周 晶，朱睿哲，呂 鵬，嚴(yán)曙梅

（中國石油化工股份有限公司上海海洋油氣分公司勘探開發(fā)研究院，上海 200120）

地震數(shù)據(jù)處理中，常常用到地震子波的小相位或零相位的特性。理論上當(dāng)?shù)卣饠?shù)據(jù)具有零相位子波時地震分辨率最高，可更好地描述地層反射系數(shù)特征，減少儲層解釋的多解性。但實際資料中相當(dāng)多的部分是不滿足小相位或零相位條件的，因此經(jīng)反褶積等處理后的記錄上必然存在剩余相位[1]。隨著地震波的傳播其頻率和相位都會發(fā)生變化，造成實際地震子波的相位都是混相位。混相位子波在制作合成記錄、井震標(biāo)定時會帶來很多問題，造成對地質(zhì)現(xiàn)象認(rèn)知錯誤或多解。為了解決這個問題，在地震數(shù)據(jù)處理中，常常利用地震子波的小相位或零相位的特性，結(jié)合測井資料，確定初始子波的相位譜；再利用估算出的剩余子波相位信息對記錄進(jìn)行相位校正處理，消除剩余相位的影響，使剩余子波達(dá)到或接近零相位，從而提高地震分辨率。但是零相位地震數(shù)據(jù)的這種優(yōu)勢主要體現(xiàn)在單層反射界面， 如重大的不整合以及厚的板狀砂巖體。而對于薄層砂巖的楔形地層， 90°相位轉(zhuǎn)換的地震剖面可將反射主瓣提到砂巖層中心， 提高分辨率， 減少噪音， 使反射軸與測井曲線更加吻合， 使地震反射具有了地層巖性意義[2]。大量文獻(xiàn)證實該方法特別適合海上少井條件下的研究。由于90°相位轉(zhuǎn)換技術(shù)使原本數(shù)據(jù)體意義模糊， 不具有嚴(yán)格的等時性[3]，在巖性解釋時容易產(chǎn)生困惑。而道積分是一項較好的巖性解釋技術(shù)，相比混相位剖面在薄儲層識別具有一定優(yōu)勢。但根據(jù)道積分原理，道積分剖面的分辨率和頻率比地震剖面要低很多，這樣在巖性解釋時難免會帶來多解性。依據(jù)90°相位剖面和0°相位道積分剖面有相同相位角，且分辨率和頻率高這一概念，本文提出了利用0°相位道積分剖面確定砂巖位置，再在90°相位剖面上進(jìn)行巖性解釋的思路。解釋效果通過鉆井驗證，證實了90°相位剖面比混相位剖面和道積分剖面更易于巖性解釋，尤其對薄儲層展布具有更好的預(yù)測效果。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)塊為中國東海陸架盆地某構(gòu)造，研究層段為新生界地層，主要巖性為砂泥巖（圖1）。在研究區(qū)內(nèi)，A層和B層是兩個大的洪泛面，為區(qū)域不整合面；C、D和E層為次一級沉積旋回界面[4]。研究區(qū)已鉆7口井，分布在不同構(gòu)造部位。圖1左下圖為古地貌圖，其中黃色為地貌高區(qū)，藍(lán)色為地貌低區(qū)。1井、2井和3井均位于低洼區(qū)，其它井位于古鼻隆高部位。不同的構(gòu)造位置造成砂體發(fā)育程度不同，油氣富集程度差異也很大。鼻隆區(qū)為三角洲前緣-潮坪沉積環(huán)境，低洼區(qū)主要為三角洲前緣沉積環(huán)境，具有更好的油氣成藏條件，儲層與油氣層發(fā)育程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于鼻隆區(qū)，也是本區(qū)重點的儲量陣地。因此本文重點在低洼區(qū)進(jìn)行了儲層解釋工作。

