南海東部碳酸鹽巖疊后地震數(shù)據(jù)匹配處理

朱四新 陳 輝

(1.成都理工大學(xué);2.中海油能源發(fā)展股份有限公司特普公司)

目前,南海海域珠江口盆地東沙隆起珠江組碳酸鹽巖(生物礁、灘)儲(chǔ)層的油氣勘探取得突破性進(jìn)展,反映出沉積相和儲(chǔ)層的發(fā)育分布特征對(duì)油藏的形成起了重要的作用。為了提高東沙隆起碳酸鹽巖沉積相,特別是礁、灘相的發(fā)育規(guī)律及儲(chǔ)層特征的研究精度及水平,針對(duì)碳酸鹽巖(灰?guī)r)頂、底及基底這3個(gè)目的層,搜集了位于珠江口盆地碳酸鹽臺(tái)地多期發(fā)育、碳酸鹽巖儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)的所有疊后地震資料進(jìn)行連片構(gòu)造解釋。由于這些地震資料是不同年度采集的,地震儀器、檢波器、震源、地震地質(zhì)條件以及施工方法參數(shù)等不盡相同,資料所反映的頻率特征、有效地震反射信息的強(qiáng)弱特征存在較大的差異;同時(shí),由于不同年度的資料在處理中所用的參數(shù)也不相同,造成資料品質(zhì)差異較大,很難滿足解釋人員在沉積相、構(gòu)造研究等方面的需要[1]。因此,必須解決大面積二維、三維地震數(shù)據(jù)匹配處理的問題,為下一步尋找有效的碳酸鹽巖儲(chǔ)集體和預(yù)測(cè)有利儲(chǔ)層分布打下良好的基礎(chǔ)。

1 研究區(qū)地震數(shù)據(jù)基本情況

本次匹配處理的地震數(shù)據(jù)資料大約12000 km(包括三維采集數(shù)據(jù)按航行線方向抽出的二維測(cè)線),包括24個(gè)二維采集年度、4個(gè)三維采集年度,以及不同年度不同處理批次的資料,數(shù)據(jù)基本情況見表1,測(cè)線位置關(guān)系如圖1所示。表1中最后一行為三維采集數(shù)據(jù),其它為二維采集數(shù)據(jù)。匹配處理提供數(shù)據(jù)有純波剖面、成果剖面,部分?jǐn)?shù)據(jù)噪音嚴(yán)重。

表1 研究區(qū)匹配處理數(shù)據(jù)基本情況統(tǒng)計(jì)表

圖1 研究區(qū)地震數(shù)據(jù)導(dǎo)航測(cè)線圖

針對(duì)在珠江口盆地尋找有效的碳酸鹽巖儲(chǔ)集體這一目的,確定了匹配處理要達(dá)到的目標(biāo):目的層段為碳酸鹽巖地層;以三維測(cè)線為主進(jìn)行匹配處理;要求對(duì)能量、相位(包括閉合差)、頻率(爭(zhēng)取頻率高一些)進(jìn)行匹配與修飾處理。

2 匹配處理的整體思路、步驟及主要技術(shù)措施

2.1 整體思路與步驟

對(duì)研究區(qū)測(cè)線及測(cè)網(wǎng)進(jìn)行綜合統(tǒng)計(jì)、分析發(fā)現(xiàn),不同年度、同一年度不同批次處理的資料存在能量差、時(shí)差以及匹配處理數(shù)據(jù)頻率范圍差異大等問題,并且 1979、1984、1986、1988、1992、1995 等年度及T14、L INE、I8等批次二維測(cè)線與 HZXJ三維區(qū)塊測(cè)線相交。針對(duì)上述情況提出了數(shù)據(jù)匹配處理的整體思路:首先對(duì)同一年度不同批次數(shù)據(jù)進(jìn)行能量、頻率等匹配處理;然后對(duì)重點(diǎn)區(qū)域(與 HZXJ三維區(qū)塊測(cè)線相交的區(qū)域)數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配處理;最后對(duì)二級(jí)區(qū)域數(shù)據(jù)(不與 HZXJ三維區(qū)測(cè)線直接相交,但與和三維測(cè)線相交的二維測(cè)線相交的年度資料)進(jìn)行匹配處理。

根據(jù)上述匹配處理思路,確定了如下匹配處理步驟:①通過導(dǎo)航計(jì)算相交線之間的交點(diǎn)坐標(biāo)位置;②根據(jù)交點(diǎn)位置,左右二邊各取100個(gè)CDP生成交點(diǎn)剖面;③對(duì)同一年度交點(diǎn)剖面進(jìn)行時(shí)差、頻率、能量匹配統(tǒng)計(jì)分析;④對(duì)不同年度交點(diǎn)剖面進(jìn)行時(shí)差、頻率、能量統(tǒng)計(jì)分析;⑤對(duì)匹配數(shù)據(jù)交點(diǎn)剖面進(jìn)行匹配分析,首先針對(duì)重點(diǎn)區(qū)域,再擴(kuò)展至二級(jí)區(qū)域,對(duì)匹配數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制。

