高陡逆掩推覆地层三维地震资料重复处理技术

郑应钊 （中国地质大学 （北京）能源学院，北京100083 中石油长城钻探工程公司录井国际项目部，北京100101）

万德辉 （中石油长城钻探工程公司录井国际项目部，北京100101）

马彩琴 （北京温菲尔德石油技术开发有限公司，北京100191）

马胜利 （中石油东方地球物理公司吐哈经理部，新疆 哈密839009）

杨建委 （中石油吐哈油田公司井下技术作业公司，新疆 鄯善838202）

高陡逆掩推覆地层三维地震资料重复处理技术

郑应钊 （中国地质大学 （北京）能源学院，北京100083 中石油长城钻探工程公司录井国际项目部，北京100101）

万德辉 （中石油长城钻探工程公司录井国际项目部，北京100101）

马彩琴 （北京温菲尔德石油技术开发有限公司，北京100191）

马胜利 （中石油东方地球物理公司吐哈经理部，新疆 哈密839009）

杨建委 （中石油吐哈油田公司井下技术作业公司，新疆 鄯善838202）

中国西部部分地区地层落差大，地层倾角陡，断崖断坎较多、地表条件复杂多样，给三维地震资料的采集和处理工作带来了很大的难度，同时也给构造和沉积储层研究工作带来了很多不确定因素。针对该类地层三维地震资料处理的难点和重点问题，采用静校正、叠前多域去噪、叠前时间偏移、相对保幅处理、相位一体化处理和精细速度分析等三维地震资料处理技术，结合区域地质特征研究成果，对我国西部盆地部分地区三维地震资料进行了重复处理。新、旧处理结果相比，其浅层信噪比有所提高，频带拓宽，偏移归位准确可靠，解决了以前的欠偏移问题，使地层接触关系更清楚，从而为三维地震精细解释、构造特征分析等研究工作奠定了坚实的基础。

高陡地层；逆掩推覆；静校正；叠前偏移；叠后偏移；精细速度分析

中国西部地区如塔里木、吐哈、克拉玛依、玉门等油田部分区块地层高陡，地面海拔在1000～3500m之间，最大高差达3000m。工区地表被砾石戈壁覆盖，地层倾角陡，地形地貌复杂多变，断崖断坎较多，山体陡峭。岩性多样且变化快速，油藏埋藏较深，如塔里木哈得油田平均埋深5000m以下；构造复杂，如玉门窟窿山油藏山前推覆逆掩体和新疆克拉气田的高陡逆掩推覆带；储层厚度差别较大，如哈得油田的深埋超薄 （1.0～1.5m）储层。以上这些复杂的地表地貌和区块地震地质特征，给三维地震资料处理解释工作带来了很大难度，也给构造和地质特征研究带来了一定的不确定因素［1～3］。因此，针对上述地表及地下地震地质条件双重复杂性的特点，应用目前国内外先进处理技术和手段，对西部地区的三维地震资料进行了重复处理和处理解释一体化研究工作，这将是进行区块地质研究和油田勘探开发研究攻关的关键，也是进行油田基础研究工作的根本。

1 存在问题和处理重难点分析

1.1 存在问题

由于研究区地表高程变化剧烈、表层地层倾角大、产状变化快，地表类型复杂多样、表层结构复杂多变，地下地层由断距大、破碎严重的断裂控制，具有明显的逆掩推覆特征。这种地表及地下地震地质条件的双重复杂性，极不利于地震波的激发和接收，同时也造成严重的静校正问题，使研究区的地震资料品质较低，资料保真度不够，偏移归位不到位，从而造成岩性研究、构造研究的可靠性降低，油田地质特征的认识难度加大［4，5］。

1.2 处理难点及重点分析

通过对研究区三维地震资料的原处理结果、处理报告以及一体化报告进行分析后认为，原处理结果存在信噪比较低、保幅性较差等问题。笔者认为研究区三维地震资料的处理难点和重点主要有以下3个方面：

