高郵凹陷阜三段隱蔽油藏保幅處理方法及應用

郭廷超，許 沖，施興剛，李紅彩

（中國石化江蘇油田分公司物探研究院，江蘇 南京 210046）

高郵凹陷阜三段經(jīng)過多年的勘探，累計發(fā)現(xiàn)探明儲量超過3 000×104t，油氣發(fā)現(xiàn)除陳堡油田外，主要集中于北斜坡東部的沙花瓦地區(qū)，在阜二段有效烴源范圍內(nèi)，還存在著大片儲量發(fā)現(xiàn)空白區(qū)，潛力較大。高郵凹陷阜三段主要為三角洲前緣亞相的沉積特征，砂泥薄互層而造成地震反射特征的連續(xù)性差［1］，反射弱；輝綠巖穿層侵入，加劇了這種弱反射特征。同時阜三段砂體薄，儲層在地震資料上響應不明顯，高郵凹陷阜三段儲層地震預測是一個“瓶頸”問題。

為了有效預測此類儲層，要求有“三高”（高保真度、高信噪比、高分辨率）［2］地震資料作保證。目前國內(nèi)外針對這類儲層通常采用疊前寬頻保幅處理技術提高資料品質(zhì)，即在疊前保幅處理的基礎上，拓寬有效信號頻寬，達到在保持較高信噪比的前提下，提高地震記錄分辨率的目的［3］。

在此思路下，針對高郵凹陷阜三段儲層“薄”和“弱”的特點，本文經(jīng)過大量的分析和試驗，研究和應用曲波域保幅去噪、時變譜模擬反褶積等兩項針對性關鍵技術，并結合高郵地區(qū)三維資料本身存在的問題，將關鍵技術與其他處理技術相結合，形成了“三維一體”保幅處理框架及適應性處理流程，取得了非常好的效果。

1 曲波域保幅去噪技術

干擾波的存在對高郵凹陷阜三段儲層成像處理影響較大，從地震資料上分析面波的影響全區(qū)存在，而多次波影響在局部地區(qū)較大，另外從疊加和偏移成果剖面上分析阜三段儲層雜亂無章的噪音影響也十分嚴重。面波和層間多次波在本次研究中利用體模式去噪技術和廣義多次波衰減（GSMP）方法，取得了較好的效果。針對阜三段波組信噪比低、隨機噪音較強的問題，采用曲波域噪音衰減技術［4］，對含噪音數(shù)據(jù)進行曲波分解，得到各頻率層段并設定相應的閾值進行相應的處理，再進行曲波反變換。該技術的優(yōu)勢在于它是在時頻域分析地震數(shù)據(jù)，可以更好地識別與壓制噪音。

圖1是針對阜三段弱反射應用曲波變換壓制隨機噪音效果圖，從圖中可知，曲波變換可以在去除噪音的同時有效地保護有效信號，提升阜三段弱反射的成像效果。

圖1 曲波變換去噪效果對比

2 時變譜模擬反褶積技術

進行阜三段巖性油藏儲層預測和描述，對地震資料的分辨率有很高的要求。但是高郵凹陷的地震資料原始頻率很低，阜三段主頻一般在18 Hz 左右，目前疊前通過反Q 濾波、地表一致性反褶積或穩(wěn)健反褶積等方法提高分辨率，分辨率雖然有較大的提高，仍不能滿足阜三段巖性油藏儲層預測的要求。針對阜三段地震資料應用時變譜模擬反褶積技術［5］，進一步拓展頻寬，提高阜三段分辨率，有利于阜三段儲層預測和描述。

基于S變換優(yōu)異的時頻局域性和傳統(tǒng)譜模擬方法良好的穩(wěn)定性，將傳統(tǒng)譜模擬方法擴展到復頻域（S 域），在時頻變換域提取隨時間變化的子波振幅譜，進而可以獲得時變的零相位子波［6］，進行時變的提高分辨率處理。

在時變子波估計過程中，考慮到地層裂縫、孔隙中充填流體等引起的時變子波譜的能量的異常，而時變子波譜上這些局部異常恰恰是后續(xù)儲層預測研究的重點目標區(qū)域，在用于提高分辨率處理的時變子波上消除該局部異常，以保證提高分辨率結果中該異常不受影響。

圖2 為時變譜模擬反褶積前后的剖面對比，從圖中可以看到阜三段視覺分辨率明顯提高。時變譜模擬反褶積前后的頻譜分析來看，在-20 dB 處頻譜拓展約8 Hz左右（圖3）。

