东海盆地西湖凹陷气田地震物探数据处理技术应用研究

刘晓晖

（中海石油（中国）有限公司上海分公司，上海 200335）

东海西湖凹陷B气田地处上海市东南部海域，区域构造位置位于东海盆地浙东坳陷西湖凹陷西斜坡北部，是在北东向的基底鼻状隆起背景上发育起来的，其构造是被两组北北东、北东东向展布的断裂夹持的断块型构造，其构造断裂发育，全部为正断层，断裂活动由下至上逐渐减弱，至始新统末及渐新统沉积期早期断裂活动较弱。断层多形成“多”字形骨架。气田由四块断层围成断块构造圈闭；开发井钻后构造形态基本保持一致，但实钻表明断层的组合及封堵性发生了一定变化。西湖凹陷经历了多期构造—沉积旋回和原盆地的叠加，形成了多套成藏组合，其中以平湖组自生自储成藏组合、花港组自生自储成藏组合为主，此外还有平湖组—花港组烃源岩与新近系储层构成的下生上储式成藏组合。从西湖凹陷已发现的油气田来看，该凹陷潜力巨大，是油气聚集的理想场所。B气田是原地矿部上海海洋地质调查局“七五”期间发现的，而后地震测线加密到1km×1km。为进一步落实构造及断层分布，对其开展三维地震调查，采集了90km2的三维地震资料，其采集线距50m，道距25m，记录长度5S，采样间隔2ms，炮间距25m。为了勘探开发的需要，在本区又重新采集了1400km2的三维地震资料，该野外数据采集道间距12.5m，记录长度6S，采样间隔2ms，炮间距25m。本次研究就是在这套新采集的地震资料上开展的。

1 地震资料特征分析

1.1 干扰波类型分析

通过分析原有单炮记录，发现工区内发育的干扰波主要有下列几种类型：（1）与海底有关的多次波及层间多次波（图1）；（2）浅层折射及浅层折射多次（图1）；（3）倾斜干扰、“外源”干扰（图2）。

总体来说，本区干扰波类型较多，异常强能量干扰、外源干扰及倾斜干扰只在异常线上存在，不会影响整体处理效果。通过综合分析，近道鸣震及海底相关多次波层间多次波较发育，是影响本次资料处理的主要因素。

1.2 地震资料频带分析

通过对各年度选取有代表性的单炮分别进行频谱分析，包括整炮频谱分析及浅、中、深层频谱分析（图3）、时频分析等工作，系统了解原始地震资料有效波的频带宽度、主频的变化特点。

图2 原始炮集上外源及倾斜干扰波Fig.2 Outer source and inclined interference wave on the original shot gather

通过地震资料频谱分析，得出以下结论：本区120道观测系统，主频较高，为30Hz左右，频带较宽，为10-45Hz，但缺失低频；96道观测系统，主频稍低，为28Hz，频带略窄，为12-40Hz；48道观测系统，主频较低，为25Hz，频带较窄，为10-35Hz，全区最差。

主频从浅至深的变化规律为：T=100ms、F=40Hz，T=500ms、F=35Hz，T=1000ms、F=25Hz，T=1500ms、F=20Hz，T=2000ms、F=15Hz。浅层主频变化快，中层主频变化慢。

图3 观测系统频谱分析Fig.3 Geometry spectrum analysis

1.3 子波一致性分析

本次处理需匹配的地震数据涉及4个年度，不同年度采集观测系统、采集环境差别较大，除了记录长度、叠加次数、偏移距等不同外，震源容量、道距及枪缆的沉放深度也不同，造成子波谱宽不同，进而S/N也不同，必然引起各个年度间的地震资料存在相位时差。因此必须进行认真的子波一致性分析，以确定最终的子波整形处理参数和方法。为了了解各个年度的子波差异情况，本次处理利用最小墒统计法提取各个年度的震源子波（图4）。从图中可以看出，各个年度间地震子波差异较大，子波主瓣胖瘦不同，子波旁瓣各异，如何进行子波的匹配处理将是各个年度最终剖面能否闭合的关键。

