陳 斌

(中國(guó)石油大慶油田有限責(zé)任公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163712)

疊前反褶積分域方法在扶楊油層高分辨處理中的應(yīng)用

陳 斌

(中國(guó)石油大慶油田有限責(zé)任公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163712)

朝長(zhǎng)地區(qū)扶楊油層儲(chǔ)層以河道砂體為主，砂體規(guī)模小，厚度薄，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于地震分辨率極限。通過(guò)對(duì)疊前反褶積處理技術(shù)的研究，基于保持振幅與波形特征的目標(biāo)，探索形成了地表一致性反褶積以共炮點(diǎn)和共檢波點(diǎn)分域的高分辨處理方法。該方法在朝長(zhǎng)地區(qū)薄互層地震保幅處理中取得了明顯的實(shí)用效果，地震屬性上河道和點(diǎn)砂壩得到了清晰刻畫，為扶楊油層精細(xì)勘探、水平井部署提供了可靠的地震數(shù)據(jù)。

扶楊油層 河道砂體 薄互層 地表一致性反褶積 保幅處理

松遼盆地北部朝長(zhǎng)地區(qū)扶楊油層，是典型的砂泥巖薄互層低滲透巖性油藏，主要儲(chǔ)集層為河道砂體，目標(biāo)層位扶一、扶二油層砂巖粒度細(xì)，泥質(zhì)含量高，砂泥巖波阻抗差異小，河道砂體地震響應(yīng)弱，特征不明顯。在T2屏蔽作用下，下伏扶楊油層反射能量變?nèi)?、頻率降低，地震識(shí)別困難。針對(duì)扶楊油層砂體厚度薄、物性差等特點(diǎn)，提高保真度和縱橫向分辨率是地震資料處理中的關(guān)鍵[1]，在挖潛有效地震信息的同時(shí)還不能破壞波組特征[2]，需清晰反映地質(zhì)異常體邊界的微小變化以及在空間上的相關(guān)性，最大限度保留和提升薄互層河道砂體有效弱反射信息，為儲(chǔ)層預(yù)測(cè)打下了良好基礎(chǔ)。

朝長(zhǎng)地區(qū)表層地震地質(zhì)條件復(fù)雜，地震數(shù)據(jù)采集中的空間激發(fā)子波變化劇烈，嚴(yán)重影響對(duì)儲(chǔ)層變化的地震識(shí)別。激發(fā)子波的形態(tài)決定于頻帶寬窄，為達(dá)到保幅和提高分辨率的目的，需要通過(guò)疊前反褶積處理來(lái)解決激發(fā)子波在空間上不一致的問(wèn)題。由于野外數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)產(chǎn)生的虛反射存在周期性差異，單一反褶積方法無(wú)法提供合適的參數(shù)來(lái)消除在炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)不同域產(chǎn)生的虛反射[3]，為此，應(yīng)用地表一致性反褶積以共炮點(diǎn)和共檢波點(diǎn)分域的處理方法，以提高該區(qū)地震資料品質(zhì)。

1 地表一致性反褶積的原理

相位和虛反射的空間變化主要源自近地表風(fēng)化層厚度和潛水面變化的影響。對(duì)近地表和大地吸收衰減進(jìn)行有效補(bǔ)償后，時(shí)間和頻率域的振幅差異可基本消除，但不能消除激發(fā)子波差異，因?yàn)槌祟l帶寬窄外，相位和虛反射差異是影響激發(fā)子波形態(tài)的主要因素。為此，通過(guò)大量試驗(yàn)，應(yīng)用地表一致性炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)反褶積方法?；诘卣鹩涗涶薹e模型，進(jìn)一步深化，分解為地表一致性的形式，可得到一個(gè)地表一致性反褶積的模型，把地震道分解為震源、檢波點(diǎn)、偏移距及地層脈沖響應(yīng)的褶積影響，這樣就可以清楚地估計(jì)由于震源及檢波器條件以及震源檢波器間隔對(duì)子波形態(tài)的影響。

地表一致性反褶積模型是

W(t)=S(t)*R(t)*G(t)*M(t)+N(t)

