姜翠蘋，李 濤 ，周小偉,邸江偉，王 劍，劉億偉，郭文生

(中國石油天然氣股份有限公司東方地球物理公司,河北涿州072751)

?

疊前保幅寬頻處理技術(shù)及應(yīng)用

姜翠蘋，李 濤 ，周小偉,邸江偉，王 劍，劉億偉，郭文生

(中國石油天然氣股份有限公司東方地球物理公司,河北涿州072751)

隨著油氣田進(jìn)入開發(fā)階段，常規(guī)地震技術(shù)已不能滿足油氣藏精細(xì)描述的需求，利用地震技術(shù)識(shí)別地下小尺度地質(zhì)體，進(jìn)一步挖掘地震資料在精細(xì)開發(fā)中的潛力是當(dāng)前地震技術(shù)面臨的主要問題。以塔里木油田開發(fā)三維地震處理項(xiàng)目為依托，對(duì)疊前保幅寬頻處理技術(shù)進(jìn)行了研究和探索，以相對(duì)振幅保持為基礎(chǔ)，利用疊前與井控處理技術(shù)同時(shí)滿足高分辨率和保幅處理的要求，提高了地震資料對(duì)開發(fā)精細(xì)目標(biāo)的預(yù)測(cè)和識(shí)別能力。應(yīng)用結(jié)果表明，疊前保幅寬頻處理后的地震資料在保真保幅、合理提高分辨率及井震吻合度方面均取得了較為明顯的提升效果，能夠滿足油氣藏開發(fā)精細(xì)描述的需求。

井控處理；高分辨率；高保真度；串聯(lián)反褶積；可信度；各向異性處理

地震技術(shù)一直是油氣勘探階段最重要的方法之一,但在油氣藏開發(fā)階段,需要預(yù)測(cè)的目標(biāo)超出了常規(guī)地震分辨率的尺度,地震技術(shù)面臨極大挑戰(zhàn)。如何充分發(fā)揮地震技術(shù)的優(yōu)勢(shì),將低幅度構(gòu)造、薄儲(chǔ)層、微斷裂及巖性尖滅體等小尺度地質(zhì)體刻畫清楚，成為了地震技術(shù)應(yīng)用于油氣開發(fā)階段亟待解決的課題[1]。經(jīng)過多年發(fā)展，疊前保幅寬頻處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，其在相對(duì)振幅保持和信噪比較高的基礎(chǔ)上，利用井控處理技術(shù)同時(shí)滿足高分辨率和保幅處理的要求，提高了地震資料對(duì)精細(xì)開發(fā)目標(biāo)的預(yù)測(cè)和識(shí)別能力，滿足油藏精細(xì)描述的需求[2]。

1 疊前保幅寬頻處理技術(shù)

疊前保幅寬頻處理技術(shù)的核心是保幅，在做好相對(duì)振幅保持處理的基礎(chǔ)上，合理拓寬有效信號(hào)頻寬，在保持較高信噪比的前提下，提高地震記錄分辨率[3]。保幅寬頻地震資料處理是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要最大程度地利用已知井的測(cè)井、VSP等資料，將“井點(diǎn)數(shù)據(jù)”和井旁地震數(shù)據(jù)進(jìn)行一體化聯(lián)合分析，著重解決好靜校正、保幅去噪、振幅補(bǔ)償、反褶積及偏移問題；偏移后科學(xué)合理的道集優(yōu)化處理也是提高資料信噪比及分辨率的有效手段[4]。

1.1 約束層析靜校正技術(shù)

靜校正是高分辨率地震資料處理的基礎(chǔ)，要根據(jù)原始資料的特點(diǎn)甄選針對(duì)性的靜校正技術(shù)，解決好全頻帶信號(hào)的靜校正問題[5]。目前靜校正處理中比較好的做法是利用野外模型約束層析靜校正，將野外表層調(diào)查信息與層析反演相結(jié)合，同時(shí)提高中、高頻靜校正量的精度。圖1是常規(guī)層析靜校正與約束層析靜校正疊加剖面的效果對(duì)比，約束層析靜校正疊加剖面同相軸更為連續(xù)、光滑。

1.2 保幅去噪技術(shù)

衰減噪聲的最核心問題是去掉噪聲的同時(shí)保證有效信號(hào)的完整性——盡量使有效信號(hào)的振幅和相位不受破壞，即保幅去噪。要做好保幅去噪，就要根據(jù)地震信號(hào)中噪聲的發(fā)育特點(diǎn)，在不同處理階段分別進(jìn)行多步壓制，盡可能使用減法進(jìn)行去噪，保證資料的保真度[6]。

