甘其剛 許多 王仰華

1.中國石化西南油氣分公司勘探開發(fā)研究院德陽分院 2.英國帝國理工大學(xué)油藏地球物理中心

利用穩(wěn)定反Q濾波技術(shù)提高儲(chǔ)層預(yù)測精度
——以川西新場氣田上三疊統(tǒng)須家河組氣藏為例

甘其剛1許多1王仰華2

1.中國石化西南油氣分公司勘探開發(fā)研究院德陽分院 2.英國帝國理工大學(xué)油藏地球物理中心

四川盆地西部上三疊統(tǒng)須家河組埋深超過3 000 m，表層低降速帶厚度大（幾十米至200多米），地震波高頻信號衰減很快，地震反射有效頻帶窄、主頻較低（25～30 Hz），儲(chǔ)層預(yù)測特別是薄砂體預(yù)測存在精度差的問題。為此，首先在資料常規(guī)處理中采用能同時(shí)進(jìn)行振幅補(bǔ)償和相位畸變校正的穩(wěn)定反Q濾波方法來提高地震資料的分辨率，隨后在儲(chǔ)層精細(xì)標(biāo)定及對比追蹤的基礎(chǔ)上，利用GR地震隨機(jī)反演進(jìn)行砂巖儲(chǔ)層預(yù)測。實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，在保持低頻能量相對關(guān)系不變的情況下，該方法可有效拓展高頻10～15 Hz，由此提高了對薄層砂巖的識別能力及儲(chǔ)層預(yù)測的精度。

四川盆地西部 晚三疊世 儲(chǔ)集層 預(yù)測 地震分辨率 吸收衰減 反Q濾波 新場氣田

地震波在地層中傳播時(shí)，由于大地的濾波作用會(huì)產(chǎn)生高頻成分衰減、子波相位畸變等現(xiàn)象。在地震資料處理時(shí)常采用反Q濾波方法對其衰減、相位畸變進(jìn)行補(bǔ)償和校正［1］。早期的反Q濾波只校正振幅衰減部分，隨著算法的改進(jìn)又加上了相位校正功能，其中以王仰華［2］提出的為代表，它采用反演的原理，借助地面地震記錄計(jì)算層狀介質(zhì)的Q值，系統(tǒng)地解決了地面地震資料的Q值計(jì)算問題［3－5］。目前，在川西地區(qū)反Q濾波被廣泛應(yīng)用于提高地震分辨率處理，從而達(dá)到了提高上三疊統(tǒng)須家河組砂巖儲(chǔ)層預(yù)測精度的目的。

1 儲(chǔ)層地質(zhì)特征

川西地區(qū)須家河組以陸相碎屑巖沉積為主，自下而上發(fā)育須家河組二段（須二段）、須家河組三段（須三段）、須家河組四段（須四段）、須家河組五段（須五段）等地層，其中須二、須四段砂體發(fā)育。須四段共有20套砂巖和含礫巖層，橫向上，由西向東砂巖累厚有逐漸增大趨勢，縱向上，須四段下部、上部明顯較中部發(fā)育（圖1）。須二段是須家河組各段中砂巖最發(fā)育的層段，砂／泥比很高（2～7）?？v向上，須二段中上部砂體較下部砂體更為發(fā)育，橫向上，以最大湖泛面為界，須二段上、下部砂體變化特征存在較大的差異性。由于須家河組埋藏較深（埋深3 000～5 500 m），再加上表層低降速帶厚度大（幾十米至200多米），地震波高頻信號衰減很快，使得深層儲(chǔ)層的地震反射有效頻帶窄、主頻較低（25～30 Hz），絕對分辨率低（1／4波長大于40 m），20 m以下的薄砂體預(yù)測精度差。因此，如何提高深層地震資料的分辨率，有效提高儲(chǔ)層的預(yù)測精度，是目前須家河組氣藏勘探工作中亟待解決的一個(gè)重要問題。

2 穩(wěn)定反Q濾波方法

假設(shè)的地震道u（t）可進(jìn)行關(guān)于時(shí)間的傅氏變換，在頻率域可表示為U（ω），這里的ω為角頻率。反Q濾波可被當(dāng)做每一頻率分量波場向下延拓來應(yīng)用。如波場U（τ＝0，ω）在地表τ＝0時(shí)的記錄被向下延拓到時(shí)間深度為τ，此時(shí)的向下延拓的波場可表示為［2］：

