白海軍，張曉釗，張志偉，程學歡，李振升

(中海石油(中國)有限公司深圳分公司 研究院，廣東 深圳 518000)

1 引 言

海洋拖攬地震采集，由于氣槍和電纜都沉放在水中，必然接收到來自海面反射回來的波，稱之為鬼波(虛反射)，鬼波抑制低頻分量，產(chǎn)生明顯的周期性陷波效應，這些陷波點導致地震數(shù)據(jù)頻譜范圍變窄，從而對地震資料的分辨率和保真度產(chǎn)生較大影響[1-3]。近年來，國內(nèi)外地球物理服務公司不斷推出有利于鬼波壓制的海上寬頻地震勘探技術(shù)，在地震數(shù)據(jù)采集方面，新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，如上下纜采集、變深度纜(斜纜)采集和雙檢波器拖攬采集等[4-8]，這些新的采集方法能獲得更有利于鬼波壓制的寬頻地震數(shù)據(jù)；在地震資料處理方面，以電纜鬼波壓制為核心，適用于寬頻地震數(shù)據(jù)和常規(guī)拖纜地震數(shù)據(jù)的寬頻地震處理技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得比較完善[9-13]。

寬頻處理成果具有更高的分辨率和信噪比，從而在薄層描述、小斷層解釋、深層信噪比提升和古潛山內(nèi)幕刻畫方面具有明顯優(yōu)勢[4-6,14,15]。然而，寬頻處理成果的優(yōu)勢不僅局限于成像方面有更高的信噪比和分辨率，其在儲層預測方面優(yōu)勢也非常明顯：一些學者對寬頻成果和常規(guī)成果(常規(guī)采集，未做寬頻處理的數(shù)據(jù))的反演結(jié)果進行對比研究，結(jié)論是基于寬頻數(shù)據(jù)的儲層描述和含油氣性預測精度更高，基于寬頻資料的反演結(jié)果在中淺層薄砂體的邊界刻畫[16]、致密砂巖儲層描述[17]、碳酸鹽巖儲層預測[18]及深水含油氣性檢測[19,20]中取得了良好的應用效果。

本文研究區(qū)位于珠江口盆地恩平凹陷北部隆起帶，近5年相繼斬獲多個商業(yè)性油氣發(fā)現(xiàn)，這些油層主要分布在中淺層，沉積相帶上處于古珠江三角洲物源側(cè)翼，沉積體系砂體類型多樣，非常有利于巖性圈閉發(fā)育。靶區(qū)已發(fā)現(xiàn)油田普遍具有如下特征：油層數(shù)量多，單層厚度普遍小于15 m，并且主力油層在疊加剖面上多表現(xiàn)出“亮點”振幅異常，道集上表現(xiàn)出第三類AVO(Amplitude Versus Offset, AVO)特征。隨著勘探程度的深入，現(xiàn)有的老地震資料因分辨率不足，AVO特征與鉆井吻合度較低等原因，已經(jīng)不能滿足靶區(qū)進一步開展中淺層小斷層的解釋、巖性砂體邊界識別、儲層預測和流體檢測等需求。據(jù)此，開展了以鬼波壓制為核心的地震資料寬頻處理，與老成果相比，新成果分辨率顯著提高，中淺層的小斷層更清晰，深層和基底信噪比更高，AVO保真度也得到了已鉆井的驗證，振幅屬性、吸收衰減屬性與含油氣性吻合度更高，展示出寬頻處理技術(shù)的有效性與良好的應用前景。

2 技術(shù)方法

氣泡效應和鬼波陷波效應的共同作用導致地震資料低頻端有效信號能量弱，影響成像效果。在零相位化、去氣泡等子波處理的基礎(chǔ)上，需要采取有效的鬼波壓制技術(shù)消除鬼波影響，恢復低頻信號的能量。

海洋地震資料寬頻處理的核心是鬼波和多次波壓制，目前應用比較成熟的主要有三類方法：①基于多次波與一次波的時差差異和多次波的周期性而發(fā)展起來的濾波法[13]，比如F-K濾波、Radon變換等；②基于波動理論的預測相減法[5,7-8]；③將濾波法和波動理論相結(jié)合的多次波壓制[6,11,12]。寬頻處理成果具有更高的分辨率和信噪比，從而在薄層描述、小斷層解釋、深層信噪比提升和古潛山內(nèi)幕刻畫取得了良好的應用效果[4-6,14,15]。

