一體化質(zhì)控的寬頻保幅處理技術(shù)在西湖凹陷S氣田的應(yīng)用

王臘梅

中海石油（中國）有限公司上海分公司 上海 200335

0 引言

東海西湖凹陷S氣田位于西湖凹陷平湖斜坡帶南區(qū)，整體為一弧形斷層控制的斷背斜構(gòu)造，呈NNE—SW向展布。S氣田距離優(yōu)質(zhì)烴源巖近，具有較好的油氣聚集條件，主要含油氣層系為始新統(tǒng)平湖組P1—P11層和漸新統(tǒng)花港組H5—P8層，目的層埋深2 700～4 000 m。花港組以中孔中滲儲(chǔ)層為主，平湖組以低孔—特低孔、中—特低滲儲(chǔ)層為主。已投產(chǎn)多口工業(yè)氣井，整體開發(fā)效果好，展現(xiàn)出較大的天然氣勘探開發(fā)潛力。

S氣田研究目的層跨度大，沉積的差異造成儲(chǔ)層厚度差異大，所鉆遇油氣層中既存在厚度在10 m左右薄砂層，也有發(fā)育厚度在70 m以上的厚層砂巖，儲(chǔ)層縱向非均質(zhì)性較強(qiáng)。原始野外三維地震數(shù)據(jù)采集時(shí)間較早、資料品質(zhì)較差，主要表現(xiàn)為:①縱向分辨率低，導(dǎo)致薄砂體預(yù)測及其邊界的準(zhǔn)確刻畫困難重重；②受地震資料品質(zhì)差的影響，地震有效頻帶寬度窄，導(dǎo)致厚層儲(chǔ)層內(nèi)部結(jié)構(gòu)難以精細(xì)描述。理論上地震波高頻信號(hào)反映了薄層砂體的地震響應(yīng)，而低頻地震信號(hào)可以反映厚層砂體的地震響應(yīng)[1-3]。以往海洋地震資料處理，往往對(duì)低頻信息的關(guān)注不足，更多的是針對(duì)薄儲(chǔ)層的精細(xì)預(yù)測，進(jìn)行提高分辨率處理[4-7]，很少針對(duì)不同厚度的儲(chǔ)層類型開展針對(duì)性的處理。如何得到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(diǎn)。

高保真的地震信號(hào)是儲(chǔ)層反演的基礎(chǔ)[8-12]。高精度的儲(chǔ)層反演需要地震數(shù)據(jù)具有較高的信噪比、分辨率及振幅保真。地震資料的分辨率不僅僅是主頻高，而是要求地震數(shù)據(jù)頻率信息豐富、高頻和低頻信息真實(shí)可信[13-15]。對(duì)于該區(qū)儲(chǔ)層而言，儲(chǔ)層層系多，厚度差異大，砂體相變快，儲(chǔ)層物性差異明顯。對(duì)于地震數(shù)據(jù)而言，干擾波直接影響地震資料信噪比，鬼波帶來的頻譜上的陷波影響且地震數(shù)據(jù)頻帶窄[16-17]，多次波的普遍發(fā)育導(dǎo)致地震同相軸的構(gòu)造假象和振幅假象[18-20]。針對(duì)該區(qū)儲(chǔ)層的復(fù)雜性，筆者在處理過程中，結(jié)合目的層儲(chǔ)層特征，開展寬頻保幅處理，加強(qiáng)對(duì)處理技術(shù)方法和參數(shù)試驗(yàn)的一體化質(zhì)控，提高信噪比，盡可能多地保留有用信息，讓不同的頻率信息都能反映出該區(qū)的儲(chǔ)層特征。

1 一體化質(zhì)控的寬頻保幅處理技術(shù)

1.1 高保真疊前干擾波壓制

研究區(qū)屬于近海海域，干擾波發(fā)育。有效信號(hào)與各種干擾波混疊在一起，導(dǎo)致地震數(shù)據(jù)有效信號(hào)難以識(shí)別。本次疊前壓制干擾波處理有2個(gè)重點(diǎn)：

