紀甜甜，張 武，任 紅，郭 峰，唐淵明

(1.中國石化河南油田分公司石油勘探開發(fā)研究院，河南南陽 473132;2.中國石化地球物理公司河南分公司，河南南陽 473132)

春光區(qū)塊位于準噶爾盆地西部隆起的車排子凸起之上，是中國石化于2005年發(fā)現(xiàn)的一個新油田 (圖1)。春光區(qū)塊構(gòu)造比較簡單，整體為一單斜構(gòu)造，目的層埋藏深度較淺，在1200m左右，沉積環(huán)境為沖積扇—辮狀河沉積體系，廣泛發(fā)育辮狀河河道，具有“遷移性強，砂體相互疊置”的特點。實際鉆探數(shù)據(jù)表明，春光區(qū)塊儲層砂體連通性較差，非均質(zhì)性強，同時在空間上變化快，厚度一般為2～10m，準確部署井位及高效開發(fā)具有一定難度［1－2］。

圖1 春光區(qū)塊構(gòu)造位置圖Fig.1 Structural location of Chunguang block

春光區(qū)塊主要目的層地震勘探數(shù)據(jù)處理主頻一般在55Hz左右，頻寬為10～130Hz，理論上厚度大于12m的地層都能夠有效分辨，但實際情況是疊置砂體等有效砂巖的地震響應(yīng)往往隱含于復合響應(yīng)中，難以分辨。如何提高地震勘探數(shù)據(jù)的分辨率成為影響準確部署井位及高效開發(fā)的技術(shù)關(guān)鍵。為此，本文探索采用譜藍化拓頻處理技術(shù)對地震勘探數(shù)據(jù)進行處理，提高地震勘探數(shù)據(jù)分辨率，從而為研究區(qū)薄互層儲層的準確識別及預測提供可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)［3－5］。

1 譜藍化拓頻處理技術(shù)原理

常規(guī)地震勘探數(shù)據(jù)處理是以反射系數(shù)序列為白噪序列的基礎(chǔ)進行的，地震勘探數(shù)據(jù)在處理過程中振幅譜經(jīng)常被白化，因此常規(guī)處理的振幅譜往往難以反映地下的真實情況。

近年來，地球物理學家對測井數(shù)據(jù)的研究發(fā)現(xiàn)，測井數(shù)據(jù)中獲得的反射系數(shù)特征表明頻率與振幅為正相關(guān)，即更高的頻率對應(yīng)更高的振幅，具有這種特征的頻譜被稱為藍譜。譜藍化拓頻處理技術(shù)就是先恢復地震勘探數(shù)據(jù)中嚴重衰減的高頻部分，然后利用恢復后的地震勘探數(shù)據(jù)與從測井數(shù)據(jù)中獲得的反射系數(shù)相匹配，從而提高地震勘探數(shù)據(jù)的分辨率。譜藍化拓頻處理后的地震勘探數(shù)據(jù)的振幅譜曲線形態(tài)與地層反射系數(shù)保持一致，在提高分辨率的同時又不會提升噪聲水平，提高了地層反射系數(shù)的保真度，為研究地層巖石的各項物理特性提供了比較可靠的數(shù)據(jù)［6－9］。

2 譜藍化拓頻處理流程

通過對地層的反射系數(shù)有色成分進行模擬，得到與反射系數(shù)有色成分相關(guān)的藍色濾波算子，然后對反褶積處理后的地震勘探數(shù)據(jù)進行褶積運算，能夠獲得比常規(guī)反褶積處理方法好得多的結(jié)果。此過程主要提高了地震勘探數(shù)據(jù)的高頻成分。

首先，利用循環(huán)反褶積技術(shù)將原始地震勘探數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成反射系數(shù)，即對原始地震勘探數(shù)據(jù)進行重采樣至0.5ms，生成一個新的稀疏脈沖反射系數(shù)，其值來源于原始地震勘探數(shù)據(jù)中的最大和最小振幅值;然后，將地震信號頻譜與測井曲線頻譜相匹配設(shè)計譜藍化算子;使用設(shè)計好的譜藍化算子與原始地震勘探數(shù)據(jù)進行褶積，生成拓頻后的地震勘探數(shù)據(jù)體;拓頻后的地震勘探數(shù)據(jù)體將進一步進行傾角控制下的中值濾波處理，以增強地震同相軸橫向連續(xù)性、提高信噪比及最小化高頻噪聲 (圖2)。整個過程中最主要的步驟是設(shè)計譜藍化算子［10－11］。

圖2 譜藍化拓頻處理流程圖Fig.2 Flow chart of spectral blueing frequency broadening

3 譜藍化拓頻處理效果分析

將譜藍化拓頻處理技術(shù)應(yīng)用于春光區(qū)塊沙灣組河道沉積環(huán)境的地震勘探數(shù)據(jù)，取得了良好效果。由譜藍化拓頻處理前后的地震剖面和地震信號頻譜對比圖(圖3)可見，地震剖面數(shù)據(jù)的分辨率有所提高，主頻從約50Hz提高到70Hz，增強了高頻弱信號的能量強度，并且基本保持了原始地震勘探數(shù)據(jù)的信噪比、振幅相對強弱關(guān)系和時頻特性。拓頻處理后的地震勘探數(shù)據(jù)目的層段信息更豐富，特別是一些同相軸在地震剖面上更精細，地質(zhì)意義更加清晰。

圖3 譜藍化拓頻處理前后的地震剖面和地震信號頻譜對比圖Fig.3 Comparison of seismic section and seismic spectrum before and after broadening frequency

