顧 雯 印興耀 卞保力 于寶利 鄧 勇 林 煜

(①中國石油大學(xué)(華東)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東青島 266555；②東方地球物理公司研究院，河北涿州 072751；③新疆油田勘探開發(fā)研究院，新疆克拉瑪依 833699)

0 引言

中國的火山巖油氣勘探大致經(jīng)歷了偶然發(fā)現(xiàn)、局部勘探和全面勘探三個階段,目前已經(jīng)進入全面勘探階段。在準噶爾、松遼、渤海灣、四川等多個含油氣盆地，火山巖油氣藏已經(jīng)成為增儲上產(chǎn)重要的領(lǐng)域之一[1-2]。近年來，學(xué)者們在火山巖油氣成藏模式及控制因素[3-9]、火山巖儲層研究等方面取得了諸多成果[10-14]。目前，地震勘探技術(shù)對火山巖油氣勘探起著重要作用，且處于快速發(fā)展中。因此，本文選擇油氣勘探歷史悠久、資源量大、具有代表性的準噶爾盆地石炭系火山巖開展地震勘探關(guān)鍵技術(shù)的論述。

準噶爾盆地的火山巖油氣勘探始于1957年，以克拉瑪依油田石炭系基巖風(fēng)化殼中首次發(fā)現(xiàn)火山巖油藏為代表。之后，在盆地西北緣、陸梁隆起帶、五彩灣凹陷、克拉美麗山前帶等多個區(qū)帶又相繼獲得了油氣發(fā)現(xiàn)，累計落實火山巖有利勘探面積約為3.0×104km2。截止2022年，準噶爾盆地石炭系火山巖探明石油地質(zhì)儲量為4.52×108t，天然氣地質(zhì)儲量為7.53×108m3。

按照火山巖儲層類型，準噶爾盆地石炭系火山巖油氣藏可以劃分為原生韻律型和風(fēng)化殼型兩種類型。原生韻律型火山巖油氣藏是指火山巖多期噴發(fā)形成的爆發(fā)角礫巖、上覆熔巖和火山沉積巖形成的有利儲蓋組合；風(fēng)化殼型火山巖油氣藏是指火山巖風(fēng)化淋濾改造而形成的有利儲層及與上覆蓋層形成的有利儲蓋組合。從共性方面看，兩類火山巖區(qū)地表均為沙漠或戈壁，地震反射能量弱、成像品質(zhì)差，因而需要提高地震資料的成像精度和信噪比。從差異性方面看，原生韻律型火山巖埋藏較深，巖性以中酸性爆發(fā)相為主，火山機構(gòu)與巖相組合直接決定了優(yōu)勢儲層分布。針對此類火山巖，增強深層地震反射能量和提高相對分辨率，按照相控思路逐步開展儲層預(yù)測是關(guān)鍵；而風(fēng)化殼型火山巖主要位于盆地西北緣逆沖斷裂帶，地下地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，巖性以中基性溢流相火山巖為主，淋濾強度和斷裂展布共同控制儲層物性[10]，風(fēng)化殼、斷裂的高精度地震資料成像和精準歸位是尋找規(guī)模儲層的關(guān)鍵。

本文從地震資料采集入手，分析基于“兩寬一高”地震資料的采集、處理、解釋等關(guān)鍵技術(shù)在準噶爾盆地石炭系火山巖勘探中的應(yīng)用效果。目前，原生韻律型和風(fēng)化殼型火山巖的預(yù)測技術(shù)均已實現(xiàn)了由簡單刻畫火山機構(gòu)、相帶向精細刻畫火山巖優(yōu)勢儲層的轉(zhuǎn)變。前者是以低頻可控震源采集與能量補償、多屬性融合巖相識別及相控優(yōu)勢儲層反演等技術(shù)為核心；后者是以 “真”地表TTI各向異性疊前深度偏移、強反射伴隨相位消除及斷裂系統(tǒng)精細刻畫等技術(shù)為核心。依托地震勘探技術(shù)的進步，以西北緣車探1井、腹部石西16井為代表的一批探井相繼在火山巖中獲得油氣發(fā)現(xiàn)。

1 原生韻律型火山巖地震勘探關(guān)鍵技術(shù)