2 地震资料处理关键技术

图4 各年度提取的最小相位子波Fig.4 Extract minimum phase seismic wavelets each year

地震资料处理是整个地震勘探研究中的重要环节，它可以获取有关地下构造和地层性质的信息，是寻找石油和天然气的有效手段。

通过细致分析B气田原有资料的品质，充分认识本区地震资料的基本特征，针对地震资料存在的问题，主要采用了叠前道集F-K滤波处理技术、浅水多次波压制处理技术去除干扰波，采用多域统计反褶积处理技术提高分辨率，采用子波整形技术解决子波一致性问题，具体处理技术如下：

2.1 叠前道集F-K滤波处理技术

叠前道集净化处理主要是利用自动和手工方式逐炮、逐道剔除各种异常强振幅干扰，但地震单炮记录上的倾斜干扰较难去除，本文主要采取了F-K倾角滤波将倾斜干扰去除。具体做法为：

（1）在原始单炮记录上，给一定的时窗和地震道宽度，沿着倾角依次计算互相关，将所有互相关的平均值作为门槛值，将高于门槛值的波形作为子波，计算互相关。将时窗向下滑动，以此计算时窗内所有道、所有样点的相关值，找到最大的相关值信号，得到这个输入道相关信号，改变地震道，用以上方法计算相关信号，最后得到总的相关信号。

（2）从原始数据中减去相关信号，得到输出地震信号。从F-K倾角滤波前后对比（图5）可以看出，炮集的空间假频和噪声明显减少，倾斜干燥已完全去除。

2.2 浅水多次波压制处理技术

B气田现有资料品质差的一个重要原因是以往成果在处理过程中，原始资料较为发育的多次波消除效果不理想。复杂的多次波波场降低了目的层信噪比，模糊了基底反射构造，掩盖了真实的岩性变化特征。本地区多次波有以下特点：

图5 F-K倾角滤波后炮集对比Fig.5 The shot gather befor and after dip fi lter

（1）海水深度100m左右，海底较平，属于浅水软海底，海水鸣震主要影响浅层，但海水层与地下强反射界面共同作用，所产生的微屈多次波对目的层会有明显影响；

（2）目的层上覆地层发育较强反射地层，加上基底这一强反射层的影响，造成多类层间多次波发育，影响目的层成像；

（3）油气聚集区以低幅构造为主，多次波与一次波产状近似、变化平缓，多次波不易识别。

浅水多次波的压制一直是海上资料处理的一个难题，本文主要采用组合去多次波的方法，已将多次波完全去除，得到的剖面成像效果明显提高（图6），特别是去除多次波之后，基底的成像效果明显改善。

图6 常规多次波压制效果与浅水多次波压制效果对比Fig.6 Comparison between conventional multiple wave suppression and shallow water multiple wave suppression

2.3 多道统计子波反褶积处理技术

反褶积是通过压缩地震子波来提高纵向分辨率的主要方法。不同频带内，地震资料的信噪比存在差异。在信号的优势频带内，信噪比比较高；而在较高或较低频带内，信噪比很低。如果反褶积在全频带内将频谱展宽，拉平，将导致在信噪比较低的频带处提高噪音能量，降低数据的信噪比，达不到反褶积的目的。因此，反褶积过程中使用的方法和参数的选取，对地震资料的处理质量起着重要的作用。

通过分析B气田地震资料，认为其具有近道“鸣震”强，中、深层有效反射层下后续相位多之特点，利用多道统计子波反褶积，逐炮获取单炮统计子波和整条测线统计子波，设计反子波算子进行子波压缩处理，最大限度改善子波延续相位的压缩效果，突出有效波组特征，提高中、深层有效反射波成像品质。

多道统计子波反褶积是利用各道的功率谱统计平均值计算出一个反褶积因子，然后将因子作用于该道集中的每一道，以达到压缩子波的目的。主要有两个方面组成：（1）谱分析在一定的时窗内计算地震数据的功率谱；（2）利用因子设计计算出道集的反褶积因子；对每个道集计算出反褶积因子后，将其作用于道集中的每一道，再对到集中的每一道谱分析，计算出设计因子和因子的应用，就完成了多道统计子波反褶积。

