绕射波成像技术在河道砂体储层预测中的应用

李继光

(中国石化胜利油田分公司物探研究院，山东 东营 257022)

绕射波成像技术在河道砂体储层预测中的应用

李继光

(中国石化胜利油田分公司物探研究院，山东 东营 257022)

河道砂体是东部油田主要油气储集体类型。提高河道、岩性尖灭体等小尺度储集体的预测与识别精度，是东部油田进一步挖掘潜在储量的关键所在。地震勘探中接收到的记录中除了反射波还蕴含小尺度不连续地质体产生的丰富的绕射波信息，通过对绕射波进行分离和成像，能提高地下小尺度不连续地质体的地震识别能力。通过应用平面波域反射波与绕射波波场分离技术，从地震记录中将绕射波分离出来，再通过基于共散射点道集的等效偏移距叠前时间偏移完成绕射波成像。该技术在胜利油田的实际应用，显著提高了河道砂体的识别精度和浅层河道含气检测能力。

河道砂体 小尺度地质体 波场分离 绕射波成像 储层预测

在地震勘探中，人工激发并被检波器接收到的地震记录中，既包含有连续地质界面的反射波信息，又包含有粗糙界面及不连续界面产生的丰富的绕射波信息，前者主要反映了宏观地质体特征，后者主要反映了小尺度地质体特征[1]。目前的地震勘探中主要将反射波作为处理和解释的对象，而忽略了绕射波对小尺度不连续地质体的识别能力，通常将绕射波作为噪音压制掉。随着油气勘探的精细化发展，需要地震勘探提供更全面的地质信息，因此绕射波信息的利用得到了重视，成为地震勘探研究的热点。

绕射波与反射波具有的不同波场特征决定了绕射波成像必须是独立的，即首先要实现绕射波与反射波波场分离，因此，近年来很多学者研究提出了不同的绕射波分离方法[2-8]，对于绕射波分离后的成像，刘玉金等研究了通过基于共散射点道集(CSP)的等效偏移距叠前时间偏移的方法，也是目前主要的绕射波成像方法[9]。

在实际应用方面，赵惊涛等展示了绕射波成像技术在塔里木盆地碳酸盐岩储层预测中的应用效果，对碳酸盐岩缝洞、孔洞等研究具有重要意义[10]。陈明政等在塔河油田进行了绕射波成像技术应用[11]，在碳酸盐岩弱反射特征的小尺度缝洞储集体识别上取得了较好效果。这是目前已公开发表的绕射波成像应用较为成功的例子。

综上所述，绕射波成像技术在油田勘探开发中的应用都集中在碳酸盐岩缝洞油气藏的预测方面。而本研究通过理论模型和胜利油田陈家庄地区的实例，验证绕射波成像技术在河道砂体储层预测中的应用效果。

1 河道砂体模型正演绕射波成像效果

在地震资料中，由于绕射能量比反射能量弱一到两个数量级，难以从全波场中进行有效识别[12]。因此首先通过绕射波加强技术为绕射波分离奠定基础[13-21]，然后在平面波域实现全波场中绕射波的分离，最后通过基于共散射点道集(CSP)的等效偏移距叠前时间偏移来完成绕射波成像[22-24]。

图1 陈家庄地区河道砂体模型绕射波叠前深度偏移成像效果

图2 全波场偏移成像剖面与绕射波偏移成像剖面对比

为了验证方法有效性，建立河道砂体地质模型(图1a)，对该模型进行波动方程正演。从该模型的全波场叠前深度偏移成像结果看(图1b)，模型中的主要反射界面和绕射目标都能成像；绕射波分离后单独成像的剖面(图1c)可以看出，五个反射界面得到有效压制，浅层的绕射目标单独成像相对突出，红色箭头指示的一个地层尖灭和一个小断点，也清晰呈现。通过模型试算，绕射波成像可以有效实现小尺度绕射目标体的分离，压制了反射层的能量，小尺度砂体位置定位准确清晰。