1.1 技術(shù)思路

2005年，在準噶爾盆地石炭系原生韻律型火山巖中發(fā)現(xiàn)克拉美麗大氣田。該類火山巖主要發(fā)育于盆地腹部深層的上石炭統(tǒng)，距石炭系頂面垂向距離大于350m。火山巖巖性多為中酸性，發(fā)育爆發(fā)相火山角礫巖等有利儲集巖相，儲集空間以原生基質(zhì)孔隙為主。儲層分布通常受火山機構(gòu)和噴發(fā)旋回聯(lián)合控制。

原生韻律型火山巖油氣藏在地震勘探過程中主要面臨以下難點：①地表以沙漠、戈壁為主，火山巖埋藏較深(普遍深度>4000m)，地震資料的高頻信息衰減嚴重，原始信號低頻部分缺失，信噪比較低；②火山巖巖石類型復(fù)雜，既有以火山角礫巖為代表的火山熔巖，也有玄武巖、安山巖、英安巖、流紋巖等火山碎屑巖，還有次火山巖、火山沉積巖等，不同巖性組合之間的界限不清，無法精準刻畫火山機構(gòu)及巖相分布規(guī)律；③火山巖儲層橫向變化快、成層性差，現(xiàn)有基于層狀碎屑巖儲層的反演方法不能完全適用，儲層預(yù)測精度低。

針對上述難點，在火山巖油氣勘探實踐中逐漸形成了一套有效的深層原生韻律型火山巖儲層定量預(yù)測技術(shù)系列(圖1)。首先，在地震資料采集方面，采用大噸位低頻可控震源與長排列、小道距組合，有效提升深層原始地震資料品質(zhì)；其次，在地震資料處理方面，采用疊前保幅多域逐級去噪、VSP約束下的低頻能量補償和基于SRME(Surface-Related Multiple Elimination，去除地表相關(guān)多次波)的多次波綜合壓制等技術(shù)，提高地震資料相對分辨率，使火山巖內(nèi)幕結(jié)構(gòu)更加清晰；然后，在地震資料解釋方面，采用多屬性融合技術(shù)識別火山巖相、相控反演技術(shù)預(yù)測優(yōu)勢儲層及進行含油氣檢測等。通過上述技術(shù)的應(yīng)用，準噶爾盆地腹部石西—滴南地區(qū)鉆井成功率從56%提升到83%，探明儲量由少于400萬噸增至近8000萬噸。本文以石西—滴南地區(qū)為例，對其中的幾項關(guān)鍵技術(shù)進行論述。

圖1 原生韻律型火山巖儲層定量預(yù)測技術(shù)流程

1.2 低頻可控震源采集與補償處理技術(shù)

以往地震資料采集以炸藥震源為主，作業(yè)成本較高，頻率不可調(diào)控，導(dǎo)致地震資料品質(zhì)無法滿足石炭系火山巖成像需求，從而制約了火山巖油氣勘探進程。

可控震源可提供低頻信號。與中、高頻信號相比，低頻信號穿透能力強，更有利于深層火山巖地震反射成像。低頻端信號的擴展可以改變地震相關(guān)子波形態(tài)，更有利于提高深層地震資料的空間分辨率。低頻信號常具有低頻伴影現(xiàn)象，更有利于疊前資料的含油氣檢測。

準噶爾盆地是中國第一個開展可控震源高效采集試驗的含油氣盆地。該技術(shù)為深層原生韻律型火山巖油氣勘探由“粗放型”轉(zhuǎn)向“精細型”提供了資料基礎(chǔ)。

可控震源采集技術(shù)主要包括以下4項關(guān)鍵措施：①在使用大噸位低頻可控震源的基礎(chǔ)上，優(yōu)化掃描頻率、長度及低頻線性長斜坡設(shè)計，確保了在機械性能穩(wěn)定的前提下增加低頻信息和下傳能量，拓展了常規(guī)可控震源缺失的低頻信息；②采用長排列和低頻單點數(shù)字檢波器接收，實現(xiàn)了“原生態(tài)”地震波采集，保證了低頻信息的接收效果；③采用優(yōu)化后的高密度、寬方位觀測系統(tǒng)，滿足了深層偏移成像對完整空間采樣的需求，大幅度提升了火山巖內(nèi)幕信噪比；④采用動態(tài)滑動掃描和基于航測影像的數(shù)字化地形特征提取等輔助手段，提高了可控震源施工效率，實現(xiàn)了真正意義上的高效采集。

