井控在叠前深度偏移处理中的应用

(大港油田公司 勘探开发研究院，天津 300280)



井控在叠前深度偏移处理中的应用

(大港油田公司 勘探开发研究院，天津 300280)

为提高地震资料的保幅保真性、纵横向分辨率尤其是处理过程中井震吻合的程度，在板桥斜坡地震处理过程中，经过一致性处理后，充分利用井的信息将井旁地震道与合成记录或VSP走廊叠加进行互相关分析，生成一系列描述地震资料与井资料匹配程度的匹配属性，用井资料约束，进行反褶积、反Q滤波，确保在保真保幅的前提下合理有效地提高分辨率，运用深度—速度模型的迭代优化，选取准确的叠前深度偏移速度场，有效提高目标区复杂断裂带的成像精度，使之更符合地下地质的真实特征，为后续构造精细解释及储层预测提供可靠的成果数据。钻探实践证明，井控叠前深度偏移处理是解决复杂构造成像、沉积现象丰富、纵向上地层厚度变化大等地质问题的有效手段，是未来地震资料处理的必由之路。

板桥斜坡；井旁地震道；一致性处理；井控反褶积；井控反Q滤波；迭代优化

(ResearchInstituteofExplorationandDevelopment,DagangOilfield,Tianjin300280,China)

1 引 言

随着勘探开发程度的日益提高，人们研究的对象已由大的背斜、断块等构造油气藏逐步向岩性地层油气藏转变，这就要求地震资料具有更高的保幅保真度及更高的纵横向分辨率[1]。如何得到满足要求的高分辨率地震资料？高分辨率地震采集，周期长，成本高，在当前低油价的形势下，不宜采用。而常规的处理技术则难以满足与井高度吻合，对于分辨率的提高也有限，严重影响了储层的预测及岩性油气藏的勘探开发进程，因此，研究人员发展了井控处理技术的应用[2]，即在处理的过程中，利用保幅去噪、基于井资料的振幅补偿、加入井的分层、岩性等信息，将井旁地震道与合成记录或VSP走廊叠加进行互相关分析，生成一系列描述地震资料与井资料匹配程度的匹配属性，包括可信度、可预测度等，匹配程度最高即为最优处理参数。用井资料约束对处理关键参数(如反褶积、Q因子、真振幅与相位恢复、多次波衰减等)进行精确的量化求取，确保做到在保真保幅的前提下合理有效地提高分辨率和地震资料处理的精度，达到地质和地震的高度结合，井控处理技术的应用，是未来地震资料处理的发展趋势。截至目前，国内井控地震资料处理还处于探索阶段，没有形成完善的井控处理流程，各油田参考比较多的是斯伦贝谢公司的井控处理流程，比较成熟的井控处理技术方法有：井控保幅及一致性处理技术、井控反Q滤波技术、井控反褶积技术、井控各向异性叠前深度偏移技术等，大港油田在板桥斜坡区采用井控处理技术提高地震资料分辨率尚属首次。

2 研究区地质概况

板桥斜坡区位于沧县隆起东南侧，是夹持于沧东断裂和滨海断裂系之间的、受基底与大型铲式断裂控制、断块翘倾形成的大型旋转掀斜斜坡[3](图1)，受沧县隆起物源控制，该区由西向东发育沈青庄、增幅台、小站和葛沽4个物源输送通道[4]，多期砂体受物源体系、沉积古背景和沉积旋回的控制，平面上交互沉积，纵向上叠置发育，造就了富泥富砂的沉积格局，为岩性地层油气成藏提供了广阔的储集空间。斜坡区紧邻板桥次凹，沙三段有机质丰度高，演化程度高，转化率高，是板桥次凹主力生烃层系，其烃源岩分布稳定、厚度大[5]。凹陷、斜坡砂体、断裂体系及有效烃源岩构成了完整的、统一的油气疏导体系，形成“凹—断—坡—隆”的优势成藏模式[4]。整个板桥斜坡纵向上发育三套含油气系统，低斜坡沙三1段下部—沙三3段发育自源超压气藏，沙二段—沙一下段易形成他源常压带气顶的凝析油藏，高斜坡沙三段他源常压岩性油藏，是大港油田寻找效益储量、增储建产的有利接替区域，急需开展深层次的滚动评价研究工作。但是由于受水库、河流、盐田卤池、部分滩涂、极浅海、工厂、公路等复杂的地面地表条件的影响，使得原有的地震资料纵、横向分辨率低，地震资料品质较差，尤其是沙三段内幕反射层波组特征不清、连续性差，难以满足精细构造解释、精细储层预测、砂体追踪及油藏特征的研究，导致该区的勘探开发工作一直停滞不前。为了更好地推动板桥斜坡岩性油气藏的勘探开发工作，尝试性采用井控保幅叠前深度偏移处理，以确保做到在保真保幅的前提下合理有效地提高分辨率，为后续构造精细解释及储层预测提供可靠的成果数据。