圖1 新場氣田須四段砂體對比圖

這里i是虛數(shù)單位，Q（τ）是一個(gè)隨時(shí)間變化的一維Q值模型，且γ（τ）＝［πQ（τ）］－1。在式（1）中，ωh為勘探地震頻帶中的最高頻率［4］，在實(shí)際的應(yīng)用中該值設(shè)置為2π×100。式（1）中的兩個(gè)指數(shù)算子為振幅補(bǔ)償和相位校正項(xiàng)，后者是無條件穩(wěn)定的，但是振幅需要做穩(wěn)定化處理，穩(wěn)定的反Q濾波公式定義如下：

式中σ為穩(wěn)定因子。

時(shí)間域的地震信號的反Q濾波是對每一時(shí)間采樣點(diǎn)τ處的所有頻率域平面波U（τ，ω）進(jìn)行積分來獲得的，穩(wěn)定反Q濾波的表達(dá)式為：

3 提高分辨率處理

將上述穩(wěn)定反Q濾波方法應(yīng)用于新場氣田三維地震資料的處理。

圖2 X851井反Q濾波處理前、后合成記錄與地震剖面圖

圖2為X851井反Q濾波處理前、后合成記錄與地震剖面對比圖。從圖2中測井曲線可以看出，T3x22砂體頂部為一套低速泥巖夾薄砂巖的特征（箭頭所示），在反Q濾波前的地震剖面上表現(xiàn)為復(fù)合反射波，反Q濾波處理之后，在地震剖面上T3x22砂體頂部強(qiáng)反射之上新出現(xiàn)一反射同相軸，從合成記錄的對比來看，不管是30 Hz雷克子波，還是35 Hz雷克子波的合成記錄（紅色），T3x22砂體及頂部低速泥巖夾薄砂巖地層的地震響應(yīng)特征均表現(xiàn)為雙相位反射特征，可以很好地識別薄砂巖夾層。合成記錄與地震剖面對比表明，反Q濾波處理后的高分辨率地震剖面與合成記錄相關(guān)性較好，說明反Q濾波處理后的地震剖面不僅分辨率得到提高，而且子波相位得到一定校正，具有更明顯的零相位特征。可見反Q濾波不僅提高了地震剖面分辨率，而且儲(chǔ)層標(biāo)定結(jié)果也證實(shí)了其可靠性。

圖3為新場氣田過X851井反Q高分辨率處理前后剖面對比圖。從圖3中可看到，經(jīng)反Q濾波處理后地震剖面分辨率得到明顯提高，剖面信噪比沒有明顯的變化，2.4 s目的層附近的小斷層也更為清晰。圖4是反Q濾波高分辨率處理前、后頻譜對比，經(jīng)反Q濾波處理后低頻能量基本不變，但高頻能量得到有效地拓展和提高，該圖同時(shí)也說明了本方法的穩(wěn)定與可靠性。

圖4 反Q濾波高分辨率處理前、后頻譜對比圖

4 地震反演及砂體預(yù)測

對川西地區(qū)須家河組致密砂巖地層而言，自然伽馬測井是識別砂體的最好資料。為此，在反Q濾波高分辨率處理結(jié)果的基礎(chǔ)上，進(jìn)行GR地震隨機(jī)反演和砂體橫向預(yù)測。圖5為反Q濾波處理前、后GR地震隨機(jī)反演砂體預(yù)測結(jié)果圖，從圖5中可以看出，經(jīng)過反Q濾波處理后再進(jìn)行GR地震隨機(jī)反演，須四段主要砂層（組）的縱向和橫向分辨率得到明顯提高，可以更好地進(jìn)行橫向追蹤，從而大大提高了砂巖儲(chǔ)層的預(yù)測精度。

