高頻拓展處理技術(shù)在港東二區(qū)五斷塊的應(yīng)用

張會(huì)卿,王延奇，李佩敬

(中國(guó)石油大港油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，天津大港 300280)

高頻拓展處理技術(shù)在港東二區(qū)五斷塊的應(yīng)用

張會(huì)卿,王延奇，李佩敬

(中國(guó)石油大港油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，天津大港 300280)

港東二區(qū)五斷塊為曲流河沉積，砂體厚度薄，常見(jiàn)砂泥交互沉積，常規(guī)地震資料分辨能力有限，無(wú)法滿足構(gòu)造和儲(chǔ)層研究需要。而反褶積處理方法由于受地震子波求取的不確定性影響，在實(shí)際應(yīng)用中效果較差。高頻拓展處理技術(shù)采用壓縮子波的途徑，在提高分辨率的同時(shí)，保持了原始地震數(shù)據(jù)的時(shí)頻特性和相對(duì)振幅關(guān)系，層間反射細(xì)節(jié)豐富,其處理結(jié)果與已知井驗(yàn)證吻合程度較高，為砂體預(yù)測(cè)提供了可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

港東二區(qū)五斷塊；反褶積處理；高頻拓展處理；時(shí)頻特性

1 反褶積處理方法原理及局限

褶積模型是一種制作合成地震記錄的模型，它假設(shè)每道地震記錄是由地震子波與地下模型的反射函數(shù)之褶積所構(gòu)成。

Robinson的褶積模型為：

s(t)=r(t)×w(t)

其中：s(t)為地震記錄;r(t)為地震子波;w(t)為反射系數(shù)。在不考慮噪聲的情況下，可以把地震記錄壓縮成反射系數(shù)序列，此時(shí)，期望輸出子波為一尖脈沖，達(dá)到提高分辨率的目的[1]。

反褶積處理的目的是去除地震子波的影響，恢復(fù)地下地層的反射系數(shù)。具體方法是通過(guò)求取反子波，與地震數(shù)據(jù)進(jìn)行反褶積處理，消除子波，得到反射系數(shù)：r(t)=s(t)×w-1(t)。反褶積過(guò)程可以通過(guò)求解線性方程組的方法實(shí)現(xiàn)：[R] =[W]-1[S]。

通過(guò)求解以上線性方程組，得到寬頻帶反射系數(shù)序列，寬頻帶反射系數(shù)序列經(jīng)有限帶寬的地震子波作用后，即形成寬頻帶的地震記錄。

反褶積方法通常面臨以下兩方面問(wèn)題：①由于該方法應(yīng)用的前提是假定地震數(shù)據(jù)不包含噪聲，但真實(shí)的數(shù)據(jù)常常包含噪聲，因此，反褶積方法應(yīng)用的客觀條件無(wú)法實(shí)現(xiàn)；②地震子波具有時(shí)變和空變特性，因此，地震子波往往是不確定的，這直接影響了處理結(jié)果的準(zhǔn)確性。綜上所述，在實(shí)際應(yīng)用中，反褶積方法所需要的數(shù)學(xué)上的假定條件很難得到滿足，這是反褶積方法面臨的主要問(wèn)題。

2 高頻拓展處理原理及特點(diǎn)

俞壽朋認(rèn)為，在子波是零相位的情況下，振幅譜寬度與分辨率有如下關(guān)系[2]：振幅譜絕對(duì)寬度不變，則主頻越高相對(duì)寬度越小，此時(shí)不論主頻如何，分辨率不變;振幅譜相對(duì)寬度不變，則子波相位數(shù)不變，此時(shí)主頻越高，絕對(duì)寬度就越大，分辨率也越高。也就是說(shuō)，地震信號(hào)的有效頻帶寬度和視主頻是影響地震數(shù)據(jù)分辨率的關(guān)鍵因素，要分辨出較薄的地層，需要反射信號(hào)具有很寬的頻帶范圍和較高的視頻率[3-4]。

相對(duì)振幅關(guān)系和時(shí)頻特性是地震數(shù)據(jù)中的重要參數(shù)，通常能夠反映地下地質(zhì)情況的變化和波場(chǎng)的動(dòng)力學(xué)特征，是多屬性分析及地震反演的基礎(chǔ)。同時(shí)，低頻信號(hào)含有豐富的地質(zhì)信息，低頻信號(hào)的缺失會(huì)降低地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的精度，子波旁瓣的增多還會(huì)出現(xiàn)一些假象。因此在保持以上信息的前提下，提高地震分辨率才有意義。

高頻拓展方法避開(kāi)反褶積方法直接消除子波影響，采取壓縮子波的途徑，達(dá)到提高分辨率的目的。

y(t)=r(t)×w(t)(低頻子波)

h(t)=r(t)×w(at),a>1(高頻子波)

高頻拓展方法等效于將由低頻子波形成的地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為由高頻子波形成的地震數(shù)據(jù)。 所以，高頻拓展方法可以歸結(jié)為求解如下問(wèn)題：

已知：y(t)=r(t)×w(t);但r(t),w(t)未知；求解：h(t)=r(t)×w(at);已知a>1

求解上述方程的優(yōu)勢(shì)是不需要已知子波，避免了子波求取帶來(lái)的不確定性因素，因此，可以保持地震子波時(shí)變、空變的相對(duì)關(guān)系和地震數(shù)據(jù)的時(shí)頻特性、波組特征。高頻拓展處理方法的應(yīng)用前提是：輸入數(shù)據(jù)的信號(hào)真實(shí)，輸入數(shù)據(jù)要有一定的頻帶寬度，頻帶拓寬的程度依賴于輸入數(shù)據(jù)的質(zhì)量(信噪比較高時(shí)，可拓寬到2倍左右)。基于以上原因，為確保預(yù)期效果，原始資料盡量做到保真處理，一般使用疊前數(shù)據(jù)或疊后純波數(shù)據(jù)[5]。