图1 板桥斜坡结构剖面Fig.1 Structure profile of Banqiao slope

3 处理的主要技术难点

1)消除各种因素引起的不一致性是本次处理的重点和难点。工区内地表复杂，各区块资料的仪器类型、震源类型、检波器类型、观测系统、覆盖次数、方位角等参数不一致，原始地震资料品质差异大[6，7]。如何在保真、保幅的前提下，使连片处理的地震资料能量均衡，振幅、相位具有一致性，为构造解释及储层研究提供良好的基础资料是一大难题。

2)合理压制原始资料中的噪音，挖掘资料提高分辨率的潜力。沙三3段大套砂体在地震剖面上为中弱振幅的反射波组，在保证资料有可供解释的足够信噪比前提下，提高地震资料的分辨率，展宽有效信号频带，达到分辨率与信噪比的和谐统一是本次处理的关键[8]。

3)如何保障在提高分辨率的前提下，使复杂构造精确成像。

4 井控叠前深度偏移处理关键技术

4.1 能量一致性处理技术

地震波在传播过程中，波前能量随着地震波传播距离的增加而衰减，造成纵向上能量的差异。另外，由于表层介质的非均匀性，激发和接收条件的非一致性及地震波的传播能量损失，导致地震资料的横向能量不一致，表现为地震记录之间、地震道之间及区块间能量有较大的差异，处理过程中需要进行能量的一致性调整。

以往采用合理的区域速度进行球面扩散补偿，保证原始资料有效波在浅、中、深层的能量趋于一致。在进行球面扩散补偿后，每个区块内部浅、中、深层的能量基本趋于一致，但横向上的能量相差较大。为了解决横向上的这种能量差异，本次处理，主要采用地表一致性振幅补偿的方法加以解决。

地表一致性振幅补偿是通过对所在测线所有地震记录在一个时窗内分别统计每个共炮点、共检波点、共偏移距记录道的平均振幅值，根据统一规定的振幅校正标准计算每个共炮点、共检波点、共偏移距的振幅调整因子，并对各自的地震道进行调整，达到地表一致性的振幅均衡，并且能保持地震道的相对振幅关系[9，10]。这种方法处理要取得较好的效果，除了先要进行几何发散补偿，而且一定要在处理前消除非表层介质影响因素，即某些影响地表一致性振幅统计的因素，如强突发环境噪音，强面波干扰等。其次还采用了剩余振幅补偿，主要通过采用地表一致性统计方法的分时窗振幅调整处理。分时窗对地震记录统计振幅并分别按构造一致性、共炮点、共检波点、共偏移距等项进行振幅分解，求出各项的振幅水平，并确定最大振幅水平门槛和最小振幅水平门槛及振幅调整方式，最后分别对各项在时窗内进行调整。

处理中为了满足高分辨率的处理要求，使用了更具有针对性的反Q滤波技术。将野外采集的原始地震数据时间域的全频地震信号通过数学方法分解为各个不同频率段的地震信号，对每个频率段的地震信号求取它的吸收衰减曲线，用计算出的吸收衰减曲线对相应频率段的地震信号进行补偿，对每个频率段进行大地吸收衰减补偿处理后，将所有补偿后的各个频率段的信号重建为时间域的全频信号。该技术补偿了地震波随时间和频率的吸收衰减影响，比常规方法更符合大地吸收衰减作用，可获得更高分辨率炮集数据，还可以回避干扰面波能量的影响，消除近地表引起的激发炮间能量差异。图2为一致性处理的示意图，图3为振幅补偿前后叠加剖面。

