疊前深度偏移在復(fù)雜構(gòu)造成像研究中的應(yīng)用——以川東三岔坪高陡構(gòu)造為例

陳 驍 董 霞 曾 鳴 屠志慧 孔令霞 韓 嵩

1.中國石油西南油氣田公司勘探開發(fā)研究院 2.中國石化西南油氣分公司勘探開發(fā)研究院

1 三岔坪構(gòu)造地質(zhì)簡況及地震資料品質(zhì)

三岔坪構(gòu)造位于四川盆地川東平行褶皺帶中的云安廠構(gòu)造帶東南部，北與云安廠構(gòu)造相接，南隔一向斜與硐村西潛伏構(gòu)造相望，西南與馮家灣構(gòu)造相鄰，東與硐村構(gòu)造斜鞍相接。北部主要出露中三疊統(tǒng)雷口坡組石灰?guī)r和上三疊統(tǒng)須家河組砂巖，激發(fā)、接收條件較差；南部主要出露中侏羅統(tǒng)沙溪廟組、下侏羅統(tǒng)自流井組和上侏羅統(tǒng)遂寧組砂巖、砂泥巖，激發(fā)、接收條件相對較好。區(qū)內(nèi)以山地地形為主，地勢由東向西逐漸變高，山地面積占該區(qū)總面積超過80%。該區(qū)屬山地地貌，地形起伏較大，最低海拔為175m，最高海拔為1 125m，相對高差達(dá)1 000m，地形切割厲害。

三岔坪構(gòu)造位于大巴山構(gòu)造域和川東高陡構(gòu)造域的交界部位，由于受到兩個(gè)構(gòu)造域的影響，且三岔坪潛伏構(gòu)造自形成開始，經(jīng)歷了多期次構(gòu)造運(yùn)動，造成了現(xiàn)今復(fù)雜的構(gòu)造面貌，這也是造成地震資料信噪比低，偏移成像效果差的重要原因。

2 疊前深度偏移方法概況

目前被廣泛使用的疊前時(shí)間偏移只能解決共反射點(diǎn)疊加問題，不能解決成像點(diǎn)與地下繞射點(diǎn)位置不重合的問題，因此疊前時(shí)間偏移主要應(yīng)用于地下橫向速度變化不太復(fù)雜的地區(qū)。當(dāng)速度存在劇烈的橫向變化、速度分界面不是水平層狀時(shí)，只有疊前深度偏移能夠?qū)崿F(xiàn)共反射點(diǎn)的疊加和繞射點(diǎn)的歸位，使復(fù)雜構(gòu)造或速度橫向變化較大的地震資料正確成像，可以修正陡傾地層和速度變化產(chǎn)生的地下圖像畸變。

已知精確速度模型的情況下，疊前深度偏移被認(rèn)為是精確獲得復(fù)雜構(gòu)造內(nèi)部映像最有效的手段，是一種真正的全三維疊前成像技術(shù)。但疊前數(shù)據(jù)處理時(shí)數(shù)據(jù)量很大，以地質(zhì)模型為基礎(chǔ)，需反復(fù)修改模型，進(jìn)行多次迭代，只有大容量的計(jì)算機(jī)才能實(shí)現(xiàn)[1－3]。

疊前深度偏移作為地震資料處理中的一項(xiàng)新技術(shù)，目前越來越多地用于實(shí)際生產(chǎn)中。國內(nèi)疊前深度偏移技術(shù)的探索始于1995年勝利油田的古潛山勘探，到現(xiàn)在已有10余年的發(fā)展歷程 。

目前國內(nèi)研究和應(yīng)用的疊前深度偏移技術(shù)基本上可以概括為：①基于波動方程積分解的克希霍夫積分法疊前深度偏移；②基于波動方程微分解的波動方程疊前深度偏移。而大量用于生產(chǎn)的主要是前者。進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，疊前深度偏移開始逐步應(yīng)用于油氣勘探地震數(shù)據(jù)的精細(xì)處理和高精度成像中[4－5]。

疊前深度域成像技術(shù)的推廣應(yīng)用除偏移算法外，還面臨靜校正、低信噪比和復(fù)雜構(gòu)造建模3個(gè)技術(shù)難題。在疊前深度偏移技術(shù)研究推廣中，速度模型的建立是最關(guān)鍵的技術(shù)難題，也是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。在當(dāng)今偏移成像算法日趨完善的情況下，速度模型的正確與否或其精度的高低直接影響著偏移成像的效果。特別是目前需要開展疊前深度偏移處理的地區(qū)大多為地下巖性變化大、構(gòu)造非常復(fù)雜的地區(qū)，如具有逆掩斷層、鹽丘和高陡傾角構(gòu)造的地區(qū)[6－12]。