3 高頻拓展處理技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

3.1 區(qū)域概況

研究區(qū)位于北大港構(gòu)造帶東翼港東油田二區(qū)五斷塊，目的層明化鎮(zhèn)組為曲流河沉積，測(cè)井揭示目的層段砂巖單層厚度薄，多發(fā)育砂泥交互層，單砂體厚度一般6～10 m；橫向上受河道遷移擺動(dòng)影響，儲(chǔ)層變化較快，井間對(duì)應(yīng)性差，因此，應(yīng)用地震資料進(jìn)行砂巖邊界識(shí)別十分必要。

3.2 拓頻處理效果評(píng)價(jià)

3.2.1 拓頻前后時(shí)頻特性分析

頻譜分析發(fā)現(xiàn)，原始地震資料品質(zhì)較好，主頻為20 Hz左右(v=2 800 m/s)，理論分辨能力為35 m以上厚層，這對(duì)分辨薄砂層有很大困難，需要提高分辨率處理。拓頻原理在于加強(qiáng)地震信號(hào)中有效反射波的高頻成分，拓展有效頻帶寬度，從而提高分辨率。拓頻處理后的時(shí)頻分析顯示(圖1)，目的層段頻帶拓寬30 Hz(從10～45 Hz拓寬到10～75 Hz)，主頻上升到50 Hz，并且基本保持了原始地震數(shù)據(jù)的時(shí)頻特性。拓頻后資料能夠分辨12 m左右的砂層，分辨率明顯提高；因此結(jié)合地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)，能夠滿足研究精度要求。

3.2.2 拓頻前后合成地震記錄對(duì)比

圖1 拓頻處理前后時(shí)頻特性分析

圖2為拓頻處理前后合成地震記錄標(biāo)定對(duì)比結(jié)果。鉆井資料顯示，港3-54井Nm4-8-3、Nm4-9-1單砂層發(fā)育兩套4～5 m的薄砂層，在原始地震道上表現(xiàn)為一大套弱的復(fù)波反射，只能采用低頻率子波標(biāo)定。高頻拓展處理后，層間細(xì)節(jié)反射出現(xiàn)，一大套復(fù)波反射被分離成兩套正相位強(qiáng)反射，Nm4-8-3、Nm4-9-1單砂層在地震剖面上均有明顯的響應(yīng)特征，采用35 Hz雷克子波進(jìn)行標(biāo)定，合成記錄和井旁道吻合程度更好，分辨率提高明顯。

圖2 拓頻前后合成地震記錄對(duì)比情況

圖3為拓頻處理前后聯(lián)井剖面對(duì)比結(jié)果。鉆井資料顯示，g2-56、g2-55、g2-54在Nm4-8-3均鉆遇細(xì)砂-粉砂巖，而g2-53井該層鉆遇較厚的泥質(zhì)夾層。原始地震剖面由于分辨率較低，無(wú)法反映這一巖性變化。拓頻后地震剖面層間反射細(xì)節(jié)更加豐富，清晰反映出g2-53井與點(diǎn)壩內(nèi)部三口井反射特征不一致。根據(jù)這一特征，識(shí)別出g2-53和g2-54之間的巖相變化點(diǎn)，從而刻畫(huà)出Nm4-8-3砂體形態(tài)。拓頻資料解決了測(cè)井和地震之間的矛盾，同時(shí)也驗(yàn)證了拓頻后地震反射細(xì)節(jié)的合理性，從而為進(jìn)一步的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)提供了高質(zhì)量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

圖3 拓頻前后聯(lián)井線地震剖面對(duì)比結(jié)果

4 結(jié)論

(1)高頻拓展處理技術(shù)采用壓縮子波的途徑，真實(shí)有效地提高了原始地震資料的分辨率，基本保持了原始數(shù)據(jù)的相對(duì)振幅關(guān)系和時(shí)頻特性，能為進(jìn)一步的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)提供高質(zhì)量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

(2)拓頻處理后地震層間反射細(xì)節(jié)更加豐富，經(jīng)已知井驗(yàn)證，井震吻合程度較高。據(jù)此開(kāi)展橫向追蹤，河道砂體刻畫(huà)準(zhǔn)確度得到了明顯提高。

[1] 同態(tài)反褶積的改進(jìn)與應(yīng)用[J].石油地球物理勘探，2003,38(增刊):27-30.

[2] 俞壽朋.寬帶Ricker子波[J].石油地球物理勘探，1996，31(6):605-615.

[3] 凌云研究組.地震分辨率極限問(wèn)題的研究[J].石油地球物理勘探，2004,39(4)：435-442.

[4] 蔡希玲，閏忠，崔全章，等.砂泥巖薄互層分辨率的理論分析[J].石油物探，2004，43(3):229-233.

[5] 趙斌，明君，馬奎前，等.高頻拓展處理技術(shù)在渤海H油田開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用[J].石油地質(zhì)與工程，2011，25(5)：45-49.

編輯：劉洪樹(shù)

1673-8217(2015)04-0060-03

2014-12-31

張會(huì)卿，工程師，1985年生，2007年畢業(yè)于長(zhǎng)安大學(xué)勘查技術(shù)與工程專業(yè)，現(xiàn)從事石油地質(zhì)與地球物理綜合研究。

國(guó)家重大專項(xiàng)“高含水油田提高采收率新技術(shù)”(2008ZX05010)。

P631.443

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