AIN BEIDA 区块提高储层分辨率方法

发表时间:2020/9/9   来源:《科学与技术》2020年28卷9期   作者:王云朋 丁艳红 万应明 李志勇
[导读] 随着勘探程度的日趋成熟,勘探目标地质构造及断裂发育情况越来越复杂
        摘要:随着勘探程度的日趋成熟,勘探目标地质构造及断裂发育情况越来越复杂,勘探难度也陡然增加,已从原来的大构造、大圈闭向小背斜、小砂体转移。AIN BEIDA区块情况亦是如此,小断层、小构造发育。在野外的地震资料采集参数确定的情况下,要得到高分辨率地震资料并不容易,处理方法成为了提升资料分辨率的唯一途径。提高分辨率处理是一项复杂的工程,不仅仅是应用好几个反褶积模块的问题,而是几乎涉及到常规精细处理中的每一个主要的步骤。为了更好的完成地质任务,为解释人员提供更高分辨率的地震剖面,就要求我们合理运用精细处理的各个步骤,优选参数,最大程度的提高资料横向纵向分辨率。
        关键词:地震资料处理  提高分辨率   拟三维融合静校正   叠前时间偏移   
0、前言
石油地震勘探的分辨率是一个永恒的话题。在地震资料精细处理中,为了发现更小的储层或者圈闭,应该充分利用反射信号的有效频带,尽可能的提升目标区域的主频。把这个目标转化到地震资料处理中就涉及很多处理方法,主要包括:1、叠前各种校正(静校正、动校正),力求实现同相叠加,最大限度地消除叠加对高频成份的损失2、叠前压噪,在注意两个提高信噪比频段的同时,重点如何改善高频成份的信噪比和不损害有效信号3、反褶积是拓宽有效信号优势频带宽度,提高分辨率实际上是提高低信噪比频段的信噪比4、切除处理,有效的切除掉动校拉伸的干扰,有利于叠加时频率不向低频部分发展。
1、拟三维融合静校正技术
  静校正的准确与否不仅影响到地震资料的分辨率,还会很大程度上影响解释人员的层位及构造解释(长波长造成的构造假象)。此次依托的采集项目工区跨多个表层类型地区、表层条件复杂多变、低降速带变化剧烈、表层速度横向变化大;同时,工区内地表高程整体高差大,部分地区相对高差也非常大。并且测线交点多闭合难度大,所以显得静校正问题尤为突出。采用整个工区拟三维统一网格的方法定义观测系统,侧线闭合处以微测井资料约束控制低降速带分界面。分析统计区块内每口微测井深度内各层的速度,通过线性插值得到初始近地表模型,建立约束权重场,最大程度的保证初始模型建立的合理性。为了保证长波长量的准确性,以免造成构造假象,通过试验最终确定采用高程静校正的长波长量和层析静校正的短波长量(信噪比)融合来确定最终的静校正结果。(图1)。                       

    图1 微测井约束法静校正
2、叠前去噪技术
地震记录中往往存在多种噪声组合,通常我们认为的是噪音与信噪比关系比较密切,但是噪音其实对分辨率的影响也是巨大的。我们不可能使用单一的去噪方法就可以解决全部问题。在基于提高资料分辨率的基础上设计出噪声衰减的顺序,依照先强后弱、先低频后高频、先规则后随机、先普遍后特殊的噪音压制原则。同时叠前去噪要保持适度的原则,应避免伤害到有效反射波,影响剖面固有的频率特征以及处理的保真度。要根据原始资料特点分析规则干扰和随机噪音分布范围以及特征,综合应用串联去噪技术对噪声进行压制,达到提高地震资料信噪比目的。
        2.1 50Hz工业电干扰:50Hz工业电干扰在时间域表现出很强的震荡,能量强,在频率域表现出异常振幅。极易造成地震记录高频部分信噪比下降。假设这些单频干扰的频率、振幅和时延在整个地震记录道内是稳定不变的,且为常数。则可以使用余弦函数来表示单频干扰。其表达式是:
=A
式中,A、、分别是单频干扰的频率、振幅和时延,是地震记录的时间采样率。一般而言,在时间剖面上,深层时间段有效波的能量比浅层有效波的能量弱得多。利用深层时间段来估算单频干扰的频率、振幅和时延,把它作为整道地震记录上的单频干扰。从原始地震道中减去估算的单频干扰,得到去除单频干扰的地震记录。
        2.2 面波及线性干扰:面波在地震记录上变现出来的是低频、低速、强能量。采用自适应衰减方法,利用时频分析根据面波和反射波在频率分布特征、空间分布范围、能量等方面的差异,首先检测出面波在时间和空间上的分布范围,再根据面波的固有特征对确定的面波进行第二次分析,以确定面波能量的频率分布特征,并根据这种特征对其进行加权压制。线性干扰波也是原始记录中常见的干扰波。与面波和低频线性干扰波不同,此类干扰波的频率要更高一些,和有效反射的频率差别不大,且其频率范围很宽。同时其能量也比较强,线性特征却有时不是很明显,采用F-K滤波方法对对该类干扰波的压制效果不太理想,且容易产生假频现象,影响原始记录的本来特征。线性干扰的自动识别与压制技术是利用自动识别技术识别出线性干扰波的位置和视速度,利用线性预测方法预测出线性干扰波的变化规律来去除线性干扰波(图2)。

