近海复杂断块区地震成像及储层精细描述关键技术研究——以南海西部北部湾盆地涠12-1油田为例

刘爱群，赫建伟，陈殿远，王丽君，鲁统祥

（中海石油（中国）有限公司湛江分公司研究院，广东湛江524057）

近海复杂断块区地震成像及储层精细描述关键技术研究
——以南海西部北部湾盆地涠12-1油田为例

刘爱群，赫建伟，陈殿远，王丽君，鲁统祥

（中海石油（中国）有限公司湛江分公司研究院，广东湛江524057）

南海西部涠12-1油田为近海复杂断块型油田，具有目的层段断层复杂、储层纵横向分布规律和连通性复杂、储层非均质性强等特点，另外因地震成像不清，给前期勘探和后期油藏开发带来极大困难。针对以上难点，从地震资料成像处理技术、解释性成像处理技术和油藏地质建模技术等方面展开研究，提出了叠前成像处理及目标成像处理的研究思路，利用叠前各向异性深度偏移、优势道叠加与叠后分频成像及扩散滤波等技术和方法，取得了较好的成像效果，形成了复杂断块油田地震成像关键技术系列。该研究成果不仅对涠12-1油田下一步的开发部署与调整具有指导意义，而且对其他复杂断块型油气田的勘探开发也具有一定的推广价值。

复杂断块；地震处理；地震分频；扩散滤波；地震融合

0 引言

涠12-1油田是南海西部北部湾盆地近海区储量规模较大的油田之一，为典型的复杂断块型油田。与陆上油田相比，近海区复杂断块型油田地震资料品质普遍较差，勘探程度相对较低。针对这类油田的勘探开发，前人做了大量探索性的研究，并逐步发展和完善了适合近海地区不同地质条件下复杂断块型油田的勘探开发技术［1-2］。

在开发近海区复杂断块型油田方面，许多学者做了大量研究并取得了较大进展［3-5］，主要表现在以下方面：①通过对地震资料的高分辨率处理，使其垂向分辨率得到明显提高，实现了利用地震资料对储层砂体的精细刻画与描述；②相干体断层识别技术的有效使用，极大地提高了利用地震资料识别断层的能力及断层解释的精度，为以断层作为油藏主控因素的断块型油田的开发提供了准确的资料；③在地质建模及油藏研究中，沉积相控制下的储层预测技术、复杂断层建模技术、地震约束下的油藏数值模拟和历史拟合技术等的广泛应用，极大地提高了地质建模和油藏描述的精度。但是，上述这些方法普遍都只是针对某一问题，单一围绕叠前或叠后地震资料进行研究，不能够实现叠前与叠后地震资料处理解释一体化的思想。鉴于此，笔者以涠12-1油田为对象，围绕近海区复杂断块型油田面临的难点问题，从地震资料处理技术、复杂断块地区目标成像处理和剩余油分布描述技术等方面展开研究，以期形成一套适用于复杂断块型油田地震成像的关键技术系列。

1 涠12-1油田地震资料处理面临的难点

目前，陆上的复杂断块油田勘探程度普遍较高，但近海复杂断块区地震资料具有一定的特殊性，使得陆上油田处理技术在海上复杂断块区不适用。海上震源、接收器和观测系统与陆上的存在较大差异，海水对地震波的振幅、相位和频率特性具有一定的影响，其地震资料的干扰波类型也与陆上的存在较大差异［6］，所以本次研究主要针对近海地震资料自身特点展开。

涠12-1油田目的层段断层极为发育，常规地震资料和单一（叠前或叠后）地震资料难以满足开发目标日益复杂化的需求，在目标评价中主要存在以下突出问题：①储层的平面展布规律及纵向叠置关系认识不清，开发难度较大；②断层识别与解释具有多解性，断层面与断块的分布规律认识不清，增加了精确落实构造的难度；③由于断层较发育、断距较大，且不同断层的断距存在很大差异，地层层速度在纵横向上的变化均较大且缺乏规律，用常规的速度建模方法难以求得准确的地层速度，影响了构造成图的精度；④断层的复杂化影响了储层预测的精度（图1）。涠12-1油田地震资料处理面临的突出问题有：①陡倾角断层普遍发育，断层准确成像难度较大；②地震反射波经常存在复杂的非双曲线动态时距曲线特征，地震资料的高频部分衰减较快，使得中深部地层有效反射的能量较弱；③错综复杂的断层使得地震射线传播路径更为复杂，地震成像不清，地震同相轴常表现为波状弯曲或破碎状（图1）。

图1 断面成像不清典型地震剖面Fig.1 Typical seism ic profiles show ing unclear imaging

2 地震资料处理技术研究

针对涠12-1油田构造变化复杂的特点，采用了以下处理流程：通过高保真地震资料前置预处理，提高地震信息的可靠性；采用叠前时间偏移处理，得到较准确的时间域构造成像资料以及均方根（RMS）速度场；经反复的迭代运算，建立精确的速度-深度模型；利用叠前深度偏移处理，实现共反射点地震资料偏移归位［7］，解决地层速度横向变化剧烈、构造复杂地区的地震成像问题。

