一種基于OVT域的地震儲層預(yù)測方法

李紅星

(中國石油大慶油田有限責(zé)任公司，黑龍江 大慶 163712)

0 引 言

北一二排西區(qū)塊位于大慶長垣中部，目前剩余油高度分散，挖潛難度大，其中，河道砂體的描述精度是影響精細調(diào)整挖潛效果的一個重要因素，基于疊后地震資料的儲層預(yù)測只能解決約1/4的河道預(yù)測問題，難以規(guī)模推廣。為此，利用薩爾圖高密度寬方位地震資料的優(yōu)勢，開展基于疊前OVT(Offset Vector Tile)地震儲層預(yù)測方法研究，進一步提高河道砂體預(yù)測和描述精度。OVT 技術(shù)最早由Vermeer[1]在1998 年提出，隨后Cary等提出共炮檢距向量處理技術(shù)，國內(nèi)外很多學(xué)者對該技術(shù)做了一定研究[2-10]。目前OVT技術(shù)方法研究和應(yīng)用對象主要針對復(fù)雜斷裂系統(tǒng)識別和裂縫預(yù)測等[11-15]，儲層預(yù)測方面的應(yīng)用較少[16-21]。文中通過研究疊前OVT道集方位角、炮檢距分組分析、疊加窗口，分析了不同的疊加窗口對地震數(shù)據(jù)信噪比的影響，對比不同疊加窗口的儲層預(yù)測效果，優(yōu)選出最佳方位角和炮檢距疊加窗口，完成疊前OVT域地震儲層預(yù)測。

1 疊前OVT域地震儲層預(yù)測技術(shù)

OVT道集是十字排列道集內(nèi)的一個數(shù)據(jù)子集。眾所周知，十字排列可由正交觀測系統(tǒng)抽取出來，即把來自同一炮線和同一檢波線的所有地震道集合起來，因此，十字排列的個數(shù)與炮線和檢波線交點的數(shù)目一樣多，在一個十字排列中按炮線距和檢波線距等距離劃分得到許多小矩形，則每一個矩形就是一個OVT炮檢距向量片。顯然，OVT的大小由炮線距和檢波線距決定。因為每個OVT都是由沿炮線有限范圍內(nèi)的炮點和沿檢波線有限范圍內(nèi)的檢波點構(gòu)成，這2個范圍把OVT的取值限制在一個小的區(qū)域，即一個OVT由特定炮檢距和方位角范圍內(nèi)的地震道組成[3]。相對于常規(guī)疊前地震道集，OVT道集兼具炮檢距和方位角2類信息，且在一個OVT道集中，各地震道的炮檢距和方位角大致相同。疊前OVT域的地震儲層預(yù)測技術(shù)就是對疊前OVT道集開展方位角、炮檢距參數(shù)分組分析，不同方位角、炮檢距儲層敏感性分析及優(yōu)選，OVT道集部分疊加數(shù)據(jù)等OVT解釋方法研究，利用疊前OVT道集所含有的炮檢距和方位信息，進行儲層預(yù)測。

1.1 方位角、炮檢距參數(shù)分組分析

在OVT道集中，每個OVT數(shù)據(jù)相當(dāng)于一個單次覆蓋的疊加數(shù)據(jù)體，通常情況下，OVT數(shù)據(jù)集因未進行多次覆蓋疊加，疊前的方位角、炮檢距以及振幅、頻率等信息具有更好的保真性，由于內(nèi)部的噪音干擾相對嚴重，剖面信噪比較低，層間反射信息較弱，給后續(xù)的地震解釋造成了困難。盡管小炮檢距數(shù)據(jù)的信噪比好于大炮檢距剖面，但層間信息的連續(xù)追蹤仍然困難。為此，開展了OVT炮檢距與方位角參數(shù)分析與優(yōu)選，通過適當(dāng)增加方位角和炮檢距的浮動范圍，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。

