多子波地震道分解技术在平湖油气田的应用

高伟义，张 昊，安 平

(1.上海石油天然气有限公司，上海 200041;2.杰奥世博(北京）技术有限公司，北京 100016）

多子波地震道分解技术在平湖油气田的应用

高伟义1，张 昊1，安 平2

(1.上海石油天然气有限公司，上海 200041;2.杰奥世博(北京）技术有限公司，北京 100016）

多子波地震道分解是一种新的地震道分解技术，它是以分解算法将地震道分解成不同形状，不同频率的子波。利用多子波地震道分解等技术，对东海平湖油气田花港组油藏地震数据体进行多子波地震道分解与重构、频谱衰减和数据体波形分解等应用研究，找出了与钻井资料吻合，并含有地质意义的属性，勾画出该地区主要油藏的含油气范围和有利目标，取得了较好的应用效果。

平湖油气田;多子波地震道分解与重构;频谱衰减;数据体波形分解

平湖油气田花港组H2、H6和H7油藏是多层系的岩性和构造复合油藏，砂体发育，储层物性好。但由于该油藏为块状砂岩，各砂岩体相互叠置且含油气情况不明，无法按构造油水边界和常规地震解释方法确定花港组油藏含油气分布范围。

针对这一情况，采用多子波地震道分解与重构技术，通过将地震道数据进行分解，寻找其中最能反映油藏分布的频段进行重构。在此基础上进行含油气研究，预测了各砂体含油气情况，圈定了含油气范围。

1 多子波分解与重构的原理

常规地震道解释的基本模型是单一子波与地层反射系数系列的褶积，地震信号处理和解释所用的褶积和反褶积以及地震道反演一般都是基于单一地震子波的假设。但是不同物理特性的地层，如储层和非储层，含油气储层和不含油气储层的地震响应是不同的，地震子波在穿过不同地层时所受到的改造也不同，其形状会发生相应的变化。基于单一地震子波的褶积模型的一些常规储层及油气预测的方法就存在一定的局限性，对此引进了多子波地震道模型的概念。

设R(t）代表时间域的反射系数，Ri(t）代表只含有一个非零的反射系数序列，那么R(t）=(t）;而wj(t）代表一组不同形状(不同频率）的子波，则地震道

基于这一概念的多子波地震道分解方法就是将地震道分解成不同形状、不同频率雷克子波［1］的响应，如果将这些子波响应重新叠加，就可得到分解前的地震道。该技术突破了常规地震信号处理和解释中单一子波的假设，地震道分解结果更符合客观实际。

2 多子波地震道分解技术应用分析

在多子波地震道分解技术的应用中，首先在高品质的叠后地震资料上进行多子波地震道分解，在分解后的数据体上进行层位和断层解释，再结合钻井资料，对不同的解释目标，找出含油和不含油特征进行多子波地震道重构，并选择其对应的不同地震窗口，在非重构和重构的地震数据体上进行频谱、频谱衰减、数据体波形分解等应用研究，找出与钻井资料吻合，并且具有地质含义的属性，进行含油气预测研究，圈定含油气范围。下面就多子波地震道分解与重构技术的三种应用方式结合实例进行分析。

2.1 多子波地震道分解与重构［2］

2.1.1 地震层位解释

地震资料的干扰讯号通常给解释带来困难，常规的频率滤波只是去掉或减少干扰波所在的频率，并不能去掉干扰子波。在应用多子波分解法将地震分解后，可对子波进行筛选，去掉干扰子波，提高信噪比。

应用多子波地震道分解与重构进行地震解释时，首先将本区地震道分解成不同频率的雷克子波，然后根据解释层位特征，不断改变分解后数据体的重构子波范围，选择能最佳反映该解释层位特征，重构子波地震剖面进行层位对比解释。图1是本区一条穿过断层的原始剖面和5～49 Hz的重构子波地震剖面，可见重构后的地震剖面信噪比高，F断层更加清晰，更易进行层位解释。

