利用稳定反Q滤波技术提高储层预测精度——以川西新场气田上三叠统须家河组气藏为例

甘其刚 许多 王仰华

1.中国石化西南油气分公司勘探开发研究院德阳分院 2.英国帝国理工大学油藏地球物理中心

利用稳定反Q滤波技术提高储层预测精度
——以川西新场气田上三叠统须家河组气藏为例

甘其刚1许多1王仰华2

1.中国石化西南油气分公司勘探开发研究院德阳分院 2.英国帝国理工大学油藏地球物理中心

四川盆地西部上三叠统须家河组埋深超过3 000 m，表层低降速带厚度大（几十米至200多米），地震波高频信号衰减很快，地震反射有效频带窄、主频较低（25～30 Hz），储层预测特别是薄砂体预测存在精度差的问题。为此，首先在资料常规处理中采用能同时进行振幅补偿和相位畸变校正的稳定反Q滤波方法来提高地震资料的分辨率，随后在储层精细标定及对比追踪的基础上，利用GR地震随机反演进行砂岩储层预测。实际应用结果表明，在保持低频能量相对关系不变的情况下，该方法可有效拓展高频10～15 Hz，由此提高了对薄层砂岩的识别能力及储层预测的精度。

四川盆地西部 晚三叠世 储集层 预测 地震分辨率 吸收衰减 反Q滤波 新场气田

地震波在地层中传播时，由于大地的滤波作用会产生高频成分衰减、子波相位畸变等现象。在地震资料处理时常采用反Q滤波方法对其衰减、相位畸变进行补偿和校正［1］。早期的反Q滤波只校正振幅衰减部分，随着算法的改进又加上了相位校正功能，其中以王仰华［2］提出的为代表，它采用反演的原理，借助地面地震记录计算层状介质的Q值，系统地解决了地面地震资料的Q值计算问题［3－5］。目前，在川西地区反Q滤波被广泛应用于提高地震分辨率处理，从而达到了提高上三叠统须家河组砂岩储层预测精度的目的。

1 储层地质特征

川西地区须家河组以陆相碎屑岩沉积为主，自下而上发育须家河组二段（须二段）、须家河组三段（须三段）、须家河组四段（须四段）、须家河组五段（须五段）等地层，其中须二、须四段砂体发育。须四段共有20套砂岩和含砾岩层，横向上，由西向东砂岩累厚有逐渐增大趋势，纵向上，须四段下部、上部明显较中部发育（图1）。须二段是须家河组各段中砂岩最发育的层段，砂／泥比很高（2～7）。纵向上，须二段中上部砂体较下部砂体更为发育，横向上，以最大湖泛面为界，须二段上、下部砂体变化特征存在较大的差异性。由于须家河组埋藏较深（埋深3 000～5 500 m），再加上表层低降速带厚度大（几十米至200多米），地震波高频信号衰减很快，使得深层储层的地震反射有效频带窄、主频较低（25～30 Hz），绝对分辨率低（1／4波长大于40 m），20 m以下的薄砂体预测精度差。因此，如何提高深层地震资料的分辨率，有效提高储层的预测精度，是目前须家河组气藏勘探工作中亟待解决的一个重要问题。

2 稳定反Q滤波方法

假设的地震道u（t）可进行关于时间的傅氏变换，在频率域可表示为U（ω），这里的ω为角频率。反Q滤波可被当做每一频率分量波场向下延拓来应用。如波场U（τ＝0，ω）在地表τ＝0时的记录被向下延拓到时间深度为τ，此时的向下延拓的波场可表示为［2］：

图1 新场气田须四段砂体对比图

这里i是虚数单位，Q（τ）是一个随时间变化的一维Q值模型，且γ（τ）＝［πQ（τ）］－1。在式（1）中，ωh为勘探地震频带中的最高频率［4］，在实际的应用中该值设置为2π×100。式（1）中的两个指数算子为振幅补偿和相位校正项，后者是无条件稳定的，但是振幅需要做稳定化处理，稳定的反Q滤波公式定义如下：

式中σ为稳定因子。

时间域的地震信号的反Q滤波是对每一时间采样点τ处的所有频率域平面波U（τ，ω）进行积分来获得的，稳定反Q滤波的表达式为：

3 提高分辨率处理

将上述稳定反Q滤波方法应用于新场气田三维地震资料的处理。

图2 X851井反Q滤波处理前、后合成记录与地震剖面图

图2为X851井反Q滤波处理前、后合成记录与地震剖面对比图。从图2中测井曲线可以看出，T3x22砂体顶部为一套低速泥岩夹薄砂岩的特征（箭头所示），在反Q滤波前的地震剖面上表现为复合反射波，反Q滤波处理之后，在地震剖面上T3x22砂体顶部强反射之上新出现一反射同相轴，从合成记录的对比来看，不管是30 Hz雷克子波，还是35 Hz雷克子波的合成记录（红色），T3x22砂体及顶部低速泥岩夹薄砂岩地层的地震响应特征均表现为双相位反射特征，可以很好地识别薄砂岩夹层。合成记录与地震剖面对比表明，反Q滤波处理后的高分辨率地震剖面与合成记录相关性较好，说明反Q滤波处理后的地震剖面不仅分辨率得到提高，而且子波相位得到一定校正，具有更明显的零相位特征。可见反Q滤波不仅提高了地震剖面分辨率，而且储层标定结果也证实了其可靠性。