2.1 高保真前置预处理

地震资料的分辨能力与地震子波有关，具体地说就是地震子波的频带宽度、延续时间及子波形状控制着地震资料的分辨率［8］。地震的分辨能力主要取决于子波的中心频率和频带宽度，当子波的相位数一定时，频率越高，子波的延续时间越短，分辨能力则越高；应当明确子波脉冲的突出程度主要取决于频带宽度、倍频程和高频成分这三大因素，而不仅仅是频率成分的高低。

地震子波处理的主要目的是消除仪器响应、虚反射及气泡等因素对地震子波的影响。此时，需要利用在海上记录的远场子波或其他方式获得的子波，求出一个反子波并用于地震记录道。利用远场子波处理技术，不仅可有效消除气泡的尾巴效应，同时也可压制低频成分的干扰，进而提高有效频带宽度。

海洋地震资料通常存在海底多次波和层间多次波［9］。由于多次波的存在，导致地震资料的信噪比降低，地震成像的精度受到不同程度的影响。对于这类问题，可采用F-K滤波、拉东变换、预测反褶积和基于波动方程的预测减去法来加以解决。

2.2 叠前深度偏移

利用二维地震正演模拟对比分析叠前深度偏移与叠前时间偏移在涠12-1油田应用的可行性及合理性。对比二者的正演结果（图2）可以看出，叠前深度偏移的收敛和聚焦效果更好，特别是在速度剧变及大倾角地区的效果更为明显。

图2 叠前时间偏移道集（a）与叠前深度偏移道集（b）效果对比图Fig.2 Com parison between pre-stack timem igration gathers（a）and pre-stack depthm igration gathers（b）

测井声波速度与地震速度谱速度这2种数据来自不同的仪器系统或采集系统，二者之间必然存在一定的误差。由于声波测井仪在井中测量，其测量结果基本接近真实的地层速度，而根据速度谱资料得到的速度数据通常用于表征地层速度的变化趋势，其精度相对较低，因此在建立速度模型时需要用测井声波速度对地震速度谱速度进行校正。速度校正的基本步骤为：①对声波时差测井资料做环境校正和标准化处理，并将声波时差转换成地层层速度；②对地震资料做去除噪音及去除多次波等处理，形成超道集速度谱；③参照道集的层拉平效果，并结合地震层位信息，对速度谱资料进行解释并得到均方根速度，利用Dix公式将其转换成层速度［10］；④以时间域地震资料的分层数据为基准，对比分析测井层速度与地震速度谱层速度的差异，求出井点处不同层段的速度校正量；⑤利用井点处的校正量对其他地震道的速度谱速度进行校正，最终建立高精度的层速度-深度模型。

利用精确的层速度-深度模型在全区进行叠前深度偏移成像处理。因叠前深度偏移算法可保证复杂断块区地层反射点的精确聚焦，同时克服了速度在纵横向上剧烈变化的影响，使得叠前深度偏移道集同相轴平直（参见图2），实现了同相轴的同相叠加。另外，在叠加剖面上可以看出叠前深度偏移具有较好的成像效果，尤其是在陡倾角断层成像时，断点更加清晰，所反映的各种地质特征也更加清楚（图3）。因此，叠前深度偏移处理技术在复杂构造区，尤其是速度横向变化较大地区的地震资料处理中具有优势，可作为精细勘探开发的核心技术。

图3 叠前时间偏移（a）与叠前深度偏移（b）剖面效果对比图Fig.3 Comparison between pre-stack timem igration profile（a）and pre-stack depthm igration profile（b）

3 复杂断块区目标成像处理

利用叠前深度偏移资料，结合复杂断块区断层的实际特点，可实现对目标体的叠后成像处理。

3.1 分频成像处理

不同地质体具有不同的成像频带，不同频带的子波剖面则表现出不同的地质沉积特征，对地震剖面进行分频处理，可突出反映不同厚度和规模地质体的变化。本次研究不仅对单频的调谐现象进行了分析，而且对窄频带的调谐现象也进行了分析，因此采用的方法较一般意义上的谱分解方法效果更好。实际资料处理结果表明，对原始地震剖面做分频成像处理后，成像效果得到明显改善，各油组的接触关系更加清晰，断层特征更加明显。在50 Hz分频地震剖面上，断层成像效果得到明显改善，所显示的小断层也更加清晰（图4）。

图4 分频成像对小断层的识别效果对比图Fig.4 Identification of sm all faultsby frequency division imaging spectraldecom position

3.2 扩散滤波处理

扩散滤波处理方法是能够保留地层接触关系和地层倾角的一种地震滤波方法，其去除噪音的功能较强，同时也不影响地震资料的横向分辨率，有利于表征古地貌的变化，给倾角、方位角和相干等地震属性的提取提供了基础［11］。在扩散滤波方程中，通过引入结构张量可获取地震资料中的局部结构信息，并由结构信息来设计方程的扩散张量，即不同方向采用不同的扩散系数，可达到在去除噪音的同时保护边缘结果不受影响的目的。扩散滤波处理方法的实现过程包括：利用结构张量获取地震资料的局部信息；根据结构张量来设计方程的扩散张量［12］。对比原始地震相干切片和经扩散滤波处理后的相干切片（图5）可以看出，经扩散滤波处理后的相干切片地震噪声得到有效压制，地层的有效信息得到较好的保护甚至部分得到增强，非常有利于对断层成像和解释的研究。