图1 原始地震剖面(左）和5～49 Hz重构地震剖面(右）Fig.1 Original seismic section(left）and reconstruction with 5 ～49 Hz(right）

2.1.2 储层和油气预测

应用多子波地震道分解与重构技术进行储层和含油气预测时，假定同一地区和同一层位对同一类型的储层或含油气层具有相似的地震响应，根据已知钻井资料，选取与该储层或含油储层变化相关的子波，去掉无直接关系的子波，合成最大限度反映该储层或含油储层变化的新的地震道。

图2是本区花港组H7层位过A4和A1井的原始剖面和20～50 Hz的重构子波地震剖面，A4井钻遇了H7油层，A1井钻遇了H7水层，在原始剖面上二口钻井都存在与储层有关的红色负相位同相轴，表明二口钻井都存在相同储层。在对子波进行筛选重构后，A1水井的子波几乎没有了，而A4油井的子波仍然很强，所以可清楚区别油层和水层，从而进行储层和含油气预测。

图2 过A4和A1井的原始剖面(左）和20～50 Hz重构子波剖面(右）Fig.2 Original section(left）amd reconstruction with 20 ～50 Hz(right）which cross A4 well and A1 well

2.2 频谱及频谱衰减

地震波穿过不同物理特性的地层(油层或非油层）时，其频率的衰减也不同。由于采用的是雷克子波进行分解，雷克子波的频谱是一解析函数，通过子波就可计算任意大小的频谱。可在预测层位的上下各取一个窗口，分别计算频谱，并对上下频谱进行能量归一化处理，消除窗口内岩性的影响差，然后计算频谱差，估算地震讯号穿过该层位时的频谱衰减，从而进行含油气预测。

本次在频谱分析时采用了二种窗口:一是岩性窗口，该窗口主要包括目标层对应的数据段，主要反映该层的岩性特征。二是衰减窗口，该窗口主要对应目标层之下，反映地震波穿过该层后的衰减频谱。图3是本区花港组H2层连井线的岩性窗口频谱、衰减窗口频谱和H2层上下窗口的频谱差(频谱衰减）。

岩性窗口频谱特征表明:①和③含油区岩性频谱频率成份偏高，⑤含水区岩性频谱频率偏低。衰减窗口频谱表明这三个区的衰减频谱具有明显不同的特征，①区以10 Hz较强能量为特征，③区在10 Hz附近能量要低于①区，⑤区以20 Hz较强宽缓能量为特征。频谱衰减过井线表明这三个区有着完全不同的频谱特征，①区频谱衰减严重，表示地震讯号穿过H2层位后高频部分减少，低频部分增加，较强的负值出现在10 Hz附近，③区也存在衰减，但没有①区明显，⑤区基本上没有衰减，宽缓的负值分布在在20～30 Hz。

该研究成果与钻井结果吻合度较高，①区对应为高含油饱和度的厚油层，储层物性较好，③区对应为低含油饱和度的油层，储层物性较差，⑤区为含水储层。

图3 岩性窗口频谱(左）、衰减窗口频谱(中）和频谱衰减(右）Fig.3 Frequency spectrums of lithology window(left） ，frequency spectrums of attenuation window(mid）and attenuation of frequency spectrum(right）

2.3 地震体波形分解与重构［3］

地震体波形分解是一种提取线性相似地震波形状的分解与合成方法，这一方法把地震数据分解成若干分量，第一分量的波形代表输入地震数据中具有最大共性、最大能量的波形。第二分量代表去掉第一分量后的地震数据中具有最大共性、最大能量的波形，以此类推。因此，地震体波形分解为我们提供一个有效识别不同等级中不同地震响应的地质岩性和流体的有效方法。地质分析认为第一分量可反映该地区最大地质岩性或岩相分类，而相似的振幅可反映同一类型或相似的地质岩相或岩相。第二分量则反映次一级的地质岩性或岩相分类，以此类推。

