非纵稀疏三维地震勘探技术在黄土塬地区的应用

王宝江 张永常 张杰

(1.陕西延长石油(集团)研究院，西安 710075;2.东方地球物理公司长庆项目部，西安 710021;3.长庆油田公司勘探开发研究院，西安 710018)

黄土塬地区地形变化剧烈(50～350 m)，沟壑纵横，一直是三维地震勘探的禁区。同二维地震勘探相比，三维地震勘探具有信息丰富、成像准确、精度高的特点，能够全方位描述地质体的特征，适于储层的精细刻画。目前多种地震软件工具都是针对三维地震数据开发的，因此，如何在黄土塬地区进行有效的三维地震勘探，充分利用现有技术准确地进行储层精细描述和油气检测具有重要的意义。

近几年，在鄂尔多斯盆地苏里格地区广泛开展了非纵地震勘探，形成了针对非纵地震资料处理的技术系列，并取得了较好的效果，对该项技术在黄土塬地区的三维勘探进行了有益的尝试，针对黄土塬地区非纵地震资料三维处理及储层预测存在的问题进行了研究。

1 非纵三维地震资料特征

在进行非纵地震资料处理及解释之前，首先必须了解非纵地震资料的特点和性质。黄土塬非纵测线采集是介于宽线与3D之间的特殊野外采集方式，它借鉴了三维观测方法，兼具2D资料的优势。

根据黄土塬地区目标地层平、断层少的特点，在面元尺度、相位允许的范围内，布设多条接收线和激发线。根据干扰波研究结果设计最佳的线距，以便获得最佳的炮检联合组合方式［1］。这种采集方式采用二维的方法尽量避开近炮点强面波干扰，二维模拟三维采集与处理方法，压制地面和近道的各种不规则干扰，提高了信噪比、分辨率以及资料的品质。除此之外，对于开发地震而言，尽可能创造更宽的叠加道集方位角，形成包含多条测线的3D数据体，以便在后续储层预测阶段，能够充分利用现有的3D技术，更加精细地开展工作［2］。

图1为黄土塬非纵开发地震采集排列布设方法示意图。和以往勘探阶段采用单边线激发的非纵采集稍有不同，开发阶段采用了双边线激发，且接收线也增多，即2炮6线，以得到多条更宽的方位角的叠加剖面，通过这种激发排列方式，最终可以得到由7条纵测线和6条非纵测线组成的均匀CMP叠加三维数据体(图2)，除最外侧2条非纵测线CMP面元覆盖次数较高外，其他测线覆盖次数均相同［3］。

图1 黄土塬非纵开发地震采集排列布设方法示意图

黄土塬非纵开发地震采集观测系统不仅在采集中有效避免了某些地表强噪声，而且扩大了采集方位角，也有利于压制噪声。更为重要的是，据此得到的三维数据，使黄土塬开发区地震技术的综合应用成为了可能［4］。

图2 黄土塬非纵开发地震采工区覆盖次数示意图

2 黄土塬非纵开发地震处理技术

黄土塬地区地震资料处理一直是地震勘探界的难题之一，以往由于理论和技术的限制，黄土塬直测线采集质量很差，不利于后续进一步处理研究。而非纵采集技术的发展和进步，使得所采集的资料品质大大提高，尤其是开发地震高覆盖次数的采集，为精细地震处理提供了高质量的数据基础。由于非纵测线与通常的2D、3D数据不同，因此在处理时需采用相应的技术。

2.1 黄土塬静校正

非纵观测与二维、三维观测有质的区别，非纵排列上缺失近偏移距初至信息，为近地表速度的求取带来困难。每一个炮检点对折射波旅行路径只有一次覆盖，使折射界面的速度求取不准，在巨厚黄土塬特有的近地表条件下，以往的静校正方法在长、短波长方面均存在严重的缺陷。通过多种静校正方法对比分析试验，采用无射线层析静校正配合多次迭代静校正计算方法，很好地解决了黄土塬区非纵测线的静校正问题。

图3(a)为原始单炮记录，初至扭曲严重，难以见到有效信号，经过初至折射波静校正后(图3(b))初至变得光滑，有效信号双曲线明显，但个别部位初至仍存在一定程度的变形(图3(b)箭头所示)，图3(c)为经过无射线层析静校正处理后的单炮初至，彻底消除了初至的扭曲现象。图3(d)和图3(e)分别为经过初至折射波和无射线层析静校正后得到的叠加剖面，可见在浅层部位(图框所示)，虚假构造起伏已消除，信噪比明显提高，反射内幕更加清晰。

