東海西湖凹陷T氣田雙寬地震資料處理技術(shù)

劉曉暉 (中海石油(中國)有限公司上海分公司，上海 200335)

東海西湖凹陷為陸緣裂谷盆地，經(jīng)歷了古新世-始新世斷陷裂谷期、漸新世-中新世坳陷期及上新世至今區(qū)域沉降3個主要地質(zhì)歷史階段和甌江運動、玉泉運動和龍井運動等多次構(gòu)造運動[1～5]。自西往東可劃分為保俶斜坡帶、三潭深凹、中央反轉(zhuǎn)背斜帶、白堤深凹和東部斷階帶5個構(gòu)造單元。T氣田發(fā)育在東海西湖凹陷保俶斜坡平湖構(gòu)造帶中北段，東臨三潭深凹，西靠海礁隆起。所處的平湖大斷裂是平湖構(gòu)造帶的邊界斷裂，總體呈近SW-NE向雁列狀展布，延伸長度近百公里，斷距達數(shù)百米，為長期活動的同生斷層。西湖凹陷P氣田與T氣田交界處斷距最大，此處平湖主斷裂下降盤形成了深部(始新世)逆牽引構(gòu)造、斷鼻斷塊構(gòu)造和淺部(漸新世-中新世)擠壓背斜-斷背斜疊合成的復(fù)合型構(gòu)造，造成T氣田和P氣田相似的構(gòu)造背景和圈閉特征，構(gòu)造背景優(yōu)越，圈閉類型好。

近年來，海上地震資料采集已開始從窄方位采集向雙寬(寬頻寬方位)方向發(fā)展[6～9]。國內(nèi)的地震資料采集大部分還處于窄方位采集狀態(tài)，在某些條件允許的地區(qū)，開展了一些寬方位采集的試驗。實際應(yīng)用表明，寬方位觀測可以更有效地提高地震波場的能量照射，尤其在地質(zhì)條件復(fù)雜區(qū)、裂縫發(fā)育區(qū)能更好地發(fā)揮作用，具有較好的應(yīng)用前景[10,11]。通過采集寬方位地震資料可以大幅提高地震資料的采集質(zhì)量，增加資料的覆蓋次數(shù)，提高地震資料的分辨率，能夠更好地壓制多次波。雙寬地震采集是高精度地震勘探的發(fā)展趨勢，具有窄方位地震資料不可比擬的優(yōu)勢：寬方位采集可獲得完整的地震波場，特別是當跨越地下障礙物和消除地下陰影帶時，可以得到質(zhì)量更高的地震資料[12]；由于寬方位地震資料縱橫向分辨率都有所增加，采集腳印可以有效降低，可能更好地減少多次波；應(yīng)用寬方位采集的地震資料可以更好地研究振幅隨炮檢距和方位角的變化(AVO、AVA)，也可研究地層速度隨方位角的變化(VVA)，更有利于識別斷層、裂縫和巖性[13]；雙寬地震資料在各向異性發(fā)育區(qū)的裂縫預(yù)測、薄互層發(fā)育區(qū)的油藏描述等方面也有較大優(yōu)勢[14,15]。由于雙寬地震資料較普通地震資料增加了幾個數(shù)量級，數(shù)據(jù)管理和資料處理難度加大，導(dǎo)致采集成本增加，在目前低油價時期，如何經(jīng)濟有效地應(yīng)用雙寬地震資料，是亟需解決的問題[14]。

東海西湖凹陷T氣田所在構(gòu)造帶地質(zhì)條件復(fù)雜，經(jīng)過多次處理，成像一直不理想。為了獲得復(fù)雜斷塊的精細成像，解決常規(guī)地震資料在基底成像不清、砂體接觸關(guān)系和儲層連通性不明確等問題，2016年采集了雙寬地震資料，并通過多次波壓制技術(shù)、振幅恢復(fù)技術(shù)和疊前深度偏移技術(shù)，使地震資料品質(zhì)明顯提升，上下界面接觸關(guān)系更加清楚，地質(zhì)信息更加完整。

1 多次波壓制技術(shù)