2.2 主要技術(shù)措施

分析認(rèn)為,消除不同剖面在頻率特征和能量特征上的差別是匹配處理中的主要技術(shù)難題,而對(duì)于剩余多次波干擾、深部構(gòu)造層(下構(gòu)造層)地震反射能量較弱、信噪比低、同相軸連續(xù)性較差、地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征不明顯等問題,現(xiàn)在已有較成熟的技術(shù)手段,相對(duì)而言容易解決。在能量補(bǔ)償、頻率補(bǔ)償?shù)奶幚磉^程中,不但要考慮時(shí)間域的補(bǔ)償,而且要在空間域開展匹配調(diào)整工作,統(tǒng)一不同測(cè)網(wǎng)、不同剖面中有效反射的頻率特征和振幅特征,提高匹配精度,改善地震剖面品質(zhì)。

2.2.1 能量匹配

由于連片各區(qū)塊海水深度不同和資料采集方法的差異,造成區(qū)塊間地震資料炮間能量及道間能量差異很大,這種能量差異給南海東部碳酸鹽巖目的層連片解釋帶來很大影響,必須采用一致性振幅補(bǔ)償技術(shù)來消除各種因素引起的區(qū)塊內(nèi)振幅差異和區(qū)塊之間的整體振幅差異。以往的地震資料能量匹配處理工作大部分是在疊前數(shù)據(jù)上進(jìn)行,在多個(gè)平面內(nèi)(共炮、共道及共偏移距道集)對(duì)炮記錄進(jìn)行合理有效的振幅補(bǔ)償,基本可以恢復(fù)由于波前擴(kuò)散、激發(fā)、接收點(diǎn)差異(一致性問題)及反射和透射損失引起的地震波在時(shí)間、空間上的衰減。而本次匹配的數(shù)據(jù)都是疊后數(shù)據(jù),為使疊后數(shù)據(jù)更真實(shí)地反映碳酸鹽巖地層的巖性變化,減小后續(xù)巖性處理的多解性,使剖面振幅變化較真實(shí)地反映地下能量分布,對(duì)疊后數(shù)據(jù)也要進(jìn)行進(jìn)一步的振幅調(diào)整。針對(duì)研究區(qū)域相關(guān)疊后資料,首先對(duì)地震剖面從縱向上統(tǒng)計(jì)疊后數(shù)據(jù)每一道從淺到深的振幅值;然后統(tǒng)計(jì)能量衰減后出現(xiàn)的異常值;最后進(jìn)行綜合能量分析,并根據(jù)不同年度和同一年度不同批次處理的能量水平差異和側(cè)重年度(重點(diǎn)區(qū)域)能量水平進(jìn)行整體能量均衡調(diào)整匹配。

所制定的能量匹配策略主要為:①統(tǒng)計(jì)均衡HZXJ三維區(qū)所有的測(cè)線;②對(duì)重點(diǎn)區(qū)域資料進(jìn)行能量匹配,在相交的位置處按時(shí)窗對(duì)采樣點(diǎn)進(jìn)行均方根值統(tǒng)計(jì),將統(tǒng)計(jì)結(jié)果應(yīng)用到重點(diǎn)區(qū)域測(cè)線能量計(jì)算中;③二級(jí)區(qū)域向重點(diǎn)區(qū)域能量延伸匹配。

圖2示出了研究區(qū)典型地震剖面數(shù)據(jù)能量匹配前后對(duì)比,可以看出能量均衡處理效果較好。

圖2 研究區(qū)典型地震剖面數(shù)據(jù)能量匹配前后對(duì)比

2.2.2 頻率匹配

頻率補(bǔ)償一般是在時(shí)間域開展的,即只在單條剖面的炮集上作時(shí)間域的頻率補(bǔ)償,而極少考慮空間域的頻率變化(相鄰但為不同年度采集的剖面之間的地震反射頻率變化特征)。由于采集時(shí)間、采集技術(shù)、采集方法的不同,使得本次連片處理區(qū)域不同區(qū)塊地震資料在不同空間區(qū)域分布位置上的頻率特征存在很大差異,因此本次匹配處理在對(duì)南海東部碳酸鹽巖目的層作時(shí)間域補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí),又進(jìn)行了空間域的頻譜調(diào)整。在對(duì)各個(gè)年度匹配處理數(shù)據(jù)進(jìn)行頻率調(diào)查后發(fā)現(xiàn),同一處理年度地震資料的主頻基本處在同一范圍內(nèi)。因此,制定的頻率匹配策略主要為:以 HZXJ三維區(qū)地震資料主頻為參照,對(duì)重點(diǎn)區(qū)域數(shù)據(jù)頻率進(jìn)行頻率匹配后,再向二級(jí)區(qū)域外推進(jìn)行數(shù)據(jù)頻率匹配。

