南海东部碳酸盐岩叠后地震数据匹配处理

朱四新 陈 辉

(1.成都理工大学;2.中海油能源发展股份有限公司特普公司)

目前,南海海域珠江口盆地东沙隆起珠江组碳酸盐岩(生物礁、滩)储层的油气勘探取得突破性进展,反映出沉积相和储层的发育分布特征对油藏的形成起了重要的作用。为了提高东沙隆起碳酸盐岩沉积相,特别是礁、滩相的发育规律及储层特征的研究精度及水平,针对碳酸盐岩(灰岩)顶、底及基底这3个目的层,搜集了位于珠江口盆地碳酸盐台地多期发育、碳酸盐岩储层非均质性强的所有叠后地震资料进行连片构造解释。由于这些地震资料是不同年度采集的,地震仪器、检波器、震源、地震地质条件以及施工方法参数等不尽相同,资料所反映的频率特征、有效地震反射信息的强弱特征存在较大的差异;同时,由于不同年度的资料在处理中所用的参数也不相同,造成资料品质差异较大,很难满足解释人员在沉积相、构造研究等方面的需要[1]。因此,必须解决大面积二维、三维地震数据匹配处理的问题,为下一步寻找有效的碳酸盐岩储集体和预测有利储层分布打下良好的基础。

1 研究区地震数据基本情况

本次匹配处理的地震数据资料大约12000 km(包括三维采集数据按航行线方向抽出的二维测线),包括24个二维采集年度、4个三维采集年度,以及不同年度不同处理批次的资料,数据基本情况见表1,测线位置关系如图1所示。表1中最后一行为三维采集数据,其它为二维采集数据。匹配处理提供数据有纯波剖面、成果剖面,部分数据噪音严重。

表1 研究区匹配处理数据基本情况统计表

图1 研究区地震数据导航测线图

针对在珠江口盆地寻找有效的碳酸盐岩储集体这一目的,确定了匹配处理要达到的目标:目的层段为碳酸盐岩地层;以三维测线为主进行匹配处理;要求对能量、相位(包括闭合差)、频率(争取频率高一些)进行匹配与修饰处理。

2 匹配处理的整体思路、步骤及主要技术措施

2.1 整体思路与步骤

对研究区测线及测网进行综合统计、分析发现,不同年度、同一年度不同批次处理的资料存在能量差、时差以及匹配处理数据频率范围差异大等问题,并且 1979、1984、1986、1988、1992、1995 等年度及T14、L INE、I8等批次二维测线与 HZXJ三维区块测线相交。针对上述情况提出了数据匹配处理的整体思路:首先对同一年度不同批次数据进行能量、频率等匹配处理;然后对重点区域(与 HZXJ三维区块测线相交的区域)数据进行匹配处理;最后对二级区域数据(不与 HZXJ三维区测线直接相交,但与和三维测线相交的二维测线相交的年度资料)进行匹配处理。

根据上述匹配处理思路,确定了如下匹配处理步骤:①通过导航计算相交线之间的交点坐标位置;②根据交点位置,左右二边各取100个CDP生成交点剖面;③对同一年度交点剖面进行时差、频率、能量匹配统计分析;④对不同年度交点剖面进行时差、频率、能量统计分析;⑤对匹配数据交点剖面进行匹配分析,首先针对重点区域,再扩展至二级区域,对匹配数据进行质量控制。

2.2 主要技术措施

分析认为,消除不同剖面在频率特征和能量特征上的差别是匹配处理中的主要技术难题,而对于剩余多次波干扰、深部构造层(下构造层)地震反射能量较弱、信噪比低、同相轴连续性较差、地质结构特征不明显等问题,现在已有较成熟的技术手段,相对而言容易解决。在能量补偿、频率补偿的处理过程中,不但要考虑时间域的补偿,而且要在空间域开展匹配调整工作,统一不同测网、不同剖面中有效反射的频率特征和振幅特征,提高匹配精度,改善地震剖面品质。

2.2.1 能量匹配

由于连片各区块海水深度不同和资料采集方法的差异,造成区块间地震资料炮间能量及道间能量差异很大,这种能量差异给南海东部碳酸盐岩目的层连片解释带来很大影响,必须采用一致性振幅补偿技术来消除各种因素引起的区块内振幅差异和区块之间的整体振幅差异。以往的地震资料能量匹配处理工作大部分是在叠前数据上进行,在多个平面内(共炮、共道及共偏移距道集)对炮记录进行合理有效的振幅补偿,基本可以恢复由于波前扩散、激发、接收点差异(一致性问题)及反射和透射损失引起的地震波在时间、空间上的衰减。而本次匹配的数据都是叠后数据,为使叠后数据更真实地反映碳酸盐岩地层的岩性变化,减小后续岩性处理的多解性,使剖面振幅变化较真实地反映地下能量分布,对叠后数据也要进行进一步的振幅调整。针对研究区域相关叠后资料,首先对地震剖面从纵向上统计叠后数据每一道从浅到深的振幅值;然后统计能量衰减后出现的异常值;最后进行综合能量分析,并根据不同年度和同一年度不同批次处理的能量水平差异和侧重年度(重点区域)能量水平进行整体能量均衡调整匹配。