1.1.1 方位角參數(shù)分組分析

取方位角區(qū)間為0～10 °、0～20 °、0～30 °、0～40 °進行分組成像分析(圖1)。由圖1可知，隨著角度間隔增大，信噪比逐步提高，橫向上同相軸逐步變得平滑，即平均效應(yīng)逐步增強，反映橫向非均質(zhì)特征的能力下降。角度間隔為10 °時，因覆蓋次數(shù)仍然較低，成像剖面中的噪音相對明顯；角度間隔為20°時的波組特征與間隔為10 °時的成像結(jié)果接近，且信噪比有所提高，考慮到后續(xù)還需在此基礎(chǔ)上進一步劃分炮檢距，信噪比還會降低，因此，選擇了信噪比稍高、間隔相對較小的20 °為最終角度分組參數(shù)。

圖1 不同方位角區(qū)間疊加地震剖面

考慮到方位角相差180 °時，地震射線路徑相同，因此，在方位角分組時，將地震道的方位角由0～360 °轉(zhuǎn)換為0～180 °。在此基礎(chǔ)上，以20 °的方位角間隔分組并進行偏移成像，得到9個成像數(shù)據(jù)體。

圖2為方位角分組疊加后的成像剖面。由圖2可知，0～20 °成像剖面在紅色實線橢圓圈內(nèi)的同相軸橫向變化比較均勻， 60～80 °的成像剖面在紅色實線橢圓圈內(nèi)的同相軸橫向顯示出弱、強、弱的變化趨勢，能夠較好地反映儲層的非均質(zhì)特征。采用20 °的間隔不會使儲層的非均質(zhì)特征因多道平均而被抵消。

圖2 方位角分組疊加后成像剖面

1.1.2 炮檢距參數(shù)分組分析

從疊前預(yù)處理后的CMP(Common Middle Point)道集可以看出(圖3)，隨著炮檢距的變化，地震資料的品質(zhì)出現(xiàn)較大差異。炮檢距小于900 m(近、中炮檢距)時，強反射層同相軸比較清晰，能量較強；炮檢距為900～1 500 m(遠炮檢距)時，反射層同相軸變模糊，反射能量變?nèi)酰胍裘黠@，但反射同相軸特征清楚，能夠反映儲層的地質(zhì)信息；當(dāng)炮檢距大于1 500 m時，信息被噪音淹沒，資料無法使用。因此，炮檢距分組只考慮炮檢距小于1 500 m的資料。

圖4為不同炮檢距成像的地層切片。由圖4可知，炮檢距間隔小于200 m時，因炮檢距范圍過小，地質(zhì)信息較亂；炮檢距間隔大于400 m時，細節(jié)信息體現(xiàn)較好；全炮檢距時，信息模糊不清。考慮到遠炮檢距能量弱，需適當(dāng)增加炮檢距范圍，因此，最終將炮檢距分為3組：100～500 m、500～900 m、900～1 500 m。

圖3 CMP道集

圖4 不同炮檢距成像的地層切片

1.2 OVT道集部分疊加數(shù)據(jù)優(yōu)選

通過上述方位角、炮檢距分析結(jié)果，得到9個方位角分組參數(shù)和3個炮檢距分組參數(shù)。地震資料中的炮檢距信息與河道的發(fā)育規(guī)模、地層中的巖性和流體成分等具有相關(guān)性，方位角信息與地層中的斷裂、河道的走向等的發(fā)育特征相關(guān)。不同目的層河道的發(fā)育規(guī)模及河道的走向不同，因此，優(yōu)選出不同炮檢距、方位角參數(shù)疊加進行儲層預(yù)測。采用地震沉積學(xué)方法制作地層切片，對不同參數(shù)的數(shù)據(jù)體預(yù)測結(jié)果進行分析評價，優(yōu)選出最適合某一目的層儲層預(yù)測的數(shù)據(jù)體。