(1)

式中，W(t)是地震記錄，S(t)是震源位置的波形分量，R(t)是檢波器位置的分量，G(t)是依賴于波形的偏移距分量，M(t)是震檢中心點(diǎn)位置的地層脈沖響應(yīng)，N(t)是噪音。

首先對(duì)地震數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析和頻譜分解，然后選取提取反褶積算子的時(shí)窗長(zhǎng)度及預(yù)測(cè)步長(zhǎng)，并進(jìn)行反褶積運(yùn)算。處理后，可擴(kuò)展頻寬，校正地震信號(hào)的相位譜，輸出零相位子波，較大程度地壓縮地震子波，提高地震資料分辨率[4]。本方法以地表一致性方式分解每個(gè)輸入道子波的對(duì)數(shù)振幅譜(或?qū)?shù)功率譜)，用高斯賽德算法求得所有與震源、檢波點(diǎn)、共中心點(diǎn)和偏移距四個(gè)分量有關(guān)的對(duì)數(shù)振幅譜。在最小相位假定下，只需要考慮每道在每個(gè)時(shí)窗中的振幅譜，先作傅氏變換，然后對(duì)振幅取對(duì)數(shù)，這樣褶積就變成了求和：

lnAw=lnAs+lnAr+lnAg+lnAm

(2)

其中：Aw為記錄振幅譜；As為震源譜分量；Ar為檢波點(diǎn)譜分量；Ag為反射點(diǎn)譜分量；Am為偏移距譜分量。

反褶積算子的時(shí)窗長(zhǎng)度及預(yù)測(cè)步長(zhǎng)是影響反褶積處理效果的重要參數(shù)，實(shí)際處理應(yīng)用中，根據(jù)原始資料的優(yōu)勢(shì)頻帶范圍及對(duì)地震資料分辨率的要求，進(jìn)行合理的優(yōu)化選取。

2 地表一致性反褶積的分域方法

反褶積處理是拓展有效頻帶的寬度，保護(hù)和扶植信號(hào)的高頻成分，提高地震資料分辨率的重要方法[5]。近年疊前地表一致性反褶積主要是炮點(diǎn)、檢波點(diǎn)、共反射點(diǎn)和共偏移距四個(gè)分量在同一域的同時(shí)應(yīng)用，基本滿足了構(gòu)造層位解釋，但對(duì)薄互層砂體預(yù)測(cè)仍有難度。地震資料的共炮點(diǎn)與共檢波點(diǎn)、共反射點(diǎn)、共偏移距產(chǎn)生的機(jī)理不同，對(duì)地震子波的影響也不同，其自相關(guān)子波差異也較大，采用由四分量因素所生成的綜合子波進(jìn)行子波壓縮效果不理想。

高分辨率的地震資料應(yīng)當(dāng)有寬頻帶和零相位的地震波頻譜，為此對(duì)地表一致性反褶積的原理進(jìn)行了剖析研究，首先對(duì)炮檢域道集數(shù)據(jù)進(jìn)行譜分析和分解，然后根據(jù)炮點(diǎn)、檢波點(diǎn)方面因素的變化，來(lái)提取反褶積算子。把公式(2)分解成兩部分：一部分是在炮域內(nèi)針對(duì)共炮點(diǎn)分量進(jìn)行地表一致性反褶積處理：

lnAws=lnAs

(3)

其中：Aws為記錄炮域振幅譜。

共炮點(diǎn)域的目的是有效消除激發(fā)點(diǎn)近地表產(chǎn)生的虛反射，提高地震資料相對(duì)保幅的分辨率。經(jīng)炮點(diǎn)反褶積基本消除近地表因素對(duì)激發(fā)能量的非一致性影響，盡可能選用合適的步長(zhǎng)來(lái)獲得穩(wěn)定的結(jié)果。

另一部分是在共檢波點(diǎn)域內(nèi)完成另外三個(gè)分量的地表一致性反褶積處理：

lnAwr=lnAr+lnAg+lnAm

(4)

