高频拓展处理技术在港东二区五断块的应用

张会卿,王延奇，李佩敬

(中国石油大港油田分公司勘探开发研究院，天津大港 300280)

高频拓展处理技术在港东二区五断块的应用

张会卿,王延奇，李佩敬

(中国石油大港油田分公司勘探开发研究院，天津大港 300280)

港东二区五断块为曲流河沉积，砂体厚度薄，常见砂泥交互沉积，常规地震资料分辨能力有限，无法满足构造和储层研究需要。而反褶积处理方法由于受地震子波求取的不确定性影响，在实际应用中效果较差。高频拓展处理技术采用压缩子波的途径，在提高分辨率的同时，保持了原始地震数据的时频特性和相对振幅关系，层间反射细节丰富,其处理结果与已知井验证吻合程度较高，为砂体预测提供了可靠的基础数据。

港东二区五断块；反褶积处理；高频拓展处理；时频特性

1 反褶积处理方法原理及局限

褶积模型是一种制作合成地震记录的模型，它假设每道地震记录是由地震子波与地下模型的反射函数之褶积所构成。

Robinson的褶积模型为：

s(t)=r(t)×w(t)

其中：s(t)为地震记录;r(t)为地震子波;w(t)为反射系数。在不考虑噪声的情况下，可以把地震记录压缩成反射系数序列，此时，期望输出子波为一尖脉冲，达到提高分辨率的目的[1]。

反褶积处理的目的是去除地震子波的影响，恢复地下地层的反射系数。具体方法是通过求取反子波，与地震数据进行反褶积处理，消除子波，得到反射系数：r(t)=s(t)×w-1(t)。反褶积过程可以通过求解线性方程组的方法实现：[R] =[W]-1[S]。

通过求解以上线性方程组，得到宽频带反射系数序列，宽频带反射系数序列经有限带宽的地震子波作用后，即形成宽频带的地震记录。

反褶积方法通常面临以下两方面问题：①由于该方法应用的前提是假定地震数据不包含噪声，但真实的数据常常包含噪声，因此，反褶积方法应用的客观条件无法实现；②地震子波具有时变和空变特性，因此，地震子波往往是不确定的，这直接影响了处理结果的准确性。综上所述，在实际应用中，反褶积方法所需要的数学上的假定条件很难得到满足，这是反褶积方法面临的主要问题。

2 高频拓展处理原理及特点

俞寿朋认为，在子波是零相位的情况下，振幅谱宽度与分辨率有如下关系[2]：振幅谱绝对宽度不变，则主频越高相对宽度越小，此时不论主频如何，分辨率不变;振幅谱相对宽度不变，则子波相位数不变，此时主频越高，绝对宽度就越大，分辨率也越高。也就是说，地震信号的有效频带宽度和视主频是影响地震数据分辨率的关键因素，要分辨出较薄的地层，需要反射信号具有很宽的频带范围和较高的视频率[3-4]。

相对振幅关系和时频特性是地震数据中的重要参数，通常能够反映地下地质情况的变化和波场的动力学特征，是多属性分析及地震反演的基础。同时，低频信号含有丰富的地质信息，低频信号的缺失会降低地震储层预测的精度，子波旁瓣的增多还会出现一些假象。因此在保持以上信息的前提下，提高地震分辨率才有意义。

高频拓展方法避开反褶积方法直接消除子波影响，采取压缩子波的途径，达到提高分辨率的目的。

y(t)=r(t)×w(t)(低频子波)

h(t)=r(t)×w(at),a>1(高频子波)

高频拓展方法等效于将由低频子波形成的地震数据转换为由高频子波形成的地震数据。 所以，高频拓展方法可以归结为求解如下问题：

已知：y(t)=r(t)×w(t);但r(t),w(t)未知；求解：h(t)=r(t)×w(at);已知a>1

求解上述方程的优势是不需要已知子波，避免了子波求取带来的不确定性因素，因此，可以保持地震子波时变、空变的相对关系和地震数据的时频特性、波组特征。高频拓展处理方法的应用前提是：输入数据的信号真实，输入数据要有一定的频带宽度，频带拓宽的程度依赖于输入数据的质量(信噪比较高时，可拓宽到2倍左右)。基于以上原因，为确保预期效果，原始资料尽量做到保真处理，一般使用叠前数据或叠后纯波数据[5]。

