基于復(fù)雜地表橫向一致性地震處理技術(shù)及應(yīng)用
——以西部某油田QS地區(qū)資料為例

，.

(中國石油吉林油田分公司英臺采油廠地質(zhì)研究所，吉林松原 138000)

隨著地震勘探的深入、勘探技術(shù)的發(fā)展、環(huán)境保護的要求，山前帶、過渡帶等地表條件變化大的地區(qū)，以前主要以構(gòu)造勘探為主，逐漸發(fā)展為巖性勘探；以往以井炮震源為主，現(xiàn)在發(fā)展為寬頻可控震源。隨著勘探程度的提高，對消除地表影響的地表一致性處理技術(shù)提出了新的要求，子波一致性處理和疊后分頻能量補償技術(shù)能較好解決過渡帶的地表影響，解決地表一致性問題。

1 問題的提出

隨著油氣勘探程度的不斷深化、勘探難度的不斷加深，以構(gòu)造油氣藏為主的技術(shù)方法逐漸發(fā)展為構(gòu)造、巖性油氣藏勘探的多元技術(shù)方法[1-2]。那么，構(gòu)造油氣藏勘探對地震資料處理的要求是提高信噪比、提高構(gòu)造體的成像精度，而巖性油氣藏的勘探技術(shù)是以提取地震屬性為主，構(gòu)造圈閉勘探階段的主要目的是對地下地質(zhì)構(gòu)造幾何形態(tài)進行偏移歸位，獲得一個準(zhǔn)確的地下構(gòu)造成像[3]。所以，在地震數(shù)據(jù)處理的過程中只追求資料的信噪比，對損傷目標(biāo)體地震屬性的處理方法和技術(shù)要求相對較寬。而巖性油氣藏勘探對地震資料處理要求嚴(yán)格，其中對地震資料的保幅性處理技術(shù)要求更高[4-5]。

近年來，國內(nèi)外地球物理工作者開展了大量的相對保幅的地震資料處理研究，主要集中在各種處理技術(shù)的保幅性[6]。近地表Q補償能較好地解決橫向頻率波組的一致性，也能很好地補償能量，但近地表Q補償技術(shù)還在研究和試用階段，同時它不能改善資料信噪比引起的不一致性。

QS地區(qū)地表以起伏沙丘為主，西部為林帶，中東部為起伏沙丘(圖1)，沙漠占工區(qū)的70%；沙丘起伏較大，以近南北向條帶狀分布，部分為蜂窩狀沙漠。激發(fā)震源為可控震源。從原始資料分析，林帶資料信噪比高、低頻能量強，沙漠區(qū)信噪比低、能量衰減快、頻率特征分布正常；對比疊加剖面的信噪比、橫向能量變化，跟地表地貌特征一致，說明地表的激發(fā)接收條件造成了地震資料的橫向差異。

本區(qū)低降速層厚度變化大，在8～70 m之間，整體看西部沙丘薄，向東逐漸增厚；高速層頂界(330～360 m)呈西北低東南高的趨勢，整體上變化平緩。

對比不同地表的頻率特征(圖2)，林帶區(qū)低頻能量強，高頻能量相對弱；向沙漠區(qū)過渡，頻率帶逐漸變寬，各頻率成分能量趨于正常。

圖1 工區(qū)衛(wèi)星照片F(xiàn)ig.1 Satellite photos of the work area

對比疊加剖面的能量特征、信噪比和地表高程變化(圖3)，3張圖有很好的相似性。

檢查初疊加剖面(圖4)，西部林帶信噪比高、視頻率低，東部沙漠區(qū)信噪比低、頻率特征較好。通過以上資料分析，資料的橫向能量、信噪比、頻率波組特征不一致，主要是地表激發(fā)接收條件的差異造成的。消除橫向差異，改善地質(zhì)屬性的一致性，才能正確提取地質(zhì)屬性[5]。

2 處理方法

2.1 子波一致性匹配技術(shù)

林帶區(qū)低頻能量強，地表一致性反褶積不能很好地解決頻率特征的橫向一致性，處理中采用頻率特征子波匹配處理技術(shù)改善波組的橫向一致性[6]。子波匹配處理技術(shù)一般應(yīng)用于不同采集參數(shù)資料的連片處理上[7]，它能統(tǒng)一波組和頻率特征的一致性。而本工區(qū)資料采集參數(shù)一致，地表激發(fā)接收條件引起的波組特征不一致[8]。在處理中，首先對資料進行對比，選擇地質(zhì)特征基本一致的剖面段，將剖面進行拉平處理。圖5中紅框內(nèi)林帶區(qū)跟沙漠區(qū)地層特征基本一致，對不同的時窗、不同的道數(shù)、不同的匹配參數(shù)等進行試驗，求出最佳匹配算子，先在疊后數(shù)據(jù)上測試，如果疊后數(shù)據(jù)上林帶和沙漠資料特征基本一致，再在疊前數(shù)據(jù)上進行測試，試驗出最佳匹配子波，對林帶資料進行褶積、疊加，對比匹配前后剖面，剖面面貌基本一致，說明匹配算子合適。由于采集參數(shù)相同，而橫向差異是地表低降速帶造成的[9]，因此，處理中只進行振幅匹配處理，不進行相位調(diào)整，林帶資料向沙漠區(qū)頻率波組好的地段匹配，這樣，剖面的頻譜特征一致，而相位不會改變。

圖2 不同地表的頻率特征Fig.2 Different surfaces spectruma.林帶炮集頻譜；b.林帶沙漠過渡帶炮集頻譜；c.沙漠區(qū)炮集頻譜；d.炮點的位置。

