頻譜分解技術(shù)在吉林油田乾安東地區(qū)的應(yīng)用

張 明，寧松華

智鳳琴(杭州地質(zhì)研究院，浙江 杭州 310012)

頻譜分解技術(shù)在吉林油田乾安東地區(qū)的應(yīng)用

智鳳琴(杭州地質(zhì)研究院，浙江 杭州 310012)

頻譜分解技術(shù)將目標(biāo)地質(zhì)體從時間域轉(zhuǎn)換到頻率域，在頻率域內(nèi)通過分析研究儲層與調(diào)諧振幅的對應(yīng)關(guān)系來預(yù)測儲層橫向變化規(guī)律。不同分頻數(shù)據(jù)體中最大振幅譜所對應(yīng)的厚度不同。低頻最大振幅譜是對相對較厚層的調(diào)諧響應(yīng)，高頻最大振幅譜是對相對較薄層的調(diào)諧響應(yīng)，故可在有效頻帶內(nèi)分頻解析地層時間厚度的變化來識別特殊地質(zhì)體。以吉林油田乾安東地區(qū)青山口組三段地層為例，由于砂體儲層較薄，采用提取常規(guī)振幅類屬性的方法，作用不大。為此采用了頻譜分解技術(shù)來識別河道，通過在疊前時間偏移的CRP (Common Reflection Point，共反射點) 道集上，提取分頻體，分頻解釋成果能夠清晰指示出河道砂體的展布特征。

頻譜分解技術(shù)；河道；儲層預(yù)測

近年來隨著油氣勘探開發(fā)的逐步深入， 勘探已從早期的構(gòu)造圈閉描述轉(zhuǎn)向?qū)﹄[蔽油氣藏的預(yù)測[1]。松遼盆地南部勘探目標(biāo)層屬于3～5m薄互層，斷塊小、儲層薄、相變快，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。針對該地質(zhì)特點，運用地震分頻技術(shù)，對單元地質(zhì)體提取屬性，克服常規(guī)屬性方法緊密依賴層位的弊端，利用薄層諧振體離散頻率特性分析復(fù)雜巖層內(nèi)的層厚變化，識別薄地層橫向分布特征，取得了良好的效果。

隨著地震屬性應(yīng)用的不斷深化，越來越多的屬性被提取出來。但是，在乾安東區(qū)塊以往的研究過程中，提出的屬性均有顯示，但假象太多，無法給出合理解釋。通過深入分析和探索，筆者采用頻譜分解技術(shù)來識別河道。

1 頻譜分解技術(shù)

頻譜分解技術(shù)就是針對目標(biāo)區(qū)，選取合適的時窗，通過離散傅里葉變換(DFT)或者最大熵方法(MEM)將解釋后的時間域地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成頻率域數(shù)據(jù)，形成一個新的頻率域數(shù)據(jù)體(目的層調(diào)諧體)，用某種方法計算頻率域振幅譜，利用該振幅譜可以識別地層的時間厚度變化，進而對河道等地質(zhì)體進行識別[2-3]。利用地震信號的特定頻率或頻帶信息來突出地質(zhì)目標(biāo)的成像效果，一直是石油物探技術(shù)研究的重要內(nèi)容。不同頻率信號對不同厚度的地層響應(yīng)敏感度不同，一般來說，低頻信息對厚層具有調(diào)諧響應(yīng)，中高頻信息對薄層有調(diào)諧響應(yīng)，即當(dāng)儲層厚度與其檢測的反射波頻率的調(diào)諧厚度相等或相近時，由于反射波波峰與波峰，波谷與波谷相加出現(xiàn)調(diào)諧作用而使反射波能量最強。根據(jù)儲層砂巖的厚薄變化會引起頻率變化的關(guān)系來預(yù)測砂巖的分布[4]。在地震資料信噪比比較低、常規(guī)處理效果不理想的情況下，地震資料的處理可考慮采用分頻處理。首先根據(jù)頻譜分析，確定頻帶范圍。再按反射波在頻帶內(nèi)的能量分布，確定分頻頻帶。然后充分利用各個頻帶的反射能量，選擇能夠充分揭示地質(zhì)目標(biāo)響應(yīng)特征的分頻數(shù)據(jù)體[5]。利用頻譜分解技術(shù)的最終目的是得到2大數(shù)據(jù)體：調(diào)諧體和時頻四維體。

