叠前反褶积分域方法在扶杨油层高分辨处理中的应用

陈 斌

(中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江 大庆 163712)

叠前反褶积分域方法在扶杨油层高分辨处理中的应用

陈 斌

(中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江 大庆 163712)

朝长地区扶杨油层储层以河道砂体为主，砂体规模小，厚度薄，远远小于地震分辨率极限。通过对叠前反褶积处理技术的研究，基于保持振幅与波形特征的目标，探索形成了地表一致性反褶积以共炮点和共检波点分域的高分辨处理方法。该方法在朝长地区薄互层地震保幅处理中取得了明显的实用效果，地震属性上河道和点砂坝得到了清晰刻画，为扶杨油层精细勘探、水平井部署提供了可靠的地震数据。

扶杨油层 河道砂体 薄互层 地表一致性反褶积 保幅处理

松辽盆地北部朝长地区扶杨油层，是典型的砂泥岩薄互层低渗透岩性油藏，主要储集层为河道砂体，目标层位扶一、扶二油层砂岩粒度细，泥质含量高，砂泥岩波阻抗差异小，河道砂体地震响应弱，特征不明显。在T2屏蔽作用下，下伏扶杨油层反射能量变弱、频率降低，地震识别困难。针对扶杨油层砂体厚度薄、物性差等特点，提高保真度和纵横向分辨率是地震资料处理中的关键[1]，在挖潜有效地震信息的同时还不能破坏波组特征[2]，需清晰反映地质异常体边界的微小变化以及在空间上的相关性，最大限度保留和提升薄互层河道砂体有效弱反射信息，为储层预测打下了良好基础。

朝长地区表层地震地质条件复杂，地震数据采集中的空间激发子波变化剧烈，严重影响对储层变化的地震识别。激发子波的形态决定于频带宽窄，为达到保幅和提高分辨率的目的，需要通过叠前反褶积处理来解决激发子波在空间上不一致的问题。由于野外数据采集过程中，炮点和检波点产生的虚反射存在周期性差异，单一反褶积方法无法提供合适的参数来消除在炮点和检波点不同域产生的虚反射[3]，为此，应用地表一致性反褶积以共炮点和共检波点分域的处理方法，以提高该区地震资料品质。

1 地表一致性反褶积的原理

相位和虚反射的空间变化主要源自近地表风化层厚度和潜水面变化的影响。对近地表和大地吸收衰减进行有效补偿后，时间和频率域的振幅差异可基本消除，但不能消除激发子波差异，因为除了频带宽窄外，相位和虚反射差异是影响激发子波形态的主要因素。为此，通过大量试验，应用地表一致性炮点和检波点反褶积方法。基于地震记录褶积模型，进一步深化，分解为地表一致性的形式，可得到一个地表一致性反褶积的模型，把地震道分解为震源、检波点、偏移距及地层脉冲响应的褶积影响，这样就可以清楚地估计由于震源及检波器条件以及震源检波器间隔对子波形态的影响。

地表一致性反褶积模型是

W(t)=S(t)*R(t)*G(t)*M(t)+N(t)

(1)

式中，W(t)是地震记录，S(t)是震源位置的波形分量，R(t)是检波器位置的分量，G(t)是依赖于波形的偏移距分量，M(t)是震检中心点位置的地层脉冲响应，N(t)是噪音。

首先对地震数据进行频谱分析和频谱分解，然后选取提取反褶积算子的时窗长度及预测步长，并进行反褶积运算。处理后，可扩展频宽，校正地震信号的相位谱，输出零相位子波，较大程度地压缩地震子波，提高地震资料分辨率[4]。本方法以地表一致性方式分解每个输入道子波的对数振幅谱(或对数功率谱)，用高斯赛德算法求得所有与震源、检波点、共中心点和偏移距四个分量有关的对数振幅谱。在最小相位假定下，只需要考虑每道在每个时窗中的振幅谱，先作傅氏变换，然后对振幅取对数，这样褶积就变成了求和：

lnAw=lnAs+lnAr+lnAg+lnAm

(2)

其中：Aw为记录振幅谱；As为震源谱分量；Ar为检波点谱分量；Ag为反射点谱分量；Am为偏移距谱分量。

反褶积算子的时窗长度及预测步长是影响反褶积处理效果的重要参数，实际处理应用中，根据原始资料的优势频带范围及对地震资料分辨率的要求，进行合理的优化选取。

2 地表一致性反褶积的分域方法

反褶积处理是拓展有效频带的宽度，保护和扶植信号的高频成分，提高地震资料分辨率的重要方法[5]。近年叠前地表一致性反褶积主要是炮点、检波点、共反射点和共偏移距四个分量在同一域的同时应用，基本满足了构造层位解释，但对薄互层砂体预测仍有难度。地震资料的共炮点与共检波点、共反射点、共偏移距产生的机理不同，对地震子波的影响也不同，其自相关子波差异也较大，采用由四分量因素所生成的综合子波进行子波压缩效果不理想。