圖3 疊加數(shù)據(jù)體的能量分布Fig.3 The energy distribution of stack volume

圖4 初疊加剖面Fig.4 Raw stack profile

圖5 匹配道、時窗選擇Fig.5 Selection of match trace, time windows

2.2 疊后分頻能量補償技術(shù)

在野外地震采集中，地面上檢測到的地震響應(yīng)實際上是一個傳播信息和反射信息的混合物，而低頻信息主要決定傳播效應(yīng)，高頻信息決定反射效應(yīng)。由于不同頻率的地震波其衰減程度不同，因此，在地震資料處理上必須同時對不同成分的信息或不同頻率段的信息采取不同的處理策略[3]。

設(shè)H0與H1分別為理想低通濾波器與理想高通濾波器，利用H0、H1對信號依頻率段進行分解，分別反映信號的概貌與細(xì)節(jié)。信號分解圖如圖6 所示。

圖6 信號分解圖Fig.6 Signal decomposition diagram

子波匹配處理對頻率波組特征有很好的改善作用，但橫向能量一致性沒有明顯改善，主要原因是林帶信噪比高，而沙漠區(qū)信噪比低，經(jīng)過高覆蓋疊加處理，信噪比高的更高，能量更強，造成橫向能量的明顯差異，不利于儲層巖性屬性的識別和檢測。

本次針對上述問題，在疊后處理時，先進行疊后去噪，提高信噪比，使剖面信噪比達(dá)到基本一致，再進行提高分辨率處理，這樣既提高了信噪比，又拓展了頻帶，滿足高分辨率處理的要求。在此基礎(chǔ)上，進行分頻能量補償，極大地改善了橫向能量的一致性。

分頻能量補償首先是進行分頻處理，在有效頻帶內(nèi)，按10～20 Hz一個頻段，測試一個較平緩的斜坡[10]，測試原則以分頻數(shù)據(jù)體再合并，數(shù)據(jù)沒有變化為準(zhǔn)。分頻后的數(shù)據(jù)體以平均能量道為模型道，求取每道的加權(quán)系數(shù)，應(yīng)用到分頻的數(shù)據(jù)道上進行補償，補償后的各分頻數(shù)據(jù)再進行合并，形成新的數(shù)據(jù)體，這樣基本上補償了橫向能量的一致性。

3 應(yīng)用效果分析

疊前子波匹配處理對頻率波組特征有很好的改善作用，圖7a是匹配處理前的剖面，圖7b是匹配后的剖面，匹配后的林帶區(qū)跟沙漠區(qū)波組的橫向特征基本一致。從疊前子波匹配處理后的頻譜對比(圖8)上看，林帶的低頻能量得到較好的壓制，沙漠區(qū)頻譜沒有明顯變化，林帶沙漠區(qū)剖面的頻譜正常，跟沙漠區(qū)的頻譜基本一致。通過疊前子波匹配處理后，林帶的頻譜特征跟沙漠地區(qū)的頻譜基本一致，但橫向能量一致性沒有得到良好的改善(圖9)，子波匹配處理后，林帶低頻能量得到較好的壓制。不能徹底解決橫向能量不一致性，主要原因是林帶信噪比高，而沙漠區(qū)信噪比低，經(jīng)過高覆蓋疊加處理，信噪比高的更高，能量增強，造成橫向能量的明顯差異，不利于儲層巖性屬性的識別和檢測。

經(jīng)過疊后提高信噪比和分辨率處理，剖面橫向信噪比基本一致(圖10b)，橫向頻率特征也基本一致(圖10c)。根據(jù)資料特點和剖面的頻譜分布，質(zhì)控分頻補償剖面，對每個頻段的剖面能量進行檢查，保證分頻剖面能量的橫向一致性，這樣既保證了橫向能量的一致性，同時也拓展了頻帶，提高了分辨率(圖10)。

圖7 匹配前后疊加剖面對比Fig.7 Comparison of stack profiles before and after matching

圖8 匹配前后剖面的頻譜特征Fig.8 Spectrum of stack profile before and after matching

經(jīng)過子波匹配處理和疊后分頻能量補償技術(shù)處理，橫向特征基本一致，成果數(shù)據(jù)相對保幅，滿足儲層預(yù)測的需求(圖11)。

圖9 匹配前后疊加剖面的橫向能量分布Fig.9 The energy distribution of the stacked volume before and after matching

4 結(jié)束語

由于地表激發(fā)和接收條件差異大，常規(guī)的處理方法無法滿足巖性勘探的需要。子波一致性匹配處理能很好地改善波組頻率一致性，而對于信噪比引起的能量差異，疊前補償處理達(dá)不到儲層預(yù)測的保幅要求，疊后分頻能量補償能較好地解決這種橫向不一致性，并且相對保幅。

子波一致性匹配處理成功的關(guān)鍵是認(rèn)真選擇地層特征相似的資料段，選擇測試合適的計算時窗，并在疊后剖面上反復(fù)測試，基本保持原沙漠區(qū)剖面頻率波組特征不發(fā)生明顯變化，再在疊前數(shù)據(jù)測試，以炮點或檢波點坐標(biāo)分界，使匹配的資料沒有分界，自然過渡。

圖10 分頻能量補償前后剖面的能量變化Fig.10 The energy of the profile before and after the frequency division energy compensation

圖11 分頻能量補償前后能量分布Fig.11 The energy distribution before and after the frequency division energy compensation

造成能量橫向不一致的主要因素是地表差異造成的信噪比差異，因此，分頻能量補償?shù)那疤崾窃谔岣咝旁氡鹊幕A(chǔ)上，盡量提高分辨率，統(tǒng)一橫向信噪比，再進行分頻能量補償處理，做好質(zhì)控，保持好能量相對保幅，為油藏分析預(yù)測提供可靠的數(shù)據(jù)體。