谱蓝化拓频处理技术在春光区块的应用

纪甜甜，张 武，任 红，郭 峰，唐渊明

(1.中国石化河南油田分公司石油勘探开发研究院，河南南阳 473132;2.中国石化地球物理公司河南分公司，河南南阳 473132)

春光区块位于准噶尔盆地西部隆起的车排子凸起之上，是中国石化于2005年发现的一个新油田 (图1)。春光区块构造比较简单，整体为一单斜构造，目的层埋藏深度较浅，在1200m左右，沉积环境为冲积扇—辫状河沉积体系，广泛发育辫状河河道，具有“迁移性强，砂体相互叠置”的特点。实际钻探数据表明，春光区块储层砂体连通性较差，非均质性强，同时在空间上变化快，厚度一般为2～10m，准确部署井位及高效开发具有一定难度［1－2］。

图1 春光区块构造位置图Fig.1 Structural location of Chunguang block

春光区块主要目的层地震勘探数据处理主频一般在55Hz左右，频宽为10～130Hz，理论上厚度大于12m的地层都能够有效分辨，但实际情况是叠置砂体等有效砂岩的地震响应往往隐含于复合响应中，难以分辨。如何提高地震勘探数据的分辨率成为影响准确部署井位及高效开发的技术关键。为此，本文探索采用谱蓝化拓频处理技术对地震勘探数据进行处理，提高地震勘探数据分辨率，从而为研究区薄互层储层的准确识别及预测提供可靠的基础数据［3－5］。

1 谱蓝化拓频处理技术原理

常规地震勘探数据处理是以反射系数序列为白噪序列的基础进行的，地震勘探数据在处理过程中振幅谱经常被白化，因此常规处理的振幅谱往往难以反映地下的真实情况。

近年来，地球物理学家对测井数据的研究发现，测井数据中获得的反射系数特征表明频率与振幅为正相关，即更高的频率对应更高的振幅，具有这种特征的频谱被称为蓝谱。谱蓝化拓频处理技术就是先恢复地震勘探数据中严重衰减的高频部分，然后利用恢复后的地震勘探数据与从测井数据中获得的反射系数相匹配，从而提高地震勘探数据的分辨率。谱蓝化拓频处理后的地震勘探数据的振幅谱曲线形态与地层反射系数保持一致，在提高分辨率的同时又不会提升噪声水平，提高了地层反射系数的保真度，为研究地层岩石的各项物理特性提供了比较可靠的数据［6－9］。

2 谱蓝化拓频处理流程

通过对地层的反射系数有色成分进行模拟，得到与反射系数有色成分相关的蓝色滤波算子，然后对反褶积处理后的地震勘探数据进行褶积运算，能够获得比常规反褶积处理方法好得多的结果。此过程主要提高了地震勘探数据的高频成分。

首先，利用循环反褶积技术将原始地震勘探数据转换成反射系数，即对原始地震勘探数据进行重采样至0.5ms，生成一个新的稀疏脉冲反射系数，其值来源于原始地震勘探数据中的最大和最小振幅值;然后，将地震信号频谱与测井曲线频谱相匹配设计谱蓝化算子;使用设计好的谱蓝化算子与原始地震勘探数据进行褶积，生成拓频后的地震勘探数据体;拓频后的地震勘探数据体将进一步进行倾角控制下的中值滤波处理，以增强地震同相轴横向连续性、提高信噪比及最小化高频噪声 (图2)。整个过程中最主要的步骤是设计谱蓝化算子［10－11］。

图2 谱蓝化拓频处理流程图Fig.2 Flow chart of spectral blueing frequency broadening

3 谱蓝化拓频处理效果分析

将谱蓝化拓频处理技术应用于春光区块沙湾组河道沉积环境的地震勘探数据，取得了良好效果。由谱蓝化拓频处理前后的地震剖面和地震信号频谱对比图(图3)可见，地震剖面数据的分辨率有所提高，主频从约50Hz提高到70Hz，增强了高频弱信号的能量强度，并且基本保持了原始地震勘探数据的信噪比、振幅相对强弱关系和时频特性。拓频处理后的地震勘探数据目的层段信息更丰富，特别是一些同相轴在地震剖面上更精细，地质意义更加清晰。

图3 谱蓝化拓频处理前后的地震剖面和地震信号频谱对比图Fig.3 Comparison of seismic section and seismic spectrum before and after broadening frequency