高分辨率的地震资料应当有宽频带和零相位的地震波频谱，为此对地表一致性反褶积的原理进行了剖析研究，首先对炮检域道集数据进行谱分析和分解，然后根据炮点、检波点方面因素的变化，来提取反褶积算子。把公式(2)分解成两部分：一部分是在炮域内针对共炮点分量进行地表一致性反褶积处理：

lnAws=lnAs

(3)

其中：Aws为记录炮域振幅谱。

共炮点域的目的是有效消除激发点近地表产生的虚反射，提高地震资料相对保幅的分辨率。经炮点反褶积基本消除近地表因素对激发能量的非一致性影响，尽可能选用合适的步长来获得稳定的结果。

另一部分是在共检波点域内完成另外三个分量的地表一致性反褶积处理：

lnAwr=lnAr+lnAg+lnAm

(4)

其中：Awr为记录检波点域振幅谱。

共检波点域的目的主要是消除接收点产生的虚反射，同时提高最终成像分辨率。在满足一定信噪比条件下，经过检波点域反褶积解决了接收因素引起的剩余鸣震的问题，保持激发的振幅特征，地震数据的频率有较大提高。

在共炮点域和共检波点域分步对地震数据进行褶积，实现共炮点输入提取子波，进行炮点虚反射的压缩，然后转换成共检波点道集，在此基础上再对共检波点、共反射点及共偏移距提取综合子波，配以最小相位，用作该道的反褶积因子，再进行子波压缩，得到地表一致性反褶积两域叠合结果：

lnAw=lnAws+lnAwr

(5)

地表一致性反褶积分域方法充分考虑了炮点、检波点方面因素的变化来提取反褶积算子，反褶积算子稳定，且校正了地表因素的不一致性，提高了振幅保真度。应用该技术逐级压缩子波，拓展频谱，输出零相位子波，修正了叠前资料的振幅、波形、能量、频率的差异，有效提高地震资料的分辨率。

3 实际应用效果

朝长地区扶杨油层处于多物源交汇区，单砂体厚度薄、波阻抗差异小、上覆地层屏蔽及断层复杂。该区单砂体厚度小于3m的砂岩占到了65%，3～5m的占35%，其中5m以上的占17%，这是形成该区大面积岩性油藏的基础。

该区地震数据处理的目标，是提高地震数据分辨率的同时，有效消除非储层因素引起的地震信息的空间变化，保持储层有效信息[6]。在叠前振幅补偿、保真去噪、模型静校正精细预处理基础上，应用地表一致性反褶积分域方法，对各道的剩余振幅谱进行褶积，克服激发和接收条件不同域等因素变化带来的影响，保持数据的相位一致性，统一不同地表条件的子波，拓宽叠前地震资料频带。

3.1 子波和能量效果分析

经过两步反褶积处理，近地表引起的频率差异和虚反射影响得到有效消除，数据成像分辨率明显提高，信噪比没有明显降低，较好地保留了储层信息，为后续处理奠定了基础。

从图1的子波自相关上可以看出，近地表差异引起的激发子波和激发能量的空间差异明显地减小，虚反射产生的子波旁瓣得到有效压制，在检波点反褶积中消除了近地表影响(子波差异)。检波点反褶积后的统计自相关子波相对稳定，同时具有较高的分辨率。

图1 检波域反褶积与四分量反褶积子波自相关对比

3.2 速度效果分析

在叠前提高分辨率处理后，速度是影响振幅和波形及成像分辨率的重要因素。在实际速度拾取中，通过放大主要标志层附近的层间弱信号进行精细速度分析，首先结合速度控制线的叠加剖面沿层拾取宏观速度场，确保速度之间平稳过渡，尽量使层间弱信号的成像精度得到有效提高。从检波点反褶积与四分量反褶积的度速度分析对比看，主要区域标志层的速度能量变化不大，但是弱反射层能量团变化较大(见图2)。

图2 检波域反褶积与四分量反褶积速度分析

3.3 叠加效果分析

通过地表一致性反褶积分域法的应用，朝长地区薄互层地震资料品质得到较大改善。图3叠加剖面对比显示，相对于炮域的叠加剖面，检波域的叠加剖面中，薄互层F11分辨率明显地提高，层间信息丰富；相对于四分量的叠加剖面，检波域的叠加剖面在F11的分辨率有较大提高，目的层频带拓宽，地质现象更加丰富，薄互层砂体准确成像，波形特征更清晰，有利F11层位追踪。总体而言，检波点的叠加剖面上，地震资料分辨率和保真度大幅度提高，保持了河道砂体地震反射动力学特征，有效地提高了薄层砂体的成像精度，满足了精确刻画薄层河道砂体的需求，为河道砂体量化识别奠定了基础。

图3 朝长地区薄互层地表一致性反褶积分域法叠加剖面对比

3.4 频谱效果分析

叠前提高地震资料主频，在保证信噪比的基础上，最大限度地拓宽有效频率的带宽并修正相位，提高分辨率。从1.0～1.8s时窗统计频谱可以看出，经炮点反褶积处理后，数据的频带范围得到了明显拓宽。F11层段地表一致性反褶积频谱对比显示，检波域的频谱相比于炮域的频谱，频带拓宽14Hz；与四分量的频谱对比，检波域反褶积后，频谱并没有陷波周期现象，频带拓宽8Hz(见图4)。