1）做好低頻端地震信號(hào)的信噪分離。低頻端發(fā)育的干擾波主要為涌浪干擾。原始地震數(shù)據(jù)的涌浪干擾在全頻數(shù)據(jù)上表現(xiàn)不明顯，但在低頻掃描數(shù)據(jù)上表現(xiàn)較為清楚。由于涌浪干擾的存在，低頻有效信號(hào)被淹沒其中，低頻端地震資料信噪比極低。此外，低頻有效信號(hào)能量在全頻數(shù)據(jù)上表現(xiàn)為能量較弱，全頻帶數(shù)據(jù)的質(zhì)控很難對(duì)干擾波的壓制質(zhì)量進(jìn)行準(zhǔn)確地判斷，影響干擾波壓制參數(shù)的科學(xué)性和合理性。對(duì)于研究區(qū)的厚儲(chǔ)層而言，低頻端地震資料的信噪比對(duì)于儲(chǔ)層預(yù)測非常重要，低頻信號(hào)缺失會(huì)影響儲(chǔ)層反演過程中對(duì)儲(chǔ)層厚度判斷的誤差。因此，針對(duì)低頻涌浪噪音，在涌浪噪音分布的頻率范圍內(nèi)分頻檢測，在其出現(xiàn)的頻帶內(nèi)識(shí)別和壓制涌浪噪音的能量，達(dá)到去除干擾的目的。圖1為綜合干擾壓制前后單炮及去除的干擾噪音，可以看到全頻單炮上去除前后差異不大，但從低頻 7 Hz去除前后的單炮上可以看到，較好地實(shí)現(xiàn)了低頻端反射信號(hào)與干擾的信噪分離，低頻端信噪比得到明顯提高，較好地滿足了厚儲(chǔ)層精細(xì)刻畫對(duì)低頻信號(hào)的需求。

圖1 干擾波壓制前后炮集對(duì)比圖

2）充分挖掘原始數(shù)據(jù)大入射角信息的潛力，提高大入射角區(qū)地震資料信噪比，提高最終CRP道集AVO響應(yīng)特征。大入射角區(qū)發(fā)育較為嚴(yán)重的線性干擾，該干擾能量強(qiáng)、頻帶寬、線性規(guī)律較強(qiáng)。同時(shí)，遠(yuǎn)道地震信息更有利于接收陡傾角反射信號(hào)。保護(hù)好大入射角區(qū)的反射信號(hào)對(duì)于提高斷面成像、提高疊加次數(shù)、保護(hù)道集數(shù)據(jù)的AVO特征具有重要意義。本次處理針對(duì)研究區(qū)厚儲(chǔ)層及薄儲(chǔ)層預(yù)測的需求，采取分頻線性干擾壓制技術(shù)較好去除了大入射角區(qū)折射線性干擾，有效恢復(fù)了遠(yuǎn)道地震反射信息。原始資料最大炮檢距4 000 m。通過對(duì)大入射角區(qū)干擾波的有效壓制，使得淺層有效入射角從30°增大到50°，最終疊前偏移CRP道集轉(zhuǎn)角道集所獲得的大入射角信息可靠性增強(qiáng)（圖2）。利用豐富的入射角信息開展疊前反演，借助vp/vs屬性剖面開展一體化質(zhì)控。可以看到對(duì)薄儲(chǔ)層刻畫的準(zhǔn)確度明顯提高（圖3）。

圖2 線性干擾壓制道集對(duì)比圖

圖3 不同角度道集vp/vs資料對(duì)比圖

1.2 一體化質(zhì)控的水平纜鬼波壓制

海上拖纜采集氣槍和接收器均置于海平面下某一深度，造成接收點(diǎn)記錄到的地震波場包含了震源端鬼波和電纜端鬼波。鬼波反射在地震資料的頻譜上表現(xiàn)為明顯的陷波現(xiàn)象，造成地震資料低頻和高頻信息的缺失，有效頻帶窄，由于鬼波的存在，導(dǎo)致地震資料分辨率不準(zhǔn)確。比如中淺層缺少低頻，對(duì)于可能存在的大套砂巖不能較好地描述。對(duì)于中深層因?yàn)楣聿▔褐屏说皖l反射信號(hào)，嚴(yán)重影響了地震資料的成像質(zhì)量，增大了后期地震資料解釋和儲(chǔ)層反演的難度。