图3 经初至折射波静校正和层析静校正处理后的初至和叠加剖面图

2.2 相干噪声去除技术

图4为时空变换前后地震单炮处理效果图，与常规二维直测线不同，非纵测线炮检距是非线性的，线性噪声在非纵测线上表现为复杂的非线性特征(图4(a)、图4(c))，因此常规线性干扰压制技术难以取得好的效果，必须对地震数据进行等间距时空变换，通过F-K技术滤波去除噪声将其线性化(图4(b))，再将地震数据反变换回来(图4(d))。

图4 时空变换去噪处理对比

2.3 叠后三维道内插技术

非纵采集得到的数据并非真正意义上的三维，而目前很多地震技术的商业软件往往针对3D数据，因此有必要对稀疏的非纵数据进行插值。实际应用中，采用三维频率空间域叠后道内插技术，通过定义反射同相轴最大相干倾角，按照相邻道等权叠加方式进行叠后道内插处理，形成三维数据体。

图5(a)为最初得到的数据体，道间距为600，通过第一次插值，道间距变为300，经过多次插值后，得到了道间距为37.5的稀疏数据体(图5(d))，便于后续充分利用目前众多的3D地震解释及储层预测软件及技术，进行针对性的研究。

3 黄土塬非纵开发地震解释及储层预测技术

3.1 分频技术

地震分频技术可揭示地层的纵向整体变化规律、沉积相带的空间演变模式，并能对整个研究区的薄层厚度和地质体的非连续性进行检测。通过频率扫描，确定合适的频率值，以突出地质体的频率响应。

3.2 叠前反演技术

叠前反演需要高质量的道集资料才能进行，该项技术在苏里格等天然气区已经得到推广，而在黄土塬石油勘探开发区由于地震品质较差，无法进一步获得有效的地震道集资料，该技术的应用还是空白。经过此次研究，不仅叠加剖面质量大为改善，也第一次获得了可供使用的黄土塬地震AVO道集资料，为叠前反演的开展提供了可能。

3.3 储层含油性检测技术

地震波对油层的响应不如气层明显，因此储层含油性检测更为困难，需要对工区的实际资料进行细致研究，总结规律。研究发现分频能量吸收与多属性优选融合，配合纵横波速度比信息，能够很好地对开发区内的储层含油性进行有效预测。

图5 不同道间隔内插处理后的地震剖面

3.3.1 分频能量吸收技术

通过对开发区井点处含油性与目的层段地震频率特征的统计研究，发现分频数据能量与储层含油性有一定的对应关系，即低频强、高频弱，储层含油性好，反之则差。图6(a)为20 Hz分频剖面，图6(b)为50 Hz分频剖面，在油井附近，长81目标层20 Hz分频能量强，而50 Hz分频能量明显降低。该井实际试油5.6 t/d。

3.3.2 多属性融合技术

通过对目的层频率、振幅、吸收衰减、SVD降维等24种属性进行分析，经过不同参数实验，确定属性最优参数，最终优选傅立叶频率、伯格频率及瞬时频率3种有效储层敏感参数。研究发现，单用瞬时频率、10%能量伯格频率、90%能量傅立叶频率属性，在已知井点处的含油性符合率均为50%，而将这3种属性加以融合后，与已知井点含油性符合率达75%以上(图7)。

图6 20 Hz和50 Hz分频剖面预测含油性

图7 3D多属性融合含油有利分布图

4 地震储层预测成果

利用上述地震储层预测及含油性检测技术，对研究区270 km2非纵拟三维数据进行了研究。依据地震预测结果，提供开发井位90口，开发骨架井部署8口，落实部署5口。完钻的8口井砂体预测符合率达100%，含油性较好。

5 结语

从黄土塬地区非纵资料的采集、处理、储层预测和含油性检测等方面进行研究，形成了一套针对黄土塬地区的非纵稀疏三维采集、处理、解释流程，其成果能够有效地应用于马岭油田的储层预测，为油田的开发工作提供技术支持。然而，非纵稀疏三维还只是对真正三维资料的近似，测线之间空间采样过大而无法真正模拟出真实的三维地质结构，具有一定的多解性，虽然这种方法能够发挥多种技术的应用优势，进行三维储层预测研究，但是也在一定程度上制约了稀疏三维的数据质量。

［1］李庆珍，王书军.二维地震施工中非纵观测加密勘探法［J］.中国煤田地质，1999，11(4):61-62.

［2］张军华，朱焕，郑旭刚.宽方位角地震勘探技术评述［J］.石油地球物理勘探，2007，42(5):603-609.

［3］孙景旺，杜中东，任文军.鄂尔多斯盆地黄土塬区多线地震采集技术［J］.石油物探，2003，42(4):505-507.

［4］凌云，高军刚.宽/窄方位角勘探实例分析与评述［J］.石油地球物理勘探，2005，40(3):305-308.