薄儲層低頻可控震源資料處理技術與應用探究

白靜

摘要：如今油氣勘探開發面臨的地質問題越來越復雜，難度越來越大，在油田勘探開發的中后期對三維地震技術的要求越來越高，如何綜合利用地質和地震資料進行油氣勘探，并且使地震的作用最大化，是追求目標之一，地震勘探也由原來的常規三維發展到“兩寬一高”三維，“兩寬一高”地震指寬方位、寬頻帶和高密度的地震采集，“兩寬一高”三維地震勘探技術逐漸成熟，在國內外地震勘探中得到了廣泛應用，本文以低頻可控震源“兩寬一高”資料為基礎，分析原始資料的波場、頻帶及方位等特征，從而確定可控震源的“兩寬一高”處理技術流程和關鍵技術，最終取得了較好的成像效果，為后續的高精度薄儲層預測和反演提供了高質量的數據。

關鍵詞：地震勘探;兩寬一高;三維地震技術;寬頻帶;高精度;薄儲層;預測反演

1原始資料特征分析

油田三維地震勘探全面進入精細勘探階段，儲層高含水，單砂體厚度薄，2～3m的薄儲層占80%，儲層橫向變化快，水平井井位部署難度大，如何利用高分辨率三維精細地震提高2～3m薄儲層的預測精度是目前三維地震勘探面臨的主要難題，油田在利用低頻可控震源采集了“兩寬一高”三維地震資料，可控震源的掃描頻率為1.5～96Hz，單只檢波器接收，資料為寬方位采集，橫縱比為，83，覆蓋次數為480次，面元為5m×10m。“兩寬一高”資料的頻寬為4～45Hz，常規三維地震的頻寬為9～50Hz，可控震源資料在低頻端接收到的信息更豐富，高頻端的信號能量比炸藥震源的弱些。

2“兩寬一高”的針對性處理技術

由于“兩寬一高”資料存在寬方位、寬頻帶、高密度的特點和優勢，所以應根據其特點展開處理，體現“兩寬一高”的特色處理技術。“兩寬一高”的處理流程重點體現了在激發方式不同于炸藥的情況下，針對可控震源的處理技術，主要包括波場的特征分析、信噪分離、如何增強低頻弱信號的能量及擴展高頻能量的寬頻處理、OVT域的寬方位處理等。

2.1低頻可控震源噪聲壓制技術

由于“兩寬一高”資料能夠記錄更完整的波場信息，所以噪聲特征也表現的相對完整對于可控震源的噪聲的類型也比較多，像常規面波和油井產生的干擾利用常規的方法能夠得到較好的效果，但是諧波干擾是可控震源采集時特有的噪聲干擾，在利用炸藥震源采集時不會產生此類干擾。當采用低頻可控震源激發滑動掃描采集時，由于前一次掃描還沒有結束，后一次掃描已經開始，對于升頻掃描方式，下一組震源的諧波與上一組震源的基波信號混疊在一起，在相關后的地震記錄上形成了諧波干擾，而且滑動時間越短，諧波干擾越強，當勘探目標為弱反射層或者薄層時，諧波的影響不可忽略，諧波干擾橫向上波及十幾道的范圍，越深干擾能量越強，頻率主要在40～60Hz之間，諧波去除的方法很多，主要是針對升頻掃描中的二次基波信號的去除，本文主要采取基于模型法對諧波干擾進行有效的去除，其原理如下：

假設地震記錄的反射系數為R，Hi為第i階諧波，D為可控震源相關前的地震道，F為Heavside函數的頻譜，對于震源相關后的數據，諧波干擾N和初至后有效信號S在頻率域可分別表示為公式（1）中*表示共軛，×表示頻率褶積，

實際數據采集中是使用平板信號與重錘信號的加權作為地面力信號的估計，由于平板的非完全剛性等原因，加權力信號可能存在振幅和相位的失真，為此采用復向量ρi為權系數修正加權力信號失真對諧波壓制過程的影響，從震源特征信號中推算出Hi后，可定義n階諧波預測算子為