本次處理采取基于稀疏Tau-P反演的自適應(yīng)鬼波壓制技術(shù)，通過精細(xì)的參數(shù)試驗(yàn)和科學(xué)的一體化質(zhì)控，較好地消除了鬼波的影響，疊加剖面波組特征得到改善（圖4）。鬼波壓制可以消除鬼波陷波影響，較好地恢復(fù)低頻端有效信號(hào)（圖5）。單獨(dú)的纜鬼波壓制和源+纜鬼波壓制，以及不同的鬼波壓制參數(shù)對(duì)于低頻端信號(hào)的恢復(fù)效果有所差異。處理過程中，通過對(duì)不同處理流程的成果資料提取EEI屬性對(duì)比開展一體化質(zhì)控。本次鬼波壓制處理后獲得了豐富的低頻信號(hào)，鉆井所揭示的105 m厚度的砂巖特征表現(xiàn)為橫向分布穩(wěn)定，呈低頻反射特征，地震剖面的頂?shù)着c實(shí)鉆厚度較為一致。而以往處理沒有采取鬼波壓制，導(dǎo)致地震成果低頻信號(hào)缺失嚴(yán)重，屬性提取準(zhǔn)確度降低（圖6）。寬頻的地震數(shù)據(jù)對(duì)于精細(xì)落實(shí)儲(chǔ)層至關(guān)重要，低頻信息對(duì)于大套砂巖的厚度準(zhǔn)確落實(shí)起到了重要的作用。

圖4 鬼波壓制前后疊加剖面對(duì)比圖

圖5 新老資料頻譜對(duì)比圖

圖6 新老成果EEI 屬性剖面對(duì)比圖

1.3 一體化質(zhì)控的復(fù)雜多次波組合壓制

西湖凹陷海水層100 m左右，海底平坦，地下反射層系多，地層產(chǎn)狀變化不大，存在中新統(tǒng)龍井組較強(qiáng)反射地層。受海水層和地下強(qiáng)反射層的影響，多次波較為發(fā)育，但多次波特征與有效信號(hào)差異較小，地震反射與多次波反射混疊嚴(yán)重，多次波直接影響構(gòu)造成像及地層的振幅保真。針對(duì)該區(qū)復(fù)雜的多次波，采取組合壓制技術(shù)，能夠在保證多次波得到有效壓制的同時(shí)，避免地震反射信號(hào)尤其是弱反射信號(hào)的損失。為了更準(zhǔn)確地對(duì)多次波壓制進(jìn)行科學(xué)質(zhì)控，通過合成記錄標(biāo)定能夠?qū)Φ卣鸱瓷溥M(jìn)行更加準(zhǔn)確的判斷。圖7可見老成果雖然信噪比較高，但部分強(qiáng)振幅反射與合成記錄響應(yīng)不一致。本次處理成果較好去除了多次波的能量，地震反射的弱信號(hào)得到較好恢復(fù)，合成記錄匹配程度高，大套砂巖頂?shù)捉缑娣瓷涮卣髑宄?。結(jié)合過井剖面的EEI屬性剖面對(duì)比（圖8），可以看到老成果強(qiáng)振幅與厚砂巖頂?shù)追瓷洳黄ヅ?，新成果較好地剔除了多次波帶來的強(qiáng)振幅假象，地震數(shù)據(jù)的保幅性得到提高。

