理，增加炮道密度，改善面元屬性，可有效地壓制噪聲、降低空間假頻，解決由于能量、覆蓋次數(shù)等因素不一致造成的偏移畫弧問(wèn)題。

圖8 是通過(guò)三化處理前后的成果剖面對(duì)比，紅框內(nèi)以往是30 次覆蓋，兩邊是高覆蓋次數(shù)，造成偏移畫弧而不成像，而經(jīng)過(guò)三化處理后消除了這一影響，成像效果有很大的改觀。圖9 為針對(duì)阜三段提取的均方根振幅屬性，圖9a為未進(jìn)行五維規(guī)則化處理的屬性，明顯存在拼接痕跡，而經(jīng)過(guò)五維規(guī)則化處理后阜三段振幅屬性一致性明顯增強(qiáng)（圖9b）。

圖8 “三化”處理前后剖面對(duì)比

圖9 “三化”處理前后阜三段均方根振幅屬性對(duì)比

3.5 “點(diǎn)線面體”三維一體保幅評(píng)價(jià)

面向阜三段隱蔽油藏地震資料處理，除了建立針對(duì)性和實(shí)用性強(qiáng)的流程外，更重要的是保證資料處理的每一步都是保真或保幅的，也就是說(shuō)處理的成果要同時(shí)滿足分辨率和高保幅的要求，從而提高地震資料對(duì)高郵凹陷阜三段儲(chǔ)層“薄”“小”等砂體的識(shí)別能力，滿足砂體預(yù)測(cè)和油氣檢測(cè)的要求。本次研究從點(diǎn)線面體等“三維一體”進(jìn)行質(zhì)量控制和保幅評(píng)價(jià)［10］?！包c(diǎn)”即炮點(diǎn)、檢波點(diǎn)、共反射點(diǎn)、井點(diǎn)等方面進(jìn)行質(zhì)控和保幅評(píng)價(jià)；“線”即從主測(cè)線、聯(lián)絡(luò)線、過(guò)井隨機(jī)線等進(jìn)行監(jiān)控；“面”即對(duì)一定時(shí)窗內(nèi)的振幅、頻率等屬性進(jìn)行分析；“體”即通過(guò)處理解釋一體化，對(duì)關(guān)鍵步驟進(jìn)行反演，形成相應(yīng)的屬性體，從而判斷處理技術(shù)的保幅性和有效性。

采用的監(jiān)控方法有殘差法、時(shí)頻分析法、振幅比、切片法、AVO 屬性、阻抗反演、合成記錄等評(píng)價(jià)方法［11］，并針對(duì)每一個(gè)處理關(guān)鍵步驟按照實(shí)用性和適應(yīng)性的原則制定保幅處理分析評(píng)價(jià)流程（圖10），嚴(yán)格按照三級(jí)質(zhì)控的要求進(jìn)行質(zhì)控，保證處理的質(zhì)量和效果。

圖10 三維一體保幅處理框架

4 應(yīng)用及效果分析

通過(guò)攻關(guān)研究，形成了一套針對(duì)高郵凹陷阜三段儲(chǔ)層成像的處理流程，并在高郵凹陷LiuL、XLZ等地區(qū)取得了很好的效果，主要效果體現(xiàn)在三個(gè)方面的提升。

4.1 縱向分辨率提升

阜三段內(nèi)部成像清楚，信息豐富。圖11a 是經(jīng)過(guò)本文方法處理的剖面，與上一輪處理（圖11b）對(duì)比，本文方法處理的剖面阜三段內(nèi)幕視覺分辨率明顯提高，信息比較豐富，目的層段的頻譜分析也顯示頻寬拓展8 Hz左右，達(dá)到了雙向拓頻的目的。

圖11 高郵凹陷阜三段地震剖面對(duì)比

4.2 橫向分辨率提升

砂體側(cè)向疊置現(xiàn)象更清晰，有利于開展地震相解釋。圖12 顯示應(yīng)用本次研究處理成果圖12a 與以往處理成果圖12b 剖面對(duì)比，該剖面過(guò)LL2 井，圖中藍(lán)色箭頭所示，由于分辨率提高后砂體疊置關(guān)系更加清楚。

圖12 高郵凹陷阜三段地震剖面彩色顯示

4.3 反演成果分辨率提升

圖13展示地震剖面與阜三段反演疊置圖，反演分辨率提高，有助于提高定量預(yù)測(cè)精度，且地震剖面反射特征與地下巖性特征吻合度較高。

圖13 高郵凹陷阜三段地震剖面與反演剖面疊合顯示

5 結(jié)論

高郵凹陷阜三段主要為三角洲前緣亞相的沉積特征，砂泥薄互層發(fā)育，阜三段同相軸表現(xiàn)為偏弱的波組特征。存在的主要問(wèn)題是阜三段內(nèi)幕信噪比低、分辨率不夠。本文以高郵凹陷阜三段隱蔽油藏保幅成像為目標(biāo)，建立一套針對(duì)高郵凹陷阜三段“三維一體”保幅處理技術(shù)框架和保幅評(píng)價(jià)方法。其中，曲波變換技術(shù)壓制隨機(jī)噪音同時(shí)保護(hù)弱有效信號(hào)，提升阜三段內(nèi)幕弱反射同相軸的信噪比；基于S變換的譜模擬時(shí)變反褶積方法同常規(guī)反褶積方法串聯(lián)使用，在常規(guī)反褶積基礎(chǔ)上頻寬拓展8 Hz 左右，進(jìn)一步提高阜三段分辨率，更有利于識(shí)別薄砂體。在高郵凹陷LiuL、XLZ 等地區(qū)應(yīng)用本文保幅處理方法阜三段成像效果提高明顯，同老成果相比阜三段頻寬拓展8～9 Hz，LL2井砂體預(yù)測(cè)結(jié)果和測(cè)井吻合度高，有力支撐高郵凹陷阜三段隱蔽油藏的勘探突破。