所制定的能量匹配策略主要为:①统计均衡HZXJ三维区所有的测线;②对重点区域资料进行能量匹配,在相交的位置处按时窗对采样点进行均方根值统计,将统计结果应用到重点区域测线能量计算中;③二级区域向重点区域能量延伸匹配。

图2示出了研究区典型地震剖面数据能量匹配前后对比,可以看出能量均衡处理效果较好。

图2 研究区典型地震剖面数据能量匹配前后对比

2.2.2 频率匹配

频率补偿一般是在时间域开展的,即只在单条剖面的炮集上作时间域的频率补偿,而极少考虑空间域的频率变化(相邻但为不同年度采集的剖面之间的地震反射频率变化特征)。由于采集时间、采集技术、采集方法的不同,使得本次连片处理区域不同区块地震资料在不同空间区域分布位置上的频率特征存在很大差异,因此本次匹配处理在对南海东部碳酸盐岩目的层作时间域补偿的同时,又进行了空间域的频谱调整。在对各个年度匹配处理数据进行频率调查后发现,同一处理年度地震资料的主频基本处在同一范围内。因此,制定的频率匹配策略主要为:以 HZXJ三维区地震资料主频为参照,对重点区域数据频率进行频率匹配后,再向二级区域外推进行数据频率匹配。

从频率匹配前后对比结果(图3)来看,匹配前碳酸盐岩(灰岩)顶、底及基底这3个目的层频率差异比较大,匹配后3个目的层剖面的频率较一致。

2.2.3 时差匹配

本次数据匹配处理中不同年度和同一年度不同批次数据都存在时差问题,时差无规律,较复杂。因此,制定的时差匹配策略主要为:

(1)在交点剖面图上按年度对测线进行时差分析。

(2)首先对年度内的测线按交点位置进行时差分析,结果表明没有时差的测线(重点区域)占大多数;然后将小部分测线时差向同年度大多数测线看齐,进行一个整体的时移来达到时差的匹配[2]。

(3)匹配完各个年度之间的时差后,以 HZXJ三维为参考,重点区域测线时差按年度整体通过时移的方式向 HZXJ三维校正时差;然后再延伸至二级区域。

3 匹配处理效果

本次研究区共计对394条测线进行了能量、频率和闭合差的匹配处理,基本达到了如典型地震剖面(图4)的处理效果,在碳酸盐岩目的层拼接处,相位、能量、频率、波组特征有较好的一致性,为下一步连片构造解释提供了很好的资料处理基础。

另外,为了验证频率匹配的可行性,在匹配处理的同时,根据已有井数据进行合成记录标定来证明频率匹配的合理性。首先在拓频后的地震数据上提取统计子波(图5),再与已有井数据(HZ28-4-1井,标定时只作整体时移,未作拉伸压缩调整)做合成地震记录。

从合成地震记录拓频前后的对比(图6)可以看出,频率匹配调整之后分辨率得到了提高,与合成记录对应较好,拓频结果真实可靠。

4 存在问题与建议

本次匹配处理主要是针对南海东部碳酸盐岩(灰岩)顶、底及基底这3个目的层,研究区匹配数据范围广、年度多,并且不同年度、同一年度不同批次处理的资料存在能量差、时差、匹配处理数据频率范围差异大等问题。针对本次处理目标的特点,采用上述的关键技术可有效地提高这3个目的层的地震反射频率,达到向高分辨率匹配的目的;可使不同年度地震剖面同时段地震反射能量达到最佳匹配,从而满足解释人员开展构造和沉积相研究的需要。然而,由于采用的匹配处理原则是先匹配好与 HZXJ三维相交的重点区域,在匹配之前先对不同年度不同批次处理的数据进行匹配,再扩展至二级区域,由此存在如下问题:①重点区域测线数据匹配好;②二级区域测线数据匹配较好;③其他区域测线由于不好选择参照物会产生少许误差。因此,建议针对这部分测线先在解释工作站里对碳酸盐岩顶层进行解释,然后按解释的层位进行追踪拉平,这样就对这部分测线的时差进行了微调,可以更好地满足针对碳酸盐岩进行连片解释的需要。

致谢:本项工作得到了中海石油(中国)有限公司深圳分公司研究院汪瑞良物探总师、曾驿高级工程师等的大力帮助和技术指导,在此表示衷心感谢。

[1] 陆基孟.地震勘探原理[M].东营:石油大学出版社,1993.

[2] 金之钧,庞雄奇,吕修祥.中国海相碳酸盐岩油气勘探[J].勘探家,1998,3(4):66-68.