1)調(diào)諧體 調(diào)諧體實際就是單一時窗內(nèi)的多個頻率切片。在傳統(tǒng)的地震數(shù)據(jù)體中，把解釋的目標(biāo)地質(zhì)體所在的層段經(jīng)過傅里葉轉(zhuǎn)換計算形成頻率域數(shù)據(jù)體，目標(biāo)地質(zhì)體會在某個頻率段形成一個能量團，取該能量團的中軸所在頻率的橫切片，可得到目標(biāo)地質(zhì)體的幾何形態(tài)。由于目標(biāo)地質(zhì)體縱向厚度、橫向?qū)挾鹊拇笮〔煌栽谀芰繄F中軸所在的頻率橫切片上可以很清晰地分辨出目標(biāo)地質(zhì)體。頻率調(diào)諧體能夠較好地反映獨立儲層的分布(根據(jù)調(diào)諧體剖面能量團的中軸范圍)，其振幅的變化趨勢則反映儲層厚度的變化。

2)時頻四維體 時頻四維體是首先將目標(biāo)數(shù)據(jù)體每個橫切片轉(zhuǎn)換到頻率域，即將每個時間切片都形成調(diào)諧體，再將每個時間切片對應(yīng)調(diào)諧體的某一個同頻率的能量體合并，形成離散頻率的能量體，即一個頻率值對應(yīng)一個時間域數(shù)據(jù)體。同樣，某個頻率段的時頻四維體對特定地質(zhì)體可以達到最佳的分辨效果[6]。

2 應(yīng) 用

乾安東三維工區(qū)位于松遼盆地南部中央坳陷區(qū)華字井階地北部。2008年完成地震數(shù)據(jù)采集，滿覆蓋面積為200km2。資料處理后，有效頻帶在40～60Hz之間，品質(zhì)較好。根據(jù)目前試油資料，該區(qū)產(chǎn)油層主要為扶余油層、高臺子(青三段)油層和葡萄花油層。扶余油層整體連片含油、儲量規(guī)模大，高臺子、葡萄花油層產(chǎn)能高、效益好。其中乾188井在青三段試油獲得14.01t/d工業(yè)油流，顯示出乾安東區(qū)塊具有較大勘探潛力，是一個多層系復(fù)合疊加連片含油的效益儲量區(qū)塊，目前已作為儲量評價的重點目標(biāo)區(qū)。

青三段沉積為三角洲平原和前緣亞相沉積，分流河道發(fā)育。但砂體厚度小，砂泥巖的波阻抗差異小，在常規(guī)地震剖面上，層間信息不豐富。該工區(qū)在以往的研究過程中，曾通過地震反演和提取振幅等多種地震屬性來預(yù)測儲層，但都沒獲得有效的地質(zhì)體信息，不能滿足勘探開發(fā)的需要。經(jīng)過不斷地分析試驗，筆者通過運用頻譜分解技術(shù),解決了這一難題，并取得了很好的效果。

首先對該工區(qū)的目的層青三段地層進行頻譜掃描，確定有價值頻帶為10～100Hz；優(yōu)勢頻帶為20～50Hz(見圖1)，然后根據(jù)合成記錄對儲層層位的標(biāo)定，選擇合適的分析時窗,對青三段Ⅸ～Ⅻ砂組進行譜分解。從10～100Hz,以10Hz為間隔進行分頻處理，得到10個離散頻率能量體。從每個能量體的層切片可以看出，低頻主要反映沉積格架輪廓，而高頻對薄儲層反映較好。當(dāng)頻率小于50Hz時，可以清楚看到工區(qū)內(nèi)東、西部沉積砂體的輪廓，中部較薄的砂體也依稀可見。在此頻率范圍內(nèi)，隨著頻率的增加，西部振幅比較強的范圍逐漸變小，東部振幅弱的范圍逐漸變大，說明西部砂體厚，東部砂體薄。當(dāng)頻率為30Hz時，東西面砂體振幅強的范圍最大，由以上分析可認(rèn)為該范圍內(nèi)的調(diào)諧頻率為30Hz左右。從30Hz分頻圖上可以清晰地看到在工區(qū)西部呈北北西向展布的河道，河道能量較強，向兩側(cè)能量減弱。主河道砂體較連續(xù)，河道寬度在100～400m(見圖2)。但是當(dāng)頻率大于50Hz時，地震資料信噪比降低，出現(xiàn)干擾。

