塔里木盆地KDKZ3區塊奧陶系成像處理關鍵技術應用

張高成，魏華動，商建立，王 雷

（1．中國石化河南油田分公司勘探開發研究院，河南鄭州 450048；2．中國石化西北油田分公司勘探開發研究院，新疆烏魯木齊 830011）

塔里木盆地 KDKZ3 區塊位于塔克拉瑪干沙漠腹地，構造上屬于塔中隆起南緣弧形沖斷帶和塘古孜巴斯凹陷北斜坡交接部位。以往在弧形斷裂主壘帶鉆遇較好巖溶縫洞型儲層，區域主要發育碳酸鹽巖巖溶縫洞型儲層與上覆石炭系泥巖有利儲蓋組合，具有較大的勘探潛力。陳明政、李宗杰等人開展了塔中順南沙漠區碳酸鹽巖天然氣藏三維地震勘探技術研究[1]；徐穎等人開展了疊前偏移技術對碳酸鹽巖縫洞體成像效果分析研究[2]；楊江峰、高厚強等人開展了逆時偏移技術在碳酸鹽巖縫洞體成像中的應用研究等[3]，這些研究提升了地震資料品質，為該類油氣藏勘探開發提供了可靠的基礎資料。

1 地震資料特點

塔里木盆地 KDKZ3區塊主要目的層奧陶系構造復雜、縫洞體及斷裂發育，地震資料信噪比低，成像難度大。分析地震資料后認為，主要有以下難點：①區塊靜校正問題復雜，解決難度大；②奧陶系地震資料信噪比低、有效信號頻率低能量弱，疊前去噪難度大；③奧陶系碳酸鹽巖速度場建模難度大；④奧陶系構造復雜，偏移成像難度大[4]。

2 地震資料處理關鍵技術

針對上述資料特點，為提高奧陶系縫洞體等復雜地質構造的成像精度，在靜校正、疊前去噪、反褶積、速度建模、偏移成像等方面進行了精細試驗和研究，確定了合適的處理流程（圖1）、處理參數及質量控制措施。

圖1 奧陶系地質構造精細成像處理流程

2.1 微測井約束層析靜校正技術

KDKZ3區塊均勻分布184口微測井，密度2 000 m×2 000 m，可提供精確的地表調查數據。為解決復雜的靜校正問題，首先利用微測井資料建立全區近地表模型，受位置控制點所限，模型相對比較粗略，但總體能真實地反映近地表低降速帶分布特征。然后，利用該模型約束層析反演，調節約束加權因子，最終層析反演的結果與微測井資料建立的全區近地表模型表層速度分布基本一致，從而得到可靠的層析反演結果。最后，利用微測井約束層析反演結果，求取可靠的靜校正量，用于地震數據中，解決區塊中、長波長靜校正問題，從而提高低幅度構造的成像精度，保證奧陶系地震成像的可靠性[5-7]（圖2）。

2.2 基于低頻有效信號保護處理技術

奧陶系碳酸鹽巖縫洞體地震信號通常呈低頻響應特征，且奧陶系內幕逆沖推覆構造的滑脫面頻率低。低頻有效信號在這兩類地質構造成像中起到非常重要的作用，因此，處理過程中對低頻有效信號的保護相當重要。

2.2.1 疊前多域保幅去噪技術

基于奧陶系低頻有效信號的保護，去噪過程中遵循以保護低頻有效信號為基礎，全頻帶保護有效信號為前提，按照多域分頻、分類去噪思路逐步提高地震資料信噪比。在去噪時重點對低頻、弱有效信號進行保護，確保提高信噪比的同時不傷害有效信號。針對區塊存在的面波，在十字交叉域采用三維椎體濾波技術進行壓制，去噪過程中，對頻率、速度、衰減因子等關鍵參數利用頻譜、噪聲相減分析等手段進行嚴格質量控制。其中，最重要的一點是利用疊前時間偏移來驗證去噪參數的合理性，避免對縫洞體、滑脫面等重要地質體低頻有效信號的損傷。對線性干擾，在共檢波點域采用非線性相干濾波技術進行壓制；去噪過程中，要以提高奧陶系低頻有效信號的成像為目的調整去噪參數，同樣利用疊前時間偏移驗證去噪參數的合理性。對于異常噪聲的衰減，在炮域采用多道統計異常噪聲自動衰減技術進行壓制。通過基于低頻有效信號保護的疊前多域保幅去噪技術的應用，提高了奧陶系地震資料的信噪比[8-10]。

2.2.2 基于低頻有效信號保護的反褶積技術

通過反褶積對地震子波進行壓縮從而提高地震資料的分辨率，以巖性勘探為目標的地區，地震資料分辨越高越好。然而該區塊的縫洞體及滑脫面呈低頻特征，信噪比低，因此，在反褶積處理過程中要對低頻信號加以保護。采用地表一致性預測反褶積技術，對關鍵參數步長采取自相關、頻譜分析、疊前時間偏移等方式進行質控，在保證縫洞體及滑脫面成像質量的基礎上適當提高奧陶系目的層的分辨率。如圖3，隨著反褶積預測步長變大，滑脫面的成像越來越清晰，因此，在實際處理過程中應采用大步長，確保滑脫面的成像效果[11-12]。

