阿姆河右岸区块盐下地震资料叠前保幅高分辨率处理

徐明华吴先忠李 瑞彭宇,蒙 杉

1.成都理工大学 2.川庆钻探工程公司地质勘探开发研究院 3.中国石油(土库曼斯坦)阿姆河天然气公司

阿姆河右岸区块盐下地震资料叠前保幅高分辨率处理

徐明华1,2,3吴先忠3李 瑞1彭宇2,3蒙 杉2

1.成都理工大学 2.川庆钻探工程公司地质勘探开发研究院 3.中国石油(土库曼斯坦)阿姆河天然气公司

徐明华等.阿姆河右岸区块盐下地震资料叠前保幅高分辨率处理.天然气工业,2010,30(5):26-29.

土库曼斯坦阿姆河右岸地区地表大部分被沙漠、戈壁覆盖,目的层卡洛夫—牛津阶碳酸盐岩上覆的巨厚膏盐层对地震波高频成分能量吸收比较严重,采用常规方法处理的地震资料分辨率一般较低。为此,在分析CRP道集有效高频成分的基础上,采用共反射面元叠加进行保幅去噪,在去噪的道集数据上分析有效低频和高频信息的可靠性,拓宽地震信号的有效频带,使地震资料的振幅谱在有效频带范围内接近反射系数的振幅谱,从而提高了地震资料的分辨率。对比发现,高分辨率资料比常规资料频带展宽20Hz以上,主频提高15Hz以上,信噪比得到了明显提高,能有效分辨目的层内厚10m左右的薄储层,为构造精细描述和储层横向预测提供了较好的地震资料。

土库曼斯坦 阿姆河右岸区块 高频 有效波 共反射面元 叠加(地震) 振幅 分辨率 信噪比

0 引言

阿姆河右岸合同区块构造幅度不大,多为一些低幅度构造和岩性圈闭[1]。储层主要为碳酸盐层,其厚度和物性纵横向变化均较大。中国方面在2007年接手该区块勘探开发工作,在2008年采集了2900km2的三维地震资料,由于地表地质条件及地层结构原因,常规叠前时间偏移数据体低、高频有效信号能量不足且频带较窄,对区内构造精细描述、储层预测和相应的储量计算造成较大困难。为此,开展了叠前保幅宽频高分辨率地震资料处理方法的试验研究。

1 分辨率与频宽的关系

但对于实际地震数据而言,受大地吸收衰减和高频信噪比的影响,地震垂向(时间)分辨率总是有限的。以往的地震资料处理主要追求足够高的地震子波主频,常忽视地震信号的有效频带,从而使地震信号中蕴含的地质意义不能完全体现出来。笔者在提高地震波主频的同时扩展有效频带的宽度,使地震波的频谱接近宽平子波谱(图1),即宽频地震信号的子波振幅谱近似为有效频带内反射系数的振幅谱,从而能够更好地反映地下地质结构[2]。

图1 宽频地震波频谱图

在地震信号有效频带内,设频宽为df、主频为fd、视主频(地震剖面上能够看到的主频)为 fv、振幅衰减为0.4的最低有效频率(有效频带低频)为 fl、振幅衰减为0.4的最高有效频率(有效频带高频)为 fh。则有效频带的频宽为:

地震信号的主频为:

可以看出,主频反映有效频带的中心频率,视主频则反映最大振幅谱值对应的频率。笔者研究的主要目的是提高 fd和df,且保持低频端能量基本不变,同时保持地震资料的原有的振幅和相位特性[3]。

2 高分辨率成像原理

采用的基础资料为叠前CRP道集,处理工作直接在道集上开展。其关键技术环节在于保幅去噪(CRA)和宽频处理[4]。

设 Xi+m,j+n(t)(实际上,这里是一个道的符号,以下同)为某个三维共反射面元的任意地震道,xi,j(t)为该共反射面元的中心道(其中m=-M,…,-1,0,1,…,M;n=-N,…,-1.0,1,…,N;i为INLINE方向线号;j为Crossline方向线号;t为时间),求 xi+m,j+n(t)(m≠0,n≠0)与中心道 xi,j(t)的反射同相轴的时差(Δtm,n)。