圖1為穿越洼地并過2井和3井的疊前時間偏移剖面（地貌圖中紅線為測線方向），圖2為2口井的測井解釋剖面。3口井雖然同處洼子內(nèi)，但橫縱向巖性變化很大（圖2）。在A、B層段砂巖及油氣發(fā)育程度差異也很大，埋深越大儲層油氣層越發(fā)育（1井只有薄砂巖，發(fā)育油層；2井超過20 m的砂只有3套，發(fā)育油層、氣層；而3井超過20 m的砂有5套，只發(fā)育氣層）。圖2中可見3口井鉆遇的油氣層多為小于10 m的薄砂層， 由于低洼區(qū)范圍大，目的層埋深大，鉆井資料少，反演多解性太強，該區(qū)的儲層預(yù)測工作難度較大，巖性解釋工作缺少有效的資料基礎(chǔ)，給勘探工作帶來很大難度。目前急需有效的手段來進(jìn)行巖性解釋，識別巖性圈閉。

圖1 過井地震剖面及單井沉積相圖

圖2 過2井、3井連井測井解釋剖面圖

2 關(guān)鍵技術(shù)手段

2.1 Seiswell子波提取

地震數(shù)據(jù)在褶積模型假設(shè)條件下，可認(rèn)為是地層反射系數(shù)和地震子波的褶積結(jié)果。而地震子波又可以用振幅譜和相位譜來描述，振幅譜可通過各種統(tǒng)計方法從地震數(shù)據(jù)中提取，但子波相位卻很難獲得，特別是混合相位子波。目前從地震中提取子波的方法很多，其中使用測井曲線與地震數(shù)據(jù)結(jié)合，通過統(tǒng)計求取子波的方法較為常用。該方法理論上能夠提取井旁較為精確的子波，但應(yīng)用條件是測井信息和地震數(shù)據(jù)具有較好的保真性（張廣智）。通過對研究區(qū)地震和測井資料評估認(rèn)為，地震資料品質(zhì)較好，在研究層段主頻能達(dá)到30 ～ 40 Hz，縱橫向分辨率較高；鉆井雖少但測井資料齊全，經(jīng)過校正后的測井?dāng)?shù)據(jù)能夠反映真實的巖性組合（圖2）。經(jīng)合成記錄初步標(biāo)定后區(qū)域穩(wěn)定的幾套厚砂巖在地震剖面上對應(yīng)在相同的同相軸上。因此認(rèn)為地震和測井資料保真性較高，能夠滿足本次研究需要。基于landmark軟件井旁子波提取法Seiswell方法提取了3口井的井旁道地震子波，進(jìn)行了質(zhì)控分析，最終計算出3口井的平均子波，并進(jìn)行了井震標(biāo)定。

Seiswell方法是根據(jù)已知聲波測井和密度測井等信息，求取地層反射系數(shù)序列r ( t )，在已知反射系數(shù)的情況下，即可由最小平方法求出子波k ( t )。

式中：S ( t )為井旁地震道，m；k ( f )為待求的地震子波，m；r ( f )為地震反射系數(shù)。式（1）取最小值，可得到求取子波的方程，求出子波。

研究目的層段為3 500 ～ 4 500 m埋深的砂泥巖地層。研究中提取了1井、2井和3井井旁初始子波（圖3a），可見3口井單井子波的極性、振幅譜形態(tài)近似，但存在相位差異。將3口井單井子波消除時移后進(jìn)行平均，得到3口井的平均子波（圖 3b）。圖3b中綠色的虛線即為3口井的平均子波，平均子波與3口單井子波形態(tài)近乎一致，相位有小角度差異。將平均子波時移校正到0相位時，子波向下時移了11°，這個角度就是地震數(shù)據(jù)的近似相位角。利用平均子波對各井進(jìn)行了標(biāo)定。標(biāo)定結(jié)果如圖4：在研究層段井旁道地震波組和合成道波組對應(yīng)關(guān)系較好，子波旁瓣對應(yīng)好，合成道（第2列）中顯示標(biāo)定的相關(guān)性為 0.56 ～ 0.81（56% ～ 81%）。標(biāo)定結(jié)果證實了用平均子波標(biāo)定可大大提高井震對應(yīng)關(guān)系，有利于薄儲層的識別。