4 典型實例分析

譜藍化拓頻處理后的地震勘探數(shù)據(jù)的合成記錄標定吻合率相對較高。一般來說，評價拓頻數(shù)據(jù)中細小反射的真?zhèn)渭捌渌鶎?yīng)的地質(zhì)意義、含油性等信息需要通過實鉆井來證實［12］。圖4為A井處理前后的合成記錄標定結(jié)果，從合成記錄與地震勘探數(shù)據(jù)的對比可以判定:譜藍化拓頻處理后的地震勘探數(shù)據(jù)多出的同相軸界面在測井曲線分層有更好的對應(yīng)關(guān)系，說明該同相軸是真實存在的，且譜藍化拓頻處理后同相軸的相對強弱關(guān)系與測井一致，說明處理結(jié)果比較保幅、保真，所以認為譜藍化拓頻處理結(jié)果是真實可靠的。

圖4 A井譜藍化拓頻處理前 (a)與處理后 (b)的合成記錄效果對比圖Fig.4 Comparison of the synthetic seismogram results of Well A before(a)and after(b)broadening frequency

在實際的剖面數(shù)據(jù)解釋過程中，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過譜藍化拓頻處理的地震剖面和譜藍化拓頻處理前的地震剖面有著一些明顯的不同之處。由過A井—B井的譜藍化拓頻處理前的地震剖面 (圖5)可見，A井和B井鉆遇的是同一套砂體，均為沙灣組一段2砂組 (圖中紅色層)。

圖5 過A井—B井的譜藍化拓頻處理前的地震剖面圖Fig.5 Seismic section across Well A and Well B before broadening frequency

通過應(yīng)用譜藍化拓頻處理技術(shù)，在利用新的地震勘探數(shù)據(jù)進行解釋時，發(fā)現(xiàn)原來在未進行拓頻處理的地震勘探數(shù)據(jù)上表現(xiàn)為同一套砂體的同相軸出現(xiàn)了分異 (圖6)，在A井處，表現(xiàn)為兩個不同的同相軸 (紅色和藍色兩個同相軸)，而在B井處，只剩下一個同相軸 (藍色同相軸)［13］。

圖6 過A井—B井的譜藍化拓頻處理后的地震剖面圖Fig.6 Seismic section across Well A and Well B after broadening frequency

對譜藍化拓頻處理前和譜藍化拓頻處理后的地震勘探數(shù)據(jù)體進行了分析，認為通過應(yīng)用譜藍化拓頻處理技術(shù)，地震剖面數(shù)據(jù)分辨率總體有了一定程度的提高，同相軸與地質(zhì)界面對應(yīng)關(guān)系更好。譜藍化拓頻處理前，原始數(shù)據(jù)受分辨率的限制，表現(xiàn)為復合波谷特征;譜藍化拓頻處理后，分辨率提高，復合波谷分解，分辨出的新同相軸與實鉆井能更好的吻合，地質(zhì)含義更加明確 (圖6)。譜藍化拓頻處理后由于分辨率提高，發(fā)現(xiàn)A井處原來頻率較低、寬度較大、反射能量很強的一個反射同相軸分為兩個頻率相對較高、反射能量較強的同相軸。初步分析認為，譜藍化拓頻處理后的地震勘探數(shù)據(jù)更加接近地下真實地質(zhì)情況［14－15］。

為了進一步驗證其正確性，地質(zhì)人員結(jié)合A井和B井的實際鉆井情況進行了分析。結(jié)合實鉆井的地質(zhì)分層和油藏剖面 (圖7)來看，在鉆井分層上，A井鉆遇了兩套砂體，而B井只鉆遇了一套砂體。同時A井的第二套砂體與B井所鉆遇的砂體為連通砂體，在A井處為典型的水層，而當該套砂體延伸到B井時，由于構(gòu)造部位相對較高，B井試油結(jié)果為油層。這與譜藍化拓頻處理后的地震剖面有著很好的對應(yīng)關(guān)系，說明譜藍化拓頻技術(shù)能更好地分辨薄層砂體，且反映地下真實的地質(zhì)情況。

圖7 過A井—B井油藏剖面示意圖Fig.7 Reservoir section across Well A and Well B

另外，根據(jù)地震屬性分析結(jié)果 (圖8)可見，A井鉆遇的油層和B井所鉆遇的油層明顯為兩套相互間不連通的砂體，與實際鉆遇的兩套砂體有更好的對應(yīng)關(guān)系。而譜藍化拓頻處理前的數(shù)據(jù)體與地質(zhì)分層和實際鉆遇的含油氣情況不一致。所以，通過應(yīng)用譜藍化拓頻處理技術(shù)，可以很好解決該井區(qū)地震剖面與地質(zhì)鉆井分層之間存在的矛盾，也說明拓頻技術(shù)在該區(qū)應(yīng)用能較好反映實際地質(zhì)情況。

圖8 研究區(qū)沙灣組一段2砂組平面振幅屬性圖Fig.8 Plane amplitude attributes of the second sand group of the first member in Shawan Formation in the study area

5 結(jié)束語

(1)譜藍化拓頻處理技術(shù)利用測井數(shù)據(jù)的藍譜特征，提高了地震勘探數(shù)數(shù)據(jù)分辨率，同時確保譜藍化后的地震勘探數(shù)據(jù)保持地下地層的真實反射系數(shù)。

(2)在春光區(qū)塊的應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，譜藍化拓頻處理技術(shù)在地震信號頻帶范圍內(nèi)增強了高頻弱信號的能量強度，提高了地震勘探數(shù)據(jù)識別薄互層的能力，較好地解決了地震勘探數(shù)據(jù)解釋與地質(zhì)和實鉆井之間存在的一些矛盾，應(yīng)用效果較好。

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