以石西—滴南地區(qū)石炭系火山巖為例，可控震源采集的地震資料起始掃描頻率由3Hz降低至1.5Hz，覆蓋次數(shù)從72次提升至1458次，觀測方位(橫縱比)從0.46擴大到0.82，炮道密度從3.5×105/km2躍升至5.3×106/km2。

石西—滴南地區(qū)石炭系火山巖的地震反射優(yōu)勢頻帶在30Hz以下，因此除了激發(fā)條件的改變外，低頻能量補償也很重要。低頻能量的補償方法是：在地震正演的基礎(chǔ)上，通過VSP資料提取子波，利用傅里葉變換將子波變換到頻率域，進而通過譜白化對振幅譜的低頻端能量進行加強，最后將補償后的零相位子波作為期望輸出，求取補償因子并將其應(yīng)用于實際數(shù)據(jù)。相對于直接進行譜白化處理，該方法補償?shù)牡皖l能量為有效的反射信息，有效解決了石炭系地震反射低頻能量不足和低頻段信噪比低等問題，提高了石炭系內(nèi)幕成像質(zhì)量和保真度。頻帶由3～25Hz拓寬到8～46Hz(圖2)。經(jīng)鉆井驗證，井震吻合率從原來的65%提高至85%。

圖2 石西—滴南地區(qū)石炭系火山巖常規(guī)三維地震剖面低頻補償前(a)、后(b)效果對比

1.3 基于擴展SRME的多次波綜合壓制技術(shù)

準噶爾盆地發(fā)育侏羅系煤層、三疊系/二疊系區(qū)域不整合面等多套強地震反射界面，導(dǎo)致石炭系內(nèi)幕多次波發(fā)育、火山巖巖體成像不清晰。

SRME方法[15]預(yù)測多次波場本質(zhì)上就是空間褶積求和，將SRME擴展到層間多次波預(yù)測，就是波場的向上延拓(相關(guān))和向下延拓(褶積)的組合。擴展SRME的多次波壓制技術(shù)[16]則是把自由表面多次波作為層間多次波的一個特殊情況，從而壓制各種層間多次波。因此，在疊后壓制多次的基礎(chǔ)上，利用共聚焦點(CFP)道集，將表面多次波壓制技術(shù)應(yīng)用到地下地層反射，可以有效壓制層間多次波。

近幾年來，采用基于擴展SRME的疊后多次波模型相減法壓制多次波，石炭系內(nèi)幕全程多次波與層間多次波均得到較好的壓制，CRP道集(圖3紅框區(qū)域)質(zhì)量與偏移成果(圖4橢圓區(qū)域)的資料品質(zhì)均明顯提高。

圖3 石西—滴南地區(qū)石炭系火山巖多次波壓制前(左)、后(右)CRP道集對比

圖4 石西—滴南地區(qū)石炭系火山巖多次波壓制前(上)、后(下)偏移剖面對比

1.4 基于多屬性融合的火山機構(gòu)與巖相精細識別技術(shù)

火山機構(gòu)識別是火山巖巖相研究的基礎(chǔ)，其中火山口是火山機構(gòu)最為明顯的識別標志。準噶爾盆地石炭系火山巖噴發(fā)模式屬中心—裂隙復(fù)合式[17]。

火山機構(gòu)是指火山通道、火山口、火山錐、放射狀和環(huán)狀巖墻群等與火山作用有關(guān)的巖石構(gòu)造體[10]?；鹕綑C構(gòu)識別方法為：①確定地震資料成像優(yōu)勢頻帶，突出火山機構(gòu)成像特征。分頻掃描結(jié)果表明，與全頻帶、10Hz低通濾波剖面相比，在20Hz低通濾波地震剖面上石炭系成像精度更高，內(nèi)幕反射特征更清楚。而在30Hz高通濾波地震剖面上，石炭系基本沒有有效信號。②在20Hz低通濾波數(shù)據(jù)體上，通過地震反射層位拉平的數(shù)據(jù)體切片、沿層相干屬性以及地震剖面綜合識別火山口位置。