图5 扩散滤波处理效果对比图Fig.5 Comparison of diffusion filteringeffects

实际资料应用表明，扩散滤波处理方法能保留不同油组的接触关系并使地层反射的倾角保持不变，具备了保幅滤波功能。

4 复杂断块地区剩余油分布描述技术研究

4.1 地震属性约束的动态连通性分析

在油田注水开发中，地震属性动态连通性分析方法通过注入水的波动来预测注水井和生产井之间的关系。当流态进入稳态后，其关系可以通过线性关系表达，求解这些关系函数［13-16］，便可以确定井间的动态连通性。结合地震属性的空间分布特征，一方面可以进一步解释地震属性的连通特征，而另一方面依据属性的空间关系，可以进一步修正动态联系系数。

4.2 油藏模型和地震融合

与时间相关的三维地震时移地震是油田评价与开发阶段重要的地震勘探方法。将油藏模型与时移地震数据及模型相结合，就可以直接整合三维地震数据和动态数据来进一步更新模型，确定剩余油气的分布区域［17-21］。通过地震-动态直接融合的方法，将地震数据和动态数据结合起来描述油藏特征，能够很好地拟合观测数据，并获得精确的油藏剩余油模型。基于油藏模型的剩余油分布研究，采用经历史拟合后的油藏模型，并结合动态分析，便可确定剩余油气分布范围。在复杂断块油田地震成像及储层精细描述关键技术研究的基础上，结合研究区生产实际设计了8口调整井，其中2012年完钻4口井，2013年完钻2口井，均获得油气发现，另外2口井将于2014年开钻。

5 结论及认识

（1）速度模型的准确与否对深度偏移成像质量的影响极大。扩散滤波处理方法是一种能保留地震反射倾角和地层接触关系的滤波方法，去噪功能强但不影响地震资料的横向分辨率，有利于地层接触关系研究以及建立精确的地层格架。

（2）利用扩散滤波数据体进行倾角、相干及方位角等地震属性分析，可提高小断层的解释精度。利用地震属性约束的动态连通性分析和油藏模型的一体化研究技术以及对油藏模型的历史拟合分析，可预测剩余油的分布规律。

（3）叠前深度偏移技术在构造复杂且速度横向剧变地区的资料处理中应用潜力较大，分频成像处理和扩散滤波处理是叠后资料目标处理的有效方法，是精细勘探开发的技术保障。本次研究初步形成了一套复杂断块油田地震成像及储层精细描述技术系列，对类似油田具有良好的推广应用价值。

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（本文编辑：于惠宇）

Key technologiesof seism ic imaging and reservoir description for offshore com p lex faultblock:A case study from W ei12-1Oilfield in Beibu Gulf Basin

LIU Aiqun，HAO Jianwei，CHEN Dianyuan，WANG Lijun，LU Tongxiang
（Research Institute，Zhanjiang Branch of CNOOC Ltd.，Zhanjiang 524057，Guangdong，China）

Wei12-1Oilfield isa complex faultblock oil field offshorewestern South China Sea,and it is characterized by complex objective interval fault,complicated reservoir distribution,complicated connectivity and strong heterogeneity. The seismic imaging isunclear,which bringsgreatdifficulties to the previousexploration and later reservoir development. This paper carried outstudies from the aspects of seismic data imaging processing techniques,interpretative imaging technology and geologicalmodeling,proposed ideas of pre-stack imagingand target imaging processing,and obtained good imaging results by using techniques andmethods,auch as pre-stack anisotropy depthmigration,advantage trace stacking and post-stack frequency imaging and diffusion filtering,and formed a series of key techniques of seismic imaging for complex faultblock oiland Gas field.These research results notonly have a guiding significance to the further development,deploymentand adjustment in Wei12-1Oilfield,butalso have certain popularization value for theexplorationand developmentin other complex faultblock oiland gas field.

complex faultblock；seismicprocessing；seismic frequencydivision；diffusion filtering；seismic fusion

P631.4 < class="emphasis_bold">文献标志码：A

A

1673-8926（2014）01-0100-05

2013-08-19；

2013-09-22

国家“十二五”重大专项“莺琼盆地高温高压天然气成藏主控因素与勘探方向”（编号：2011ZX05023-004）和“南海北部深水区潜在富生烃凹陷评价”（编号：2011ZX05025-002）联合资助

刘爱群（1981-），男，硕士，工程师，主要从事综合地球物理研究工作。地址：（524057）广东省湛江市坡头区22号信箱湛江分公司研究院。电话：（0759）3912435。E-mail：liuaq@cnooc.com.cn。