圖1 頻譜掃描

圖2 河道的平面展布特征

不同儲層厚度對應(yīng)著不同調(diào)諧頻率,通過時頻分析技術(shù)將有利于儲層的頻率成分分離出來，提高目標(biāo)地質(zhì)體識別能力,結(jié)合地震剖面，重新認(rèn)識河道在地震剖面上的表現(xiàn)特征，有利于在地震剖面上對河道砂體進行追蹤(見圖3)。

圖3 河道平面和剖面特征

3 結(jié) 語

每一地區(qū)由于地質(zhì)成因的不同，在石油勘探開發(fā)中采用的方法也是不同的。在吉林油田乾安東地區(qū)砂巖很薄，且分布廣泛，而常規(guī)的振幅類屬性由于受到地震資料分辨率低的制約，只能識別大套的砂巖儲層，對于薄層卻效果不佳。筆者通過應(yīng)用頻譜分解技術(shù)，在疊前時間偏移的共反射點道集上，針對目的層，提取不同頻率的分頻體，通過分析后，認(rèn)為30Hz是河道砂體的調(diào)諧頻率。在該頻率的層切片上，河道展布清晰，呈北北西向。應(yīng)用頻譜分解技術(shù)不僅能對薄儲層進行定性或定量預(yù)測，揭示砂泥巖儲層內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而且具有運算速度快，對測井資料的依賴程度低等優(yōu)勢。因此，譜分析技術(shù)在以后的薄儲層預(yù)測中會得到越來越廣泛的應(yīng)用。

[1]郭偉,代宗仰.疊后波阻抗約束反演的若干問題[J].斷塊油田,2006,13(6):16-19.

[2] 李清仁,陳守田,張財，等.海拉爾盆地的古河道砂體識別方法[J].石油地球物理勘探,2006,41(4):402-404.

[3]柯蘭梅,馬永強,尹太舉，等.分頻解釋技術(shù)在儲層預(yù)測中的應(yīng)用[J].復(fù)雜油氣藏,2010,3(2):47-49.

[4]劉彥君,國洪偉,馬朋善，等.地震數(shù)據(jù)體的頻率信息在巖性預(yù)測中的應(yīng)用——以松遼盆地孤店地區(qū)泉四段為例[J].天然氣地球科學(xué),2008,19(2):266-271.

[5] 余鵬,李振春.分頻技術(shù)在儲層預(yù)測中的應(yīng)用[J].勘探地球物理進展,2006,29(6):419-423.

[6] 楊堅,王子勝.頻譜分解技術(shù)在塔河地區(qū)的應(yīng)用效果[A].“高含水期油藏提高采收率技術(shù)”國際研討會暨提高采收率中心指導(dǎo)委員會及學(xué)術(shù)委員會2006年年會論文集[C].2006：120-130.

[編輯] 洪云飛

P631.44

A

1673-1409(2012)05-N084-03

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.05.027

2012-02-23

張明(1986-)，男，2009年大學(xué)畢業(yè)，碩士生，現(xiàn)主要從事地震資料解釋與儲層預(yù)測方面的研究工作。

寧松華(1957-)，男，1982年大學(xué)畢業(yè)，博士，教授，現(xiàn)主要從事地球物理勘探方面的教學(xué)與研究工作；E-mail:shning_nx@163.com。