应用该方法，针对花港组不同层位在不同的重构数据体上进行分解，找出最佳反映该油藏或岩性特征分布的窗口及分量，进行储层和含油性预测。图4为全子波重构地震数据体形分解得到的第一分量花港组H7层位相对振幅平面图和20～55 Hz子波重构数据体形分解的第一分量H7层位相对振幅平面图以及25～60 Hz子波重构数据体形分解的第一分量H6层位相对振幅平面图。

与实际钻井比较，全子波重构地震数据体形分解得到的第一分量更多的是反映H7储层的分布，而20～55 Hz和25～60 Hz子波重构数据体形分解的第一分量更多的是反映含油储层的分布。我们在该图上勾画出H7和H6层可能的含油范围及有利区块，该含油范围和振幅显示与钻井结果吻合度较高，A1和A2井所钻遇的H7层砂体为含水储层，在其上覆的H6层砂体为含油层。

3 结论

本次应用多子波分解技术对平湖油气田花港组的地震数据体进行了多子波分解，在此基础上对花港组主要油藏进行了重构、频谱、频谱衰减和数据体形分解与重构等多项应用研究，得出如下结论:

图4 全子波重构H7(左）和子波重构H7(中）及H6(右）的第一分量振幅平面图Fig.4 First component amplitude map of original H7(left）and reconstruction of H7(mid）and H6(right）

(1）多子波地震道分解技术针对基于单一地震子波褶积模型的常规储层及油气预测方法存在的局限性，引进了多子波地震道模型概念，地震道分解结果符合客观实际。

(2）在预测层位的上下分别计算频谱和频谱差，估算地震讯号的频谱衰减，可以进行含油气预测。

(3）地震体波形分解与重构提供了有效识别不同等级中不同地震响应的地质岩性和流体的方法。

(4）多子波分解和数据体积分解等技术所圈定的含油气范围与钻井结果吻合度较高，具有较好的应用价值，在平湖油气田油藏挖潜中起到了重要作

用。

［1］Ricker，N.The Form and Laws of Propagation of Seismic Wavelets［J］.Geophysics，1953，18(1）:10－40.

［2］Ping An.Application of multi-wavelet seismic trace decomposition and reconstruction to seismic data interpretation and reservoir characterization［C］//SEG International Exposition ＆ Annual Meeting，New Orleans.2006:973－977.

［3］Ping An.Case studies on stratigraphic interpretation and sand mapping using volume-based seismic waveform decomposition［C］//SEG.SEG International Exposition＆ Annual Meeting，New Orleans:2006:496－499.

Application study of multi-wavelet seismic trace decomposition and reconstruction in Pinghu oil and gas field

GAO Weiyi1，ZHANG Hao1，AN Ping2
(1.Shanghai Petroleum Co.Ltd.，Shanghai 200041，China;2.GeoCyber Solutions Inc.，Beijing 100016，China）

Multi-wavelet seismic trace decomposition and reconstruction is a new kind of seismic trace decomposition technology，which separates the seismic traces into a series of wavelets with different shape and different frequency using the decomposition algorithm.By applying the multi-wavelet seismic trace decomposition and reconstruction，study on frequency spectrum attenuation and volume based waveform decomposition processing on the seismic data which represents the oil reservoirs in Huagang formation was carried on，those attributes which have the distinct geological meaning and good relativities with wells were found out，and hydrocarbon bearing area in different reservoir were clearly portrayed.

Pinghu oil and gas field;multi-wavelet seismic trace decomposition and reconstruction;frequency spectrum attenuation;volume based waveform decomposition

P631.4

A

10.3969/j.issn.1008－2336.2011.04.020

1008－2336(2011）04－0020－04

2011－06－10;改回日期:2011－07－01

高伟义，男，1962年生，高级工程师，硕士，现主要从事石油勘探与开发研究工作。E-mail:gaowy@shpc.com.cn。