其中：Awr為記錄檢波點(diǎn)域振幅譜。

共檢波點(diǎn)域的目的主要是消除接收點(diǎn)產(chǎn)生的虛反射，同時(shí)提高最終成像分辨率。在滿足一定信噪比條件下，經(jīng)過(guò)檢波點(diǎn)域反褶積解決了接收因素引起的剩余鳴震的問(wèn)題，保持激發(fā)的振幅特征，地震數(shù)據(jù)的頻率有較大提高。

在共炮點(diǎn)域和共檢波點(diǎn)域分步對(duì)地震數(shù)據(jù)進(jìn)行褶積，實(shí)現(xiàn)共炮點(diǎn)輸入提取子波，進(jìn)行炮點(diǎn)虛反射的壓縮，然后轉(zhuǎn)換成共檢波點(diǎn)道集，在此基礎(chǔ)上再對(duì)共檢波點(diǎn)、共反射點(diǎn)及共偏移距提取綜合子波，配以最小相位，用作該道的反褶積因子，再進(jìn)行子波壓縮，得到地表一致性反褶積兩域疊合結(jié)果：

lnAw=lnAws+lnAwr

(5)

地表一致性反褶積分域方法充分考慮了炮點(diǎn)、檢波點(diǎn)方面因素的變化來(lái)提取反褶積算子，反褶積算子穩(wěn)定，且校正了地表因素的不一致性，提高了振幅保真度。應(yīng)用該技術(shù)逐級(jí)壓縮子波，拓展頻譜，輸出零相位子波，修正了疊前資料的振幅、波形、能量、頻率的差異，有效提高地震資料的分辨率。

3 實(shí)際應(yīng)用效果

朝長(zhǎng)地區(qū)扶楊油層處于多物源交匯區(qū)，單砂體厚度薄、波阻抗差異小、上覆地層屏蔽及斷層復(fù)雜。該區(qū)單砂體厚度小于3m的砂巖占到了65%，3～5m的占35%，其中5m以上的占17%，這是形成該區(qū)大面積巖性油藏的基礎(chǔ)。

該區(qū)地震數(shù)據(jù)處理的目標(biāo)，是提高地震數(shù)據(jù)分辨率的同時(shí)，有效消除非儲(chǔ)層因素引起的地震信息的空間變化，保持儲(chǔ)層有效信息[6]。在疊前振幅補(bǔ)償、保真去噪、模型靜校正精細(xì)預(yù)處理基礎(chǔ)上，應(yīng)用地表一致性反褶積分域方法，對(duì)各道的剩余振幅譜進(jìn)行褶積，克服激發(fā)和接收條件不同域等因素變化帶來(lái)的影響，保持?jǐn)?shù)據(jù)的相位一致性，統(tǒng)一不同地表?xiàng)l件的子波，拓寬疊前地震資料頻帶。

3.1 子波和能量效果分析

經(jīng)過(guò)兩步反褶積處理，近地表引起的頻率差異和虛反射影響得到有效消除，數(shù)據(jù)成像分辨率明顯提高，信噪比沒(méi)有明顯降低，較好地保留了儲(chǔ)層信息，為后續(xù)處理奠定了基礎(chǔ)。

從圖1的子波自相關(guān)上可以看出，近地表差異引起的激發(fā)子波和激發(fā)能量的空間差異明顯地減小，虛反射產(chǎn)生的子波旁瓣得到有效壓制，在檢波點(diǎn)反褶積中消除了近地表影響(子波差異)。檢波點(diǎn)反褶積后的統(tǒng)計(jì)自相關(guān)子波相對(duì)穩(wěn)定，同時(shí)具有較高的分辨率。

圖1 檢波域反褶積與四分量反褶積子波自相關(guān)對(duì)比

3.2 速度效果分析

在疊前提高分辨率處理后，速度是影響振幅和波形及成像分辨率的重要因素。在實(shí)際速度拾取中，通過(guò)放大主要標(biāo)志層附近的層間弱信號(hào)進(jìn)行精細(xì)速度分析，首先結(jié)合速度控制線的疊加剖面沿層拾取宏觀速度場(chǎng)，確保速度之間平穩(wěn)過(guò)渡，盡量使層間弱信號(hào)的成像精度得到有效提高。從檢波點(diǎn)反褶積與四分量反褶積的度速度分析對(duì)比看，主要區(qū)域標(biāo)志層的速度能量變化不大，但是弱反射層能量團(tuán)變化較大(見(jiàn)圖2)。