以電纜鬼波壓制為核心，進一步結(jié)合其他多次波壓制技術(shù)、吸收衰減補償技術(shù)以及疊前深度域精細速度建模技術(shù)等一系列處理流程，最終確定了針對靶區(qū)三維地震資料寬頻處理的完整流程。

寬頻處理技術(shù)的優(yōu)勢是成果數(shù)據(jù)的有效頻帶被拓寬，低頻和高頻信息都更加豐富。圖1是經(jīng)過零相位化和去電纜鬼波處理前后的疊加剖面頻譜對比。由圖1可知,通過寬頻處理后，低頻端和高頻端能量都有提升，5～30 Hz以及60～90 Hz頻段能量都得到加強，5～30 Hz這部分低頻信息對于斷層的刻畫、深層和基底的成像，以及基于地震資料開展的儲層和流體研究有非常重要的意義。

圖1 去鬼波前后疊加剖面頻譜對比Fig.1 Spectrum before and after applying de-ghost processing

3 應用效果

3.1 小斷層和中深層成像

靶區(qū)的主要目的層是新近系韓江組，埋深約1 800 m(對應的雙程反射時間約為1.5 s)，目的層段小斷層十分發(fā)育，這些小斷層在老地震資料上非常隱蔽，斷距不明顯，斷面不清晰。然而，精細落實這些小斷層，對于圈閉有效性的研究和井位的部署，以及油田周邊開展精細勘探，滾動評價目標都有至關(guān)重要的作用。本次寬頻地震處理技術(shù)能夠有效地解決了這一難題。圖2是寬頻處理前后中淺層目的層段的小斷層成像效果的對比：與常規(guī)處理的資料(圖2a)相比，寬頻處理成果(圖2b)能更好地刻畫中淺層目的層段的小斷層，斷距和斷面更清晰，交切關(guān)系更明確，對于中淺層小斷層的精細落實發(fā)揮了非常重要的作用。

圖2 中淺層小斷層成像對比Fig.2 Comparison of small fault imaging

寬頻處理后，成果數(shù)據(jù)的有效頻帶得到拓寬，低頻、高頻信息均得到加強，不僅對中淺層成像分辨率有明顯改善，而且中深層地震資料信噪比、斷面成像質(zhì)量也得到明顯提升。圖3是寬頻處理前后，基底和中深層成像效果對比：經(jīng)過寬頻處理(圖3b)，低頻能量得到加強，與老成果(圖3a)相比，中深層(2s以下)地層和基底的成像都得到提升，基底連續(xù)性更好，深層信噪比提高，兩組大斷層的斷面也更加清晰。

圖3 基底和深層成像對比Fig.3 Comparison of deep and base imaging

3.2 井震標定和AVO

本次寬頻處理成果在中淺層小斷層成像、中深層地層信噪比提升、基底和斷面成像方面展現(xiàn)出明顯優(yōu)勢，為了進一步考察其振幅保真性，分別應用新老成果進行合成記錄標定，結(jié)果見圖4。圖4(a)是測井的密度和聲波速度，圖4(b)、圖4(c)分別是老成果和寬頻處理成果的井震標定結(jié)果，藍色和紅色分別是合成記錄與井旁道，統(tǒng)一重復5道顯示，黑色是井旁地震道。由圖4可以看出，與老成果標定結(jié)果(圖4b)相比，新成果(圖4c)的井震標定吻合度更高，相關(guān)系數(shù)從0.65提高到 0.83，證實了本次寬頻處理成果的可靠性。

前已述及，本地區(qū)老成果存在的問題之一是道集AVO(Amplitude Versus Offset，即振幅隨偏移距變化，后邊都簡稱“AVO”)特征與鉆井吻合度差，AVO曲線規(guī)律性不強，為了驗證本次寬頻處理成果是否解決了這一問題，利用測井資料合成AVO記錄來對比。圖5給出了測井數(shù)據(jù)合成AVA(Amplitude Versus Angle,AVA)記錄與老成果、新成果的井旁道AVA(振幅隨入射角的變化)道集的對比(AVA道集由PSTM(Pre-stack Time Migration,PSTM,疊前時間偏移)的CRP道集經(jīng)偏移速度場轉(zhuǎn)換得到)。可以看出，新老資料過井道集都表現(xiàn)為第三類AVO特征，與正演道集特征一致；差異在于，做了寬頻處理的新資料，AVO規(guī)律性更強，與測井資料正演結(jié)果吻合度更高，而老資料AVO一致性較差，特別是近道振幅與整體趨勢間的一致性差。

