疊前道集優(yōu)化處理在淺層氣預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

荊雅莉

（中國石油大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163712）

0 引言

近幾年，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，疊前AVO技術(shù)作為儲(chǔ)層和流體預(yù)測(cè)的新手段，已經(jīng)得到推廣應(yīng)用[1-2]，在國內(nèi)外淺層氣預(yù)測(cè)中取得較好應(yīng)用效果[3-4]。疊前CRP道集作為AVO屬性分析的主要輸入數(shù)據(jù)[5]，道集資料處理品質(zhì)對(duì)氣藏預(yù)測(cè)結(jié)果有較大影響[6]。通常，處理人員提供的CRP道集是經(jīng)過疊前時(shí)間偏移的共反射點(diǎn)道集[7-8]，基本消除了界面彎曲和傾斜地層對(duì)振幅的影響。疊前AVO屬性分析要求：道集在處理中保持反射波振幅相對(duì)強(qiáng)弱的關(guān)系；疊前偏移得到的CRP道集要更加平直、動(dòng)校拉伸效應(yīng)更小。這可以保證得到更寬的入射角范圍，使得AVO現(xiàn)象更易識(shí)別，同時(shí)也可減少偏移距在切除過程中的損失[9]。

疊前AVO屬性分析及彈性參數(shù)反演的理論基礎(chǔ)是Zoeppritz方程和它的各種簡(jiǎn)化式，Zoeppritz方程表明，有效信號(hào)在寬角度條件下隨著偏移距變化應(yīng)表現(xiàn)為拋物線特征，現(xiàn)階段衡量振幅保真度的標(biāo)志是看它的AVO規(guī)律是否滿足拋物線特征[10]。從雙相介質(zhì)方程也可得出有效信號(hào)呈現(xiàn)拋物線特征[11]。

本文以ALX為研究區(qū)，該區(qū)地震資料原始道集主要有以下問題：一是存在干擾噪音。由原始CRP道集產(chǎn)生的疊加剖面信噪比較低，產(chǎn)氣層處的低頻“亮點(diǎn)”特征不明顯，尤其是斷層附近反射同相軸不清楚。二是同相軸不平。在約650 ms以上淺層同相軸上翹，650 ms以下同相軸下拉，最大時(shí)差可達(dá)7 ms，從原始道集產(chǎn)氣層頂面提取的AVO數(shù)據(jù)點(diǎn)分布比較雜亂，拋物線規(guī)律不明顯。三是存在遠(yuǎn)道動(dòng)校拉伸問題。隨偏移距增加遠(yuǎn)偏移距道集存在頻率變低、同相軸“變胖”的現(xiàn)象。

針對(duì)此類問題，主要有2類解決辦法：對(duì)CRP道集進(jìn)行更精細(xì)的處理，盡量消除剩余時(shí)差的影響，提高CRP道集質(zhì)量[12-13]；在道集上進(jìn)行解釋性處理以提高道集質(zhì)量[14]。本文在AVO正演指導(dǎo)下，應(yīng)用有效優(yōu)化處理技術(shù)，采取多種解釋質(zhì)控手段，改善了疊前CRP道集品質(zhì)，突出了疊加剖面氣藏低頻“亮點(diǎn)”特征，提高了疊前AVO屬性預(yù)測(cè)氣藏的精度。

1 CRP道集處理技術(shù)

1.1 均值濾波去噪處理

實(shí)際道集在常規(guī)處理時(shí)，都會(huì)存在一定程度的噪音，去噪的目的是提高道集信噪比。本文采用一種改進(jìn)的均值濾波方法去除隨機(jī)噪音，認(rèn)為相鄰地震道相同時(shí)間的采樣點(diǎn)數(shù)值應(yīng)該比較接近，如果數(shù)值變大或變小，就很有可能受到噪音的干擾，通過對(duì)這些異常點(diǎn)的切除，就可以降低噪音影響。具體步驟：將疊前某個(gè)道集中某一時(shí)刻的相鄰道數(shù)據(jù)采樣點(diǎn)值進(jìn)行排序，去掉數(shù)值最大和最小的一部分采樣點(diǎn)，其他剩余采樣點(diǎn)的數(shù)值進(jìn)行平均，作為當(dāng)前中心道該時(shí)刻的采樣點(diǎn)數(shù)值。均值濾波計(jì)算公式為

式中：Δx為線間距，m；Δy為道間距，m；m，n 分別為線、道數(shù)，均取大于等于 3 的奇數(shù)；tk為時(shí)間，ms；為振幅平均值。

從道集去噪前后疊加剖面（見圖1）可看出，去噪后道集疊加剖面信噪比較原始道集疊加剖面有明顯提高，尤其是在大斷層附近，去噪后剖面同相軸更加連續(xù)、波組關(guān)系更加清晰。從去噪前后道集對(duì)比 （見圖2a，2b）可看出，該方法對(duì)有效信號(hào)破壞較少，噪聲得到較好去除，去噪后同相軸比較自然，各道振幅相對(duì)關(guān)系與原始道集保持一致。