A區(qū)地表存在強(qiáng)吸收地層，且目的層段不同巖層之間的速度差異較小，沒有良好的波阻抗界面，造成資料信噪比低；同時(shí)層間多次波發(fā)育，與一次反射速度十分接近，多次反射的能量突出。針對(duì)這些特點(diǎn)，首先采用十字交叉錐形濾波技術(shù)壓制線性低頻面波，然后采用分頻去噪技術(shù)壓制高頻次生干擾及隨機(jī)噪聲，最后采用疊前隨機(jī)噪聲衰減技術(shù)對(duì)隨機(jī)干擾進(jìn)一步壓制(圖2)，整個(gè)過程做好參數(shù)試驗(yàn)和對(duì)結(jié)果的質(zhì)量控制，在提高資料信噪比的同時(shí)，做到了對(duì)振幅的相對(duì)保持。

1.3 疊前振幅補(bǔ)償技術(shù)

地震波在傳播過程中不可避免地伴有非地質(zhì)因素引起的能量損失，處理過程中要聯(lián)合使用多種技術(shù)對(duì)這些能量(振幅)進(jìn)行恢復(fù)和補(bǔ)償。常用的技術(shù)有球面擴(kuò)散補(bǔ)償、地表一致性振幅補(bǔ)償?shù)?。為了使這些技術(shù)具有相對(duì)保幅性，需要引入鉆井、測(cè)井信息對(duì)過程參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)與質(zhì)量控制，保正振幅補(bǔ)償?shù)暮侠硇浴?/p>

1.3.1 井控振幅補(bǔ)償

井控振幅補(bǔ)償?shù)膶?shí)質(zhì)問題是如何利用VSP資料得到接近真實(shí)的球面擴(kuò)散因子(TAR因子)?？紤]到地層吸收造成高、低頻振幅衰減的差異性，在利用VSP數(shù)據(jù)求取TAR因子前，要對(duì)VSP進(jìn)行低通濾波處理。球面補(bǔ)償之后，要對(duì)補(bǔ)償?shù)暮侠硇赃M(jìn)行分析與質(zhì)量控制。

1.3.2 地表一致性振幅補(bǔ)償

地表一致性振幅補(bǔ)償?shù)闹饕康氖窍ぐl(fā)條件、接收條件及地層各向異性等因素引起的炮、道間的能量差異。是一種統(tǒng)計(jì)學(xué)能量補(bǔ)償技術(shù)，具有理論保幅的特征。應(yīng)用地表一致性振幅補(bǔ)償技術(shù)需要注意的是，如果能量統(tǒng)計(jì)中突出的是噪聲能量的變化關(guān)系，則補(bǔ)償后會(huì)破壞實(shí)際反射振幅能量關(guān)系。目前有一種基于模型的地表一致性振幅補(bǔ)償技術(shù)，利用優(yōu)勢(shì)頻帶模型統(tǒng)計(jì)補(bǔ)償因子，確保突出的是有效信號(hào)的能量，保證能量補(bǔ)償?shù)恼_性。

1.3.3 反Q相位校正與能量補(bǔ)償技術(shù)

Q值是描述不同頻率的地震波在黏彈性介質(zhì)中衰減特性的參數(shù)，它直接影響著地震信號(hào)的相位特征和分辨能力[7]。利用有效的技術(shù)手段對(duì)Q值進(jìn)行正確估算和補(bǔ)償是資料處理中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，即反Q相位校正與能量補(bǔ)償[8]?？茖W(xué)合理的反Q相位校正和能量補(bǔ)償可以壓縮深層子波寬度，提高目標(biāo)層分辨率和信噪比[9]。資料處理過程中可根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)的不同選擇相應(yīng)的相位和能量進(jìn)行反Q相位校正和能量補(bǔ)償。相位校正不能拓寬資料的頻帶，但可以達(dá)到校正相位的目的，提高后續(xù)反褶積處理的效果；能量補(bǔ)償不能對(duì)相位進(jìn)行校正，但可以對(duì)不同頻段的能量進(jìn)行合理的振幅恢復(fù)，從而拓寬地震資料的頻帶。圖3是反Q相位校正和能量補(bǔ)償前后地震剖面與頻譜的對(duì)比，結(jié)果可見，反Q相位校正和能量補(bǔ)償后地震頻帶有效拓寬，剖面分辨率明顯提高。

1.4 井控串聯(lián)反褶積技術(shù)

