保真保幅岩性目标处理技术在H区块的应用

董玉文，陈旭，欧荣生

1.油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学)，湖北 武汉 430100 2.长江大学地球物理与石油资源学院，湖北 武汉 430100 3.中国石油青海油田分公司勘探事业部，甘肃 敦煌 736202

随着地震勘探的思路由构造向岩性目标的转变，以及服务对象也由油气田勘探向开发评价延伸，常规的地震资料处理已经难以满足油气田勘探开发的需要。近年来，岩性目标处理、提高分辨率处理和叠前偏移技术在勘探实践中得以长足发展[1-5]，基于岩性目标的处理技术重点在地震资料的相对保持振幅、频率、波形和相位处理上，在此基础上，尽可能获取高的地震成像分辨率，同时结合新钻井的更新和地质认识的深入，不断迭代到地震资料处理的过程中，以满足储层预测和油藏描述的需要，为提高钻井成功率提供技术保障[6,7]。

中石油西部探区H区块勘探程度较高，油气藏类型以构造和复合油气藏为主。近年来，该区加大了风险勘探力度，先后部署钻探了YT1井、YC1井、HS1井等风险探井，新发现了侏罗系岩性油气藏，是该区增储上产的突破口。然而，地质研究认为新发现油层位于最大湖泛面附近，含油砂层薄，幅度低，小断裂发育，横向变化快，呈“泥包砂”的特征。以往对地震数据进行连片处理时，目标对象多为构造圈闭，同时要兼顾深、中、浅多套目的层，难以做到真正的保幅处理，因此常规处理精度较低，在岩性目标发育区，有效信号保真度和保幅度差，薄砂岩层段波组能量弱，反射特征难以识别，砂体横向追踪刻画困难，难以满足储层精细预测的需要。

为满足薄砂层预测的地质需求，提高振幅保真度，提高地震资料的信噪比、分辨率是处理的关键点。笔者在充分认识原始地震资料品质的基础上，在叠前去噪、振幅补偿、提高分辨率处理等方面开展研究分析，优化去噪流程，提出以保真保幅为核心，用叠前多域保幅去噪与振幅补偿迭代的方式，即在分阶段去噪的基础上，进行地表一致性振幅补偿，保持地震资料的相对振幅关系，确保在保幅保真的前提下，最大限度地识别薄砂层，且真实反映其振幅响应关系，达到预测薄砂层的目的。

1 原始地震资料特征

H区块地震资料由于激发接收条件差等因素影响，整体信噪比低，噪声发育且能量强，且地震资料有效频宽窄、主频较低，制约了原始地震资料的品质[8-10]。主要干扰波类型为浅层折射波、可控震源谐波、面波、不同视速度的线性干扰等，可分为规则干扰及随机干扰两大类。规则干扰在一个十字排列子集内显示出很强的规律性，等时切片上从浅至深呈现出规律的环状结构的线性干扰，环内分布的主要为强能量的面波干扰，在目的层1500ms附近更加明显(见图1)。通过频率和能量分析，研究区的有效信号频宽为6～45Hz，目的层有效频宽12～30Hz，能量纵向上衰减严重，深层信号能量弱，制约了对薄砂层及小断裂目标的刻画。

图1 炮域十字排列子集等时切片Fig.1 Isochronous slice of a subset of shot field cross arrangement

2 关键处理技术

2.1 叠前多域保幅去噪技术

2.1.1 自适应面波衰减

研究区面波干扰严重，基于区域滤波法和频率波数域的噪声衰减法可以有效压制面波，然而对于其他信号，尤其是接近面波特征的成分也会被削弱，而这些往往是地震信号的有效成分。为了避免有效信号被压制，采用自适应面波衰减技术压制面波干扰。该方法根据干扰波同相轴倾角方向进行叠加组合，求出该倾角的干扰波，可以快速识别干扰波，尽可能地使有效波能量得到保持，特别是无面波部分有效信号得到最大限度的保持，为后续能量补偿和振幅保真处理提供了保障(见图2)。

图2 单炮域自适应面波衰减法压制效果Fig.2 Suppression effect of adaptive surface wave attenuation method in single shot domain

2.1.2 全三维规则干扰压制

线性干扰是一种严重的规则干扰波，主要利用十字排列子集的叠前全三维规则干扰压制技术进行压制。由于面波在正交子集上表现为锥形，并且是从顶点辐射出的直线，具有稳定的速度；将基于正交子集的地震数据通过三维傅里叶变换，转换到频率波数域；当固定某一频率时，其水平切片上显示为圆形，且在频率域上也显示为圆锥形，与线性噪声在正交子集上的表现特征一致。由于正交子集域共中心点之间的距离分别为炮点距和检波点距的一半，弥补了传统道集记录里空间采样不足的问题，更加保证了线性特征的稳定。