對于升頻掃描，經震源相關后，諧波預測算子P將初至前諧波N與初至后的有效信號S聯系起來，即：

公式（3）表明：利用諧波預測算子P，可由初至后的記錄求取初至前的諧波，然后將求得的諧波干擾從上一炮相應位置中減去，從而達到壓制諧波干擾的目的，采用上述的模型法對“兩寬一高”資料的諧波干擾進行了去除，通過去除前后的單炮和時頻譜特征的對比，發現該方法能夠較好的對諧波干擾進行去除，去除后，時頻譜上有效波的能量得到增強（圖3d），

2.2“兩寬一高”資料的寬頻處理

可控震源掃描頻率為1.5～96Hz，低頻端具有較強的優勢，但是能量相對較弱，如何將低頻弱信號的能量加強，同時拓寬高頻有效信號成份，在倍頻程提高的前提下，提高其絕對頻寬，使得“兩寬一高”資料達到真正意義的寬頻處理，所以在“兩寬一高”的處理流程上體現了針對可控震源的近地表吸收衰減補償技術和低頻補償技術，可控震源的近地表吸收衰減補償技術，主要是在進行相位調整的同時，進行高頻能量的拓展，由于可控震源激發是在地表進行的，近地表的吸收衰減既包含從炮點傳播經過非彈性地層的衰減，又包含檢波點在非彈性地層中傳播的吸收衰減，所以在進行近地表吸收衰減補償時，需要補償兩次，對炮點和檢波點都需要進行補償，低頻補償技術主要是針對可控震源的低頻信號進行的，低頻震源可以輸出豐富的低頻信號，但是由于儀器響應以及地層的吸收衰減等因素的影響會造成的低頻的損失，這部分損失的低頻能量需要進行合理的補償處理，才能充分發揮低頻信息的作用。

2.3“兩寬一高”資料的寬方位處理

“兩寬一高”資料的橫縱比達到0.87，真正的寬方位資料，能夠全方位刻畫地下的波場信息和照明引起的不均現象，所以針對“兩寬一高”資料的寬方位處理應該采取針對性的體現寬方位特征的處理技術，既OVT域的處理，在OVT域進行去噪、規則化、偏移等處理，因為方位各向異性特征在寬方位資料上表現的更完整，進行方位各向異性校正，消除各向異性的影響，提高地震資料的分辨率，OVT域疊前時間偏移與共炮檢距域疊前時間偏移均采用克希霍夫疊前時間偏移方法，但是由于受束狀觀測系統的影響，不同炮檢距的覆蓋次數存在差異，造成共炮檢距域疊前時間偏移后的CRP道集會存在能量不均衡現象，表現為道集的中炮檢距能量強，近、遠炮檢距能量弱，該能量關系不能真實反映地下地質層位空間能量的變化，而OVT域偏移后的“蝸牛”道集解決了由于觀測系統帶來的疊前時間偏移后近、遠炮檢距能量弱的問題，能夠更真實地反映AVO響應，

3“兩寬一高”資料的成像效果對比

常規三維資料的有效頻寬在10～82Hz，“兩寬一高”有效頻寬在3～80Hz，相比常規資料而言，“兩寬一高”資料的高頻成份略低，但是低頻信息相對較豐富，低頻成份對提高地震資料分辨率、識別薄儲層也起著重要作用，常規資料約為3個倍頻程，而“兩寬一高”資料增加至4個倍頻程左右，倍頻程的增加可以減少視分辨率的假象，另外，從二者的成像剖面上也以看出“兩寬一高”資料能夠使小斷層成像更清晰，斷點收斂更干脆，從淺到深成像都非常清楚，都優于常規三維資料。

4結論和認識

4.1“兩寬一高”高密度、寬方位、寬頻帶是三維地震勘探是目前精細三維地震發展的方向，巖性地震勘探的主要技術手段。

4.2低頻可控震源激發，掃描頻率1.5～96Hz能夠實現“兩寬一高”經濟有效三維地震采集，增加低頻成分、提高分辨率，實現真正意義的寬頻采集。

4.3低頻可控震源“兩寬一高”三維地震處理技術與常規三維地震處理技術存在很大的差異，根據記錄波場完整性的特征，處理中重點體現了“兩寬一高”特有噪聲壓制、保低頻、拓高頻的寬頻保幅處理;寬方位處理中更加注重了OVT域內的方位處理及方位各向異性的研究.

參考文獻：

[1]古發明，李進步，鄒新寧，等.炮檢距向量片技術在蘇里格致密砂巖儲層預測中的應用[J].地球物理學進展，2017，32（2）：610-617，