多次波壓制一直是地震處理和解釋中的一個難題，隨著地震資料精度的不斷提高，多次波問題越來越受到人們的重視，在國內(nèi)外多次波壓制技術(shù)中，應(yīng)用最多的是時間域反褶積技術(shù)、F-K(頻率-空間)域多次波壓制技術(shù)及高精度Radon域多次波壓制技術(shù)[16～19]。

由于東海陸架盆地海水深度100m左右，海底較平，屬于淺水軟海底，易產(chǎn)生微屈多次波及多種層間多次波，對目的層有明顯影響，加上多為低幅構(gòu)造，多次波與地層產(chǎn)狀近似，因此多次波更加難以識別。為此，筆者采用以下步驟進行多次波壓制。

1)應(yīng)用常規(guī)的SRME(表面多次波壓制)技術(shù)去除自由表面多次波。

2)應(yīng)用MWD(基于水層建模理論)的多次模型自適應(yīng)相減技術(shù)壓制水底多次波，再應(yīng)用一維鬼波算子求逆去除地震數(shù)據(jù)的震源鬼波。其基本原理是根據(jù)震源深度得到一維鬼波算子，通過對該鬼波算子求逆，即可得到一維去震源鬼波所需濾波器，將該濾波器作用到輸入炮集上，再使用該方法去除震源鬼波，可有效加強數(shù)據(jù)中的低頻信號穿透(見圖1)。

3)采用高精度Radon域多次波壓制技術(shù)進一步壓制中遠偏移距的多次波。其基本原理如下：由于時間域的Radon變換保幅性較差，因此在頻率域進行Radon變換；對一定頻帶范圍內(nèi)的頻率，利用最小平方法進行計算，包括沿著各個拋物線進行疊加，即常曲率疊加；然后對所得到的譜進行空間反褶積，曲率大于給定門檻值的拋物線相對應(yīng)的同相軸被認定為多次波，曲率小于給定門檻值的拋物線相對應(yīng)的同相軸就被認定為一次波。為了得到更高精度的Radon 變換結(jié)果，采用共軛梯度法并通過反復(fù)迭代加權(quán)，最終獲得高精度的Radon 變換結(jié)果。

通過上述方法得到的結(jié)果為疊前深度偏移提供道集，再在CRP(共反射點)道集上進一步采用高精度Radon域多次波壓制技術(shù)去除中遠偏移距的剩余多次波(見圖2)，并最終完成近道多次波壓制，消除近道的剩余多次波。

2 振幅頻率恢復(fù)技術(shù)

頻率和振幅是儲層反演及油氣檢測最重要的參數(shù)[20～23]。地震信號頻率的低頻成分可信度高，有利于構(gòu)造的準確識別；地震信號的高頻成分更有利于識別砂體、確定準確的油水邊界、發(fā)現(xiàn)隱蔽油氣藏。如何獲得并處理好既有低頻信息又有高頻信息的寬頻保幅地震資料，是現(xiàn)階段勘探開發(fā)的研究重點。海上拖纜地震資料由于其采集方式的特點，地震子波受鬼波和氣泡震蕩影響，續(xù)至相位較多，在剖面上表現(xiàn)為虛反射較為嚴重、反射同相軸能量不聚焦、標志層反射不突出等。采用合理的子波處理技術(shù)，充分利用氣槍遠場子波，通過子波處理壓制氣泡效應(yīng)并開展零相位化處理，在此基礎(chǔ)上采用基于Radon變換的鬼波壓制技術(shù)去除鬼波。研究區(qū)目的層為平湖組及八角亭組至基底，高頻弱振幅有效信號對改善平湖組識別至關(guān)重要，低頻成分對改善基底及特殊巖性體成像具有關(guān)鍵作用。在子波處理過程中，針對目的層開展了反褶積參數(shù)的優(yōu)選，通過應(yīng)用合適的反褶積技術(shù)能夠適度增強低頻信號的能量，使基底反射更聚焦。經(jīng)過振幅頻率恢復(fù)后，有效波的低頻和高頻信息均得到擴展，成像效果明顯改善(見圖3)。

