高陡逆掩推覆地層三維地震資料重復(fù)處理技術(shù)

鄭應(yīng)釗 （中國地質(zhì)大學(xué) （北京）能源學(xué)院，北京100083 中石油長城鉆探工程公司錄井國際項目部，北京100101）

萬德輝 （中石油長城鉆探工程公司錄井國際項目部，北京100101）

馬彩琴 （北京溫菲爾德石油技術(shù)開發(fā)有限公司，北京100191）

馬勝利 （中石油東方地球物理公司吐哈經(jīng)理部，新疆 哈密839009）

楊建委 （中石油吐哈油田公司井下技術(shù)作業(yè)公司，新疆 鄯善838202）

高陡逆掩推覆地層三維地震資料重復(fù)處理技術(shù)

鄭應(yīng)釗 （中國地質(zhì)大學(xué) （北京）能源學(xué)院，北京100083 中石油長城鉆探工程公司錄井國際項目部，北京100101）

萬德輝 （中石油長城鉆探工程公司錄井國際項目部，北京100101）

馬彩琴 （北京溫菲爾德石油技術(shù)開發(fā)有限公司，北京100191）

馬勝利 （中石油東方地球物理公司吐哈經(jīng)理部，新疆 哈密839009）

楊建委 （中石油吐哈油田公司井下技術(shù)作業(yè)公司，新疆 鄯善838202）

中國西部部分地區(qū)地層落差大，地層傾角陡，斷崖斷坎較多、地表條件復(fù)雜多樣，給三維地震資料的采集和處理工作帶來了很大的難度，同時也給構(gòu)造和沉積儲層研究工作帶來了很多不確定因素。針對該類地層三維地震資料處理的難點和重點問題，采用靜校正、疊前多域去噪、疊前時間偏移、相對保幅處理、相位一體化處理和精細(xì)速度分析等三維地震資料處理技術(shù)，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)特征研究成果，對我國西部盆地部分地區(qū)三維地震資料進行了重復(fù)處理。新、舊處理結(jié)果相比，其淺層信噪比有所提高，頻帶拓寬，偏移歸位準(zhǔn)確可靠，解決了以前的欠偏移問題，使地層接觸關(guān)系更清楚，從而為三維地震精細(xì)解釋、構(gòu)造特征分析等研究工作奠定了堅實的基礎(chǔ)。

高陡地層；逆掩推覆；靜校正；疊前偏移；疊后偏移；精細(xì)速度分析

中國西部地區(qū)如塔里木、吐哈、克拉瑪依、玉門等油田部分區(qū)塊地層高陡，地面海拔在1000～3500m之間，最大高差達(dá)3000m。工區(qū)地表被礫石戈壁覆蓋，地層傾角陡，地形地貌復(fù)雜多變，斷崖斷坎較多，山體陡峭。巖性多樣且變化快速，油藏埋藏較深，如塔里木哈得油田平均埋深5000m以下；構(gòu)造復(fù)雜，如玉門窟窿山油藏山前推覆逆掩體和新疆克拉氣田的高陡逆掩推覆帶；儲層厚度差別較大，如哈得油田的深埋超薄 （1.0～1.5m）儲層。以上這些復(fù)雜的地表地貌和區(qū)塊地震地質(zhì)特征，給三維地震資料處理解釋工作帶來了很大難度，也給構(gòu)造和地質(zhì)特征研究帶來了一定的不確定因素［1～3］。因此，針對上述地表及地下地震地質(zhì)條件雙重復(fù)雜性的特點，應(yīng)用目前國內(nèi)外先進處理技術(shù)和手段，對西部地區(qū)的三維地震資料進行了重復(fù)處理和處理解釋一體化研究工作，這將是進行區(qū)塊地質(zhì)研究和油田勘探開發(fā)研究攻關(guān)的關(guān)鍵，也是進行油田基礎(chǔ)研究工作的根本。

1 存在問題和處理重難點分析

1.1 存在問題

由于研究區(qū)地表高程變化劇烈、表層地層傾角大、產(chǎn)狀變化快，地表類型復(fù)雜多樣、表層結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變，地下地層由斷距大、破碎嚴(yán)重的斷裂控制，具有明顯的逆掩推覆特征。這種地表及地下地震地質(zhì)條件的雙重復(fù)雜性，極不利于地震波的激發(fā)和接收，同時也造成嚴(yán)重的靜校正問題，使研究區(qū)的地震資料品質(zhì)較低，資料保真度不夠，偏移歸位不到位，從而造成巖性研究、構(gòu)造研究的可靠性降低，油田地質(zhì)特征的認(rèn)識難度加大［4，5］。