1）静校正问题 由于地表高程起伏较大，低降速带厚度变化较大，表层地层倾角大，产状变化快，地表速度变化快，因此求取准确静校正量的难度大。

2）信噪比问题 工区地表条件复杂多变，地层出露部分地形起伏剧烈，地表风化严重，土质干燥疏松，激发接收条件差，部分地区为巨厚砾石覆盖，地表条件和激发因素的不同，使干扰波特征 （频率、视速度等）变化很大，增加了去噪工作的难度。同时，由于目的层埋藏深，地震波随传播距离的增加能量逐渐衰减，使目的层有效信号能量相对较弱。资料信噪比很低，信号几乎被噪声全部淹没，而且地表条件不同，噪声类型也不同，因此叠前去噪难度非常大［6］。

3）偏移成像问题 研究区目的层构造复杂，地层倾角变化大，断层发育，同时地震波反射路径复杂多变，再加上地震资料信噪比较低，使得地震资料目的层段速度谱质量较低，给叠加速度场的建立带来困难，从而影响了地震资料的叠加成像效果。地震资料信噪比很低，地表和地下地质情况均很复杂，准确求取速度难度大，偏移归位难度大。

2 三维地震资料重复处理技术

2.1 静校正技术

1）野外静校正 高陡山地超覆地层的三维数据处理能否取得成功，很大程度上取决于野外静校正的准确程度。研究区地表高程变化剧烈，近地表结构复杂，低降速带厚度和速度变化大，难以建立准确的表层结构模型，给静校正的计算带来了较大的困难。针对以上难点，在重复处理过程中，采集与处理相结合，对静校正方法的确定、采集处理一体化确定最终静校正以及室内剩余静校正都进行了充分的论证和试验。该次重复处理研究中，将野外静校正分解成低频分量和高频分量，先应用高频分量解决短波长问题，便于分析对比野外静校正量的效果。从图1可以看出，应用野外静校正后，圈内信噪比明显改善，反射同相轴连续性增强，结构自然，基本解决了图1（a）中的由静校正引起的同相轴扭动现象。

2）剩余静校正技术 三维反射波剩余静校正方法通过模型道互相关求取时差，再分解到炮点项、检波点项、偏移距项等，并将这些校正分量应用到地震数据中。因此，模型道的好坏对剩余静校正效果起着很大的作用。对于研究区的三维地震资料而言，由于原始资料信噪比很低，难以建立准确可靠的模型道，为此，在重复处理中采用滤波等处理方法，突出信号的优势频带，并对模型道进行信号加强处理，提高模型道质量，收到了明显的效果。如图2所示，应用剩余静校正后，圈内信噪比明显改善，反射同相轴变得更加光滑，连续性显著增强，基本解决了图2（a）中的由高频静校正量引起的同相轴不光滑问题。

图1 野外静校正前、后叠加剖面对比图

图2 剩余静校正前、后叠加剖面对比图

2.2 叠前多域去噪技术

噪声识别是噪声压制的基础和前提，只有有效地识别噪声，才能有效地压制噪声。由于研究区散射干扰、强能量干扰、线性干扰和随机噪声较为严重，加之地震波场复杂，使得能量很弱的有效信号基本上淹没在强大的干扰背景中，难以识别，给干扰波的压制带来了诸多困难［7］。针对这些难点，在该次地震资料重复处理中，先在共炮点域进行噪声衰减，然后再在共检波点域进行进一步的噪声衰减，多域去噪取得了一定的效果。从图3（a）中可以看出，去噪前的单炮上，圈内低速线性规则干扰能量非常强，几乎掩盖住初至波能量；共炮点域去噪后 （图3（b）），低速线性规则干扰能量大部分被有效滤除，初至波、反射波等较弱的地震波信号得到恢复，但剩余的低速线性规则干扰能量仍然较强，打乱初至波、有效反射波，使其杂乱、不连续；经过共检波点域去噪后 （图3（c）），圈内低速线性规则干扰能量几乎得到全部压制，初至波光滑，下部反射双曲线变得清晰。