四川盆地復(fù)雜構(gòu)造帶表層復(fù)雜、地下斷裂發(fā)育、速度橫向變化劇烈、資料品質(zhì)較差，同時(shí)面臨地質(zhì)構(gòu)造認(rèn)識不清、層速度分析誤差和速度各向異性等問題，經(jīng)反復(fù)多次迭代后的偏移速度模型最終誤差仍然很大。在這樣的條件下采集的地震資料的信噪比一般比較低，建立高精度的速度模型相當(dāng)關(guān)鍵。

3 在三岔坪復(fù)雜構(gòu)造成像中的應(yīng)用

根據(jù)三岔坪構(gòu)造的實(shí)際情況，在疊前常規(guī)處理和疊前時(shí)間偏移的基礎(chǔ)上，結(jié)合測井、地質(zhì)等相關(guān)資料，建立實(shí)體模型和速度模型，進(jìn)行疊前深度偏移研究，具體思路如圖1。

圖1 疊前深度偏移方法流程圖

在建立實(shí)體模型的過程中，筆者查閱了前人對三岔坪構(gòu)造的綜合研究成果，結(jié)合大量相關(guān)地質(zhì)資料[13－16]，進(jìn)行了疊前時(shí)間剖面的構(gòu)造解釋（圖2）。

將解釋成果運(yùn)用于實(shí)體建模，充填層速度之后，建立速度模型（圖3），使用Spherical Eikonal疊前深度偏移方法進(jìn)行試驗(yàn)，得到疊前深度偏移結(jié)果。對比疊前時(shí)間偏移剖面（圖4）可以看出，硐西潛伏構(gòu)造和三岔坪潛伏構(gòu)造的構(gòu)造背斜部位以及相間的向斜部位成像均取得較好的效果，而疊前深度偏移剖面的背斜構(gòu)造形態(tài)更加陡峭，更符合實(shí)際地質(zhì)情況，斷點(diǎn)的位置也得到了相應(yīng)的改善。

圖2 疊前時(shí)間剖面構(gòu)造解釋圖

圖3 由區(qū)域?qū)铀俣瘸涮顚?shí)體模型得到的速度模型示意圖

在保持淺層的成像效果的情況下，剖面深部與云安廠主體構(gòu)造部位成像效果也得到了一定改善，與疊前時(shí)間偏移剖面效果近似，可能為主體構(gòu)造的正常地震響應(yīng)。并且對疊前深度偏移成果進(jìn)行解釋，與工區(qū)內(nèi)某實(shí)鉆井位深度數(shù)據(jù)進(jìn)行對比（表1），誤差較小。可以說，利用構(gòu)造解釋模型進(jìn)行疊前深度偏移試驗(yàn)成像效果較好。

圖4 疊前深度偏移成果（左）與疊前時(shí)間偏移成果（右）對比圖

表1 疊前深度偏移成果層位深度與X井實(shí)鉆深度對比表

4 結(jié)論

1）疊前時(shí)間偏移只能解決共反射點(diǎn)疊加問題，不能解決成像點(diǎn)與地下繞射點(diǎn)位置不重合的問題。當(dāng)速度存在劇烈的橫向變化、速度分界面非水平層狀時(shí)，只有疊前深度偏移能夠?qū)崿F(xiàn)共反射點(diǎn)的疊加和繞射點(diǎn)的歸位，使地震資料正確成像。

2）在疊前深度偏移過程中，速度模型的建立是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。特別是針對四川盆地復(fù)雜構(gòu)造帶表層復(fù)雜、地下斷裂發(fā)育、速度橫向變化劇烈、資料品質(zhì)較差，同時(shí)面臨地質(zhì)構(gòu)造認(rèn)識不清、層速度分析誤差和速度各向異性等問題，經(jīng)過反復(fù)多次迭代后的偏移速度模型最終誤差較大，建立高精度的速度模型非常關(guān)鍵。

3）由實(shí)體模型和區(qū)域?qū)铀俣全@得速度模型的建模方法，得到的疊前深度偏移結(jié)果，剖面斷點(diǎn)得到一定改善，繞射歸位合理，信噪比較高，構(gòu)造形態(tài)清楚，成像效果較好。

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