1.2 處理難點及重點分析

通過對研究區(qū)三維地震資料的原處理結(jié)果、處理報告以及一體化報告進行分析后認(rèn)為，原處理結(jié)果存在信噪比較低、保幅性較差等問題。筆者認(rèn)為研究區(qū)三維地震資料的處理難點和重點主要有以下3個方面：

1）靜校正問題 由于地表高程起伏較大，低降速帶厚度變化較大，表層地層傾角大，產(chǎn)狀變化快，地表速度變化快，因此求取準(zhǔn)確靜校正量的難度大。

2）信噪比問題 工區(qū)地表條件復(fù)雜多變，地層出露部分地形起伏劇烈，地表風(fēng)化嚴(yán)重，土質(zhì)干燥疏松，激發(fā)接收條件差，部分地區(qū)為巨厚礫石覆蓋，地表條件和激發(fā)因素的不同，使干擾波特征 （頻率、視速度等）變化很大，增加了去噪工作的難度。同時，由于目的層埋藏深，地震波隨傳播距離的增加能量逐漸衰減，使目的層有效信號能量相對較弱。資料信噪比很低，信號幾乎被噪聲全部淹沒，而且地表條件不同，噪聲類型也不同，因此疊前去噪難度非常大［6］。

3）偏移成像問題 研究區(qū)目的層構(gòu)造復(fù)雜，地層傾角變化大，斷層發(fā)育，同時地震波反射路徑復(fù)雜多變，再加上地震資料信噪比較低，使得地震資料目的層段速度譜質(zhì)量較低，給疊加速度場的建立帶來困難，從而影響了地震資料的疊加成像效果。地震資料信噪比很低，地表和地下地質(zhì)情況均很復(fù)雜，準(zhǔn)確求取速度難度大，偏移歸位難度大。

2 三維地震資料重復(fù)處理技術(shù)

2.1 靜校正技術(shù)

1）野外靜校正 高陡山地超覆地層的三維數(shù)據(jù)處理能否取得成功，很大程度上取決于野外靜校正的準(zhǔn)確程度。研究區(qū)地表高程變化劇烈，近地表結(jié)構(gòu)復(fù)雜，低降速帶厚度和速度變化大，難以建立準(zhǔn)確的表層結(jié)構(gòu)模型，給靜校正的計算帶來了較大的困難。針對以上難點，在重復(fù)處理過程中，采集與處理相結(jié)合，對靜校正方法的確定、采集處理一體化確定最終靜校正以及室內(nèi)剩余靜校正都進行了充分的論證和試驗。該次重復(fù)處理研究中，將野外靜校正分解成低頻分量和高頻分量，先應(yīng)用高頻分量解決短波長問題，便于分析對比野外靜校正量的效果。從圖1可以看出，應(yīng)用野外靜校正后，圈內(nèi)信噪比明顯改善，反射同相軸連續(xù)性增強，結(jié)構(gòu)自然，基本解決了圖1（a）中的由靜校正引起的同相軸扭動現(xiàn)象。

2）剩余靜校正技術(shù) 三維反射波剩余靜校正方法通過模型道互相關(guān)求取時差，再分解到炮點項、檢波點項、偏移距項等，并將這些校正分量應(yīng)用到地震數(shù)據(jù)中。因此，模型道的好壞對剩余靜校正效果起著很大的作用。對于研究區(qū)的三維地震資料而言，由于原始資料信噪比很低，難以建立準(zhǔn)確可靠的模型道，為此，在重復(fù)處理中采用濾波等處理方法，突出信號的優(yōu)勢頻帶，并對模型道進行信號加強處理，提高模型道質(zhì)量，收到了明顯的效果。如圖2所示，應(yīng)用剩余靜校正后，圈內(nèi)信噪比明顯改善，反射同相軸變得更加光滑，連續(xù)性顯著增強，基本解決了圖2（a）中的由高頻靜校正量引起的同相軸不光滑問題。

圖1 野外靜校正前、后疊加剖面對比圖

圖2 剩余靜校正前、后疊加剖面對比圖

2.2 疊前多域去噪技術(shù)