一般來說，中心式噴發(fā)火山口在地震剖面上表現(xiàn)為火山口周緣地層呈近似對稱分布和雜亂反射特征，在相干體切片或時間切片上表現(xiàn)為環(huán)形、圓形或者橢圓形特征；裂隙式噴發(fā)的火山巖漿沿斷裂上涌，侵入圍巖，火山口平面分布與基底斷裂帶延伸方向大體一致，在相干體切片或時間切片上表現(xiàn)為火山巖沿斷裂帶呈雜亂分布特征。由圖5可見，利用優(yōu)勢頻帶地震數(shù)據(jù)刻畫火山機構(gòu)，黑色虛線圓圈代表火山口，在D101井附近表現(xiàn)為中心式噴發(fā)火山口；在 DX34井東南向附近表現(xiàn)為裂隙式火山口特征。

圖5 不同數(shù)據(jù)石炭系頂界向下30ms沿層相干屬性上為全頻帶數(shù)據(jù)，下為優(yōu)勢頻帶數(shù)據(jù)

在火山機構(gòu)識別的基礎(chǔ)上，可進一步開展火山期次與巖相刻畫，為后續(xù)儲層預(yù)測奠定基礎(chǔ)[18-19]。由于準噶爾盆地火山巖巖性種類繁多，井間巖性劃分標準不統(tǒng)一，這導(dǎo)致巖性解釋不一致，給鉆井的巖相劃分與優(yōu)勢巖相預(yù)測帶來困難。

在開展巖相識別前，必須首先利用巖石薄片、取心資料，并結(jié)合常規(guī)測井與成像測井(FMI)開展巖性復(fù)查，確?；A(chǔ)資料可靠；然后選取典型井的火山巖段，開展不同類型火山巖測井曲線矩陣交會分析，優(yōu)選自然伽馬與密度作為敏感測井曲線并用于巖性識別；最后建立適用于本區(qū)的火山巖巖性測井解釋圖板，重新確定巖性。

準噶爾盆地原生韻律型火山巖巖性大致可分為三個區(qū)：火山角礫巖區(qū)、過渡巖區(qū)和火山熔巖區(qū)。從火山碎屑巖到火山熔巖密度依次增大；從基性、中性到酸性火山巖自然伽馬逐漸增大。同質(zhì)的火山碎屑巖的自然伽馬值明顯低于火山熔巖(圖6)。

圖6 石西—滴南地區(qū)石炭系原生韻律型火山巖測井巖性識別圖板

根據(jù)測井巖性識別圖板進行單井火山巖相劃分；再根據(jù)合成地震記錄可以確定不同火山巖相的地震響應(yīng)特征。

爆發(fā)相表現(xiàn)為中—弱反射振幅、低頻特征，同相軸反射雜亂，丘狀外形；溢流相表現(xiàn)為中—弱反射振幅、中低頻特征，同相軸較連續(xù)，外部形態(tài)為席狀、楔狀、層狀；火山沉積相表現(xiàn)為強反射振幅、中頻特征，同相軸連續(xù)性好，層狀外形。

由于利用任何一種單一地震屬性均難以準確預(yù)測火山巖巖相，因此采用熵值分析法對振幅、連續(xù)性、頻率和紋理等四大類46種屬性進行敏感性排序，最終優(yōu)選出振幅絕對值、峰值振幅、反射強度×相位余弦、紋理體—相關(guān)度、紋理體對比度等5類屬性體進行加權(quán)融合，以識別火山巖巖相。

該技術(shù)在KM1井區(qū)應(yīng)用效果較好。火山巖巖相預(yù)測符合率由應(yīng)用單一屬性時的64%提高到89%。圖7為KM1井區(qū)典型地震巖相預(yù)測剖面，在該剖面上共識別火山機構(gòu)2個、火山噴發(fā)旋回3套，不同旋回期次與不同巖相之間界限清晰。其中，火山爆發(fā)相(黃、紅黃色過渡區(qū))表現(xiàn)為中弱振幅、低頻、雜亂反射特征；火山沉積相(紅色區(qū))表現(xiàn)為強振幅、中頻、連續(xù)反射特征；溢流相(綠色區(qū))表現(xiàn)為中弱振幅、中低頻、連續(xù)反射特征。同一火山機構(gòu)內(nèi)部，近火山口為爆發(fā)相，火山口兩翼逐漸過渡為溢流相或火山沉積相。