井控串聯(lián)反褶積技術(shù)包含3項(xiàng)反褶積技術(shù)：①地表一致性反褶積，主要是消除地表因素對(duì)地震子波的影響，改善子波橫向一致性；②井控預(yù)測(cè)反褶積，目的是改善資料相位特征，進(jìn)一步壓縮地震子波，展寬頻帶；③井控譜約束反褶積，目的是展寬優(yōu)勢(shì)頻帶，突出主頻。總之，井控串聯(lián)反褶積以原始資料頻帶分析為依據(jù)，以VSP資料波組特征、頻率為約束條件，以井震標(biāo)定和VSP標(biāo)定為驗(yàn)證手段，合理拓寬地震頻帶，提高對(duì)地下地質(zhì)體的識(shí)別能力[10]。

1.4.1地表一致性反褶積

地表一致性反褶積的優(yōu)勢(shì)在于壓縮子波消除虛反射，同時(shí)給出子波空間變化情況，消除子波在空間上的差異，其成敗關(guān)鍵在于參數(shù)的選取。井控處理提供了定量分析反褶積參數(shù)和質(zhì)量控制的手段，保證地表一致性反褶積的科學(xué)合理性[11]。

1.4.2 井控預(yù)測(cè)反褶積

井控預(yù)測(cè)反褶積的核心內(nèi)容是利用VSP資料波組特征約束、確定預(yù)測(cè)反褶積參數(shù)，保證預(yù)測(cè)反褶積的質(zhì)量。預(yù)測(cè)反褶積遵循的基本原則是寧可要一個(gè)各道統(tǒng)一的子波改造，也不能要多個(gè)改造亂了的子波。因此，在井控參數(shù)確定的情況下，井控預(yù)測(cè)反褶積最好采用多道預(yù)測(cè)技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)是反褶積算子相對(duì)穩(wěn)定，對(duì)噪聲的抗干擾能力強(qiáng)，能更好地保持反射資料的連續(xù)性。

1.4.3 井控譜約束反褶積

井控譜約束反褶積以原始資料頻帶分析為根據(jù)，以VSP資料頻率為約束條件，對(duì)反褶積參數(shù)進(jìn)行交互設(shè)計(jì)，衰減殘余低頻干擾和高頻隨機(jī)干擾、拓寬有效頻帶、突出資料主頻、合理提高資料分辨率。井控譜約束反褶積的優(yōu)勢(shì)在于對(duì)譜約束算子和預(yù)測(cè)步長組合參數(shù)的試驗(yàn)與質(zhì)量控制手段，除了常規(guī)的相關(guān)譜對(duì)比、疊加對(duì)比等定性方法之外，還可將反褶積結(jié)果與VSP走廊疊加數(shù)據(jù)進(jìn)行分析匹配，根據(jù)結(jié)果定量確定最佳組合參數(shù)。井控譜約束算子能夠保證反褶積過程在合理的頻帶內(nèi)進(jìn)行，抑制高、低頻噪聲的放大作用，保證資料信噪比，提高資料分辨率。

1.5 井控各向異性疊前偏移技術(shù)

井控各向異性疊前偏移技術(shù)主要有兩個(gè)處理過程，即井控各向異性疊前時(shí)間偏移和井控各向異性疊前深度偏移處理。井控各向異性疊前時(shí)間偏移處理主要是利用測(cè)井速度得到科學(xué)合理的各向異性參數(shù)η場(chǎng)，并對(duì)遠(yuǎn)偏移距道集進(jìn)行拉平校正，從而改善CRP道集的質(zhì)量。井控各向異性疊前深度偏移處理則要復(fù)雜得多，需要求取兩個(gè)參數(shù)δ與ε(δ表示P波在垂直方向上的差異；ε表示P波水平方向和垂直方向上的關(guān)系)，并建立高精度的各向異性層速度體。要得到與構(gòu)造地質(zhì)條件相匹配的高精度深度域?qū)铀俣饶Ｐ?，首先要提高各向異性速度模型的精度，更重要的是要解決好鉆井分層與VSP資料的一致性問題，這是各向異性疊前深度偏移處理能否成功的關(guān)鍵。

2 應(yīng)用效果分析

塔北F區(qū)(圖4)疊前保幅寬頻處理中，剖面高、低頻帶都得到了有效拓寬。從新、老資料對(duì)比來看，老資料目標(biāo)層系內(nèi)部反射較雜亂，單砂體追蹤難度較大；新資料目標(biāo)層系內(nèi)部可見多個(gè)疊置現(xiàn)象，有利于單砂體的追蹤識(shí)別及沉積相研究。

塔北H區(qū)(圖5)三維地震資料利用疊前保幅寬頻處理技術(shù)處理后，奧陶系縫洞儲(chǔ)層成像的精度明顯提高。

塔中K區(qū)(圖6)三維地震資料利用疊前保幅寬頻處理技術(shù)處理后，波組特征突出、目的層頻率明顯提高、地質(zhì)現(xiàn)象清楚(不整合面、尖沒點(diǎn)等)、斷層成像明顯改善。