圖3 單井子波及平均子波圖譜

圖4 平均子波標(biāo)定后合成記錄圖

2.2 相位轉(zhuǎn)換

理論上90°相位薄層響應(yīng)有極好的對稱性，可以消除薄層響應(yīng)的雙極性，且分辨率高。通過子波估算，確定地震子波的相位角，利用landmark軟件相位轉(zhuǎn)換模塊可以得到0°和90°相位剖面。圖5為原始地震剖面（圖5a）、0°相位剖面（圖5b）和90°相位剖面（圖5c）對比結(jié)果。井上曲線為巖性GR曲線。3個剖面整體差異不大，巖性與地震波組的對應(yīng)關(guān)系基本一致，但在細(xì)節(jié)上存在明顯差異。通過合成記錄標(biāo)定，原始地震剖面（圖 5a）中砂巖（GR曲線低值）基本都標(biāo)定在紅色的波谷上，但滿足1/4 λ的砂巖頂?shù)酌娌]有很好對應(yīng)在波谷頂?shù)酌?；?°相位剖面（圖5b）較好地解決了這一問題，井點處砂巖頂?shù)酌媾c波谷同相軸頂?shù)讓?yīng)關(guān)系好；剖面圖5c與圖5b相差90°，因此較厚的砂巖均對應(yīng)在了黑色的波峰上（如2、3井A界面之上幾套厚砂），砂泥巖與波峰、波谷同相軸對應(yīng)關(guān)系較好。同時剖面圖5c的分辨率要高于剖面圖5a和圖5b，在AC段2號薄砂體所對應(yīng)的同相軸可以清楚識別，并具有明顯的向上傾方向尖滅，尖滅點位置清晰。而圖5a和圖5b剖面中2號砂體雖然可以識別但向上傾方向尖滅點不清晰。試驗證明了90°相位剖面在識別砂體方面具有明顯優(yōu)勢。

2.3 地震道積分

圖5 原始地震剖面、0°相位剖面及90°相位剖面

地震道積分是一項利用轉(zhuǎn)換的相對速度剖面進(jìn)行巖性分析的技術(shù)，與利用波阻抗剖面分析地層效果大致相近，它具有砂層標(biāo)定方法簡單、處理速度快等優(yōu)點。它不像反演那樣依賴于井的資料和地球物理學(xué)家的經(jīng)驗。因此道積分剖面是一種很好用的巖性解釋工具，而且對于薄層識別非常有利，同時能反映高速砂層的細(xì)微變化，且砂層的標(biāo)定精度高、直觀，方法簡單。經(jīng)過標(biāo)定的地震道積分剖面有時可以替代“連井油藏剖面”[5]。因此道積分剖面至今仍在使用。

地震道積分的公式為：

式 中：bi為 地 震 子 波，m；zi為 波 阻 抗，（g/cm3）·（m/s）；xj為地震記錄。

式（2）表明積分地震道近似等于標(biāo)定對數(shù)波阻抗濾波，根據(jù)90°相位剖面和0°相位道積分剖面有相同相位角，且分辨率和頻率高這一概念[6]，本次研究利用landmark軟件中道積分模塊將0°相位剖面進(jìn)行了積分計算，得到道積分剖面并和90°相位剖面進(jìn)行了對比分析。圖6為0°道積分剖面、90°相位剖面及連井巖性剖面，很明顯90°相位剖面（圖6b）分辨率要明顯高于0°道積分剖面（圖6a）。在主要儲層段AC間90°剖面（圖6b）分辨率尤其高于0°道積分剖面（圖6a），經(jīng)標(biāo)定后較薄的2、3號砂體能分別對應(yīng)在單獨相位上。當(dāng)然2號砂組由于是很薄的砂泥巖互層（圖6c），所對應(yīng)同相軸實際是疊合效應(yīng)。綜合分析認(rèn)為90°相位剖面（圖6b）更接近實際地層巖性組合特征。因此證實了90°相位剖面比道積分剖面分辨率高并可以識別薄儲層。