圖1 道集去噪前后疊加剖面

1.2 無速度拉平處理

從本區(qū)原始CRP道集可看出（見圖2），大約600 ms以上淺層同相軸遠(yuǎn)近道時(shí)差相對(duì)較小，一般在2～3 ms。在600 ms以下，隨深度增加，遠(yuǎn)近道時(shí)差變大，最大可達(dá)7 ms。

圖2 道集優(yōu)化處理對(duì)比剖面

由Zoeppritz方程應(yīng)用條件可知，如果不進(jìn)行校正，會(huì)影響AVO屬性分析的效果。道集同相軸存在的剩余時(shí)差，主要來源可歸結(jié)為3個(gè)方面：一是動(dòng)校正方法本身有一定局限性；二是動(dòng)校正速度有誤差；三是薄層調(diào)諧及子波拉伸等因素的影響。其中動(dòng)校正速度誤差是造成CRP道集不平的最主要因素。

現(xiàn)有剩余時(shí)差校正技術(shù)多采用各向異性速度分析實(shí)現(xiàn)，但因各向異性參數(shù)求取困難，一直未能較好解決拉平問題。本次預(yù)處理在去噪后道集上采用基于同相軸自動(dòng)追蹤的道集拉平技術(shù)進(jìn)行拉平處理，基本原理是在疊前道集波形相似處提取顯著層位點(diǎn)，進(jìn)行層位自動(dòng)追蹤，獲得道集時(shí)移量進(jìn)行拉平校正，實(shí)現(xiàn)無速度下的剩余動(dòng)校處理。從拉平后道集可看出（見圖2c），600 ms以上的同相軸不平現(xiàn)象有所改善，600～800 ms剩余動(dòng)校處理后道集同相軸均得到較好的拉平，并且遠(yuǎn)道未產(chǎn)生拉伸畸變現(xiàn)象，不需要進(jìn)行切除處理，振幅的強(qiáng)弱關(guān)系與未拉平前保持一致，但遠(yuǎn)道動(dòng)校拉伸現(xiàn)象還存在。

1.3 遠(yuǎn)道動(dòng)校拉伸處理

在常規(guī)地震資料處理中，CRP道集近偏移距往往有較好的地下反射，由于偏移距較小，受動(dòng)校拉伸也較小，而遠(yuǎn)道受動(dòng)校拉伸影響較大，這一現(xiàn)象在淺層覆蓋次數(shù)較少時(shí)尤為嚴(yán)重。遠(yuǎn)道經(jīng)常表現(xiàn)為頻率降低、波形發(fā)胖及畸變現(xiàn)象。一種解決辦法是進(jìn)行大角度切除，這樣會(huì)損失遠(yuǎn)道信息，減少淺層目的層道數(shù)，對(duì)于覆蓋次數(shù)少的資料為保留遠(yuǎn)道一般不進(jìn)行大角度切除；另一種解決辦法是小角度切除，只去除畸變道，盡量保留遠(yuǎn)道信息，對(duì)于遠(yuǎn)道頻率變低現(xiàn)象需進(jìn)行補(bǔ)償校正處理。

解決遠(yuǎn)道頻率變低現(xiàn)象，須在道集拉平基礎(chǔ)上采用譜平衡方法對(duì)遠(yuǎn)道進(jìn)行補(bǔ)償校正處理[15]。其基本思想是：用標(biāo)準(zhǔn)道時(shí)頻特征為模板，其他道的時(shí)頻特征向其靠攏；利用時(shí)頻分析[16]的方法，將欲補(bǔ)償?shù)兰M(jìn)行時(shí)頻展開，參考標(biāo)準(zhǔn)道的時(shí)頻譜，在時(shí)頻譜上對(duì)遠(yuǎn)道所丟失的高頻能量信息進(jìn)行逐點(diǎn)補(bǔ)償，從而消除遠(yuǎn)道頻率變低的現(xiàn)象。由最終動(dòng)校拉伸處理后道集剖面上看出（見圖2d），經(jīng)過補(bǔ)償校正處理后，遠(yuǎn)道頻率變低現(xiàn)象得到較好校正，尤其是氣層頂面振幅隨偏移距增加逐漸變大的現(xiàn)象更加明顯，這樣可充分利用遠(yuǎn)偏移距信息，有效提高AVO反演的穩(wěn)定性和精度。

2 應(yīng)用效果分析

道集優(yōu)化處理的標(biāo)準(zhǔn)是看處理后CRP道集的AVO曲線是否呈拋物線形式。除此之外，還應(yīng)該進(jìn)行一些輔助性評(píng)價(jià)，主要看氣藏在優(yōu)化處理后的疊加剖面上“亮點(diǎn)”特征是否更加明顯，振幅屬性刻畫地質(zhì)現(xiàn)象及疊前AVO氣藏預(yù)測(cè)精度等方面是否比未處理前有提高，必須從多個(gè)角度進(jìn)行評(píng)價(jià)，才能證明道集優(yōu)化處理的有效性。