2 绕射波成像技术在陈家庄的应用

陈家庄地区主力含气层系主要为曲流河相河道砂体，从获气流井综合录井及地震剖面看属于“泥包砂”型气层，厚度1～15 m不等，地震剖面上多表现为强振幅反射特征即“亮点”特征，绕射波发育。从全波场地震数据中将绕射波分离出来并单独成像，与全波场叠前时间偏移成像剖面对比，单独绕射波成像剖面成像质量明显提高，河道砂体、基底面更清晰，整个地层接触关系更清楚，常规剖面上不明显的河道反射在绕射波资料上得到突出(图2中圆圈标注处)。

时间切片上(图3)，全波资料反映的河道线条较粗，形态不完整，走向不清楚，而绕射波分离资料上河道特征明显，工区内主要的河道形态完整清晰，细节突出。

图3 两种方法成像切片对比

图4 两种波场最大振幅属性对比及与测井曲线的吻合

在工区T0层位全区精细解释基础上，沿T0向上150 ms、向下60 ms分别提取了全波场叠前偏移和绕射波叠前偏移数据的最大振幅属性(图4)。从两种方法的振幅属性对比分析，认为除受时窗局限，部分基底信息混入外，绕射波资料反映的曲流河形态的完整性、清晰度都明显高于全波场资料，且属性过滤干净。

全波场资料混入了大量浅层非压实区形成的强振幅河道假象，而且刻画的河道信息明显不完整，漏失了很多河道细节及微小河道，而这些漏失河道信息都在绕射波分离振幅属性上得到了准确、完整的反映。虽然绕射波振幅属性不是在所有情况下都能反映河道真实的几何形态，但是却能够尽可能反映所有河道的空间存在及走向，尤其是细小的河道都能得到准确刻画。

3 地质成果

地震属性及低频谐振含气检测对比分析认为，该区绕射波资料针对浅层河道砂体的分辨率和成像精度有较大提高。基于绕射波资料，开展了该区浅层气藏构造描述、气藏厚度预测及含气检测工作。

利用区内已钻气层井精细制作合成记录，开展气层层位标定，确定研究区较为准确的时深转换速度。在合成记录标定基础上，利用该区三维地震纯波资料，以断层或极性反转作为气藏边界，开展气藏构造解释，本次项目共解释振幅与低频谐振属性约束后的亮点19个，新发现较大的亮点3个，面积1.5 km2，圈闭资源量约1.5×108m3。

4 结论

(1)通过模型和实际资料的应用，证明了绕射波成像技术能显著提高河道砂体识别能力，同时也为地层尖灭、小断层等小尺度不连续性地质体识别提供了新的思路，具有广泛的推广价值和巨大的潜在效益。

(2)无论是成像剖面上还是时间切片上，绕射波资料比全波场资料反映的河道更完整、更清晰，能识别出河道细节及微小河道；利用绕射波成像资料的振幅与低频谐振属性叠合异常可以准确进行浅层河道含气检测。

(3)绕射波成像重点用于刻画河道和盐丘的边界、断层的端点等小尺度地质体，在常规的构造成像方面存在一定的局限性。因此，在后续的勘探工作中，必须针对不同的勘探目标，加强绕射与反射的联合解释分析。

[1] 黄洪泽．论绕射波机制[J].地球物理学报，1977，20(01)：81-88.

[2] Taner M， Fomel S， Landa E.Separation and Imaging of Seismic Diffractions Using Plane‐Wave Decomposition[R].New Orleans:SEG,2006.

[3] 黄建平，李振春，孔雪，等.基于PWD的绕射波波场分离成像方法综述[J].地球物理学进展，2012，27(6)：2499-2510.

[4] 李学良，孙晨，袁义明，等．利用最小二乘自适应滤波实现绕射波分离[J].地球物理学进展，2013，26(2):0777-0784.

[5] Klokov A， Baina R， Landa E.Separation and Imaging of Seismic Diffractions in Dip Angle Domain[R].Amstel dam: EAGE，2010.

[6] Klokov A， Fomel S.Separation and Imaging of Seismic Diffractions Using Migrated Dip-Angle Gathers[J].Geophysics，2012， 77(6): 131-143.

[7] 朱生旺，李佩，宁俊瑞.局部倾角滤波和预测反演联合分离绕射波[J].地球物理学报，2013，56(1):280-288.