对 xi+m,j+n(t)作时差校正,得

经过时差校正后,共反射面元中的各个地震道x′i+m,j+n(t)的反射同相轴被拉平。也即,x′i+m,j+n(t)与 xi,j(t)的反射同相轴时差为零。当 m=0、n=0时,有

将已经被转换为水平反射同相轴的共反射面元中的所有地震道 x′i+m,j+n(t)叠加起来并除以该面元的道数(2M+1)(2N+1),得

Xi,j(t)就是对应于中心地震道 xi,j(t)的共反射面元的叠加道。

按上述方法,计算三维地震数据体每一地震道的共反射面元叠加道,得到三维地震资料的共反射面元叠加结果。

对同一个共反射面元:地震反射信号是相似的,共反射面元叠加(CRA)就意味着共反射面元中各个地震道的“同相叠加”,其信号基本不变;而随机噪声不相似,叠加后则趋于零[5]。于是,自然地提高了资料的信噪比。当反射信号完全相同时,共反射面元叠加道Xi,j(t)的地震反射信号与原地震道 xi,j(t)一致,所以共反射面元叠加基本上是一种振幅相对保持的去噪处理方法,称其为保幅宽频高分辨率处理(HIRAB)。

一般说来,HIRAB就是在提高地震资料信噪比和振幅相对保持的基础上,提取地震资料中的有效低频和高频信号,对地震记录逐个频率点进行振幅谱展宽、拉平,并保留低频信号,使地震资料的振幅谱在有效频带范围内接近反射系数的振幅谱,从而提高分辨率。该方法不改变地震资料的相位谱,基本不改变地震资料的波组关系,不存在相邻频率段之间的拼接和吉普斯效应,而且引起的高频噪声较小。

3 高分辨率处理及其效果分析

3.1 确定有效频带

通过CRP道集和叠后偏移剖面的频率扫描以及高分辨处理试验,确定保幅宽频高分辨率处理的有效频带,主要是其有效高频。

对不同的CRP高频道集与CRP道集进行比较,选择频率最高且同相轴与CRP道集一致的高频道集的频率作为HIRAB道集频带的有效高频。

图2为CRP道集及其60Hz、70Hz和80Hz的高频道集。从图中可以看出,60Hz和70Hz高频道集的反射同相轴与CRP道集基本一致,而80Hz高频道集的反射同相轴与CRP道集的一致性降低。对全区CRP道集的分析表明,本区70Hz以下的反射信号基本为有效信号[6]。

3.2 保幅去噪CRA

对包含中间道集的3个CRP道集进行保幅去噪,得到图3中去噪后的CRA道集。从图中可见,其信噪比明显提高,波组关系没有发生变化,道间的能量关系也未变。

3.3 叠前CRP道集宽频处理

对保幅去噪的CRA道集进行宽频处理,得到保幅宽频高分辨率处理的HIRAB道集。图4为过Met-1井(中间道集)的CRP道集和宽频处理后的HIRAB道集。可以看出:HIRAB道集的分辨率大大提高,并且其信噪比亦明显增强;两种道集的波组关系与CRP道集一致。表明HIRAB具有很好的保幅性能。

图5-a为CRP道集目的层段(1500～2200ms)的振幅谱,频带为6～48Hz,频带宽度为42Hz,主频为27Hz(振幅谱中的强低频能量是由远炮检距地震道的强低频能量引起);图5-b为HIRAB道集同层位的振幅谱,频带为12～76Hz,频带宽度为64Hz,主频为44Hz。可以看出:经过处理后的HIRAB道集的高频拓展28Hz,频带展宽22Hz,主频提高了17Hz。

图5 CRP道集和HIRAB道集的振幅谱

3.4 处理效果分析

图6 偏移剖面和叠前宽频处理的HIRAB剖面图

4 结论

笔者讨论的叠前保幅高分辨处理有别于常规的高分辨率处理方法[7-9],其提出了一种新的处理思路和流程[10-11]。该方法既可提高地震资料的纵向分辨率,又能够较好地去除噪声,做到了振幅相位保真,充分展现了地震资料中的高频有效信号。该方法处理的资料有利于构造精细解释和储层及其流体的预测。

[1]芮拥军,石林光.准格尔盆地中部地震资料提高分辨率处理研究[J].石油物探,2007,46(2):181-186.