2.1 AVO曲線對(duì)比

從最終優(yōu)化處理道集可看出，原始道集存在的同相軸不平及遠(yuǎn)道動(dòng)校拉伸現(xiàn)象得到較好改善。從優(yōu)化處理后道集產(chǎn)氣層頂面提取的實(shí)際AVO數(shù)據(jù)點(diǎn)比較收斂（見圖3），具明顯拋物線特征，與正演AVO曲線一致，說明優(yōu)化處理后道集上的AVO特征更加明顯。

圖3 正演道集及AVO曲線

2.2 疊加剖面對(duì)比

從優(yōu)化處理前后道集的疊加剖面對(duì)比（見圖4）可以看出，優(yōu)化處理前剖面上氣藏的低頻“亮點(diǎn)”特征不明顯，氣藏邊界不清晰，整體信噪比較低，存在較強(qiáng)的“雨刷狀”噪音。在優(yōu)化處理后的剖面上，氣藏低頻“亮點(diǎn)”特征非常明顯，噪音得到較好去除，剖面信噪比得到改善。

2.3 平面振幅屬性對(duì)比

由優(yōu)化處理前后疊加數(shù)據(jù)的平面振幅屬性對(duì)比可看出（見圖5），優(yōu)化處理后疊加數(shù)據(jù)目的層平面振幅屬性刻畫水下分流河道及砂壩邊界更加清楚，在研究區(qū)西部和南部清晰可見多條水下分流河道。

2.4 疊前AVO氣藏預(yù)測(cè)精度分析對(duì)比

ALX工區(qū)目的層為薩爾圖油層，早期薩二、三組為濱淺湖沉積，晚期薩一組為三角洲前緣沉積，儲(chǔ)層以 水下分流河道砂、濱淺湖砂壩、席狀砂為主。

圖4 道集優(yōu)化處理前后疊加剖面

圖5 道集優(yōu)化處理前后疊加數(shù)據(jù)平面屬性對(duì)比

研究區(qū)內(nèi)共有鉆井30口，其中工業(yè)氣井14口，水井16口。該區(qū)氣藏主要是微幅度構(gòu)造控藏，為弄清該區(qū)氣藏平面分布規(guī)模，在AVO正演分析的基礎(chǔ)上，確定應(yīng)用疊前AVO屬性分析的P＋G屬性作為氣藏預(yù)測(cè)的最佳屬性組合，分別應(yīng)用優(yōu)化處理前后的道集開展疊前AVO氣藏預(yù)測(cè)（見圖6）。

圖6 道集優(yōu)化處理前后疊前AVO氣藏預(yù)測(cè)

由圖6看出，工區(qū)中部的Du13井位于大斷層的下降盤，處于全區(qū)最低處，鉆井未鉆遇氣層，但預(yù)測(cè)結(jié)果顯示從該井往南直到Du69井處有含氣異常，預(yù)測(cè)結(jié)果與成藏規(guī)律明顯不符，同時(shí)在北部的Du617井、南部的Du616井處預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)鉆情況均不符合，氣藏預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)井符合率為67%。在優(yōu)化處理后道集提取的P＋G屬性氣藏預(yù)測(cè)圖上，Du13井至Du69井區(qū)、Du602至 Du617井區(qū)、Du616井區(qū)、Du5-3及 Du5-4井區(qū)氣藏預(yù)測(cè)結(jié)果與已鉆井一致，鉆遇工業(yè)氣流井均具有較強(qiáng)的AVO異常，并且異常區(qū)與微幅度構(gòu)造較好疊置，統(tǒng)計(jì)對(duì)井預(yù)測(cè)符合率為83%。

從氣藏預(yù)測(cè)符合率統(tǒng)計(jì)情況可看出，應(yīng)用優(yōu)化后道集提取的AVO屬性預(yù)測(cè)氣藏的精度明顯提高，進(jìn)一步證明了道集優(yōu)化處理對(duì)疊前AVO預(yù)測(cè)氣藏效果的重要性。

3 結(jié)束語

疊前CRP道集品質(zhì)對(duì)疊前AVO反演的結(jié)果影響較大。常規(guī)處理提供的CRP道集一般存在噪音、同相軸不平及遠(yuǎn)道動(dòng)校拉伸的現(xiàn)象，而目前所有的疊前反演方法均基于Zoeppritz方程和它的各種簡(jiǎn)化式，對(duì)疊前道集品質(zhì)的要求較高。為提高AVO反演的精度，必須對(duì)道集進(jìn)行保真優(yōu)化處理，便于在處理完成后能從多個(gè)角度進(jìn)行質(zhì)控分析，同時(shí)結(jié)合地質(zhì)認(rèn)識(shí)及成藏規(guī)律對(duì)處理效果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，如未達(dá)到反演要求可進(jìn)一步有針對(duì)性地優(yōu)化處理參數(shù)，目的是最大限度提高道集資料的品質(zhì)。

本文實(shí)例分析得出，應(yīng)用優(yōu)化處理后道集能提高地震屬性刻畫河道等地質(zhì)現(xiàn)象的能力，在疊加數(shù)據(jù)上氣藏的低頻“亮點(diǎn)”特征更加明顯，最重要是提高了疊前AVO屬性預(yù)測(cè)氣藏的精度。

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