圖2 微測井約束層析靜校正技術應用

圖3 基于低頻有效信號保護的反褶積技術應用效果

2.3 高精度深度域速度建模技術

針對奧陶系碳酸鹽巖速度場建模，以地質構造導向為目標，運用多種速度分析手段，開展處理解釋一體化速度建模，提高奧陶系的速度模型精度。

2.3.1 高精度疊前時間偏移速度場的建立

奧陶系構造復雜，在疊前時間偏移速度建立過程中，對不同構造采取不同的速度分析手段提高速度模型精度。針對逆沖推覆帶信噪比低的構造部位，參考速度掃描，采用沿層速度分析等手段，對局部構造進行加密速度分析，通過多次迭代提高目的層速度精度。針對縫洞體速度分析，確定縫洞體及其圍巖速度特征，開展精細逐點式的速度分析。針對奧陶系多次波發育的問題，深化地質認識，進行精細的多次波壓制，避開多次波低速能量團進行速度分析，提高逆沖推覆體與石炭系接觸部位的成像精度[13-14]。

2.3.2 深度域速度建模及優化

為提高初始深度域速度模型的精度，將層析反演的近地表速度模型融合到由均方根速度轉換得到的深度域層速度模型中，形成更為可靠的初始層速度模型。根據地震資料的信噪比，選擇適應性最佳的優化方法，對信噪比高的構造層位開展剩余延遲時自動拾取，利用基于層位層析成像技術來優化速度模型；對信噪比低的構造層位，需采用自動拾取和人工拾取相結合的方式提高剩余延遲時的拾取精度。利用網格層析反演方法對速度模型進行多次迭代優化，可提高奧陶系深度域速度模型精度。

深度域速度建模及優化過程中處理解釋始終要緊密結合，根據新的地質認識及時對構造模型進行修改，使構造模型更加符合地質規律。

2.3.3 縱橫向聯合速度模型優化

深度偏移處理過程中存在碳酸鹽巖縫洞體聚焦度差，繞射收斂不到位，但縱線方向繞射收斂度要好于橫線方向。

細致分析發現，前期處理優化速度模型按縱線方向優化，而奧陶系速度橫向變化快，按一定間隔縱線優化會導致部分橫向速度劇烈變化的細節可能被均化，造成橫線方向繞射不收斂。

為提高縫洞體的整體成像精度，按縱線優化完速度模型后，有必要再按橫線方向對速度模型進行優化[13-15]。

如圖4，通過橫線方向速度模型優化后，橫向速度細節刻畫得到改善，從而改善了繞射收斂性，提高了縫洞體的成像精度。

圖4 縱橫向聯合速度模型優化方法應用效果分析

2.4 逆時深度偏移成像技術（RTM）

根據正演模型與實際資料處理效果分析，相對Kirchhoff疊前時間偏移，Kirchhoff疊前深度偏移與RTM都能得到正確的空間位置，RTM聚焦效果最好。RTM是目前針對各種復雜構造成像精度最高的一種方法，具有無偏移傾角限制，可使高陡地層和反轉構造精確成像；適應強烈的縱、橫向速度變化，能自然地處理多路徑以及由速度變化引起的聚焦或焦散效應；可利用多種波場信息（回折波、棱柱波、多次波、折射波等）進行成像，具有很好的振幅保持特性等優勢。為解決該區塊奧陶系偏移成像難題，采用 RTM成像技術，優選偏移孔徑和子波頻率參數，可較好地刻畫奧陶系內幕復雜地質構造。實際應用過程中，為對比 RTM成像效果，疊前時間偏移、疊前深度偏移采用相同的共反射點（CRP）道集作為輸入數據，而RTM則采用未抽成CRP道集的炮集數據作為輸入數據，輸入數據的疊前預處理流程基本一致。在速度場方面，疊前時間偏移采用高質量的均方根速度模型，而疊前深度偏移、RTM則采用同一高質量深度域速度模型。如圖 5，RTM刻畫推覆體地層與石炭系接觸關系相對較好，對疑似深大斷裂刻畫更加清晰；在縫洞體成像方面，RTM聚焦性更好，尤其石炭系頂部以下3 000 ms內“串珠”刻畫更好。

圖5 疊前時間偏移（左）、疊前深度偏移（中）及RTM（右）剖面對比

3 結束語

塔里木盆地KDKZ3區塊奧陶系構造復雜、縫洞體及斷裂發育，地震資料信噪比低，成像難度大。利用微測井約束層析靜校正精度高，保證了奧陶系成像的可靠性。基于低頻有效信號保護的處理技術保證了縫洞體及滑脫面的低頻有效信號的成像質量。奧陶系碳酸鹽巖精細成像的速度建模過程中，采用基于層位層析成像、網格層析反演、處理解釋一體化速度模型修正、縱橫向聯合速度模型優化等技術建立較為可靠的深度域速度模型。通過逆時深度偏移技術應用，提高了奧陶系內幕復雜地質構造的成像精度，奧陶系內幕推覆構造與石炭系接觸關系清晰；各種斷裂真實、可靠，斷點清晰；縫洞體成像清晰，能量集中，收斂性好；突出了中下奧陶統-上寒武統碳酸鹽巖各類圈閉的反射特征，為進一步落實古生界奧陶系縫洞型儲層分布特征提供了可靠的地震資料。