[2]李庆忠.走向精确勘探的道路[M].北京:石油工业出版社,1993:52-79.

[3]易中富.地震资料的保幅宽频高分辨率处理[J].油气地球物理,2006,4(3):13-18.

[4]YILMAZ O.地震数据处理[M].北京:石油工业出版社,1994:124-135.

[5]刘财,刘洋.一种频域吸收衰减补偿方法[J].石油物探,2005,44(2):116-118.

[6]袁红军,吴时国.拓频处理技术在大牛地气田勘探开发中的应用[J].石油地球物理勘探,2008,43(1):69-75.

[7]金惠,杨威,杨跃明,等.川西地区须二段高分辨率层序地层研究[J].天然气工业,2007,27(6):48-51.

[8]祁华忠,郑爱敏,杨晓,等.高分辨率层序地层学及砂体展布规律研究实例[J].天然气工业,2008,28(4):43-45.

[9]叶泰然,郑荣才,刘兴艳.高分辨率层序地层学在川西须家河组砂体分布研究中的应用[J].天然气工业,2008,28(2):38-41.

[10]周竹生,黎家盆.叠后高分辨率资料处理方法及应用效果[J].石油地球物理勘探,1994,25(5):601-609.

[11]张翔,田景春,刘家铎,等.高分辨率层序地层在岩相古地理编图中的应用[J].西南石油学院学报,2005,27(6):1-4.

DOI:10.3787/j.issn.1000-0976.2010.05.006

Xu Minghua,senior engineer,was born in1973.He is studying for a Ph.D degree,being mainly engaged in research of seismic processing,interpretation and reservoir prediction.

Add:No.83,Sec.1,North Jianshe Rd.,Chengdu,Sichuan610051,P.R.China

Tel:+86-28-86015646 E-mail:xumingh@sina.com.cn

Amplitude-preserving high resolution pre-stack processing of pre-salt seismic data in the Amu Darya Right Bank Block,Turkmenistan

Xu Minghua1,2,3,Wu Xianzhong3,Li Rui1,Peng Yu2,3,Meng Shan2
(1.Chengdu University ofTechnology,Chengdu,Sichuan610059,China;2.Geologic Ex ploration&Development Research Institute,Chuanqing Drilling Engineering Co.,L td.,CN PC,Chengdu,Sichuan610051, China;3.CN PC(Turkmenistan)A mu Darya River Gas Company,Beijing100101,China)

The surface of the Amu Darya Right Bank area in Turkmenistan is mostly covered by desert and gobi.The exploration target in the Callovian-Oxfordian carbonates is overlain by very thick salt,causing serious energy absorption of high-frequency component of seismic wave.So the resolution of seismic data processed by the conventional methods is generally low.Based on an analysis of the effective high-frequency components of CRP gathers,the common reflection bin stacking technique is used to preserve amplitude and eliminate noise.Then the reliability of the effective low-frequency and high-frequency signals is analyzed on the gathers after noise elimination.The effective frequency band of seismic signals is therefore widened to make the amplitude spectrum close to that of the reflection coefficient within the effective frequency band,so as to enhance the resolution.The frequency band of high resolution data is20Hz wider than that of the conventional data.The dominant frequency is enlarged by15Hz,and the signal-to-noise ratio is significantly improved.Thus thin reservoirs of about10m thick can be effectively identified,providing a good basis for fine structural description and lateral reservoir prediction.

Amu Darya Right Bank,Turkmenistan,high frequency,effective wave,bin,stack(seismic),amplitude,resolution, signal-to-noise ratio

book=26,ebook=517

10.3787/j.issn.1000-0976.2010.05.006

2010-03-23 编辑 韩晓渝)

徐明华,1973年生,高级工程师,博士研究生;主要从事地震资料处理、解释及储层预测方面研究工作。地址: (610051)四川省成都市建设北路1段83号。电话:(028)86015646。E-mail:xumingh@sina.com.cn

NATUR.GAS IND.VOLUME30,ISSUE5,pp.26-29,5/25/2010.(ISSN1000-0976;In Chinese)