叠前逆时偏移在普光地区的应用研究

欧阳甜子

(中国石化中原油田分公司物探研究院，河南郑州 450000)



叠前逆时偏移在普光地区的应用研究

欧阳甜子

(中国石化中原油田分公司物探研究院，河南郑州 450000)

摘要：普光气田地表及构造双重复杂，常规偏移成像方法存在理论和应用限制，对陡倾反射界面、逆掩构造及复杂断裂带无法准确成像。为解决复杂构造带成像问题，利用AGT软件对普光气田逆时偏移成像进行了研究。在分析逆时偏移原理的基础上，对逆时偏移实施流程及关键参数选择进行了详细论述。实际应用表明，与时间偏移相比，逆时偏移断层归位准确，断面清晰，地层接触关系更清楚，对目的层和基底的成像有一定改善，振幅的保真度较高。成像效果和成像质量明显好于时间偏移，有效落实了普光气田复杂盐下高陡构造带的地质结构，改善了嘉陵江组的地震成像效果，对推动复杂探区的油气勘探具有指导意义。

关键词：逆时偏移；普光气田；层析反演；速度建模

普光气田储层类型多，圈闭发育良好，受多期构造运动影响，地层断裂扭曲严重，逆掩断裂带的存在极大影响了对地震波地下传播规律的认识。在这类地表及构造双重复杂地区，常规的偏移成像方法如射线类克希霍夫积分偏移方法和单程波偏移方法在不同程度上均存在理论和应用限制，对陡倾反射界面、逆掩构造及复杂断裂带无法进行较准确成像[1]。

相比时间域成像方法，逆时偏移[2]能够很好地解决复杂构造的成像问题。逆时偏移(RTM)是目前地震成像中最好的、成像精度最高的叠前深度偏移方法。其采用的双程波动模拟方法有完整的波动理论支持，对构造倾角、地震速度纵横向变化没有任何限制，可对复杂的地下地质构造和陡倾角构造准确成像[3]。

1 方法原理

RTM目前被公认为是效果最好的成像技术[4]，与射线类成像方法和单程波成像方法相比，具有成像精度高的优点。其使用全波方程，允许地震波沿各个方向传播，适用于速度任意变化的模型，可以同时处理介质的纵横向变速、棱柱波、反射透射波、回转波及多次波等震相，这是传统单程波偏移方法难以实现的[5]。本文用高阶有限差分方法实现了炮集资料逆时波场外推的叠前深度偏移，即叠前逆时偏移。

1.1 处理流程

本文提出的地震资料叠前逆时偏移处理流程如图1所示。

1.2 速度—深度模型建立

相对于时间偏移，逆时偏移对速度模型的精度更敏感。如果速度模型不准确,不但逆时偏移位置不准确,且成像质量远不如时间偏移。因此准确的速度—深度模型是叠前深度偏移成像的关键[6]。

如果偏移速度与真实速度有偏差，共反射点(CRP)道集会不平，速度过大时向下拉伸，速度过小则向上拉伸。层析成像根据剩余速度全局修正速度模型。速度模型修正后，一些短波场的速度误差得到调整，获得更适合叠前深度偏移的速度模型[7]。

1.3 逆时偏移原理

叠前逆时偏移的工作是对波场进行延拓和成像分析，具体分为如下3个阶段。

(1)正演计算：首先要完成一次波动方程正演计算，计算震源激发的振动沿时间轴正向传播的波场，并保存每一时间步的波场信息。

(2)逆时外推：根据地震记录沿时间轴反向外推波场，保存每一时间步的波场信息。

(3)成像：分别读取同一时刻的震源波场和外推记录波场，利用成像条件做成像运算，完成单炮偏移，最后叠加完成整个偏移过程[8]。

2 主要流程

高精度网络层析速度建模技术是先锋地球物理技术有限公司(简称AGT)独立研发的深度域速度建模软件，与现有深度域速度建模不同，其无需人工干预，只充分利用采集的地震资料信息进行速度建模，是目前常规地震成像速度建模精度最高、分辨率最高、可靠性最高、也是最有效的方法。

(1)基本原则：道集拉平(若偏移后共成像点中来自不同炮检距的各道成像深度之间的误差为零或角道集中来自不同角度的各道成像深度之间的误差为零)，则偏移速度正确[9]。

(2)主要实现过程如下：

利用共成像点道集(或角度域道集)上生成的剩余深度误差(剩余曲率)，根据一定原则完成剩余不同分辨率的剩余曲率自动拾取(图2)，并通过进一步参数控制确定参与反演的种子点(图3)。在叠加剖面上自动拾取倾角场，利用地质条件对层析反演进行形态约束，提高反演的稳定性。

利用拾取的种子点向地表打射线路径，从大量的射线路径中选取满足炮点—反射点—检波点的射线路径。然后利用种子点处的剩余曲率、倾角场、偏移速度及射线路径进行速度反演，生成剩余速度场。

对剩余速度进行一定平滑、编辑处理，将平滑后的剩余速度场加到偏移速度上，生成新的偏移速度，实现一轮速度更新。本研究在此基础上完成3次速度更新，最终的速度场如图4所示。

道集处理时发现，初始速度模型明显偏小，经过3次偏移和剩余速度分析的循环迭代后，最终的深度域偏移道集上没有剩余时差，同相轴得到拉平。图5为初始速度偏移道集和3轮速度更新后的偏移道集。