图2 时频域振幅补偿的原理Fig.2 Schematic diagram of time frequency amplitude compensation

图3 振幅补偿前后叠加剖面Fig.3 Stack profiles before and after amplitude compensation

4.2 子波一致性处理技术

本次重新处理的工区，共涉及3个区块，各区块资料的仪器类型、震源类型、检波器类型、观测系统、覆盖次数、方位角等参数不一致，原始地震资料品质差异大，为最大限度地在保真、保幅的前提下，使连片处理的地震资料能量均衡，振幅、相位具有一致性，有针对性地选用了子波一致性处理技术，消除了不同震源和水陆不同检波器所造成的相位差，处理中首先对水检进行相位角扫描，选择与陆检的最佳匹配相位角，然后对水检进行相位调整，其次可控震源记录与小相位化转换算子进行褶积，实现可控震源的最小相位化，将不同采集因素的数据单独叠加，检查块间拼接处时间、波形、相位、频率等方面的一致性，在叠加数据上求取因子，应用到叠前CMP道集，不同区块的地震资料的相位差做块间整形处理，(图4)为子波整形前后叠加剖面，从相位调整后的地震可以看出，拼接部位的相位差得到了较好的消除，地震同相轴更加连续了。

4.3 井控反褶积技术

反褶积首先考虑波形一致性处理，即消除地表因素横向变化造成的地震子波波形畸变。然后考虑反射资料频宽和主频处理，即提高反射资料最佳的分辨率，地表一致性反褶积从多道地震记录中提取并压缩子波，改善子波波形一致性，即消除地表因素横向变化造成的地震子波波形畸变，然后考虑反射资料频宽和主频处理，提高反射资料最佳的分辨率。通过串联反褶积技术的应用，可以有效地实现高频端信号的可靠恢复，多道预测反褶积可以进一步压缩子波、展宽频带。

井控反褶积即在多道预测反褶积阶段,充分利用工区内的有利井资料信息作为参考，用不同反褶积参数的井旁道与VSP走廊叠加进行相关，根据相关系数的大小来确定合理的反褶积参数，通过地表一致性反褶积加多道预测反褶积的串联应用，可以有效地实现高频端信号的可靠恢复。对于井震结合和地震地质结合，解释人员利用井的合成记录来评价反褶积的效果，而处理人员则根据反褶积前后资料的好坏来确定反褶积的效果，最终达到提高地震资料分辨率的目的。

图4 子波整形前后叠加剖面Fig.4 Superimposed profiles before and after wavelet shaping

4.4 井控反Q滤波技术

由于大地滤波作用，该区地震数据的频率较低，为了适当地提高资料的分辨率,采用扫描的Q值与估计的Q值结合，与不同主频的合成地震记录进行匹配(图5),在井震匹配关系最好的前提下，有依据地提高剖面的分辨率(图6)，视主频提高，频带拓宽8～10 Hz，波组特征更加清楚，有利于追踪对比，剖面各种波归位比较准确合理，构造格局明确，小断层清楚，断裂系统的相互关系刻画得相对比较清楚，经过井校井震吻合程度较好。

图5 井控反Q滤波技术Fig.5 Well controlled inverse Q filtering technique

图6 提高分辨率前后效果对比Fig.6 Improve the effect of before and after the resolution of the contrast

5 叠前深度偏移

叠前深度偏移消除了常规时间剖面上由于速度横向变化大影响所造成的构造假象，使得目的层地震资料品质得到改善，构造形态得到较好的解决，得到逼近地下地质特征的速度场，可以使复杂地质结构成像更加清晰、准确，解决复杂构造成像问题，提高成像精度，从而能够准确构造成图。

叠前深度偏移的核心问题是深度-速度模型的建立[11]，这是一个非常复杂的迭代过程[12]，首先利用叠前时间偏移在陡倾角成像的优势，在前期叠前时间偏移成果数据体上，与解释人员结合，充分利用井资料信息，进行单井层位的标定、层序的划分和层位的初步解释，建立初始的构造模型，层位的解释应以纵向上的明显速度界面为参考层、达到控制区内纵横向速度变化规律的目的。最后应用所解释的层位(构造模型)从叠前时间偏移得到的均方根速度体上利用井约束速度反演抽取和计算层速度，经过平滑、编辑及VSP速度约束等一系列处理后进行时深转换，形成深度域初始速度—深度模型，然后运用Kirchhoff积分法进行叠前深度偏移的目标线偏移，进行沿层速度分析，通过层析成像技术修改速度，形成新的层速度模型，再进行叠前深度偏移迭代处理，经过多次迭代，对输出的速度控制测线的CRP道集做沿层的、垂向的剩余延迟分析，延迟基本归零，基本准确，当所有层位的剩余延迟都迭代完成后，最后建立合理准确的最终深度偏移速度场(图7)，在这一过程中，及时有效地与地质、解释人员沟通，一体化结合，不仅研究和控制速度层速度的变化规律，更要研究每次叠代前后深度偏移结果和速度变化的趋势，从变化中判断速度的正确与否，通过处理解释一体化建立符合板桥斜坡区域地质规律的速度场，使局部构造得到真实体现。另外，运用单井测井资料，进行准确地合成地震记录，和钻井资料相比，进行正确标识和偏移归位，进行有效的质量监控，确保处理的合理性和有效性。

