基于復(fù)雜地表橫向一致性地震處理技術(shù)及應(yīng)用
——以西部某油田QS地區(qū)資料為例

，.

(中國石油吉林油田分公司英臺(tái)采油廠地質(zhì)研究所，吉林松原 138000)

隨著地震勘探的深入、勘探技術(shù)的發(fā)展、環(huán)境保護(hù)的要求，山前帶、過渡帶等地表?xiàng)l件變化大的地區(qū)，以前主要以構(gòu)造勘探為主，逐漸發(fā)展為巖性勘探；以往以井炮震源為主，現(xiàn)在發(fā)展為寬頻可控震源。隨著勘探程度的提高，對(duì)消除地表影響的地表一致性處理技術(shù)提出了新的要求，子波一致性處理和疊后分頻能量補(bǔ)償技術(shù)能較好解決過渡帶的地表影響，解決地表一致性問題。

1 問題的提出

隨著油氣勘探程度的不斷深化、勘探難度的不斷加深，以構(gòu)造油氣藏為主的技術(shù)方法逐漸發(fā)展為構(gòu)造、巖性油氣藏勘探的多元技術(shù)方法[1-2]。那么，構(gòu)造油氣藏勘探對(duì)地震資料處理的要求是提高信噪比、提高構(gòu)造體的成像精度，而巖性油氣藏的勘探技術(shù)是以提取地震屬性為主，構(gòu)造圈閉勘探階段的主要目的是對(duì)地下地質(zhì)構(gòu)造幾何形態(tài)進(jìn)行偏移歸位，獲得一個(gè)準(zhǔn)確的地下構(gòu)造成像[3]。所以，在地震數(shù)據(jù)處理的過程中只追求資料的信噪比，對(duì)損傷目標(biāo)體地震屬性的處理方法和技術(shù)要求相對(duì)較寬。而巖性油氣藏勘探對(duì)地震資料處理要求嚴(yán)格，其中對(duì)地震資料的保幅性處理技術(shù)要求更高[4-5]。

近年來，國內(nèi)外地球物理工作者開展了大量的相對(duì)保幅的地震資料處理研究，主要集中在各種處理技術(shù)的保幅性[6]。近地表Q補(bǔ)償能較好地解決橫向頻率波組的一致性，也能很好地補(bǔ)償能量，但近地表Q補(bǔ)償技術(shù)還在研究和試用階段，同時(shí)它不能改善資料信噪比引起的不一致性。

QS地區(qū)地表以起伏沙丘為主，西部為林帶，中東部為起伏沙丘(圖1)，沙漠占工區(qū)的70%；沙丘起伏較大，以近南北向條帶狀分布，部分為蜂窩狀沙漠。激發(fā)震源為可控震源。從原始資料分析，林帶資料信噪比高、低頻能量強(qiáng)，沙漠區(qū)信噪比低、能量衰減快、頻率特征分布正常；對(duì)比疊加剖面的信噪比、橫向能量變化，跟地表地貌特征一致，說明地表的激發(fā)接收條件造成了地震資料的橫向差異。

本區(qū)低降速層厚度變化大，在8～70 m之間，整體看西部沙丘薄，向東逐漸增厚；高速層頂界(330～360 m)呈西北低東南高的趨勢，整體上變化平緩。

對(duì)比不同地表的頻率特征(圖2)，林帶區(qū)低頻能量強(qiáng)，高頻能量相對(duì)弱；向沙漠區(qū)過渡，頻率帶逐漸變寬，各頻率成分能量趨于正常。

圖1 工區(qū)衛(wèi)星照片F(xiàn)ig.1 Satellite photos of the work area

對(duì)比疊加剖面的能量特征、信噪比和地表高程變化(圖3)，3張圖有很好的相似性。

檢查初疊加剖面(圖4)，西部林帶信噪比高、視頻率低，東部沙漠區(qū)信噪比低、頻率特征較好。通過以上資料分析，資料的橫向能量、信噪比、頻率波組特征不一致，主要是地表激發(fā)接收條件的差異造成的。消除橫向差異，改善地質(zhì)屬性的一致性，才能正確提取地質(zhì)屬性[5]。

2 處理方法

2.1 子波一致性匹配技術(shù)