通过网格层析速度反演得到最终的速度模型后(确保速度准确，同向轴拉平)，再完成速度模型和炮集的数据准备(SEGY格式转变成AGT内部格式)，然后进行RTM。

3 应用效果

普光地区北部包括普光气田主体及普光西、大湾、毛坝3个构造带，区域构造位于川东断褶带向北延伸部分，紧邻大巴山褶皱带的南缘，主要受燕山期、早喜马拉雅期及晚喜马拉雅期构造活动的控制，发育北东向和北西向两组断裂体系。受多期构造运动影响，形变层内部地层断裂扭曲严重，高陡构造边界成像不清楚、褶皱强烈地区成像精度低，盐下构造成像困难、下伏地层不易准确归位。本文采用逆时偏移的方法成功改善了普光盐下构造成像，提升了海相嘉陵江组的成像质量。

图6至图8为Kirchhoff时间偏移与逆时偏移效果对比。通过对比发现，与时间偏移相比，逆时偏移断层归位准确，断面清晰，地层接触关系更清楚，对目的层和基底的成像有一定改善，振幅保真度较高。当地下波场较复杂时，逆时偏移对复杂波场的成像优势得以凸显，其成像效果和成像质量明显好于时间偏移。

与时间域成像相比，逆时偏移对盐下断层的成像更准确，2009年叠后时间偏移剖面上断层断点不明显，2015年逆时偏移剖面上断层断点清晰，指导了普光7-侧1井的钻探(图6)。实钻显示，普光7井直井嘉一段钻遇一条逆断层，目的层飞仙关组、长兴组位于断层下降盘，未钻遇良好油气层。普光7-侧1井目的层位于断层上盘，该井未钻遇断层，油气显示较好。

由图7可见，逆时偏移改善了嘉陵江组膏岩成像质量，膏岩底包络线刻画清晰。由图8对比可见，逆时偏移消除了盐下深层构造畸变，改善了深层志留系—寒武系地层成像质量。

4 结束语

(1)逆时偏移采用双程波动方程，可准确模拟地震波场的传播，解决了复杂地质构造的成像问题。在深度域成像中，逆时偏移具备比积分法偏移和单程波动方程偏移更为优越的成像效果。由于偏移结果的保幅性，该方法在储层属性分析和岩性解释方面也具有重要的应用价值[10-11]。

(2)对普光海相地层进行逆时偏移成像技术应用，落实了盐下高陡构造带地质结构，改善了嘉陵江组的地震成像效果，对推动复杂探区的油气勘探具有现实意义。

参考文献

[1]张慧，蔡其新，秦广胜. 基于GPU并行加速的逆时偏移成像方法[J].石油地球物理勘探，2013，48(5)：707-710.

[2]丁仁伟，李振春，孙小东. 叠前逆时深度偏移中的激发时间成像条件[J]. 地球物理学进展，2008，23(6)：1859-1865.

[3]陈聪. 叠前逆时偏移及成像[D]. 北京：中国地质大学，2011 :2.

[4]张岩，吴国忱. TTI介质叠前逆时偏移成像研究综述[J]. 地球物理学进展，2013，28(1)：409-420.

[5]陈聪. 叠前逆时偏移及成像[D].北京：中国地质大学，2011:2-3.

[6]李学聪.叠前深度偏移技术的应用研究[D].北京：中国地质大学， 2006:49-50.

[7]焦艳艳. 叠前逆时深度偏移在苏北QT地区的应用研究[D]. 长春：吉林大学， 2011:43-44.

[8]陈聪.叠前逆时偏移及成像[D].北京：中国地质大学， 2011:19.

[9]翟瑞国，段天昊，王方鲁，等. 南堡凹陷精细速度场研究与应用[J].非常规油气，2015,2(4)：1-6.

[10]周学明. 交错网格高阶差分数值模拟及叠前逆时偏移[D].西安：长安大学，2010:2.

[11]杨威，王建斌，胡鹏飞. 逆时偏移法在复杂地区成像中的应用[J]. 新疆地质，2013，12(31):85.

The Application and Research on Prestack Reverse Time Migration in Puguang Area

Ouyang Tianzi

(Geophysical Prospecting Institute of Sinopec Zhongyuan Oilfield Company , Zhengzhou, Henan 450000,China)

Abstract:Surface and underground tectonics of Puguang gas field are complex, the theory and application of conventional migration imaging have been limited, it could not be imaged accurately in steep reflex interface, overthrust structure and complex fault zone. To solve the imaging problem in complex tectonic zone, the reverse time migration imaging in Puguang gas field has been studied by using AGT software. On the basis of analysis to the principle of reverse time migration, a detailed discussion about implement process and selection of key parameters for reverse time migration has been conducted. Practical application showed that reverse time migration method can give accurate position of fault block, clear section and interface, compared with the time offset method, which improved the imaging effect for target layer and substrate, and obtained higher amplitude fidelity. The imaging effect and quality are obviously better than that of time offset method, the geological structure in complex subsalt steep tectonic zone of Puguang gas field has been verified effectively, and improved the sesmic imaging effect of Jia ling Jiang Group, with great significance for promoting hydrocarbon exploration in complex area.

Key words:Reverse-time migration; Puguang gas field ;Tomographic inversion; Velocity modeling

作者简介：欧阳甜子(1985年生)，女，硕士，从事地震资料处理工作。邮箱：182028595@qq.com。

中图分类号：TE122

文献标识码:A