基于低频模型道的剩余静校正方法在长垣油田地震资料处理中的应用

赵忠华

（中国石油大庆油田勘探开发研究院，黑龙江 大庆 163712）

松辽盆地中浅层勘探目标为薄互层油气储层,多个薄层叠置,单层砂岩厚度一般仅为2～5m,以构造—岩性和岩性油气藏为主[1-2]。依据长垣油田油层段的地层速度，地震双程时间1 ms的时差就会导致1.5m的地层厚度差异，现有地震分辨率要准确描述厚度5m以下的砂体形态存在很大困难。在高分辨率地震资料处理中，剩余静校正问题越显突出，已成为处理中制约地震剖面成像质量的一个关键环节。处理不好将破坏地震剖面中的地下构造细节和地层反射波组特征，引起地震道间反射信号不一，降低速度分析的质量，进而破坏CDP叠加的子波特征。对于砂泥岩薄互层勘探目标而言,剩余静校正问题解决的好坏严重影响目的层小构造的精细刻画和储层物性追踪。

剩余静校正主要解决空间波长小于一个排列长度的高频校正量，直接影响叠加剖面的信噪比、垂向分辨率。综合分析引起剩余静校正的原因主要有以下几个方面：1）震源点到基准面之间，不同接收道所对应地震射线在近地表层内路径不同，导致同一炮不同接收道有着不同的野外静校正量；2）接收点到基准面之间，不同炮所对应地震射线在近地表层内路径不同，导致同一接收点不同炮有着不同的野外静校正量；3）由于低降速带界面不明显，浅、中、深层反射到达地表时在地表层内路径不同，导致了同一地震道不同反射时间有着不同的静校正量；4）地下构造的影响；5）由叠加速度引起的剩余动校正影响。

在长期的地震资料处理中经常会发现，CDP道集在经过静校正处理之后，各道仍然会存在剩余静校正量，并且这种剩余静校正量以高频分量的形式出现。当进行第一次、第二次地表一致性剩余静校正之后，地震剖面的品质会得到较大的提高，但是当继续进行第三次、第四次剩余静校正迭代时，不再有明显的效果，无法达到高分辨率处理剩余校正量95%控制在±0.5 ms之内的高精度量化要求，所以有必要找到问题的原因，给出解决方案[3-5]。

1 地表一致性剩余静校正基本原理

地表一致性剩余静校正模型假设，地震反射时间主要是由地表一致性的炮点、检波点校正量和构造项、剩余动校正量组成。地下某一反射的时间可以表示为四项之和，即：

式中：Si为地震波第i个炮点位置处从炮点到基准面的走时；Rj为地震波在第j个检波点位置处从检波点到基准面的延迟时；Gk为第k个CDP位置处地震波从基准面到地下反射点的时移（与地下构造有关）；Mk为第k个CDP位置处具有时间平均的剩余动校正系数项；X为第i炮、第j个检波点间的偏移距；i，j，k分别为炮点、检波点及CDP点的索引。

地表一致性计算的假设为：1）炮点剩余静校正量为地震波从炮点经过近地表到达基准面的走时，即同一炮点具有相同的剩余静校正量，而与检波点位置无关；2）检波点剩余静校正量为在某一给定位置的检波点处，不同炮点的剩余静校正量相同；3）与构造有关的时间为，由共中心点处，从基准面到地下各反射深度的垂直走时，即该项具有地下一致性，与偏移距无关；4）与剩余动校正有关的时间项是由叠加速度的不准确引起的，也被假设为具有地下一致性。该时间项在剩余静校正中无法解决。

实际处理中由于CDP道集中不同偏移距地震道的波场通过反射层时的路径不同，上述的炮点和检波点的地表一致性假设往往不能完全满足，炮点和检波点的不均匀分布、弯曲测线、近地表与深层间的横向速度变化，都会导致对有关上述地下一致性条件的不满足。实际上长垣油田高密度工区的地震资料穿越城市建筑密集区，工区地表结构和地质条件都非常复杂，虽然地表相对平坦，但低降速层厚度变化大（2～60m），局部发育低速异常区，表现为横向范围较小（300～600m），分布零散、规模不一，且速度较低，地表无任何征兆，并且工区内还大量分布着近代小型水域，这些影响的综合效应使得地表一致性的假设条件不能完全满足，剩余静校正问题不能彻底解决。所以在实际处理中，即使把速度分析与地表一致性剩余静校正组合起来进行重复使用多次，效果仍然不理想，残余剩余静校正量仍然存在。