图3为新场气田过X851井反Q高分辨率处理前后剖面对比图。从图3中可看到，经反Q滤波处理后地震剖面分辨率得到明显提高，剖面信噪比没有明显的变化，2.4 s目的层附近的小断层也更为清晰。图4是反Q滤波高分辨率处理前、后频谱对比，经反Q滤波处理后低频能量基本不变，但高频能量得到有效地拓展和提高，该图同时也说明了本方法的稳定与可靠性。

图4 反Q滤波高分辨率处理前、后频谱对比图

4 地震反演及砂体预测

对川西地区须家河组致密砂岩地层而言，自然伽马测井是识别砂体的最好资料。为此，在反Q滤波高分辨率处理结果的基础上，进行GR地震随机反演和砂体横向预测。图5为反Q滤波处理前、后GR地震随机反演砂体预测结果图，从图5中可以看出，经过反Q滤波处理后再进行GR地震随机反演，须四段主要砂层（组）的纵向和横向分辨率得到明显提高，可以更好地进行横向追踪，从而大大提高了砂岩储层的预测精度。

图5 反Q滤波处理前、后GR地震随机反演砂体预测剖面图

5 结束语

针对川西新场气田须家河组气藏埋藏较深、地震资料分辨率偏低、储层预测精度差的问题，采用稳定反Q滤波方法提高地震资料的分辨率，在精细标定的基础上，利用GR地震随机反演进行砂岩储层预测。实际应用结果表明，该方法可以在保持地震资料反射特征不变的情况下提高地震资料分辨率，即在保持低频能量相对关系不变的情况下可有效拓展高频10～15 Hz，提高了薄层砂岩的识别能力。同时由于分辨率和信噪比的提高，也改善了地震反演预测砂岩储层的精度。

［1］李庆忠.走向精确勘探的道路——高分辨率地震勘探系统工程剖析［M］.北京：石油工业出版社，1993：31－92.

［2］WANG Y H.A stable and efficient approach to inverse Q filtering［J］.Geophysics，2002，67（2）：657－663.

［3］WANG Y H.Quantifying the effectiveness of stabilized inverse Q filtering［J］.Geophysics，2003，68（1）：337－345.

［4］WANG Y H.Q analysis on reflection seismic data［J］.Geophysical Research Letters，2004，31（17）：L17606.

［5］WANG Y H.Inverse Q－filter for seismic resolution enhancement［J］.Geophysics，2006，71（3）：51－60.

Enhancing the accuracy of reservoir prediction with the stable inverse Q－filtering technique：A case study of gas reservoirs in the upper Triassic Xujiahe Formation in the Xinchang Gas Field of the western Sichuan Basin

Gan Qigang1，Xu Duo1，Wang Yanghua2

（1.Deyang Branch of Exploration and Development Research Institute of Sinopec Southwest Branch Compa－ny，Deyang，Sichuan 618000，China；2.Centre for Reservoir Geophysics，Imperial College London，UK）

NATUR.GAS IND.VOLUME 32，ISSUE 3，pp.42－44，3／25／2012.（ISSN 1000－0976；In Chinese）

The Upper Triassic Xujiahe Formation in the western Sichuan Basin is featured by large burial depths over 300 m，large thickness of surface subweathered zones（from tens to over 200 m），rapid attenuation of high frequency signals of seismic waves，narrow effective band width，and low predominant frequency（25－30 Hz）of seismic reflectance，resulting in a low accuracy of seismic reservoir prediction，especially for those thin sandstone reservoirs.In order to solve these problems，the stable Q－filtering technique that can simultaneously realize amplitude compensation and phase distortion correction is applied in the conventional seismic processing.Moreover，the stochastic seismic inversion by use of the Gamma－ray log is used to predict sandstone reservoirs based on the detailed reservoir calibration and correlation.These methods can effectively widen the amplitude at high frequencies up to 10－15 Hz while those at low frequencies are kept unchanged，in this way the recognition ability of thin sandstone layers and the accuracy of reservoir evaluation are both improved.

Sichuan Basin，west，Xinchang Gas Field，Late Triassic，reservoir，prediction，seismic resolution，absorption attenuation，inverse Q－filtering

中国石化科研项目“川西陆相深层高分辨率资料处理及储层预测研究”（编号：P07025）。

甘其刚，1965年生，教授级高级工程师，博士研究生；主要从事地震方法技术研究工作。地址：（618000）四川省德阳市泰山南路一段398号。电话：（0838）2310923。E－mail：ganqg＠yahoo.com.cn

甘其刚等.利用稳定反Q滤波技术提高储层预测精度——以川西新场气田上三叠统须家河组气藏为例.天然气工业，2012，32（3）：42－44.

10.3787／j.issn.1000－0976.2012.03.009

（修改回稿日期 2012－02－01 编辑 韩晓渝）

DOI：10.3787／j.issn.1000－0976.2012.03.009

Gan Qigang，professor，born in 1965，is mainly engaged in research of seismic techniques.

Add：No.398，Sec.1，South Taishan Rd.，Deyang，Sichuan 618000，P.R.China

Tel：＋86－838－2310 923 E－mail：ganqg＠yahoo.com.cn