圖5 反Q濾波處理前、后GR地震隨機(jī)反演砂體預(yù)測剖面圖

5 結(jié)束語

針對川西新場氣田須家河組氣藏埋藏較深、地震資料分辨率偏低、儲(chǔ)層預(yù)測精度差的問題，采用穩(wěn)定反Q濾波方法提高地震資料的分辨率，在精細(xì)標(biāo)定的基礎(chǔ)上，利用GR地震隨機(jī)反演進(jìn)行砂巖儲(chǔ)層預(yù)測。實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，該方法可以在保持地震資料反射特征不變的情況下提高地震資料分辨率，即在保持低頻能量相對關(guān)系不變的情況下可有效拓展高頻10～15 Hz，提高了薄層砂巖的識別能力。同時(shí)由于分辨率和信噪比的提高，也改善了地震反演預(yù)測砂巖儲(chǔ)層的精度。

［1］李慶忠.走向精確勘探的道路——高分辨率地震勘探系統(tǒng)工程剖析［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1993：31－92.

［2］WANG Y H.A stable and efficient approach to inverse Q filtering［J］.Geophysics，2002，67（2）：657－663.

［3］WANG Y H.Quantifying the effectiveness of stabilized inverse Q filtering［J］.Geophysics，2003，68（1）：337－345.

［4］WANG Y H.Q analysis on reflection seismic data［J］.Geophysical Research Letters，2004，31（17）：L17606.

［5］WANG Y H.Inverse Q－filter for seismic resolution enhancement［J］.Geophysics，2006，71（3）：51－60.

Enhancing the accuracy of reservoir prediction with the stable inverse Q－filtering technique：A case study of gas reservoirs in the upper Triassic Xujiahe Formation in the Xinchang Gas Field of the western Sichuan Basin

Gan Qigang1，Xu Duo1，Wang Yanghua2

（1.Deyang Branch of Exploration and Development Research Institute of Sinopec Southwest Branch Compa－ny，Deyang，Sichuan 618000，China；2.Centre for Reservoir Geophysics，Imperial College London，UK）

NATUR.GAS IND.VOLUME 32，ISSUE 3，pp.42－44，3／25／2012.（ISSN 1000－0976；In Chinese）

The Upper Triassic Xujiahe Formation in the western Sichuan Basin is featured by large burial depths over 300 m，large thickness of surface subweathered zones（from tens to over 200 m），rapid attenuation of high frequency signals of seismic waves，narrow effective band width，and low predominant frequency（25－30 Hz）of seismic reflectance，resulting in a low accuracy of seismic reservoir prediction，especially for those thin sandstone reservoirs.In order to solve these problems，the stable Q－filtering technique that can simultaneously realize amplitude compensation and phase distortion correction is applied in the conventional seismic processing.Moreover，the stochastic seismic inversion by use of the Gamma－ray log is used to predict sandstone reservoirs based on the detailed reservoir calibration and correlation.These methods can effectively widen the amplitude at high frequencies up to 10－15 Hz while those at low frequencies are kept unchanged，in this way the recognition ability of thin sandstone layers and the accuracy of reservoir evaluation are both improved.

Sichuan Basin，west，Xinchang Gas Field，Late Triassic，reservoir，prediction，seismic resolution，absorption attenuation，inverse Q－filtering

中國石化科研項(xiàng)目“川西陸相深層高分辨率資料處理及儲(chǔ)層預(yù)測研究”（編號：P07025）。

甘其剛，1965年生，教授級高級工程師，博士研究生；主要從事地震方法技術(shù)研究工作。地址：（618000）四川省德陽市泰山南路一段398號。電話：（0838）2310923。E－mail：ganqg＠yahoo.com.cn

甘其剛等.利用穩(wěn)定反Q濾波技術(shù)提高儲(chǔ)層預(yù)測精度——以川西新場氣田上三疊統(tǒng)須家河組氣藏為例.天然氣工業(yè)，2012，32（3）：42－44.

10.3787／j.issn.1000－0976.2012.03.009

（修改回稿日期 2012－02－01 編輯 韓曉渝）

DOI：10.3787／j.issn.1000－0976.2012.03.009

Gan Qigang，professor，born in 1965，is mainly engaged in research of seismic techniques.

Add：No.398，Sec.1，South Taishan Rd.，Deyang，Sichuan 618000，P.R.China

Tel：＋86－838－2310 923 E－mail：ganqg＠yahoo.com.cn