圖7 KM1井區(qū)原生韻律型火山巖優(yōu)勢屬性融合巖相預(yù)測剖面

1.5 火山巖巖相控優(yōu)質(zhì)儲層預(yù)測技術(shù)

現(xiàn)有的地震波阻抗反演方法主要是針對常規(guī)碎屑巖儲層。低頻約束模型是以均勻介質(zhì)為基礎(chǔ)，再對測井曲線進行線性內(nèi)插。火山巖儲層多為塊狀、非均質(zhì)性，很難利用線性模型約束[20]。因此，在準噶爾盆地原生韻律型火山巖的勘探實踐中，采用基于火山巖巖相約束的相控反演技術(shù)預(yù)測優(yōu)質(zhì)儲層。

火山巖優(yōu)質(zhì)儲層的分布受火山巖巖相控制，各相帶內(nèi)部儲層物性特征存在明顯差異。因此，首先在巖相的基礎(chǔ)上進行敏感參數(shù)的交會分析，火山巖優(yōu)質(zhì)儲層表現(xiàn)為低阻抗、低密度的特征，其中爆發(fā)相火山巖優(yōu)質(zhì)儲層密度≤2.55g/cm3，縱波阻抗≤12000m/s·g/cm3；溢流相優(yōu)質(zhì)儲層密度≤2.55g/cm3，縱波阻抗≤13500m/s·g/cm3。然后以火山巖垂向噴發(fā)期次作為一維垂向約束，以爆發(fā)相、溢流相等火山巖巖相帶為二維側(cè)向約束，以多屬性融合巖相體作為三維約束，建立相控初始地震地質(zhì)模型(低頻模型)，該初始模型更符合地質(zhì)規(guī)律(圖8)。在此基礎(chǔ)上進行地震波阻抗反演，得到具有巖相背景的波阻抗數(shù)據(jù)體。從最終反演結(jié)果來看，優(yōu)質(zhì)儲層的分布明顯受火山巖巖相控制，且縱向上波阻抗變化趨勢合理(圖9)。其中，爆發(fā)相內(nèi)部優(yōu)質(zhì)儲層主要為低波阻抗、塊狀分布，具丘狀、雜亂地震反射特征；溢流相內(nèi)部優(yōu)質(zhì)儲層主要為中低波阻抗、近層狀分布，具較連續(xù)地震反射特征；火山沉積相為非儲層，波阻抗值最低。應(yīng)用該技術(shù)使盆地腹部火山巖儲層的預(yù)測結(jié)果與鉆探結(jié)果的平均符合率由65%提高至81%。

圖8 石西—滴南地區(qū)石炭系原生韻律型火山巖井內(nèi)插低頻模型(上)與相控約束低頻模型(下)對比

圖9 石西—滴南地區(qū)石炭系原生韻律型火山巖地震剖面(上)與相控反演波阻抗剖面(下)對比

2 風(fēng)化殼型火山巖地震勘探關(guān)鍵技術(shù)

2.1 技術(shù)思路

準噶爾盆地風(fēng)化殼型火山巖多分布于西北緣逆掩斷裂帶上盤的下石炭統(tǒng)，距石炭系頂面垂向距離小于350m，基巖為中基性火山巖，發(fā)育新生古儲型油藏。風(fēng)化殼型火山巖受后期抬升、剝蝕作用，儲層物性更多地由風(fēng)化淋濾時間和斷裂帶控制，儲集空間主要為粒間溶孔和微裂縫。從空間分布趨勢來看，距離石炭系頂界風(fēng)化面越近、距離大斷裂越近，火山巖儲層滲流能力越好。

準噶爾盆地風(fēng)化殼型火山巖油氣藏在地震勘探過程中主要面臨以下難點：①鄰近山前帶，地表存在高程差異，且淺層砂礫巖低降速帶橫向速度變化大，縱向地層厚度變化大，靜校正問題嚴重；②火山巖傾角大，風(fēng)化殼頂界及內(nèi)部地層成像質(zhì)量差，火山巖分布難以準確落實；③控制斷階展布的逆掩斷裂的地震資料偏移歸位不準確，多解性強；④火山巖裂縫具控藏作用，但分布規(guī)律難以預(yù)測。