首先，進行炮檢距參數(shù)優(yōu)選，制作3個炮檢距參數(shù)數(shù)據(jù)體地層切片，結(jié)合井點目的層砂體厚度信息及現(xiàn)有的地質(zhì)認識對3個不同炮檢距參數(shù)的數(shù)據(jù)體進行評價分析，優(yōu)選出炮檢距參數(shù)(圖5)。由圖5可知，近炮檢距地層切片反映的儲層信息更加清晰，連續(xù)性更好，更加符合地質(zhì)規(guī)律。針對這一目的層最終優(yōu)選近炮檢距參數(shù)進行進一步研究?；谂跈z距參數(shù)優(yōu)選結(jié)果開展方位角分組參數(shù)優(yōu)選，制作9個方位角參數(shù)數(shù)據(jù)體地層切片，對比各方位角參數(shù)數(shù)據(jù)體地層切片反映的儲層信息是否滿足地質(zhì)規(guī)律，結(jié)合地貌學(xué)理論進行方位角參數(shù)的評價分析，從而優(yōu)選出方位角參數(shù)(圖6，正北方位角為0 °)。由圖6可知，方位角為140～160 °的地層切片能夠識別出幾條窄小河道，其他切片反映的儲層信息不夠明顯或無反映，因此，確定該方位角為本目的層的最優(yōu)方位。在炮檢距參數(shù)和方位角參數(shù)確定后，就確定了OVT域部分疊加窗口參數(shù)為近炮檢距、方位角為140～160 °。這樣通過OVT域疊加窗口進行共反射點道集部分疊加就可得到最適合目的層儲層預(yù)測的地震數(shù)據(jù)體。

圖5 不同炮檢距地層切片對比

圖6 疊前不同方位參數(shù)地層切片

2 應(yīng)用實例

長垣油田北碚一二排西地震儲層預(yù)測以往應(yīng)用地震全疊加處理成果，所反映的地震信息為多個沉積單元或小層信息的綜合響應(yīng)，無效信息難以剝離，在應(yīng)用中存在振幅切片局部不能精細刻畫砂體邊界的問題。為此，嘗試應(yīng)用疊前OVT域地震儲層預(yù)測技術(shù)進行儲層預(yù)測。圖7為北一二排西某一目的層疊前(分方位部分疊加數(shù)據(jù))地層切片及基于疊前地層切片刻畫的沉積相帶圖與全疊加(疊后)地層切片及基于疊后地層切片刻畫的沉積相帶圖。圖7a、c分別為部分疊加和全疊加地層切片，能夠看出疊前地層切片預(yù)測出了幾條窄小的分叉河道(圖7a)，在全疊加地層切片上沒有明顯顯示(圖7c)。圖7a、c中綠色圓點代表鉆遇地震疊前地層切片識別的枝狀河道位置的井，共有18口，根據(jù)測井解釋結(jié)果，4口井有效砂巖厚度為1.0～2.0 m，8口井有效砂巖厚度為2.0～3.0 m，6口井有效砂巖厚度為3.0～4.0 m。井點砂巖厚度與(圖7a)疊前地層切片預(yù)測結(jié)果更加相符。圖7b、d分別是基于疊前、疊后地層切片刻畫的沉積相帶圖，在圖7d中可以發(fā)現(xiàn)很多孤立的砂體(井1、井2、井12、井13、井14、井16)，這些孤立砂體在圖7b中都得到合理的組合，這說明分方位角部分疊加的地層切片儲層預(yù)測結(jié)果更加符合地質(zhì)規(guī)律。

圖7 疊前疊后儲層預(yù)測效果對比

3 結(jié) 論

(1) 通過對疊前OVT道集進行精細的方位角和炮檢距組合分析，能夠確保偏移后成像的效果，使處理成果既能較好反映各向異性特征，又能保證同相軸可連續(xù)追蹤，為后續(xù)儲層預(yù)測工作提供最優(yōu)方位角和炮檢距參數(shù)的高質(zhì)量疊加地震數(shù)據(jù)。

(2) 地層切片分析表明，方位角和炮檢距窗口成像方法，能夠充分反映出疊前道集中所包含的隨方位角、炮檢距變化的儲層信息，與全疊加數(shù)據(jù)預(yù)測結(jié)果相比，河道砂體展布的清晰度得到改善。