圖6 0°道積分剖面、90°相位剖面及連井巖性剖面

3 應(yīng)用效果

為了驗證90°相位數(shù)據(jù)體刻畫薄層砂體的優(yōu)勢效果，選取了低洼區(qū)AC層段的3號砂體進(jìn)行研究。圖7中圖7a和圖7b分別為過1井、2井和3井AC段0°道積分剖面和90°相位剖面（拉平A界面后），圖7c為連井砂巖剖面。3號砂體在這3口井厚度差異較大：1井4 m、2井38 m、3井8 m。沉積上認(rèn)為AC界面之間在2井和3井之間發(fā)育一個規(guī)模較大的河道，在圖7a、圖7b剖面上都能看到河道形態(tài)，河道頂?shù)讓涌梢暂^好識別。但從剖面整體效果看圖7b剖面分辨率遠(yuǎn)高于圖7a剖面，剖面上明顯可見不同時期在該河道內(nèi)沉積了多套砂體，并且2井、3井井間同相軸連續(xù)性差，說明井間砂體聯(lián)通性差，與已鉆井砂體發(fā)育情況吻合（圖7c），3號砂體為河道早期發(fā)育的。而圖7a剖面顯示的河道特征不很清楚，橫向連續(xù)性較差，分辨率也低很多。圖8中圖8a、圖8b和圖8c三張圖分別是3號砂體原始地震、0°道積分體和90°相位均方根振幅圖。3張圖都可識別出西北-東南方向展布的河道，但明顯圖8c比圖8a、圖8b對河道的整體刻畫要清晰。圖8c中可以很清楚看出研究區(qū)發(fā)育4個河道A-D，均為北西向東南展布，2井和3井位于不同河道內(nèi)。3號砂體在3口井上發(fā)育程度與刻畫的平面砂體展布特征吻合，3井8 m的3號砂體位于河道B的邊緣部位，與實鉆井情況一致。河道C（圖中白色圓圈內(nèi)）為一條彎曲河道，形態(tài)清晰，河道邊界可識別；而圖8a、圖8b，除了A河道能夠清楚識別出來，其余河道都只能看到河道的輪廓， 3井3號薄砂體沒有被刻畫出。通過該地區(qū)新鉆井（驗證井）進(jìn)行了效果驗證，該井鉆在2井和3井之間，鉆井鉆遇到3號砂體，砂厚20 m。在圖8a、圖8b中井點落在紅藍(lán)色交接區(qū)域，識別不出3號砂體形態(tài)。而在圖8c中，3號砂體位于河道B的邊緣部位，與實鉆情況吻合。因此綜合評價認(rèn)為90°相位剖面比原始地震剖面和0°道積分剖面對砂體刻畫效果好。

圖7 拉平后AC段0°道積分剖面、90°相位剖面及連井砂巖對比圖

圖8 3號砂體原始地震、0°道積分與90°相位振幅圖

通過研究取得認(rèn)識：在本區(qū)利用90°相位數(shù)據(jù)可以進(jìn)行巖性解釋，尤其是對薄儲層的解釋上具有較好的效果。該方法特別適用于本區(qū)井少、井距大、井網(wǎng)稀的情況，同反演結(jié)果相結(jié)合可以增加巖性判斷的可靠性。

3 結(jié)論

利用Landmark軟件中Seiswell混相位提取法估算了地震數(shù)據(jù)子波的相位，利用相位轉(zhuǎn)換法將混相位的地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成0°相位和90°相位，計算了道積分剖面。對比道積分剖面和90°相位剖面效果，提出了利用90°相位剖面代替道積分剖面進(jìn)行解釋巖性的思路，并通過對實際地震數(shù)據(jù)的應(yīng)用，證實了90°相位剖面在巖性解釋尤其是薄砂層解釋中的優(yōu)勢。