图2 去噪前后单炮对比(左-去噪前、右-去噪后)
3、反褶积提高资料纵向分辨率
反褶积是压缩地震子波、提高分辨率的主要手段,是资料处理中的重要环节之一。地层对地震波的影响是一种滤波作用,造成地震信号频率降低,而且对波的振幅与相位特性均有影响。反褶积的作用是消除这种滤波作用影响,提高地震记录分辨率及信噪比。而反褶积方法很多,不同方法及参数的选择,直接影响资料的信噪比和分辨率。由于本工区复杂多样,造成子波随炮点、检波点因地表条件变化差异严重,地震子波差异大。本次处理通过地表一致性反褶积消除炮点、检波点随地表条件变化对子波带来的影响,可输出稳定和基本一致的地震子波,改善地震子波的横向一致性,并达到适当提高分辨率的目的,从而改善处理效果(图3)。

图3 反褶积前后剖面对比(左:反褶积前、右:反褶积后)
4、高精度速度分析提高资料纵向分辨率
        叠加速度是资料处理中非常重要的一个因素,但这个因素又受到了诸多因素的影响,如排列长度,覆盖次数、信噪比等等。不正确的速度值将影响叠加效果。速度分析是贯穿整个资料处理过程中的核心部分和关键步骤,速度拾取的精度高低和获取剖面处理的成像质量(分辨率、信噪比)有着直接重要的关系。而速度精度又是决定剖面叠加效果的一个关键因素。速度不准,动校正本身就会产生较大的剩余动校正量, 从而相应加大了相关时差的误差,叠加后剖面频率向低频方向发展,因此,速度拾取不准确会对提高资料分辨率制造了很大的影响。我们最主要的是采用高阶速度分析与剩余静校正互相迭代进行速度分析,期望得到更为精确的叠加速度(图4)。

图4  二次剩余静校正后速度谱
5、精细切除提高资料分辨率
因为地震资料在非零偏移距浅层资料的缺失造成了动校正后在非零偏移距的动校拉伸畸变,这种情况的产生与偏移距的大小成正比,偏移距越大动校拉伸畸变越严重。畸变的后果是对目标层位特别是浅层的信噪比分辨率影响巨大。切除不足会引起资料分辨率降低,切除过量会引起有效叠加道上的资料损失,所以精细的切除对地震资料分辨率的提高尤为重要。由于本次项目所在工区浅层地质及构造情况非常复杂,首先采取了切除扫描,确定大致的切除角度,在此基础上利用人工拾取切除库,在构造复杂部位加密切除点,实现了很好的人机配合能力,最终的结果也是很大程度上提高了浅层资料的分辨率。的值得注意的是:切除不仅影响地震资料纵向分辨率,还影响横向分辨率。

图5 精细切除前后剖面对比(左:精细切除前、右:精细切除后)
6、偏移处理提高资料横向分辨率
偏移成像处理技术在地震资料处理技术中占有非常重要的地位,它是地震资料处理技术走向成熟的一个标志。就其自身的发展过程而言,也是一个逐渐完善的过程。偏移几乎从地震反射法技术用于勘探的初期就已经存在了。经过地球物理工作者不断探索、研究,偏移技术发展到今天,逐步形成了一个较为完善的体系。 偏移是设法消除地震记录中所含的由于记录方式的限制而导致的波传播的影响,从而获得地下构造。地震波传播的影响主要包括波的扩散、绕射、干涉、透射、多次波及波所在的空间位置。其目的是使倾斜地层的反射实现正确归位,并使绕射波、扩散波收敛、聚焦,以便真实反映地下的构造形态。偏移的主要作用有以下几点:①给出正确的反射位置;②给出正确的反射振幅或反射系数;③改善地震剖面的横向分辨率;④正确处理了多次覆盖资料;⑤正确地将时间记录转换为深度域剖面。

图6偏移前后剖面对比(左:偏移前、右:偏移后)
7、结束语
在此次AIN BEIDA项目的资料处理中我们合理的运用了野外微测井资料约束进行了静校正处理,不仅使静校正后的剖面信噪比得到了很大的改善,而且使全工区14条线完全闭合,较之以前的静校正方法得到了很到的改进,也避免了因为不闭合而重新进行静校正的计算,提高了工作效率。在提高分辨率方面,制定出一套提高分辨率的方案,通过高精度的速度分析保证剖面的同相叠加,通过组合反褶积的试验与运用提高了剖面的纵向分辨率,通过精细切除及叠前时间偏移处理使剖面的横向分辨率得到了有效的提高。通过最终处理获得了DMO叠加、叠后时间偏移、叠前时间偏移剖面,这些成果剖面较之以前的处理剖面有了很大的提高,能够很好地完成该研究区地层发育状况、构造发育特征、断层发育情况以及落实该区二级构造。。
参考文献
[1]李曙光.几种提高地震资料分辨率的方法及效果分析.勘探地球物理进展,2010,33(5)
[2]刘浩杰.地震资料分辨率表征研究[J]. 石油天然气学报,2009.31(5)
[3]刘浩杰,王廷光,等.地震资料分辨率若干问题的探讨[J].油气地球物理,2009,7(4)
[4]陆基孟.地震勘探原理(上,下册.北京). 石油大学出版社,1993.
[5]唐建人,李学勤.高分辨率地震勘探理论与实践.石油工业出版社,2001.
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