針對上述難點，在火山巖油氣勘探實踐中逐漸形成了一套有效的風(fēng)化殼型火山巖地震勘探技術(shù)系列(圖10)。在地震資料采集方面，采用高密度、寬方位觀測系統(tǒng)，并且利用大折射和表層調(diào)查資料，進行近地表綜合建模，有效提升原始地震資料品質(zhì)；在地震資料處理方面，以續(xù)至波綜合壓制、高精度速度建場、“真”地表TTI疊前深度偏移技術(shù)為核心，實現(xiàn)構(gòu)造、地層和斷裂精細成像；在地震資料解釋方面，開展關(guān)鍵期古地貌恢復(fù)與多屬性斷裂精細識別，為落實有利目標區(qū)及井位部署提供技術(shù)支撐。

圖10 風(fēng)化殼型火山巖地震定量預(yù)測流程

2.2 續(xù)至波綜合壓制技術(shù)

在遇到強波阻抗界面時，下伏地層中往往發(fā)育一套與強反射界面地層產(chǎn)狀相同、頻率較低、振幅較強的同相軸。該同相軸為續(xù)至波，影響下伏地層的真實成像。

在地震資料處理過程中，通常采用串聯(lián)反褶積壓縮子波，這是基于地震信號是最小相位的假設(shè)條件。

然而實際地震信號是混合相位，在經(jīng)過預(yù)測反褶積處理后，會帶有一定延續(xù)時間的低頻伴隨相位。它與不整合、強波阻抗界面(風(fēng)化殼頂面)下伏地層反射波發(fā)生干涉，具有頻率低、振幅強、與不整合界面地層產(chǎn)狀一致等特點，嚴重影響火山巖成像。

基于地震信號分析，根據(jù)測井?dāng)?shù)據(jù)、地質(zhì)分層數(shù)據(jù)、地震數(shù)據(jù)中的續(xù)至波，明確低頻續(xù)至波的地震響應(yīng)特征，再通過層位解釋建立地層模型，對頻率特征和地層產(chǎn)狀進行約束，開展基于地質(zhì)層位約束的衰減噪聲預(yù)測。該方法在F-X域?qū)崿F(xiàn)，根據(jù)實際地震資料有效信號的頻率、地層的產(chǎn)狀與續(xù)至波頻率、產(chǎn)狀的區(qū)別，對強波阻抗界面進行層位解釋，建立空間模型，并根據(jù)模型預(yù)測可能產(chǎn)生的低頻續(xù)至噪聲，通過與原始數(shù)據(jù)最小二乘法濾波，達到衰減續(xù)至波的目的。

石炭系頂面為強地震反射界面。鉆井揭示，H181井火山巖傾角為45°～55°；H891井火山巖傾角為55°～70°。續(xù)至波壓制后(圖11)，火山巖內(nèi)幕反射結(jié)構(gòu)、地層接觸關(guān)系、尖滅點更加清楚，資料品質(zhì)改善明顯。

圖11 準噶爾盆地西北緣石炭系頂面續(xù)至波壓制前(左)、后(右)對比

2.3 “真”地表TTI各向異性疊前深度偏移技術(shù)

準噶爾盆地西北緣地表高低起伏，以山地、山前沖溝和沙漠為主，淺表層速度變化快，特別是礫巖分布不均衡，難以建立準確的速度模型。此外，受深層逆掩推覆構(gòu)造的影響，石炭系火山巖傾角大，并且由于測井資料分布不均衡，在橫向上很難精確地填充速度，難以建立準確的速度場。

以往采用CMP平滑面作為偏移基準面，很難準確拾取靜校正量，靜校正誤差會導(dǎo)致速度畸變，從而影響成像精度。本文利用地表高程數(shù)據(jù)對全區(qū)高程進行適當(dāng)?shù)男∑交幚?平均半徑為300m)，得到一個近似“真”地表的高程平滑面。將它作為統(tǒng)一的偏移基準面，可有效解決以往人為改變傳播路徑所導(dǎo)致的波場畸變。