图4 朝长地区薄互层地表一致性反褶积分域法频谱对比

图5 朝长地区薄互层地表一致性反褶积属性切片对比

3.5 属性效果分析

朝长地区扶杨油层河道砂体尺度远小于地震分辨率极限[7]，提高地震资料分辨率，最大限度实现保真处理，是地震识别薄层河道砂体的关键。通过地质解释和地震属性看出河道砂岩储层在地震剖面对应的透镜状反射，地震波振幅、频率、相位与周围有明显差异，另外地震波同相轴起伏明显，时差较大，这是剖面穿越了不同的流域、不同的河道所致。处理中有效地消除了近地表的影响，没有降低有效频宽和分辨率，为提取薄储层的相对变化信息提供重要的数据基础。

从图5地表一致性反褶积属性切片对比中可见，相对于炮域属性切片，检波域属性切片的分辨率和保真能力得到大幅度提高，突出了薄储层反射特征，薄互层条件下窄小河道砂体得到准确成像与清晰刻画；与四分量的属性切片对比，河道和点砂坝更加清晰，实现了扶杨油层点砂坝形态的定量刻画，砂体得以准确识别，提高了砂体预测符合率，为部署水平井提供了可靠的地震成果。

3.6 井位效果分析

经过上述处理，深化了朝长地区扶杨油层沉积和成藏规律认识。从地震预测来看，扶余油层组的河道摆动带上砂体成片状分布，砂岩存在上倾尖灭，存在良好的成藏条件，易于水平井实施；从沉积来看，目标区为三角洲分流平原相沉积，其分布范围广，沉积稳定，也有利于水平井捕捉砂体。结合对本区扶杨油层的地质认识，在该区部署了水平探井(见图6)，该井在扶余储层钻遇2套含油层，为一大型辫状河心滩复合叠置砂体，厚度分别为7m和6m，综合解释为油层，有效厚度分别为5.3m和3.4m，取得令人满意的钻探效果。

图6 水平探井

4 结论

(1)地表一致性反褶积分域方法有效地解决了共炮点域和共检波点域内的耦合响应差异问题，逐步压缩地震子波，处理后的叠前资料分辨率提高，层间信息丰富，波形特征明显。

(2)在朝长地区保幅处理中取得了良好效果，地震属性上显示了清晰的河道和点砂坝，实现了对河道砂体的精确描述与刻画。

(3)该方法在松辽盆地北部薄互层保幅处理得到推广应用，同样适用于地质条件类似的其他薄互层沉积地区。

[1] 曹磊，孙大明，韩立国.Gabor地表一致性反褶积算法研究与应用[J].世界地质，2010，29(3):503-508.

[2] 曾梅.多时窗地表一致性反褶积方法在低信噪比资料处理中的应用效果[J].地质学，2009，33(3):293-298.

[3] 郭树详，李建明，毕立飞.频率域地表一致性反褶积方法及应用效果分析[J].石油物探，2003，42(1):97-101.

[4] 王西文，胡自多，田彦灿.地震子波处理的二步法反褶积方法研究[J].地球物理学进展，2006，21(4):1167-1178.

[5] 王丹，孙赞东，王迪.基于模型数据的不同反褶积方法保幅性分析[J].石油地球物理勘探，2013，48(3):359-365.

[6] 安西峰，刘平，张旭.地表一致性反褶积在地震勘探中的应用及效果[J].地球物理学展，2010，25(6):2125-2169.

[7] 周超，孙夕平，张研.井控反褶积方法在松辽盆地薄储层识别中的应用[J].石油天然气学，2010，3(6):395-400.

(编辑 韩 枫)

Application of pre-stack deconvolution domain method in high-resolution processing of Fuyang reservoir

Chen Bin

(ExplorationandDevelopmentResearchInstituteofDaqingOilfieldCompanyLtd.，PetroChina，Daqing163712，China)

Fuyang reservoir in Chaochang area is dominated by river channel sand body，having small scale of sandbody，thin in depth，and much smaller than the limit of seismic resolution.Based on the study of the pre-stack deconvolution processing method，for keeping amplitude and waveform characteristics，it was proposed the surface consistant deconvolution high resolution processing method dominated by common-source point and common geophone point.This method was applied to obtain obvious practical effect in the seismic amplitude-preserved processing of the thin interbed in Chaochang area.Seismic attributes such as channel and point bar were clearly described.This can provide favorable seismic data for the precise exploration and horizontal well deployment of Fuyang reservoir.

Fuyang oil reservoir；fluvial sand body；thin interbed;surface consistant deconvolution；amplitude-preserved processing

2015-11-14；改回日期：2016-05-15。

陈斌(1966—)，高级工程师，从事地震资料处理及方法研究。电话：0459-5508300，E-mail: binchen2@sina.com。

10.16181/j.cnki.fzyqc.2016.03.007

P631.4

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