噪聲識別是噪聲壓制的基礎(chǔ)和前提，只有有效地識別噪聲，才能有效地壓制噪聲。由于研究區(qū)散射干擾、強能量干擾、線性干擾和隨機噪聲較為嚴(yán)重，加之地震波場復(fù)雜，使得能量很弱的有效信號基本上淹沒在強大的干擾背景中，難以識別，給干擾波的壓制帶來了諸多困難［7］。針對這些難點，在該次地震資料重復(fù)處理中，先在共炮點域進行噪聲衰減，然后再在共檢波點域進行進一步的噪聲衰減，多域去噪取得了一定的效果。從圖3（a）中可以看出，去噪前的單炮上，圈內(nèi)低速線性規(guī)則干擾能量非常強，幾乎掩蓋住初至波能量；共炮點域去噪后 （圖3（b）），低速線性規(guī)則干擾能量大部分被有效濾除，初至波、反射波等較弱的地震波信號得到恢復(fù)，但剩余的低速線性規(guī)則干擾能量仍然較強，打亂初至波、有效反射波，使其雜亂、不連續(xù)；經(jīng)過共檢波點域去噪后 （圖3（c）），圈內(nèi)低速線性規(guī)則干擾能量幾乎得到全部壓制，初至波光滑，下部反射雙曲線變得清晰。

圖3 多域去噪前、后炮集對比圖

2.3 疊前時間偏移技術(shù)

研究區(qū)高程差距大，在浮動面上進行射線追蹤與實際射線路徑誤差較小，因此，采用在浮動面上進行疊前時間偏移。利用CVI（約束速度反演）技術(shù)，有效地解決了傳統(tǒng)DIX公式轉(zhuǎn)換的層速度場不穩(wěn)定的問題，把不規(guī)則采樣的均方根速度函數(shù)轉(zhuǎn)換為規(guī)則的有條件約束的瞬時速度體；在利用約束速度反演技術(shù)的基礎(chǔ)上，參照聲波測井和VSP（垂直地震剖面）的速度函數(shù)，提高速度求取的精度，偏移方法采用彎曲射線疊前時間偏移。

2.4 相對保幅處理技術(shù)

研究區(qū)相對保幅處理技術(shù)主要從3個方面著手：①做好地表一致性振幅恢復(fù)；②采用相對保幅的噪聲壓制方法；③做好串聯(lián)反褶積。做好振幅補償，包括球面擴散補償和地表一致性補償。由于工區(qū)近地表特征的變化、激發(fā)、接收因素的影響，炮與炮之間及道與道之間存在能量差異，為了消除非地質(zhì)因素產(chǎn)生的能量差異，采用球面擴散補償和地表一致性補償，使炮集之間和接收點之間的能量差異得到補償。做好疊前去噪，選取一系列具有相對振幅保持的方法進行噪聲壓制，從而達(dá)到相對振幅保持的目的。在做好疊前去噪前提下，該次重復(fù)處理采用了串聯(lián)反褶積的方法提高地震資料的分辨率。如圖4所示，對比反褶積前、后可見，反褶積后子波得到整形和有效壓縮，縱向分辨率顯著提高，反射波組特征清楚。

圖4 串聯(lián)反褶積前、后疊加對比圖

2.5 相位一致化處理

由于研究區(qū)地表條件復(fù)雜，在野外采集時，采用了可控震源和炸藥震源兩種不同的激發(fā)方式。不同的激發(fā)因素導(dǎo)致原始數(shù)據(jù)在子波相位方面存在差異。常規(guī)可控震源子波為零相位子波，炸藥震源子波為近似小相位的混合相位子波。而地表一致性反褶積處理理論基礎(chǔ)是針對小相位的，因此，需要將可控震源零相位子波小相位化。該次重復(fù)處理中，首先對兩種震源激發(fā)的資料在頻率、相位、能量等方面的差異進行了調(diào)查和分析，再采用小相位轉(zhuǎn)換技術(shù)對可控震源資料進行小相位化處理，消除了兩種震源資料之間存在的相位差。如圖5所示，小相位化后可控震源與炸藥震源在頻率相位方面近似，消除了不同震源激發(fā)造成的頻率相位特征差異，有利于后期反褶積的統(tǒng)一處理。在此基礎(chǔ)上，再進行地表一致性反褶積處理，使全區(qū)子波趨于一致。

圖5 小相位化前、后炮集對比圖

2.6 精細(xì)速度分析

1）通過試驗，優(yōu)化速度譜參數(shù)，提高速度譜的質(zhì)量。速度譜是速度分析的基礎(chǔ)，為了提高速度譜的質(zhì)量，處理中進行了充分的試驗，以盡可能地提高速度譜的可靠程度。