3 疊前深度偏移技術(shù)

地下地質(zhì)體為各向異性介質(zhì)，寬方位采集能更好地解決地下各向異性問題。傳統(tǒng)的窄方位地震資料只能觀測某一方向的速度變化，而寬方位數(shù)據(jù)充分考慮了方位角信息，可以觀測到不同方位引起的速度變化，從而解決方位各向異性問題。單一的成像速度不能對所有方位的數(shù)據(jù)準確歸位，只有通過高精度速度分析，利用寬方位成像速度進行偏移成像[24～27]。

疊前深度偏移處理技術(shù)主要包含6個步驟：疊前資料噪聲衰減、地震資料零相位化和氣泡去除、三維模型去除鬼波、共偏移距矢量(COV)數(shù)據(jù)規(guī)則及五維差值、速度模型的建立、寬方位角Q(品質(zhì)因子)補償?shù)娜S克西霍夫正交各向異性的疊前深度偏移。

疊前深度偏移處理技術(shù)的核心步驟是速度模型的建立。要想得到準確的速度模型，就要建立合理的初始速度模型，利用雙寬地震資料得到準確的速度模型是提高地震資料成像品質(zhì)的關(guān)鍵。雙寬地震資料的速度建模流程為：利用已有的地震資料的速度場作為初始速度模型，再利用全波形反演與多方位角層析反演更新至2000m深度，得到準確的背景速度模型；利用全波形反演從低頻開始更新，進一步更新速度模型；隨著頻率的上升，速度模型的分辨率和精度不斷提高，得到最終的速度模型(見圖4)。

4 應(yīng)用效果分析

東海西湖凹陷T氣田經(jīng)過雙寬地震資料處理后，品質(zhì)明顯提高，與窄方位舊資料相比，空間上反射能量強度分布一致，能夠更好地反映地下波場信息，連續(xù)性更好，信噪比更高，上下界面的接觸關(guān)系更加清楚(見圖5)，頻帶在低頻和高頻端均有所提高(見圖6)，地質(zhì)信息保留更加完整，空間保幅性也更好。

T氣田窄方位地震資料斷層落實較為困難，經(jīng)過雙寬地震資料處理后，地震剖面反射同相軸成像清晰，波組特征明顯，斷層成像清晰，基底反射清楚，資料品質(zhì)可靠(見圖7)。隨鉆資料顯示，Y1井在3737m處鉆遇斷層，與雙寬地震資料解釋結(jié)果一致。

從地震反演成果剖面來看，雙寬地震資料的縱波速度/橫波速度(vp/vs)剖面(見圖8)和砂巖概率剖面(見圖9)結(jié)果明顯優(yōu)于窄方位地震資料：圖8(a)和圖9(a)無法分辨出主要目的層A砂層和B砂層，但圖8(b)和圖9(b)卻能清晰地刻畫A砂層和B砂層。鉆井資料顯示的A砂層和B砂層結(jié)果與雙寬地震資料刻畫結(jié)果一致。

5 結(jié)論

1)針對東海西湖凹陷T氣田地質(zhì)條件復(fù)雜、儲層橫向變化大的特點，通過雙寬地震資料的采集，寬頻多次波的壓制、振幅頻率恢復(fù)技術(shù)和疊前深度偏移技術(shù)等相關(guān)處理手段，為準確落實研究區(qū)儲層分布提供了高品質(zhì)的地震資料。與常規(guī)窄方位地震資料相比，雙寬地震資料的頻帶更加豐富，信噪比、分辨率和保真度均有明顯改善，砂體的接觸關(guān)系和邊界更加清晰，更能滿足砂體的精細刻畫要求。

2)雙寬地震資料處理技術(shù)的實際應(yīng)用表明，該技術(shù)能夠有效提高地震資料品質(zhì)，使構(gòu)造和斷層的落實更加精確，儲層發(fā)育規(guī)律更加清晰，因此采集雙寬地震資料是東海二次三維地震資料采集的最有效方式，為東海其他復(fù)雜地質(zhì)條件地區(qū)提供了新的采集方式和處理思路。