3 結(jié) 語

(1) 隨著油氣勘探開發(fā)的不斷發(fā)展，常規(guī)地震技術(shù)對(duì)精細(xì)油氣藏的識(shí)別具有一定的局限性，疊前保幅寬頻處理技術(shù)能夠在相對(duì)振幅保持的基礎(chǔ)上，科學(xué)有效地提高地震資料的信噪比和分辨率，更好地滿足油氣田開發(fā)對(duì)地震資料的高精度要求。

(2) 疊前保幅寬頻處理技術(shù)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，貫穿了靜校正、保幅去噪、振幅補(bǔ)償、反褶積、疊前偏移等多個(gè)關(guān)鍵處理環(huán)節(jié)，任何一個(gè)環(huán)節(jié)處理不當(dāng)都會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生嚴(yán)重影響。實(shí)際資料處理過程中，要具體情況具體分析，不可拘泥于固定的方法、流程，運(yùn)用之道，存乎一心。

[1] 金鳳鳴，呂健飛，孫朝輝，等.低品質(zhì)老地震資料的重新處理方法與應(yīng)用[J].中國石油勘探，2014，19(1)：42-49.

[2] 孫龍德，方朝亮，撒利明，等.地球物理技術(shù)在深層油氣勘探中的創(chuàng)新與展望[J].石油勘探與開發(fā)，2015,42(4) : 414-424.

[3] 王建民，勾永峰，周志才，等. 高分辨率三維地震勘探技術(shù)及其應(yīng)用[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2009，28( 5)：281-287.

[4] 王春明，胡英，劉衛(wèi)東. 面向薄互儲(chǔ)層的疊前寬頻保幅處理技術(shù)[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2013，13(16)：1671-1815.

[5] 宋常洲，張旭明.地震資料高分辨率處理技術(shù)應(yīng)用[J].石油地球物理勘探，2009，44(增刊1) : 44-48.

[6] 凌云研究組.疊前相對(duì)保持振幅、頻率、相位和波形的地震數(shù)據(jù)處理與評(píng)價(jià)研究[J].石油地球物理勘探，2004，39(5)：543-552.

[7] 余振,王彥春,何靜，等. 反Q濾波方法研究綜述[J].勘探地球物理進(jìn)展，2009, 32(5):309-315.

[8] 陳志德，王成，劉國友，等.近地表Q值模型建立方法及其地震疊前補(bǔ)償應(yīng)用[J].石油學(xué)報(bào)，2015，36(2)：188-196.

[9] 嚴(yán)紅勇，劉洋，于茜，等. 利用VSP提高地面地震資料的分辨率[J]. 石油天然氣學(xué)報(bào)，2010，32 (3):65-68.

[10] 康有元，馬豐臣，滿紅霞，等.面向油田開發(fā)的井控地震資料處理技術(shù)及應(yīng)用[J].石油物探，2013，52(4): 402-409.

[11] 高軍，凌云，林吉祥，等. 相對(duì)保持儲(chǔ)層信息的地震數(shù)據(jù)處理及其地球物理與地質(zhì)監(jiān)控[J].石油物探，2010，49( 5) : 451-459.

Pre-stack Amplitude-preserving Broadband Processing Technology and its Application

Jiang Cuiping,Li Tao,Zhou Xiaowei,Di Jiangwei,Wang Jian, Liu Yiwei,Guo Wensheng

(BGP,PetroChinaCompanyLimited,Zhuozhou,Hebei072751,China)

As oil and gas fields come under their development stage, conventional seismic technology is unable to meet the demand for fine description of oil and gas reservoirs. The main problems facing the current seismic technology are how to use seismic technology to identify the small underground geological bodies and further tap the potential of seismic data for fine development. Based on the 3D seismic processing project for oil development in Tarim Basin, this paper makes a study of pre-stack amplitude-preserving broadband processing technology. Based on the relative amplitude preserving, the pre-stack and well-controlling seismic data processing technology is used to satisfy the demand for high-resolution and amplitude-preserving processing, improving the prediction and identification of fine development targets through seismic data. The application results indicate that the seismic data subject to pre-stack amplitude-preserving broadband processing are improved remarkably in terms of fidelity, amplitude preservation, reasonable improvement of resolution, and compatibility of borehole seismic data, meeting the fine description demand for development of oil and gas reservoirs.

well-controlling seismic data processing； high resolution；high fidelity； series deconvolution；credibility；anisotropic treatment

姜翠蘋(1980年生)，女,碩士，助理工程師，主要從事地震資料剖面處理工作。郵箱：58436022@qq.com。

TE122

A