圖2 時變譜模擬反褶積前效果對比

圖3 時變譜模擬反褶積前頻譜對比

3 “三維一體”保幅處理框架

面向隱蔽油藏勘探及高郵凹陷阜三段儲層目標的地震資料處理，關鍵要解決好如下幾個關鍵問題:①火成巖侵入或屏蔽造成阜三段部分區(qū)段呈空白狀；②層間多次波對阜三段的影響；③阜三段內(nèi)幕信噪比低，保護低頻去噪，提高高頻段信噪比；④阜三段內(nèi)幕反射信號弱；⑤不同年度施工的三維一致性和拼接問題；⑥CRP 道集優(yōu)化處理，提高分辨率、信噪比及反演精度。針對關鍵問題，結合阜三段內(nèi)幕特征和儲層特點，重點研究對應的處理技術，形成“三維一體”保幅處理框架，主要有如下的特點:

3.1 體模式保幅去噪

高郵凹陷阜三段埋深一般在中深層，地震資料品質(zhì)受面波的影響較大，如何壓制面波，突出有效信號，保護低頻信號是攻關重點。根據(jù)面波的分布范圍、頻率特性、能量、速度等特征，將數(shù)據(jù)從炮域重新編排為十字交叉域，面波在體上表現(xiàn)為錐體，從時間切片上看面波集中在一個圓形內(nèi)［7］。然后采取非均勻相干噪音壓制處理方法對噪音進行壓制，利用真實坐標信息驅(qū)動，能很好地適應不規(guī)則采集系統(tǒng)，同時處理中采用了防假頻FX 扇形濾波器，并可以基于噪音分頻壓制。該方法優(yōu)于以往應用的FX 域噪音壓制方法等非體模式下的去噪方法。如圖4 所示，經(jīng)體模式去噪處理后阜三段內(nèi)幕有效信號能量增強，并且從殘差中可以看到無有效信號被衰減，另外與非體模式下去噪方法相比，在低頻端保護了更多的信息。

圖4 體模式保幅去噪方法應用效果

3.2 低高頻信息雙向拓展

低頻信息在深部地層成像、反演以及在儲層精細描述中的重要作用近兩年才重視起來。此次研究和應用穩(wěn)健反褶積技術、時變譜模擬反褶積技術等提高高頻端信號的信噪比，提高分辨率。另外，重點攻關研究對低頻信號的缺失特征分析、低頻信號對關鍵處理環(huán)節(jié)影響、低頻信號的保護方法、基于壓縮感知理論的低頻拓展技術等。圖5為壓縮感知低頻補償，根據(jù)帶限的地震數(shù)據(jù)反演反射系數(shù)，使用反射系數(shù)的低頻補償?shù)卣饠?shù)據(jù)的低頻，補償后振幅譜上可以看出低頻信息能量明顯增強。圖6為雙向拓頻后，從頻譜分析看，雙向拓頻處理比常規(guī)處理低頻拓展了3 Hz 左右，高頻拓展了8 Hz 左右，從成果剖面看，經(jīng)過雙向拓頻處理后，阜三段內(nèi)幕反射由“連續(xù)性好”轉(zhuǎn)變?yōu)椤半s亂”的現(xiàn)象是實際地質(zhì)現(xiàn)象的真實反應，更好地體現(xiàn)了巖性的變化，且本次成果與合成記錄在LL2井全井段的匹配度都比較高。

圖5 壓縮感知低頻補償處理

圖6 雙向拓頻處理前后對比

3.3 弱反射成像

利用正演模擬分析儲層特征和阜三段反射特征，分析阜三段反射弱的原因，以及火成巖對阜三段的影響，在做好球面擴散補償，地表一致性振幅補償?shù)幕A上，研究和應用透射補償、基于Hilbert-Huang變化（HHT）的補償技術以及剩余振幅補償技術等振幅均衡處理［8］，提高阜三段內(nèi)幕成像品質(zhì)。圖7a 是經(jīng)過基于Hilbert-Huang 變化（HHT）的補償技術及剩余振幅補償技術處理后的偏移成果，與以往處理成果對比，阜三段內(nèi)幕反射能量明顯增強，消除了部分由于能量不均引起的偏移噪音，成像品質(zhì)明顯改善。

圖7 阜三段弱反射信號成像處理前后對比

3.4 五維數(shù)據(jù)規(guī)則化處理

在地震勘探中，由于各種因素的限制和影響，采集數(shù)據(jù)不能滿足空間規(guī)則性采樣的要求，以研究區(qū)塊內(nèi)某三維拼接處理為例，SNX 高精度三維覆蓋次數(shù)達到了480 次，而MJZ 三維覆蓋次數(shù)只有30次，巨大的差距會造成能量的差異，同時會引起偏移畫弧，影響了資料的一致性。

本文針對性的研究和應用“三化”技術，即高覆蓋次數(shù)資料退化，重復處理參數(shù)優(yōu)化及數(shù)據(jù)規(guī)則化，特別是采用五維規(guī)則化技術。五維數(shù)據(jù)規(guī)則化［9］利用空間真實坐標，利用數(shù)據(jù)的五個維度（x，y，t，偏移距，方位角）信息，進行規(guī)則化處理，增加炮道密度，改善面元屬性，可有效地壓制噪聲、降低空間假頻，解決由于能量、覆蓋次數(shù)等因素不一致造成的偏移畫弧問題。