圖2 檢波域反褶積與四分量反褶積速度分析

3.3 疊加效果分析

通過(guò)地表一致性反褶積分域法的應(yīng)用，朝長(zhǎng)地區(qū)薄互層地震資料品質(zhì)得到較大改善。圖3疊加剖面對(duì)比顯示，相對(duì)于炮域的疊加剖面，檢波域的疊加剖面中，薄互層F11分辨率明顯地提高，層間信息豐富；相對(duì)于四分量的疊加剖面，檢波域的疊加剖面在F11的分辨率有較大提高，目的層頻帶拓寬，地質(zhì)現(xiàn)象更加豐富，薄互層砂體準(zhǔn)確成像，波形特征更清晰，有利F11層位追蹤?？傮w而言，檢波點(diǎn)的疊加剖面上，地震資料分辨率和保真度大幅度提高，保持了河道砂體地震反射動(dòng)力學(xué)特征，有效地提高了薄層砂體的成像精度，滿足了精確刻畫薄層河道砂體的需求，為河道砂體量化識(shí)別奠定了基礎(chǔ)。

圖3 朝長(zhǎng)地區(qū)薄互層地表一致性反褶積分域法疊加剖面對(duì)比

3.4 頻譜效果分析

疊前提高地震資料主頻，在保證信噪比的基礎(chǔ)上，最大限度地拓寬有效頻率的帶寬并修正相位，提高分辨率。從1.0～1.8s時(shí)窗統(tǒng)計(jì)頻譜可以看出，經(jīng)炮點(diǎn)反褶積處理后，數(shù)據(jù)的頻帶范圍得到了明顯拓寬。F11層段地表一致性反褶積頻譜對(duì)比顯示，檢波域的頻譜相比于炮域的頻譜，頻帶拓寬14Hz；與四分量的頻譜對(duì)比，檢波域反褶積后，頻譜并沒(méi)有陷波周期現(xiàn)象，頻帶拓寬8Hz(見(jiàn)圖4)。

圖4 朝長(zhǎng)地區(qū)薄互層地表一致性反褶積分域法頻譜對(duì)比

圖5 朝長(zhǎng)地區(qū)薄互層地表一致性反褶積屬性切片對(duì)比

3.5 屬性效果分析

朝長(zhǎng)地區(qū)扶楊油層河道砂體尺度遠(yuǎn)小于地震分辨率極限[7]，提高地震資料分辨率，最大限度實(shí)現(xiàn)保真處理，是地震識(shí)別薄層河道砂體的關(guān)鍵。通過(guò)地質(zhì)解釋和地震屬性看出河道砂巖儲(chǔ)層在地震剖面對(duì)應(yīng)的透鏡狀反射，地震波振幅、頻率、相位與周圍有明顯差異，另外地震波同相軸起伏明顯，時(shí)差較大，這是剖面穿越了不同的流域、不同的河道所致。處理中有效地消除了近地表的影響，沒(méi)有降低有效頻寬和分辨率，為提取薄儲(chǔ)層的相對(duì)變化信息提供重要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

從圖5地表一致性反褶積屬性切片對(duì)比中可見(jiàn)，相對(duì)于炮域?qū)傩郧衅瑱z波域?qū)傩郧衅姆直媛屎捅Ｕ婺芰Φ玫酱蠓忍岣?，突出了薄?chǔ)層反射特征，薄互層條件下窄小河道砂體得到準(zhǔn)確成像與清晰刻畫；與四分量的屬性切片對(duì)比，河道和點(diǎn)砂壩更加清晰，實(shí)現(xiàn)了扶楊油層點(diǎn)砂壩形態(tài)的定量刻畫，砂體得以準(zhǔn)確識(shí)別，提高了砂體預(yù)測(cè)符合率，為部署水平井提供了可靠的地震成果。