從頻率匹配前后對(duì)比結(jié)果(圖3)來看,匹配前碳酸鹽巖(灰?guī)r)頂、底及基底這3個(gè)目的層頻率差異比較大,匹配后3個(gè)目的層剖面的頻率較一致。

2.2.3 時(shí)差匹配

本次數(shù)據(jù)匹配處理中不同年度和同一年度不同批次數(shù)據(jù)都存在時(shí)差問題,時(shí)差無規(guī)律,較復(fù)雜。因此,制定的時(shí)差匹配策略主要為:

(1)在交點(diǎn)剖面圖上按年度對(duì)測(cè)線進(jìn)行時(shí)差分析。

(2)首先對(duì)年度內(nèi)的測(cè)線按交點(diǎn)位置進(jìn)行時(shí)差分析,結(jié)果表明沒有時(shí)差的測(cè)線(重點(diǎn)區(qū)域)占大多數(shù);然后將小部分測(cè)線時(shí)差向同年度大多數(shù)測(cè)線看齊,進(jìn)行一個(gè)整體的時(shí)移來達(dá)到時(shí)差的匹配[2]。

(3)匹配完各個(gè)年度之間的時(shí)差后,以 HZXJ三維為參考,重點(diǎn)區(qū)域測(cè)線時(shí)差按年度整體通過時(shí)移的方式向 HZXJ三維校正時(shí)差;然后再延伸至二級(jí)區(qū)域。

3 匹配處理效果

本次研究區(qū)共計(jì)對(duì)394條測(cè)線進(jìn)行了能量、頻率和閉合差的匹配處理,基本達(dá)到了如典型地震剖面(圖4)的處理效果,在碳酸鹽巖目的層拼接處,相位、能量、頻率、波組特征有較好的一致性,為下一步連片構(gòu)造解釋提供了很好的資料處理基礎(chǔ)。

另外,為了驗(yàn)證頻率匹配的可行性,在匹配處理的同時(shí),根據(jù)已有井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行合成記錄標(biāo)定來證明頻率匹配的合理性。首先在拓頻后的地震數(shù)據(jù)上提取統(tǒng)計(jì)子波(圖5),再與已有井?dāng)?shù)據(jù)(HZ28-4-1井,標(biāo)定時(shí)只作整體時(shí)移,未作拉伸壓縮調(diào)整)做合成地震記錄。

從合成地震記錄拓頻前后的對(duì)比(圖6)可以看出,頻率匹配調(diào)整之后分辨率得到了提高,與合成記錄對(duì)應(yīng)較好,拓頻結(jié)果真實(shí)可靠。

4 存在問題與建議

本次匹配處理主要是針對(duì)南海東部碳酸鹽巖(灰?guī)r)頂、底及基底這3個(gè)目的層,研究區(qū)匹配數(shù)據(jù)范圍廣、年度多,并且不同年度、同一年度不同批次處理的資料存在能量差、時(shí)差、匹配處理數(shù)據(jù)頻率范圍差異大等問題。針對(duì)本次處理目標(biāo)的特點(diǎn),采用上述的關(guān)鍵技術(shù)可有效地提高這3個(gè)目的層的地震反射頻率,達(dá)到向高分辨率匹配的目的;可使不同年度地震剖面同時(shí)段地震反射能量達(dá)到最佳匹配,從而滿足解釋人員開展構(gòu)造和沉積相研究的需要。然而,由于采用的匹配處理原則是先匹配好與 HZXJ三維相交的重點(diǎn)區(qū)域,在匹配之前先對(duì)不同年度不同批次處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配,再擴(kuò)展至二級(jí)區(qū)域,由此存在如下問題:①重點(diǎn)區(qū)域測(cè)線數(shù)據(jù)匹配好;②二級(jí)區(qū)域測(cè)線數(shù)據(jù)匹配較好;③其他區(qū)域測(cè)線由于不好選擇參照物會(huì)產(chǎn)生少許誤差。因此,建議針對(duì)這部分測(cè)線先在解釋工作站里對(duì)碳酸鹽巖頂層進(jìn)行解釋,然后按解釋的層位進(jìn)行追蹤拉平,這樣就對(duì)這部分測(cè)線的時(shí)差進(jìn)行了微調(diào),可以更好地滿足針對(duì)碳酸鹽巖進(jìn)行連片解釋的需要。

致謝:本項(xiàng)工作得到了中海石油(中國(guó))有限公司深圳分公司研究院汪瑞良物探總師、曾驛高級(jí)工程師等的大力幫助和技術(shù)指導(dǎo),在此表示衷心感謝。

[1] 陸基孟.地震勘探原理[M].東營(yíng):石油大學(xué)出版社,1993.

[2] 金之鈞,龐雄奇,呂修祥.中國(guó)海相碳酸鹽巖油氣勘探[J].勘探家,1998,3(4):66-68.