4 典型实例分析

谱蓝化拓频处理后的地震勘探数据的合成记录标定吻合率相对较高。一般来说，评价拓频数据中细小反射的真伪及其所对应的地质意义、含油性等信息需要通过实钻井来证实［12］。图4为A井处理前后的合成记录标定结果，从合成记录与地震勘探数据的对比可以判定:谱蓝化拓频处理后的地震勘探数据多出的同相轴界面在测井曲线分层有更好的对应关系，说明该同相轴是真实存在的，且谱蓝化拓频处理后同相轴的相对强弱关系与测井一致，说明处理结果比较保幅、保真，所以认为谱蓝化拓频处理结果是真实可靠的。

图4 A井谱蓝化拓频处理前 (a)与处理后 (b)的合成记录效果对比图Fig.4 Comparison of the synthetic seismogram results of Well A before(a)and after(b)broadening frequency

在实际的剖面数据解释过程中，发现经过谱蓝化拓频处理的地震剖面和谱蓝化拓频处理前的地震剖面有着一些明显的不同之处。由过A井—B井的谱蓝化拓频处理前的地震剖面 (图5)可见，A井和B井钻遇的是同一套砂体，均为沙湾组一段2砂组 (图中红色层)。

图5 过A井—B井的谱蓝化拓频处理前的地震剖面图Fig.5 Seismic section across Well A and Well B before broadening frequency

通过应用谱蓝化拓频处理技术，在利用新的地震勘探数据进行解释时，发现原来在未进行拓频处理的地震勘探数据上表现为同一套砂体的同相轴出现了分异 (图6)，在A井处，表现为两个不同的同相轴 (红色和蓝色两个同相轴)，而在B井处，只剩下一个同相轴 (蓝色同相轴)［13］。

图6 过A井—B井的谱蓝化拓频处理后的地震剖面图Fig.6 Seismic section across Well A and Well B after broadening frequency

对谱蓝化拓频处理前和谱蓝化拓频处理后的地震勘探数据体进行了分析，认为通过应用谱蓝化拓频处理技术，地震剖面数据分辨率总体有了一定程度的提高，同相轴与地质界面对应关系更好。谱蓝化拓频处理前，原始数据受分辨率的限制，表现为复合波谷特征;谱蓝化拓频处理后，分辨率提高，复合波谷分解，分辨出的新同相轴与实钻井能更好的吻合，地质含义更加明确 (图6)。谱蓝化拓频处理后由于分辨率提高，发现A井处原来频率较低、宽度较大、反射能量很强的一个反射同相轴分为两个频率相对较高、反射能量较强的同相轴。初步分析认为，谱蓝化拓频处理后的地震勘探数据更加接近地下真实地质情况［14－15］。

为了进一步验证其正确性，地质人员结合A井和B井的实际钻井情况进行了分析。结合实钻井的地质分层和油藏剖面 (图7)来看，在钻井分层上，A井钻遇了两套砂体，而B井只钻遇了一套砂体。同时A井的第二套砂体与B井所钻遇的砂体为连通砂体，在A井处为典型的水层，而当该套砂体延伸到B井时，由于构造部位相对较高，B井试油结果为油层。这与谱蓝化拓频处理后的地震剖面有着很好的对应关系，说明谱蓝化拓频技术能更好地分辨薄层砂体，且反映地下真实的地质情况。

图7 过A井—B井油藏剖面示意图Fig.7 Reservoir section across Well A and Well B

另外，根据地震属性分析结果 (图8)可见，A井钻遇的油层和B井所钻遇的油层明显为两套相互间不连通的砂体，与实际钻遇的两套砂体有更好的对应关系。而谱蓝化拓频处理前的数据体与地质分层和实际钻遇的含油气情况不一致。所以，通过应用谱蓝化拓频处理技术，可以很好解决该井区地震剖面与地质钻井分层之间存在的矛盾，也说明拓频技术在该区应用能较好反映实际地质情况。

图8 研究区沙湾组一段2砂组平面振幅属性图Fig.8 Plane amplitude attributes of the second sand group of the first member in Shawan Formation in the study area

5 结束语

(1)谱蓝化拓频处理技术利用测井数据的蓝谱特征，提高了地震勘探数数据分辨率，同时确保谱蓝化后的地震勘探数据保持地下地层的真实反射系数。

(2)在春光区块的应用发现，谱蓝化拓频处理技术在地震信号频带范围内增强了高频弱信号的能量强度，提高了地震勘探数据识别薄互层的能力，较好地解决了地震勘探数据解释与地质和实钻井之间存在的一些矛盾，应用效果较好。

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