2）精細(xì)切除。由于該區(qū)復(fù)雜的地表條件和地下構(gòu)造，造成反射波同相軸及噪聲在CMP（共中心點道集）內(nèi)分布的復(fù)雜性，比如在山體兩側(cè)，正負(fù)炮檢距接收到的反射波信息可能會不一樣。在陡傾角反射時，不同的放炮方向和接收范圍也會造成有效反射信息存在較大差異，在很多時候，只是在CMP內(nèi)的某一偏移距范圍內(nèi)才能有效地反射。

3）經(jīng)野外靜校正和剩余靜校正，疊加剖面的效果得到明顯的改善，波組連續(xù)性和分辨率都得到了提高。速度分析是做好動、靜校正的關(guān)鍵，同時速度分析的準(zhǔn)確程度受信噪比的制約，因此三者是相輔相成的。速度分析與剩余靜校正及疊前去噪交替進行使速度分析更準(zhǔn)確，也使剩余靜校正的效果更好［8］。

4）先沿主測線方向進行速度分析，再沿聯(lián)絡(luò)測線方向進行速度分析，可以有效規(guī)避一些不合理的速度，大大提高速度趨勢的合理性。

3 處理效果分析

與原疊后偏移成果相比，研究區(qū)三維地震資料重復(fù)處理效果明顯改善，主要體現(xiàn)在以下兩個方面：①重復(fù)處理后，偏移歸位準(zhǔn)確可靠，解決了以前的欠偏移問題，地層接觸關(guān)系更清楚；②重復(fù)處理后，新疊前時間偏移剖面淺層信噪比有所提高，頻帶拓寬，特別是低頻段信號有所增強 （見圖6）。

圖6 西部某地區(qū)新、老處理剖面對比圖

4 結(jié) 語

采用處理技術(shù)、處理解釋一體化和區(qū)域地質(zhì)特征研究相結(jié)合的方法，對我國西部盆地部分區(qū)域三維地震資料進行了重復(fù)處理。重復(fù)處理結(jié)果與原疊后偏移成果相比，其淺層信噪比有所提高，頻帶拓寬、偏移歸位準(zhǔn)確可靠，解決了以前的欠偏移問題，使地層接觸關(guān)系更清楚，更有利于區(qū)域構(gòu)造和儲層研究。

通過該次三維地震資料的重復(fù)處理研究，深化了該類地層三維地震資料的處理精度和深度，提升了對高陡逆掩推覆體復(fù)雜斷塊地層的地質(zhì)認(rèn)識，為同類地層的研究奠定了基礎(chǔ)和提供了理論依據(jù)，具有重要的推廣意義和參考價值。

［1］熊翥.復(fù)雜地區(qū)地震資料處理思路 ［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2002.50～55.

［2］馮許魁，任尚斌，楊德興.復(fù)雜高陡構(gòu)造區(qū)變速成圖技術(shù) ［J］.石油地球物理勘探，2002，37（增刊）：172～175.

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3DSeismic Data Reprocessing Technology of High and Steep Overthrust Formation

ZHENG Ying－zhao，WAN De－h(huán)ui，MA Cai－qin，MA Sheng－li，YANG Jian－wei（First Author's Address：School of Energy Resources，China University of Geosciences，Beijing100083，China；Mud Logging International Department，GWDC，CNPC，Beijing100101，China）

The topographical conditions were complex in the west China，such as high and steep formation，various fault scarps and fault slopes and complex surface conditions，which caused difficulty for 3Dseismic data collection and processing，also of many uncertain factors were induced for structural and depositional reservoir study.In consideration of the difficulties and key problems of 3Dseismic data processing in the formation，3Dseismic data processing technology，such as statics correction，pre－stack multi－domain noise suppression，pre－stack time migration，amplitude preserved processing，phase position close－coupled processing and fine velocity analysis were deployed，in combination with the research results of area geological study；the 3Dseismic data in part of western basins of China were reprocessed.The result of former data process is integrated with that of new process，the signal－noise ratio in shallow formation is improved，frequency range is broadened，migration become more accurate and reliable，the problem of under migration is solved，the formation contact relationship becomes clearer.Thus it provides a reliable basis for 3Dseismic data interpretation and the study of structural features.

high and steep formation；overthrust；static correction；pre－stack migration；post－stack migration；fine velocity analyses

P631.44

A

1000－9752 （2012）03－0060－05

2011－11－27

鄭應(yīng)釗 （1971－），男，1994年西北大學(xué)畢業(yè)，高級工程師，博士生，現(xiàn)主要從事質(zhì)量管理工作和石油地質(zhì)綜合研究工作。

［編輯］ 龍 舟