林帶區(qū)低頻能量強(qiáng)，地表一致性反褶積不能很好地解決頻率特征的橫向一致性，處理中采用頻率特征子波匹配處理技術(shù)改善波組的橫向一致性[6]。子波匹配處理技術(shù)一般應(yīng)用于不同采集參數(shù)資料的連片處理上[7]，它能統(tǒng)一波組和頻率特征的一致性。而本工區(qū)資料采集參數(shù)一致，地表激發(fā)接收條件引起的波組特征不一致[8]。在處理中，首先對(duì)資料進(jìn)行對(duì)比，選擇地質(zhì)特征基本一致的剖面段，將剖面進(jìn)行拉平處理。圖5中紅框內(nèi)林帶區(qū)跟沙漠區(qū)地層特征基本一致，對(duì)不同的時(shí)窗、不同的道數(shù)、不同的匹配參數(shù)等進(jìn)行試驗(yàn)，求出最佳匹配算子，先在疊后數(shù)據(jù)上測試，如果疊后數(shù)據(jù)上林帶和沙漠資料特征基本一致，再在疊前數(shù)據(jù)上進(jìn)行測試，試驗(yàn)出最佳匹配子波，對(duì)林帶資料進(jìn)行褶積、疊加，對(duì)比匹配前后剖面，剖面面貌基本一致，說明匹配算子合適。由于采集參數(shù)相同，而橫向差異是地表低降速帶造成的[9]，因此，處理中只進(jìn)行振幅匹配處理，不進(jìn)行相位調(diào)整，林帶資料向沙漠區(qū)頻率波組好的地段匹配，這樣，剖面的頻譜特征一致，而相位不會(huì)改變。

圖2 不同地表的頻率特征Fig.2 Different surfaces spectruma.林帶炮集頻譜；b.林帶沙漠過渡帶炮集頻譜；c.沙漠區(qū)炮集頻譜；d.炮點(diǎn)的位置。

圖3 疊加數(shù)據(jù)體的能量分布Fig.3 The energy distribution of stack volume

圖4 初疊加剖面Fig.4 Raw stack profile

圖5 匹配道、時(shí)窗選擇Fig.5 Selection of match trace, time windows

2.2 疊后分頻能量補(bǔ)償技術(shù)

在野外地震采集中，地面上檢測到的地震響應(yīng)實(shí)際上是一個(gè)傳播信息和反射信息的混合物，而低頻信息主要決定傳播效應(yīng)，高頻信息決定反射效應(yīng)。由于不同頻率的地震波其衰減程度不同，因此，在地震資料處理上必須同時(shí)對(duì)不同成分的信息或不同頻率段的信息采取不同的處理策略[3]。

設(shè)H0與H1分別為理想低通濾波器與理想高通濾波器，利用H0、H1對(duì)信號(hào)依頻率段進(jìn)行分解，分別反映信號(hào)的概貌與細(xì)節(jié)。信號(hào)分解圖如圖6 所示。

圖6 信號(hào)分解圖Fig.6 Signal decomposition diagram

子波匹配處理對(duì)頻率波組特征有很好的改善作用，但橫向能量一致性沒有明顯改善，主要原因是林帶信噪比高，而沙漠區(qū)信噪比低，經(jīng)過高覆蓋疊加處理，信噪比高的更高，能量更強(qiáng)，造成橫向能量的明顯差異，不利于儲(chǔ)層巖性屬性的識(shí)別和檢測。

本次針對(duì)上述問題，在疊后處理時(shí)，先進(jìn)行疊后去噪，提高信噪比，使剖面信噪比達(dá)到基本一致，再進(jìn)行提高分辨率處理，這樣既提高了信噪比，又拓展了頻帶，滿足高分辨率處理的要求。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行分頻能量補(bǔ)償，極大地改善了橫向能量的一致性。

分頻能量補(bǔ)償首先是進(jìn)行分頻處理，在有效頻帶內(nèi)，按10～20 Hz一個(gè)頻段，測試一個(gè)較平緩的斜坡[10]，測試原則以分頻數(shù)據(jù)體再合并，數(shù)據(jù)沒有變化為準(zhǔn)。分頻后的數(shù)據(jù)體以平均能量道為模型道，求取每道的加權(quán)系數(shù)，應(yīng)用到分頻的數(shù)據(jù)道上進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償后的各分頻數(shù)據(jù)再進(jìn)行合并，形成新的數(shù)據(jù)體，這樣基本上補(bǔ)償了橫向能量的一致性。