3 高频拓展处理技术的实际应用

3.1 区域概况

研究区位于北大港构造带东翼港东油田二区五断块，目的层明化镇组为曲流河沉积，测井揭示目的层段砂岩单层厚度薄，多发育砂泥交互层，单砂体厚度一般6～10 m；横向上受河道迁移摆动影响，储层变化较快，井间对应性差，因此，应用地震资料进行砂岩边界识别十分必要。

3.2 拓频处理效果评价

3.2.1 拓频前后时频特性分析

频谱分析发现，原始地震资料品质较好，主频为20 Hz左右(v=2 800 m/s)，理论分辨能力为35 m以上厚层，这对分辨薄砂层有很大困难，需要提高分辨率处理。拓频原理在于加强地震信号中有效反射波的高频成分，拓展有效频带宽度，从而提高分辨率。拓频处理后的时频分析显示(图1)，目的层段频带拓宽30 Hz(从10～45 Hz拓宽到10～75 Hz)，主频上升到50 Hz，并且基本保持了原始地震数据的时频特性。拓频后资料能够分辨12 m左右的砂层，分辨率明显提高；因此结合地震储层预测技术，能够满足研究精度要求。

3.2.2 拓频前后合成地震记录对比

图1 拓频处理前后时频特性分析

图2为拓频处理前后合成地震记录标定对比结果。钻井资料显示，港3-54井Nm4-8-3、Nm4-9-1单砂层发育两套4～5 m的薄砂层，在原始地震道上表现为一大套弱的复波反射，只能采用低频率子波标定。高频拓展处理后，层间细节反射出现，一大套复波反射被分离成两套正相位强反射，Nm4-8-3、Nm4-9-1单砂层在地震剖面上均有明显的响应特征，采用35 Hz雷克子波进行标定，合成记录和井旁道吻合程度更好，分辨率提高明显。

图2 拓频前后合成地震记录对比情况

图3为拓频处理前后联井剖面对比结果。钻井资料显示，g2-56、g2-55、g2-54在Nm4-8-3均钻遇细砂-粉砂岩，而g2-53井该层钻遇较厚的泥质夹层。原始地震剖面由于分辨率较低，无法反映这一岩性变化。拓频后地震剖面层间反射细节更加丰富，清晰反映出g2-53井与点坝内部三口井反射特征不一致。根据这一特征，识别出g2-53和g2-54之间的岩相变化点，从而刻画出Nm4-8-3砂体形态。拓频资料解决了测井和地震之间的矛盾，同时也验证了拓频后地震反射细节的合理性，从而为进一步的储层预测提供了高质量的基础数据。

图3 拓频前后联井线地震剖面对比结果

4 结论

(1)高频拓展处理技术采用压缩子波的途径，真实有效地提高了原始地震资料的分辨率，基本保持了原始数据的相对振幅关系和时频特性，能为进一步的储层预测提供高质量的基础数据。

(2)拓频处理后地震层间反射细节更加丰富，经已知井验证，井震吻合程度较高。据此开展横向追踪，河道砂体刻画准确度得到了明显提高。

[1] 同态反褶积的改进与应用[J].石油地球物理勘探，2003,38(增刊):27-30.

[2] 俞寿朋.宽带Ricker子波[J].石油地球物理勘探，1996，31(6):605-615.

[3] 凌云研究组.地震分辨率极限问题的研究[J].石油地球物理勘探，2004,39(4)：435-442.

[4] 蔡希玲，闰忠，崔全章，等.砂泥岩薄互层分辨率的理论分析[J].石油物探，2004，43(3):229-233.

[5] 赵斌，明君，马奎前，等.高频拓展处理技术在渤海H油田开发中的应用[J].石油地质与工程，2011，25(5)：45-49.

编辑：刘洪树

1673-8217(2015)04-0060-03

2014-12-31

张会卿，工程师，1985年生，2007年毕业于长安大学勘查技术与工程专业，现从事石油地质与地球物理综合研究。

国家重大专项“高含水油田提高采收率新技术”(2008ZX05010)。

P631.443

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