图3 多域去噪前、后炮集对比图

2.3 叠前时间偏移技术

研究区高程差距大，在浮动面上进行射线追踪与实际射线路径误差较小，因此，采用在浮动面上进行叠前时间偏移。利用CVI（约束速度反演）技术，有效地解决了传统DIX公式转换的层速度场不稳定的问题，把不规则采样的均方根速度函数转换为规则的有条件约束的瞬时速度体；在利用约束速度反演技术的基础上，参照声波测井和VSP（垂直地震剖面）的速度函数，提高速度求取的精度，偏移方法采用弯曲射线叠前时间偏移。

2.4 相对保幅处理技术

研究区相对保幅处理技术主要从3个方面着手：①做好地表一致性振幅恢复；②采用相对保幅的噪声压制方法；③做好串联反褶积。做好振幅补偿，包括球面扩散补偿和地表一致性补偿。由于工区近地表特征的变化、激发、接收因素的影响，炮与炮之间及道与道之间存在能量差异，为了消除非地质因素产生的能量差异，采用球面扩散补偿和地表一致性补偿，使炮集之间和接收点之间的能量差异得到补偿。做好叠前去噪，选取一系列具有相对振幅保持的方法进行噪声压制，从而达到相对振幅保持的目的。在做好叠前去噪前提下，该次重复处理采用了串联反褶积的方法提高地震资料的分辨率。如图4所示，对比反褶积前、后可见，反褶积后子波得到整形和有效压缩，纵向分辨率显著提高，反射波组特征清楚。

图4 串联反褶积前、后叠加对比图

2.5 相位一致化处理

由于研究区地表条件复杂，在野外采集时，采用了可控震源和炸药震源两种不同的激发方式。不同的激发因素导致原始数据在子波相位方面存在差异。常规可控震源子波为零相位子波，炸药震源子波为近似小相位的混合相位子波。而地表一致性反褶积处理理论基础是针对小相位的，因此，需要将可控震源零相位子波小相位化。该次重复处理中，首先对两种震源激发的资料在频率、相位、能量等方面的差异进行了调查和分析，再采用小相位转换技术对可控震源资料进行小相位化处理，消除了两种震源资料之间存在的相位差。如图5所示，小相位化后可控震源与炸药震源在频率相位方面近似，消除了不同震源激发造成的频率相位特征差异，有利于后期反褶积的统一处理。在此基础上，再进行地表一致性反褶积处理，使全区子波趋于一致。

图5 小相位化前、后炮集对比图

2.6 精细速度分析

1）通过试验，优化速度谱参数，提高速度谱的质量。速度谱是速度分析的基础，为了提高速度谱的质量，处理中进行了充分的试验，以尽可能地提高速度谱的可靠程度。

2）精细切除。由于该区复杂的地表条件和地下构造，造成反射波同相轴及噪声在CMP（共中心点道集）内分布的复杂性，比如在山体两侧，正负炮检距接收到的反射波信息可能会不一样。在陡倾角反射时，不同的放炮方向和接收范围也会造成有效反射信息存在较大差异，在很多时候，只是在CMP内的某一偏移距范围内才能有效地反射。

3）经野外静校正和剩余静校正，叠加剖面的效果得到明显的改善，波组连续性和分辨率都得到了提高。速度分析是做好动、静校正的关键，同时速度分析的准确程度受信噪比的制约，因此三者是相辅相成的。速度分析与剩余静校正及叠前去噪交替进行使速度分析更准确，也使剩余静校正的效果更好［8］。