圖7 新老處理成果合成地震記錄標(biāo)定對(duì)比圖

圖8 新老處理成果井震對(duì)比圖

1.4 一體化質(zhì)控的道集優(yōu)化處理

S氣田砂體分布范圍廣，整體為河流—三角洲沉積環(huán)境[21-23]。砂體橫向變化快，垂向、橫向連通性不明確。砂體類型的分布差異導(dǎo)致地震資料的反射特征存在差異。厚砂體需要足夠的低頻信息才能更加準(zhǔn)確描述砂體厚度，薄砂體需要地震資料足夠高的分辨率。寬頻處理數(shù)據(jù)獲得了頻率豐富的處理成果，較好地保護(hù)了地震數(shù)據(jù)的低頻和高頻信號(hào)，為開展提高分辨率處理打下了基礎(chǔ)。但對(duì)于開展不同類型的砂體預(yù)測還需要對(duì)寬頻保幅的道集數(shù)據(jù)開展優(yōu)化處理工作。尤其針對(duì)較薄砂體的空間展布研究，需要開展針對(duì)性的提高分辨率道集優(yōu)化處理，才能提高疊前道集儲(chǔ)層預(yù)測精度。開展道集優(yōu)化處理，需要做好振幅保真，不改變振幅的空間變化特征。利用研究區(qū)已有鉆井資料，基于井旁正演道集的幅距曲線變化特征，對(duì)道集優(yōu)化流程開展一體化質(zhì)控，效果優(yōu)于利用常規(guī)疊后數(shù)據(jù)的振幅評(píng)價(jià)方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多輪處理數(shù)據(jù)開展針對(duì)巖性目標(biāo)的快速的對(duì)比判斷依據(jù)，保證了處理流程及處理參數(shù)的科學(xué)性和時(shí)效性。選定處理流程后，對(duì)道集開展進(jìn)一步提高信噪比及道集拉平，有效提高CRP道集質(zhì)量，最終獲得的CRP道集信噪比有明顯提升，遠(yuǎn)道信息更加豐富。

2 應(yīng)用效果

通過本次開展一體化質(zhì)控的寬頻保幅處理，獲得了高保真的CRP道集數(shù)據(jù)，該道集數(shù)據(jù)具有較高的信噪比和較為真實(shí)的地震分辨率，針對(duì)不同儲(chǔ)層的特征，對(duì)寬頻處理成果采取差異化、針對(duì)性的優(yōu)化處理，獲得了不同頻率特征的處理成果，提高了處理數(shù)據(jù)的使用能力，最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同目的層巖性變化特征的精細(xì)描述，保證了疊前反演的準(zhǔn)確度。圖9為本次處理成果與老成果的vp/vs剖面對(duì)比，已鉆井在花港組H4和H8分別鉆遇105 m和70 m的厚砂體，在平湖組P8—P10層分別鉆遇15 m左右的薄砂體，老資料的疊前vp/vs演成果未能識(shí)別出花港組上部厚砂巖，平湖組部分薄層未能準(zhǔn)確識(shí)別，基于新處理資料的疊前vp/vs反演成果與井吻合較好，花港組厚砂巖橫向分布穩(wěn)定，厚度預(yù)測準(zhǔn)確，砂體的邊界較容易刻畫，平湖組薄層空間位置也與井吻合更好。

圖9 新、老成果vp/vs剖面對(duì)比圖

3 結(jié)論

1）有針對(duì)性的高質(zhì)量地震資料處理是精細(xì)儲(chǔ)層預(yù)測的基礎(chǔ)。針對(duì)主要目的層砂體分布特征，在寬頻保幅處理過程中，采用一體化的質(zhì)控技術(shù)，有效保護(hù)了目的層段的地震數(shù)據(jù)的低頻和高頻信號(hào)，獲得了振幅保真、頻率成分豐富、成像準(zhǔn)確的地震成果，為儲(chǔ)層預(yù)測奠定了資料基礎(chǔ)。

2）三維地震資料處理與儲(chǔ)層反演一體化大大提升了儲(chǔ)層預(yù)測的準(zhǔn)確性。三維地震資料處理與地球物理反演研究相結(jié)合，能夠有效提高地震資料分辨率和改善地震成像，更能滿足不同厚度砂體的精細(xì)刻畫要求，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層預(yù)測精度的大幅度提升。