圖8 是通過三化處理前后的成果剖面對比，紅框內(nèi)以往是30 次覆蓋，兩邊是高覆蓋次數(shù)，造成偏移畫弧而不成像，而經(jīng)過三化處理后消除了這一影響，成像效果有很大的改觀。圖9 為針對阜三段提取的均方根振幅屬性，圖9a為未進行五維規(guī)則化處理的屬性，明顯存在拼接痕跡，而經(jīng)過五維規(guī)則化處理后阜三段振幅屬性一致性明顯增強（圖9b）。

圖8 “三化”處理前后剖面對比

圖9 “三化”處理前后阜三段均方根振幅屬性對比

3.5 “點線面體”三維一體保幅評價

面向阜三段隱蔽油藏地震資料處理，除了建立針對性和實用性強的流程外，更重要的是保證資料處理的每一步都是保真或保幅的，也就是說處理的成果要同時滿足分辨率和高保幅的要求，從而提高地震資料對高郵凹陷阜三段儲層“薄”“小”等砂體的識別能力，滿足砂體預測和油氣檢測的要求。本次研究從點線面體等“三維一體”進行質(zhì)量控制和保幅評價［10］?！包c”即炮點、檢波點、共反射點、井點等方面進行質(zhì)控和保幅評價；“線”即從主測線、聯(lián)絡線、過井隨機線等進行監(jiān)控；“面”即對一定時窗內(nèi)的振幅、頻率等屬性進行分析；“體”即通過處理解釋一體化，對關鍵步驟進行反演，形成相應的屬性體，從而判斷處理技術的保幅性和有效性。

采用的監(jiān)控方法有殘差法、時頻分析法、振幅比、切片法、AVO 屬性、阻抗反演、合成記錄等評價方法［11］，并針對每一個處理關鍵步驟按照實用性和適應性的原則制定保幅處理分析評價流程（圖10），嚴格按照三級質(zhì)控的要求進行質(zhì)控，保證處理的質(zhì)量和效果。

圖10 三維一體保幅處理框架

4 應用及效果分析

通過攻關研究，形成了一套針對高郵凹陷阜三段儲層成像的處理流程，并在高郵凹陷LiuL、XLZ等地區(qū)取得了很好的效果，主要效果體現(xiàn)在三個方面的提升。

4.1 縱向分辨率提升

阜三段內(nèi)部成像清楚，信息豐富。圖11a 是經(jīng)過本文方法處理的剖面，與上一輪處理（圖11b）對比，本文方法處理的剖面阜三段內(nèi)幕視覺分辨率明顯提高，信息比較豐富，目的層段的頻譜分析也顯示頻寬拓展8 Hz左右，達到了雙向拓頻的目的。

圖11 高郵凹陷阜三段地震剖面對比

4.2 橫向分辨率提升

砂體側向疊置現(xiàn)象更清晰，有利于開展地震相解釋。圖12 顯示應用本次研究處理成果圖12a 與以往處理成果圖12b 剖面對比，該剖面過LL2 井，圖中藍色箭頭所示，由于分辨率提高后砂體疊置關系更加清楚。

圖12 高郵凹陷阜三段地震剖面彩色顯示

4.3 反演成果分辨率提升

圖13展示地震剖面與阜三段反演疊置圖，反演分辨率提高，有助于提高定量預測精度，且地震剖面反射特征與地下巖性特征吻合度較高。

圖13 高郵凹陷阜三段地震剖面與反演剖面疊合顯示

5 結論

高郵凹陷阜三段主要為三角洲前緣亞相的沉積特征，砂泥薄互層發(fā)育，阜三段同相軸表現(xiàn)為偏弱的波組特征。存在的主要問題是阜三段內(nèi)幕信噪比低、分辨率不夠。本文以高郵凹陷阜三段隱蔽油藏保幅成像為目標，建立一套針對高郵凹陷阜三段“三維一體”保幅處理技術框架和保幅評價方法。其中，曲波變換技術壓制隨機噪音同時保護弱有效信號，提升阜三段內(nèi)幕弱反射同相軸的信噪比；基于S變換的譜模擬時變反褶積方法同常規(guī)反褶積方法串聯(lián)使用，在常規(guī)反褶積基礎上頻寬拓展8 Hz 左右，進一步提高阜三段分辨率，更有利于識別薄砂體。在高郵凹陷LiuL、XLZ 等地區(qū)應用本文保幅處理方法阜三段成像效果提高明顯，同老成果相比阜三段頻寬拓展8～9 Hz，LL2井砂體預測結果和測井吻合度高，有力支撐高郵凹陷阜三段隱蔽油藏的勘探突破。