4）先沿主测线方向进行速度分析，再沿联络测线方向进行速度分析，可以有效规避一些不合理的速度，大大提高速度趋势的合理性。

3 处理效果分析

与原叠后偏移成果相比，研究区三维地震资料重复处理效果明显改善，主要体现在以下两个方面：①重复处理后，偏移归位准确可靠，解决了以前的欠偏移问题，地层接触关系更清楚；②重复处理后，新叠前时间偏移剖面浅层信噪比有所提高，频带拓宽，特别是低频段信号有所增强 （见图6）。

图6 西部某地区新、老处理剖面对比图

4 结 语

采用处理技术、处理解释一体化和区域地质特征研究相结合的方法，对我国西部盆地部分区域三维地震资料进行了重复处理。重复处理结果与原叠后偏移成果相比，其浅层信噪比有所提高，频带拓宽、偏移归位准确可靠，解决了以前的欠偏移问题，使地层接触关系更清楚，更有利于区域构造和储层研究。

通过该次三维地震资料的重复处理研究，深化了该类地层三维地震资料的处理精度和深度，提升了对高陡逆掩推覆体复杂断块地层的地质认识，为同类地层的研究奠定了基础和提供了理论依据，具有重要的推广意义和参考价值。

［1］熊翥.复杂地区地震资料处理思路 ［M］.北京：石油工业出版社，2002.50～55.

［2］冯许魁，任尚斌，杨德兴.复杂高陡构造区变速成图技术 ［J］.石油地球物理勘探，2002，37（增刊）：172～175.

［3］阎世信，刘怀山，姚雪根，等.山地地球物理勘探技术 ［M］.北京：石油工业出版社，2000.122～125.

［4］华勇，顾庆雷.合肥盆地复杂地表地震资料处理方法研究 ［J］.石油物探，2003，42（1）：89～92.

［5］孙建国.复杂地表条件下地球物理场数值模拟方法评述 ［J］.世界地质，2007，26（3）：345～362.

［6］满益志，黄录中，苏永斌.模型层析成图技术在山前高陡构造区的应用 ［J］.石油地球物理勘探，2002，37（增刊）：125～127.

［7］董良国，吴晓丰，唐海忠，等.逆掩推覆构造的地震波照明与观测系统优化 ［J］.石油物探，2006，45（1）：40～47.

［8］陈习峰，屠世杰，沈荣，等.真武－许庄三维断阶带地震成象分析 ［J］.小型油气藏，2005，10（2）：13～19.

3DSeismic Data Reprocessing Technology of High and Steep Overthrust Formation

ZHENG Ying－zhao，WAN De－hui，MA Cai－qin，MA Sheng－li，YANG Jian－wei（First Author's Address：School of Energy Resources，China University of Geosciences，Beijing100083，China；Mud Logging International Department，GWDC，CNPC，Beijing100101，China）

The topographical conditions were complex in the west China，such as high and steep formation，various fault scarps and fault slopes and complex surface conditions，which caused difficulty for 3Dseismic data collection and processing，also of many uncertain factors were induced for structural and depositional reservoir study.In consideration of the difficulties and key problems of 3Dseismic data processing in the formation，3Dseismic data processing technology，such as statics correction，pre－stack multi－domain noise suppression，pre－stack time migration，amplitude preserved processing，phase position close－coupled processing and fine velocity analysis were deployed，in combination with the research results of area geological study；the 3Dseismic data in part of western basins of China were reprocessed.The result of former data process is integrated with that of new process，the signal－noise ratio in shallow formation is improved，frequency range is broadened，migration become more accurate and reliable，the problem of under migration is solved，the formation contact relationship becomes clearer.Thus it provides a reliable basis for 3Dseismic data interpretation and the study of structural features.

high and steep formation；overthrust；static correction；pre－stack migration；post－stack migration；fine velocity analyses

P631.44

A

1000－9752 （2012）03－0060－05

2011－11－27

郑应钊 （1971－），男，1994年西北大学毕业，高级工程师，博士生，现主要从事质量管理工作和石油地质综合研究工作。

［编辑］ 龙 舟