图7 最终深度域层速度体Fig.7 Final depth domain layer velocity

从最终处理成果上看，本次板桥斜坡地震目标叠前深度偏移处理取得了明显的效果，较之前非井控叠前偏移处理数据体分辨率等得到了显著的提高，能够满足构造精细解释及储层横向预测的要求。具体表现如下：

1)本次处理资料目的层分辨率得到提高，并且与井资料吻合较好，成果真实可靠，有利于下一步的地质研究(图8)。

2)剖面的信噪比整体较高，波组关系清楚，利于追踪对比，层序界面清晰，沉积特征明显，各种地质现象比较丰富(图9)。

3)剖面各种波形归位比较准确合理，构造格局明确,小断层清楚，断裂系统的相互关系刻画得相对比较清楚，经过井校井震吻合程度较好(图10)。

4)本次处理的结果分辨率较老剖面得到了较大的提高，视主频提高，频带拓宽8～10 Hz(图11)。

图8 板桥三维新老资料2 300 ms相干切片对比Fig.8 Comparison of old and new three-dimensional coherent slice inline 2300 in Banqiao

图9 板桥三维新老资料Inline2880地震剖面对比Fig.9 Comparison of old and new three-dimensional seismic data inline 2880 in Banqiao

图10 板桥三维新老资料Inline3260地震剖面对比Fig.10 Comparison of the old and new three-dimensional seismic data inline 3260 in Banqiao

图11 板桥三维新老资料频谱对比Fig.11 Three-dimensional spectral contrast of new and old materials in Banqiao

6 结 论

通过在板桥斜坡实施井控叠前深度偏移处理工作，有效提高了地震资料的品质，在保真、保幅的前提下，做到信噪比和分辨率的和谐统一，在合理提高分辨率的基础上，保证构造准确成像，使之更符合地下地质的真实特征，使解释人员更好地开展构造精细解释、属性分析、储层横向预测及正、反演工作。钻探实践证明，井控叠前深度偏移处理是解决复杂构造成像、沉积现象丰富、纵向上地层厚度变化大等地质问题的有效手段，大大弥补了常规处理技术的不足，其关键技术是各种井资料的合理应用，是未来地震资料处理的必由之路。

井控叠前深度偏移处理的过程中，需要注意以下的问题：

1)对收集到的VSP资料要进行归一化的处理，以消除人为因素的影响；

2)尽可能多地选用已知井及利用各类井的资料，避免出现以偏概全的情况。

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石倩茹，周宗良，王怀忠，李云鹏，肖建玲，张祝新

The Application of Well Controll to Pre-stack Depth Migration Processing

Shi Qianru,Zhou Zongliang,Wang Huaizhong,Li Yunpeng,Xiao Jianling,Zhang Zhuxin

In order to improve amplitude-preserved and fidelity of the seismic data, vertical and horizontal resolution, in particular, the match degree of processing seismic well, and in the process of Banqiao slope seismic processing after consistent processing, the information from the well is fully used to analyze the well side seismic synthetic records or VSP corridor stack so as to generate a series describing seismic data and well data matching degree of matching attributes. The well data are used to be constrained, to make deconvolution and to inverse Q filtering to ensure that the the effective resolution is raised under the condition of the fidelity amplitude preserving. Besides, the depth-velocity model of iterative optimization is adopted and the accurate prestack depth migration velocity field is chosen to improve the imaging accuracy of complex fault zone in a target area, which conforms to the underground geological characteristics and provides reliable results for the subsequent fine structure interpretation and reservoir prediction data.

Banqiao slope; the consistency treatment of borehole seismic trace; well controlled deconvolution; well controlled inverse Q filter; iterative optimization

1672—7940(2016)05—0595—08

10.3969/j.issn.1672-7940.2016.05.007

石倩茹(1971-)，女，高级工程师，主要从事地震资料处理、构造解释及储层预测工作。E-mail：sqr_04192205@sina.com

P631

A

2016-04-22