本文针对上述地表一致性剩余静校正存在的不足，研究了基于低频模型道的剩余静校正方法。该方法利用振幅属性对地震道进行处理，形成振幅包络道集并构建低频模型道，采用互相关法求出地震道与模型道间的时移量，在地表一致性剩余静校正的基础上，进一步提高剩余静校正的精度。长垣油田高密度地震资料采集区地震资料的应用效果表明，该方法能较好地解决剩余静校正的问题，提高地震剖面的成像品质，有助于精细地质解释。

2 基于低频模型道的剩余静校正方法

2.1 构建低频模型道

模型道的作用是增强有效信号的统计效应，减小噪声影响，增强计算的稳定性。剩余时差的拾取质量很大程度上取决于所建模型道的准确程度。为了提高模型道的可靠性，形成模型道时要进行严格的质控筛查。构建模型道的过程为：1）对CDP道集如图1a进行带通滤波，滤出优势频带部分进行地震属性处理（瞬时相位和振幅包络处理），形成振幅包络道集图1b，并通过邻近CDP叠加形成初始模型道。由于振幅包络属性具有低频特性，能够控制相关时移量的稳定性，提高相关的精度。瞬时相位处理可以增强振幅的强度；2）根据资料的特点确定计算时窗，通常以信噪比较高、连续可追踪的标准层作为计算时窗的选择对象；3）在振幅包络道集与模型道相关时（见公式2），应限定允许的最大相关时移值（一般选择2～30 ms，在特殊情况下也不应超过80 ms），过大的时移量会产生串相位的现象，给时差拾取带来困难。但是，如果时移量定义太小，就不能估算出哪些道确实存在较大的剩余时移。因此，对于干扰较强的数据，规定最大允许时移值一般不超过信号的主视周期的一半。当数据需要多次使用该剩余静校正时，最大允许时移值要逐次减小；4）振幅包络道集与模型道相关时可以得到最大相关系数，在0～1的范围内变化。对所有的时移量进行统计，若相关系数较低，说明地震数据噪声较大，需要加大时移量的范围重新拾取；5）将求出的时移量应用到振幅包络道集上，迭代上述过程，形成新的模型道，继续计算剩余校正量[6-10]。统计最后一次迭代的所有时移量95%以上都控制在±0.5 ms以内，此时的模型道为最佳模型道图1c。

2.2 地震道与模型道互相关计算时移量

在选定的时窗内，使CDP道集中的各道与所形成的模型道进行互相关，求出剩余静校正量。令xi为CDP道集内第i个地震道，yi为形成的模型道，则地震道与模型道的互相关公式如下：

式中：rxy（t）为互相关函数；t=0，±1，±2，…，±M；M为最大剩余静校正量；T1、T2为时窗的起始和终了时间；T2-T1为时窗长度。

用公式2编制程序可以求得相关函数曲线。相关函数曲线的极大值对应的t值便是此道的剩余静校正量。如果相关函数曲线上只有一个峰值，当然就取这个峰值对应的时间t值为剩余静校正量，如果相关函数曲线上出现两个峰值，则按照以下标准来选择：

3 应用效果

图1 模型道的构建示意图Fig.1 Structure sketch of model trace

Inline690线为工区内通过低速异常区的一条测线。由于低速异常区的影响造成严重的静校正问题，虽然经过了静校正、地表一致性剩余静校正处理，但同相轴连续性仍然较差，由厚低速层吸收衰减引起反射能量减弱，频率降低，仍然还存在明显的剩余静校正问题，但尽管进行了三次地表一致性剩余静校正，异常区的成像效果仍然不理想，如图2a蓝色椭圆所示。图2b为对图2a数据在相同速度场的条件下,利用上述方法在地表一致性剩余静校正数据的基础上，进行处理求取剩余静校正量的剖面，由图2b可见,基于低频模型道求取剩余静校正量后的叠加结果的信噪比较图2a明显提高,同相轴的连续性加强，叠加成像也更加清晰。

图2 地表一致性剩余静校正与基于低频模型道的剩余静校正方法剖面对比Fig.2 Profile contrast of surface-consistent residual statics and residual starics based on low frequency model trace