圖5 AVA道集對比Fig.5 Comparison of AVA gathers

沿靶區(qū)主力目的層(圖5中的紅線深度處，雙程時間1 390 ms附近)提取的AVA曲線，進行更直觀的對比，見圖6。從左往右依次是測井曲線正演的AVA曲線、老成果和寬頻成果井旁道沿層AVA曲線，可以看出：主力目的層正演模擬的AVA曲線特征為振幅隨偏移距(或入射角)增大而增大的第三類AVO，老資料的AVO特征不典型，特別是近道數(shù)據(jù)點規(guī)律性不強，各道間振幅變化的規(guī)律性差，而寬頻處理成果(圖6c)的各道間振幅變化規(guī)律性更好，AVO特征與正演模擬結(jié)果更吻合。

圖6 沿目的層提取的AVA曲線對比Fig.6 Comparison of AVA curves extracted along the target layer

通過去鬼波和更精細的多次波壓制，本次寬頻處理的CRP(Common Reflection Point, CRP,共反射點)道集信噪比和分辨率都有顯著提高，可以更好地滿足中淺層小斷層解釋需求，基底和深層成像信噪比進一步提高，斷面成像更清晰。通過井震標定和井旁道AVO特征對比驗證了寬頻處理成果的振幅保真性，顯現(xiàn)出寬頻處理成果在儲層描述和含油氣性研究方面的潛力。

3.3 含油氣性檢測效果對比

寬頻處理資料不僅提高了地震成像的分辨率和信噪比，其蘊含的豐富的低頻信息，在儲層刻畫和流體預測中也非常重要。分別用老資料和本次寬頻處理資料提取主力層H1最小振幅屬性(圖7)，與構(gòu)造等值線進行疊合顯示。圖7中A-15井已證實主力層H1為一個具有二氧化碳氣頂?shù)挠筒?，可以看出，本次寬頻處理成果(圖7b)與老成果(圖7a)相比，振幅異常范圍與構(gòu)造等值線疊合性更好，與當前階段對該油藏的認識更吻合(圖中白色箭頭標識位置)，寬頻處理成果保真度高，預測的儲層展布更合理。

圖7 主力層H1最小振幅屬性Fig.7 Minimum amplitude of the main target H1

地震波在穿過含油氣儲層時會發(fā)生吸收衰減，在頻率上會表現(xiàn)為高頻衰減快、低頻衰減慢的特征，在頻譜上就表現(xiàn)為整體能量向低頻移動，從而低頻能量相對增強，不少學者利用這一原理進行含油氣性檢測，取得了較好的效果[21-23]。研究區(qū)的勘探實踐表明，低頻能量增強屬性(Low Frequency Raise，后邊縮寫為LFR)與含油氣性有很好的相關(guān)性。圖8是過A-15井的主測線(測線位置見圖7a中AA’)，分別從老資料和本次寬頻處理資料提取LFR屬性，通過對比，主力層H1在兩個數(shù)據(jù)體上都表現(xiàn)出低頻能量增強特征，這與鉆井完全吻合；不同點在于，寬頻處理成果(圖8b)提取的低頻能量分布范圍更合理，屬性異常范圍分布更清晰，特別是構(gòu)造高部位(圖中白色箭頭指示位置)異常特征比老成果(圖8a)更合理，與目前對該油藏的認識也更一致，這從側(cè)面展示了本次寬頻處理具有更高的保真度。

圖8 A-15井主測線LFR屬性Fig.8 LFR profile passing well A-15

4 結(jié) 論

針對恩平凹陷北部隆起帶地震資料存在的問題，開展了以鬼波壓制為核心的寬頻地震資料處理，得到的認識和結(jié)論如下：

1)寬頻處理成果數(shù)據(jù)頻帶得到有效拓寬，具有比常規(guī)處理成果更高的分辨率和信噪比，從而更有利于中淺層小斷層的刻畫、深層和基底的解釋。

2)寬頻處理成果保真度更好，井震標定和AVO與鉆井結(jié)果更吻合，主力油層振幅和吸收衰減屬性所指示的儲層和含油氣性也與地質(zhì)認識更吻合。

3)通過本文研究，驗證了寬頻處理技術(shù)在構(gòu)造成像和儲層、流體研究方面的優(yōu)越性，可為其他地區(qū)解決相似問題提供借鑒。