需要注意的是，由于“真”地表疊前深度偏移建模需要嵌入層析反演的表層速度，因此高程平滑需要與層析反演的面元平滑尺寸保持一致。在此基礎(chǔ)上，利用超深微測井層析反演淺表層模型，綜合測井、露頭、構(gòu)造模式等信息建立深度域構(gòu)造模型，將初至波層析靜校正反演獲取的淺表層速度場嵌入表層速度，并利用測井速度等信息約束速度場，完成初始速度場的構(gòu)建；然后通過多輪層析反演得到精確的各向同性速度場和高質(zhì)量的疊前深度偏移數(shù)據(jù)體；再通過井震結(jié)合求取TTI介質(zhì)的各向異性參數(shù)(如ε、δ、各向異性速度等)數(shù)據(jù)體，基于數(shù)據(jù)體提取的傾角、方位角等屬性體進行TTI各向異性深度偏移，多輪迭代各項異性參數(shù)，得到各向異性偏移結(jié)果。

在偏移過程中，首先通過地震數(shù)據(jù)體的連續(xù)性參數(shù)評價地震資料高、低信噪比區(qū)域；然后分區(qū)進行迭代，針對較高信噪比區(qū)域利用剩余速度分析、網(wǎng)格層析反演等進行迭代，針對低信噪比區(qū)域則采用速度百分比掃描獲取精準的VTI各向異性速度場；最終基于TTI介質(zhì)的各向異性傾角和方位角參數(shù)的迭代完成TTI各向異性疊前深度偏移(圖12)。與疊前時間偏移數(shù)據(jù)(PSTM)相比，高陡區(qū)石炭系火山巖地震成像效果明顯改善，斷點更加清楚、地層成像更清晰(圖13)。

圖12 “真”地表TTI各向異性疊前深度偏移技術(shù)流程

圖13 準噶爾盆地西北緣石炭系火山巖疊前時間偏移(左)與“真”地表TTI疊前深度偏移(右)地震剖面對比

2.4 古地貌恢復(fù)技術(shù)

準噶爾盆地西北緣斷裂帶上盤石炭系火山巖經(jīng)歷了約84Ma的沉積間斷，發(fā)育風(fēng)化殼儲集層。風(fēng)化淋濾期的古地貌和成藏期的古構(gòu)造是風(fēng)化殼火山巖規(guī)模成藏的主控因素。前者影響火山巖剝蝕和風(fēng)化淋濾的差異化強度，進而控制風(fēng)化改造后的有效儲層空間分布；后者與現(xiàn)今構(gòu)造一起共同決定油氣二次運移后的匯聚和保存。

目前常用的古地貌恢復(fù)法主要有印模法、V字填圖法及殘余厚度法等?？紤]到火山巖為事件沉積，且火山巖體多呈塊狀、橫向變化極快，因此優(yōu)選印模法，利用深度域數(shù)據(jù)恢復(fù)古地貌單元。該方法以補償沉積原理為基礎(chǔ)，風(fēng)化侵蝕面至其上覆穩(wěn)定洪泛面的厚度反映古地貌，地貌單元大致可劃分為高地、斜坡帶、風(fēng)蝕殘丘和洼地四類(圖14)。其中，印模厚度較小的高地與殘丘儲層風(fēng)化改造條件最為有利，斜坡其次，洼地最差。

圖14 準噶爾盆地西北緣石炭系火山巖風(fēng)化淋濾期古地貌刻畫結(jié)果(沿上烏爾禾組拉平)

2.5 斷裂系統(tǒng)精細刻畫技術(shù)

在壓扭應(yīng)力作用下，準噶爾盆地西北緣發(fā)育多排逆沖斷層。斷層作為大氣淡水、深部熱液的垂向輸導(dǎo)通道，可與風(fēng)化殼組成溶蝕網(wǎng)絡(luò)體系。斷裂附近的風(fēng)化殼儲層改造程度更高。鉆探揭示，大斷裂附近火山巖有效儲層距離風(fēng)化殼頂面的距離可超過1000m。此外，逆沖斷層附近常伴生構(gòu)造型裂縫發(fā)育帶。裂縫發(fā)育帶位于主斷裂附近1000～1500m范圍，油井的滲流半徑多超過500m，裂縫對儲層滲流能力具明顯的控制作用。