3 應(yīng)用效果分析

疊前子波匹配處理對(duì)頻率波組特征有很好的改善作用，圖7a是匹配處理前的剖面，圖7b是匹配后的剖面，匹配后的林帶區(qū)跟沙漠區(qū)波組的橫向特征基本一致。從疊前子波匹配處理后的頻譜對(duì)比(圖8)上看，林帶的低頻能量得到較好的壓制，沙漠區(qū)頻譜沒有明顯變化，林帶沙漠區(qū)剖面的頻譜正常，跟沙漠區(qū)的頻譜基本一致。通過疊前子波匹配處理后，林帶的頻譜特征跟沙漠地區(qū)的頻譜基本一致，但橫向能量一致性沒有得到良好的改善(圖9)，子波匹配處理后，林帶低頻能量得到較好的壓制。不能徹底解決橫向能量不一致性，主要原因是林帶信噪比高，而沙漠區(qū)信噪比低，經(jīng)過高覆蓋疊加處理，信噪比高的更高，能量增強(qiáng)，造成橫向能量的明顯差異，不利于儲(chǔ)層巖性屬性的識(shí)別和檢測。

經(jīng)過疊后提高信噪比和分辨率處理，剖面橫向信噪比基本一致(圖10b)，橫向頻率特征也基本一致(圖10c)。根據(jù)資料特點(diǎn)和剖面的頻譜分布，質(zhì)控分頻補(bǔ)償剖面，對(duì)每個(gè)頻段的剖面能量進(jìn)行檢查，保證分頻剖面能量的橫向一致性，這樣既保證了橫向能量的一致性，同時(shí)也拓展了頻帶，提高了分辨率(圖10)。

圖7 匹配前后疊加剖面對(duì)比Fig.7 Comparison of stack profiles before and after matching

圖8 匹配前后剖面的頻譜特征Fig.8 Spectrum of stack profile before and after matching

經(jīng)過子波匹配處理和疊后分頻能量補(bǔ)償技術(shù)處理，橫向特征基本一致，成果數(shù)據(jù)相對(duì)保幅，滿足儲(chǔ)層預(yù)測的需求(圖11)。

圖9 匹配前后疊加剖面的橫向能量分布Fig.9 The energy distribution of the stacked volume before and after matching

4 結(jié)束語

由于地表激發(fā)和接收條件差異大，常規(guī)的處理方法無法滿足巖性勘探的需要。子波一致性匹配處理能很好地改善波組頻率一致性，而對(duì)于信噪比引起的能量差異，疊前補(bǔ)償處理達(dá)不到儲(chǔ)層預(yù)測的保幅要求，疊后分頻能量補(bǔ)償能較好地解決這種橫向不一致性，并且相對(duì)保幅。

子波一致性匹配處理成功的關(guān)鍵是認(rèn)真選擇地層特征相似的資料段，選擇測試合適的計(jì)算時(shí)窗，并在疊后剖面上反復(fù)測試，基本保持原沙漠區(qū)剖面頻率波組特征不發(fā)生明顯變化，再在疊前數(shù)據(jù)測試，以炮點(diǎn)或檢波點(diǎn)坐標(biāo)分界，使匹配的資料沒有分界，自然過渡。

圖10 分頻能量補(bǔ)償前后剖面的能量變化Fig.10 The energy of the profile before and after the frequency division energy compensation

圖11 分頻能量補(bǔ)償前后能量分布Fig.11 The energy distribution before and after the frequency division energy compensation

造成能量橫向不一致的主要因素是地表差異造成的信噪比差異，因此，分頻能量補(bǔ)償?shù)那疤崾窃谔岣咝旁氡鹊幕A(chǔ)上，盡量提高分辨率，統(tǒng)一橫向信噪比，再進(jìn)行分頻能量補(bǔ)償處理，做好質(zhì)控，保持好能量相對(duì)保幅，為油藏分析預(yù)測提供可靠的數(shù)據(jù)體。