3.6 井位效果分析

經(jīng)過(guò)上述處理，深化了朝長(zhǎng)地區(qū)扶楊油層沉積和成藏規(guī)律認(rèn)識(shí)。從地震預(yù)測(cè)來(lái)看，扶余油層組的河道擺動(dòng)帶上砂體成片狀分布，砂巖存在上傾尖滅，存在良好的成藏條件，易于水平井實(shí)施；從沉積來(lái)看，目標(biāo)區(qū)為三角洲分流平原相沉積，其分布范圍廣，沉積穩(wěn)定，也有利于水平井捕捉砂體。結(jié)合對(duì)本區(qū)扶楊油層的地質(zhì)認(rèn)識(shí)，在該區(qū)部署了水平探井(見(jiàn)圖6)，該井在扶余儲(chǔ)層鉆遇2套含油層，為一大型辮狀河心灘復(fù)合疊置砂體，厚度分別為7m和6m，綜合解釋為油層，有效厚度分別為5.3m和3.4m，取得令人滿意的鉆探效果。

圖6 水平探井

4 結(jié)論

(1)地表一致性反褶積分域方法有效地解決了共炮點(diǎn)域和共檢波點(diǎn)域內(nèi)的耦合響應(yīng)差異問(wèn)題，逐步壓縮地震子波，處理后的疊前資料分辨率提高，層間信息豐富，波形特征明顯。

(2)在朝長(zhǎng)地區(qū)保幅處理中取得了良好效果，地震屬性上顯示了清晰的河道和點(diǎn)砂壩，實(shí)現(xiàn)了對(duì)河道砂體的精確描述與刻畫。

(3)該方法在松遼盆地北部薄互層保幅處理得到推廣應(yīng)用，同樣適用于地質(zhì)條件類似的其他薄互層沉積地區(qū)。

[1] 曹磊，孫大明，韓立國(guó).Gabor地表一致性反褶積算法研究與應(yīng)用[J].世界地質(zhì)，2010，29(3):503-508.

[2] 曾梅.多時(shí)窗地表一致性反褶積方法在低信噪比資料處理中的應(yīng)用效果[J].地質(zhì)學(xué)，2009，33(3):293-298.

[3] 郭樹(shù)詳，李建明，畢立飛.頻率域地表一致性反褶積方法及應(yīng)用效果分析[J].石油物探，2003，42(1):97-101.

[4] 王西文，胡自多，田彥燦.地震子波處理的二步法反褶積方法研究[J].地球物理學(xué)進(jìn)展，2006，21(4):1167-1178.

[5] 王丹，孫贊東，王迪.基于模型數(shù)據(jù)的不同反褶積方法保幅性分析[J].石油地球物理勘探，2013，48(3):359-365.

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(編輯 韓 楓)

Application of pre-stack deconvolution domain method in high-resolution processing of Fuyang reservoir

Chen Bin

(ExplorationandDevelopmentResearchInstituteofDaqingOilfieldCompanyLtd.，PetroChina，Daqing163712，China)

Fuyang reservoir in Chaochang area is dominated by river channel sand body，having small scale of sandbody，thin in depth，and much smaller than the limit of seismic resolution.Based on the study of the pre-stack deconvolution processing method，for keeping amplitude and waveform characteristics，it was proposed the surface consistant deconvolution high resolution processing method dominated by common-source point and common geophone point.This method was applied to obtain obvious practical effect in the seismic amplitude-preserved processing of the thin interbed in Chaochang area.Seismic attributes such as channel and point bar were clearly described.This can provide favorable seismic data for the precise exploration and horizontal well deployment of Fuyang reservoir.

Fuyang oil reservoir；fluvial sand body；thin interbed;surface consistant deconvolution；amplitude-preserved processing

2015-11-14；改回日期：2016-05-15。

陳斌(1966—)，高級(jí)工程師，從事地震資料處理及方法研究。電話：0459-5508300，E-mail: binchen2@sina.com。

10.16181/j.cnki.fzyqc.2016.03.007

P631.4

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