从剩余静校正量平面图（图3①）上不难看出，第一次地表一致性剩余静校正之后，校正量在±0.5 ms的只有38%，集中在±1 ms之间的有65%。在此基础上进行第二次剩余静校正（图3②），在平面图上看效果比较明显，尤其是边界部位改善较大，此时剩余校正量在±0.5 ms之间的为68%，集中在±1 ms之间的量有89%。在随后进行的第三次地表一致性剩余静校正发现，效果没有明显改善（图3③），集中在±0.5 ms之间的剩余校正量仍然为68%，即使进行多次速度分析与地表一致性剩余静校正迭代也达不到满意效果。长垣油田剩余油精细挖潜研究对地震预测的深度误差要求是0.1%，显然，此时的数据无法满足精度要求。图3④为在三次地表一致性剩余静校正的基础上应用基于低频模型道的剩余静校正方法的剩余静校正量平面图，不论是工区内部还是边界地区，剩余静校正量都明显减小，此时在±0.5 ms之间的量为96%，集中在±1 ms之间的量接近99%，达到了精细处理中对剩余静校正量的量化要求，为后续小构造的精细刻画和储层物性追踪奠定了良好基础[11-12]。

图3中①是第一次地表一致性剩余静校正量分布；②是第二次地表一致性剩余静校正量分布；③是第三次地表一致性剩余静校正分布；④是基于低频模型道的剩余静校正量分布。

图3 剩余静校正量平面分布图Fig.3 Plane profile of residual static correction

从图4蓝色条形框内同相轴可见，较单独使用地表一致性剩余静校正方法，应用上述基于低频模型道的剩余静校正方法处理后，剖面同相轴的连续性增强，使得层位追踪和构造解释更加可靠。主要油层组顶面均可追踪，合成记录与地震匹配程度高，AVO的振幅特征得到了进一步保持。该项技术在长垣高密度工区地震资料处理中得到应用，地震属性分析见到清晰的河道砂体特征，对井间小断层、微幅度构造研究起到关键作用。

4 结论

本文以实际勘探生产需求为驱动，结合长垣油田地震资料的特点，提出了基于低频模型道的剩余静校正方法，在剩余油挖潜研究中见到了良好的应用效果，并取得如下结论：

图4 地震处理成果剖面对比Fig.4 Profile contrast of seismic processing results

1）基于低频模型道的剩余静校正方法，通过高质量模型道的构建及多次剩余迭代，较好地解决了地表一致性剩余静校正后残余的校正量，增加了高频成分，提高了低幅度构造的成像精度。有利于精细反演和储层物性研究。

2）在开发地震剩余油挖潜研究中，基于低频模型道的剩余静校正方法可以提高地震资料的成像质量，满足开发地震对成像精度的要求，有一定的推广应用价值。

3）基于低频模型道的剩余静校正方法在应用中，要结合实际资料的情况，试验选择合适的时移量，以免出现窜相位现象。

[1]高瑞祺，蔡希源.松辽盆地油气田形成条件和分布规律[M].北京：石油工业出版社，1997.

[2]侯启军，冯志强，冯子辉，等.松辽盆地陆相石油地质学[M].北京：石油工业出版社，2009.

[3]杜庆龙，朱丽红.喇萨杏油田特高含水期剩余油分布及描述技术[J].大庆石油地质与开发，2009，28（5）：99-105.

[4]梁文福.喇嘛甸油田厚油层多学科综合研究及挖潜[J].大庆石油地质与开发，2008，27（2）：68-72.

[5]黄伏生，赵云飞，方亮.喇嘛甸油田厚油层精细控水挖潜技术[J].大庆石油地质与开发，2009，28（5）：106-111.

[6]李庆忠.走向精确勘探的道路[M].北京：石油工业出版社，1993.

[7]陆基孟.地震勘探原理[M].北京：石油工业出版社，1984.

[8]潘树林，高磊，吴波，等.多时窗旅行时分解剩余静校正方法[J].石油地球物理勘探，2011，46（3）：407-410.

[9]李丽，陈秀娟，井西利.基于均匀设计的自动剩余静校正方法[J].新疆石油地质，2009，30（1）：121-123.

[10]李培明，李振华，祖云飞，等.模型约束的三维初至折射静校正[J].石油地球物理勘探，2003，38（2）：199-202.

[11]Ronen J W,Claerbout J F.Surface-consistent residual statics estimation by stack-power maximization[J].Geophysics,1985,50(12)∶2 759-2 767.

[12]Wiggins R A,Larner K L,Wisecup R D.Residual statics analysis as a general linear inverse problem[J].Geophysics,1976,41(5)∶922-928.