[8] 刘斌，邸志新，李晓峰，等．一种基于局部倾角估计的倾角域绕射波分离与成像方法[J].地球物理学进展，2014，29(5):2204-2210.

[9] 刘玉金，李振春，黄建平，等.绕射波叠前时间偏移速度分析及成像[J].地球物理学进展，2013，28(6):3022-3029.

[10] 赵惊涛，李明，张研.基于绕射波的储层预测方法及其应用[J].石油学报，2014，35(5)：901-906.

[11] 陈明政，邓光校，朱生旺，等．绕射波分离成像技术在塔河油田碳酸盐岩地震弱反射储层预测中的应用[J].石油物探，2015，54(2):234-240.

[12] 孙成禹，杜世通.平面声波在粗糙界面上的反射特征研究[J].地球物理学报，2006.49(3):903-907.

[13] 李晓峰，黄建平，李振春，等.基于反稳相滤波的边缘绕射成像方法研究[J].地球物理学进展，2015，30(3):1205-1213.

[14] 徐辉.倾角成像道集中反射波和绕射波特征分析及成像质量改善方法研究[J].石油物探，2015，54(2):133-141.

[15] 蒋波，赵金玉，邬达理，等.基于反射波层拉平的绕射波分离与成像方法[J].石油物探，2014，53(2):137-141.

[16] 刘太臣，胡江涛，王华忠，等.奇异值谱分析在绕射波分离及成像中的应用[J].石油物探，2014，53(1):46-53.

[17] 翔宇，李振春，周卿，等.共散射点道集映射噪声压制方法及其应用[J].石油物探，2013，52(5):524-529.

[18] 赵惊涛，王真理，于彩霞.地震勘探中的边缘绕射波及其动力学识别方法[J].地球物理学进展，2011，26(1):194-206.

[19] 孔雪，李振春，黄建平，等.基于平面波记录的绕射目标成像方法研究[J].石油地球物理勘探，2012，47(4):682.

[20] Fomel S.Application of plane-wave destruction filters[J].Geophysics，2002，67(6):1946-1960.

[21] Bansal R，Inhof M G.Diffraction enhancement in prestack seismic data[J].Geophysics，2005，70(3):73-79.

[22] Moser T J，Howard C B.Diffraction imaging in depth[J].Geophysical Prospecting，2008，56(5):627-641.

[23] Landa E，Fomel S.Separation，imaging，and velocity analysis of seismic diffraction using migrated dip-angle gathers[C]// Seg Technical Program Expanded Abstracts.Tulsa,SEG,2008:2176-2180.

[24] Moser T J，Howard C B.Diffraction imaging in depth[J].Geophysical Prospecting，2008，56(5):627-641.

(编辑 韩 枫)

Application of diffracted wave imaging technology in channel sand reservoir prediction

Li Jiguang

(GeophysicalResearchInstituteofShengliOilfieldCompany,SINOPEC,Dongying257022,China)

Channel sands are main types of oil and gas reservoir in the eastern oil field,and the improvement of identification accuracy of small-scale reservoir such as channel and thinning out plays an important role in the further excavation of the potential oil reserves in the eastern oil field.Records of seismic exploration include not only reflected wave information，but also abundant diffracted wave information generated by small-scale discontinuity geological bodies.By separating and imaging diffraction wave， the identification ability of underground small-scale geologic bodies can be improved.The diffraction wave field separation technique was used in plane wave domain to separate diffraction wave，and then diffracted wave imaging was completed by equivalent offset prestack time migration based on common diffration point gathers.Practical application in Shengli Oilfield showed that this technology can significantly improve the identification accuracy of channel sand and enhance capability of gas detection of shallow channel.

channel sand body;small-scale reservoir;wave field separation;diffraction wave imaging;reservoir prediction

10.16181/j.cnki.fzyqc.2017.01.005

2016-12-13；改回日期：2017-01-11。

李继光(1968—)，高级工程师，博士，研究方向：复杂地表地震资料处理。电话：18754613653，E-mail：cuiqinghui@foxmail.com。

国家科技重大专项课题“大型油气田及煤层气开发”(2011ZX05006-002)。

P631.4

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