基于寬方位、高密度地震數(shù)據(jù)的分方位—分頻—多屬性融合技術(shù)可以精細刻畫風(fēng)化殼火山巖斷層。該技術(shù)以構(gòu)造應(yīng)力場、剪切應(yīng)變橢球體理論為依據(jù)，在初步判斷斷層分布規(guī)律的基礎(chǔ)上，選擇敏感方位角數(shù)據(jù)，利用不同方位地震數(shù)據(jù)識別不同走向斷裂；然后對比相干、方差、邊緣檢測及曲率等屬性，確定不同地震屬性對不同尺度斷裂識別的能力。一般來說，相干屬性能夠反映較大尺度的斷裂，而曲率屬性對同相軸錯斷或者扭動更敏感，包含更多尺度較小的斷裂信息；同時，由于不同尺度斷層對頻率的響應(yīng)特征不同，因此針對不同尺度的斷層可以通過優(yōu)勢頻帶選取，以增強斷裂固有頻率信號的成分特征，突出斷層信息，減少噪聲影響；最終采用核主成分分析屬性壓縮法，將基于不同方位、不同頻帶、不同屬性的多尺度斷層預(yù)測結(jié)果進行融合，可實現(xiàn)斷層精細刻畫(圖15)。由圖15可見，斷裂刻畫更加清楚，大斷裂附件伴生的局部微小斷裂也清晰可見。

圖15 準噶爾盆地西北緣H18井區(qū)石炭系頂面相干屬性(左)與多屬性融合(右)對比

風(fēng)化殼型火山巖的裂縫預(yù)測已經(jīng)由利用疊后地震資料轉(zhuǎn)向疊前，橢圓擬合是目前最主要的方法。但受火山巖強非均質(zhì)性影響，用于利用疊前資料預(yù)測的原始OVT道集資料信噪比普遍偏差，且能量不均衡，如何改進道集品質(zhì)，提高橢圓擬合準確度是關(guān)鍵。

針對這一問題，首先開展不同炮檢距疊加方案的優(yōu)選。以H18井區(qū)三維地震資料為例，相比近、中、遠炮檢距和全炮檢距道集，800～4000m炮檢距疊加道集信噪比高、能量更均衡。在此資料基礎(chǔ)上可進一步開展橢圓擬合預(yù)測裂縫。其次按照不同的方案對方位角進行疊加、優(yōu)選，在固定炮檢距800～4000m后，對原始道集按照12、24、36、48、180、360道和全數(shù)據(jù)疊加。對比發(fā)現(xiàn)，按照36道疊加時資料信噪比相對更高，同時能量均衡也更合理，因此優(yōu)選800～4000m炮檢距、方位角按照36道疊加的方案作為最終OVT疊加方案用于疊前資料的裂縫預(yù)測。最終預(yù)測裂縫的分布趨勢與上述多屬性融合的斷層刻畫結(jié)果高度一致，且距大斷層越近，裂縫密度越大。

3 認識與展望

本文以準噶爾盆地石炭系火山巖為例，將火山巖油氣藏分為原生韻律型和風(fēng)化殼型兩大類，分別論述地震勘探關(guān)鍵技術(shù)。對于原生韻律型火山巖，按照巖性油氣藏的思路，采用低頻可控震源采集、井控低頻補償以及層間多次波壓制處理技術(shù)，大幅度提高了深層地震資料的保真度與空間分辨率；以多屬性融合技術(shù)預(yù)測的火山巖相為約束，再通過疊后相控反演，可實現(xiàn)優(yōu)勢儲層的定量預(yù)測。對于風(fēng)化殼型火山巖，按照后期改造型油氣藏的思路，通過強反射界面續(xù)至波壓制、“真”地表TTI疊前深度偏移以及古地貌恢復(fù)與斷裂預(yù)測等技術(shù)，開展地層與斷裂精細成像與刻畫。

火山巖油氣藏勘探關(guān)鍵是有利儲層預(yù)測，在地震資料采集、處理方面均應(yīng)注重火山巖低頻成像技術(shù)研究；在解釋方面要從微觀巖石物理分析出發(fā)，構(gòu)建適用于火山巖的巖石物理模型。另外，基于深度學(xué)習(xí)的地震屬性融合、反演及各向異性裂縫預(yù)測是未來火山巖油氣藏地震勘探技術(shù)的一個發(fā)展方向。