从图7可以看出，新剖面的优势主要体现在：（1）新剖面地震反射层次突出，波组特征明显，有利于进行对比追踪和构造解释，寻找有利构造圈闭；（2）新剖面断点及断层面较老剖面更加清晰，断块特别是小断块较老剖面更加可靠，有利于断裂系统的评价。

图7 多道统计子波反褶积前后叠加剖面效果对比Fig.7 Comparison of effect of superimposed pro fi le before and after convolution of multiple statistical wavelet

2.4 子波提取与整形技术

由于B气田地震资料是不同年度，不同震源采集的，地震资料子波间存在着差异，通过子波整形可以使区块间时间、频率、相位达到一致。

子波整形的大致原理为：相同位置上的2个地震记录和 的反射系数相同，可用公式表示为：

（1）（2）式中W1(t)、W2(t)为2个地震子波；r(t)为反射系数。

由上式可见，S1(t)和S2(t)之间的差异是因子波特征的不同所致。因此可以构造一个整形因子f(t)，使得

求解（3）式得到整形因子f(t)后，将整形因子作用到输入数据中，可求出整形后的地震记录道。

方法是：（1）选取有代表性的线段，利用炮集数据采用最小熵法分别提取各个年度最小相位震源子波（图8）；

（2）利用提取的最小相位震源子波做自相关平均，获取统一子波的振幅谱，进而合成零相位统一子波，作为子波整形处理的期望输出子波（图8）；

图8 期望输出子波波形及其频谱图Fig.8 Desired output wavelet and its spectrum

不同年度的子波与期望输出子波进行整形处理，获取各个年度的子波整形算子，分别应用到各个年度的地震数据上，完成最终的子波整形处理（图9）。

图9 子波整形效果图Fig.9 The map of wavelet shaping

子波整形前后剖面对比可以看出（图10），地震资料的整体构造形态变化不大，子波整形后，地震资料分辨率提高，地震子波旁瓣引起的效应明显降低，地震资料干净，断点清晰干脆，波组特征较好，更加有利于构造解释。

图10 子波整形前后剖面对比Fig.10 Comparison of front and rear pro fi le of wavelet shaping

3 地震资料处理效果分析

东海西湖凹陷B气田地震资料经过重处理后，与老资料相比，地震资料的成像效果明显改善，井震标定效果有了较大提高，老资料基底下存在残余多次波，且基底形态不清晰。新资料基底形态清晰，更有利于刻画基底形态（图11）。从频谱分析来看（图12），新资料较老资料高频和低频均有所提高，纵横向分辨率高，地质信息保留更加完整，空间保幅性好；从地震资料特征分析（图13），新资料的最终成果较老资料地震振幅能量更加合理，基底形态更加清晰，构造形态及砂体的接触关系更加合理；从地震反演成果来看（图14），基于新资料的新资料的叠前vp/vs反演资料形态更加合理，且与A井左侧的GR曲线砂泥岩吻合较好，完钻后实钻岩性与vp/vs吻合也较好，砂体的空间分布也较易刻画。

图11 新老资料基底形态对比图Fig.11 Comparison of base morphology of new and old data

图12 新老资料频谱对比图Fig.12 Comparison of New and old data spectrum

图13 新老资料地震剖面特征对比图Fig.13 Comparison of seismic pro fi le characteristics of old and new data

图14 新老资料反演vp/vs资料对比图Fig.14 Comparison of vp/vs data from old and new inversion data

4 结语

（1）本文开展的地震资料研究工作，有效地提高了该区的地震资料品质，解决了砂体的接触关系及基底的成像问题，为东海陆架盆地西湖凹陷经济有效地开发东海油气田提供了坚实的地震物探解译基础；

（2）针对东海西湖凹陷B气田断层成像不清晰，基底分辨率不高的特点，通过叠前道集F-K滤波处理技术，浅水多次波压制技术，多道统计子波反褶积处理技术和子波整形等处理技术，使地震资料品质得到了较大提升，与老资料相比，新资料频带更丰富，高、低频信息保持较好，资料的信噪比、分辨率、保幅性均得到明显改善，砂体的平面展布更加合理，更能满足砂体的精细刻画，钻后砂体的吻合率更高。