在实际处理时，先分析出线性干扰所在的频率段，然后测量出线性速度的范围，通过频率-波数域的三维锥形滤波来压制线性干扰。如果经过锥形滤波处理，一些样点由于线性特征不明显而残留在地震记录上，可以通过炮检点的重排，使其在另一个方向的正交子集上线性特征更明显，从而将其有效去除。如图3所示，线性干扰压制后的十字排列子集上的“圆环”被去除(见图3黑色箭头指示区)。

图3 全三维规则干扰压制效果(1380ms)Fig.3 Rule interference suppression effect of full 3D data (1380ms)

2.1.3 分频异常振幅压制

对异常振幅采取分域逐级进行压制：首先，在炮域进行压制，去除较强能量级别的异常振幅，以减少对后续地表一致性处理的影响；其次，在CMP(共中心点)域，针对残余异常振幅以及反褶积处理后增强的高频噪声，在CMP道集上进行有效压制。

研究创新使用分频异常振幅压制方式，即将地震数据道头随机重排，有效信号呈现随机分布的特点，使得残存的异常能量更便于识别，通过道头重排，凸显异常振幅，在提高资料信噪比的同时，最大限度地保护有效信号(见图4)。

图4 随机道头排列方式异常振幅压制效果Fig.4 Abnormal amplitude suppression effect of random trace arrangement

2.1.4 保幅处理监控

保幅处理是岩性目标区处理的关键技术，一般来说，采取一系列振幅补偿措施，在保持振幅相对关系的情况下，补偿地层吸收衰减及由于地表因素造成的能量差异。首先，应用球面扩散补偿技术，补偿地震波在传播过程中波前能量随地震波传播距离的增加而造成的纵向能量的衰减[11,12]；其次，地表一致性振幅补偿主要消除由于风化层厚度、速度、激发岩性等地表因素变化造成的横向能量差异[13-15]。

该次保幅处理方式较常规振幅补偿进行了调整，在自适应面波衰减去除强能量面波干扰后，利用VSP(垂直地震剖面)井提取的Tar因子，对地震资料进行几何扩散补偿，即补偿纵向上的能量衰减。由于大部分面波得到压制，补偿后以线性干扰为主的规则干扰在十字排列子集上很容易被识别。

第1次振幅补偿在炮域规则干扰压制后，仅应用炮点和检波点进行补偿，消除一部分因地表差异引起的能量横向变化，暂时保留异常能量与有效能量的差异，以便后续进行异常振幅的压制。第2次振幅补偿在CMP域随机道头排列方式异常振幅压制后，应用炮点、检波点及偏移距进行补偿，此时规则干扰及异常干扰基本被去除干净，地表一致性补偿效果理想。根据噪声的去除程度，可以进行去噪及振幅补偿的迭代处理，直至剖面整体能量均衡，在保幅处理的关键步骤设置方位监控，逐步检测地震数据切片，保持振幅的相对关系(见图5)。

图5 保幅处理监控的地震数据切片Fig.5 Slice of monitoring seismic data for amplitude preserving processing

通过对叠前保幅去噪流程进行优化，将去噪与地表一致性振幅补偿进行迭代处理，在逐步去噪过程中消除因地表条件变化造成的能量差异，在分步分域逐级去除干扰、去噪的同时，将有效信号最大限度地保留，始终保持振幅的相对关系，做到真正意义上的保幅去噪。经过优化去噪流程后，从目的层沿层信噪比属性(见图6)上可以清楚看到，去噪效果明显，目的层信噪比得到很大程度提升。

图6 叠前保幅去噪沿层信噪比属性Fig.6 SNR attribute along the layer based on the pre-stack amplitude-preserving denoising result

2.2 井控Q补偿技术

反褶积的应用是基于子波时不变和子波最小相位的理论假设的，而实际资料中大地对地震子波的衰减作用导致地震道记录的不稳定性，同时高频能量随传播时间的增加而减弱，子波相位亦随时间的增大而畸变，不满足反褶积的假设。

在利用地表一致性反褶积与预测反褶积串联提高叠前分辨率之前，进行井控Q补偿，达到进一步提高分辨率的目的。技术思路如下：首先，利用VSP井获得的Q值，建立构造模型，在层位约束下进行全区Q体的建立；其次，将Q体应用到地震数据中，对地震子波在传播过程中振幅随频率变化而产生的衰减进行补偿校正；最后，利用地表一致性反褶积方法对地震子波进行校正，消除地表条件差异对地震子波的影响，与预测反褶积方法串联，进一步压缩地震子波，提高分辨率(见图7)。

图7 井控Q补偿模型Fig.7 Q compensation model controlled by well data

在串联反褶积前采用Q补偿技术提高分辨率的处理方式能够很好地压制子波旁瓣，增强地震子波的横向稳定性和一致性，与串联反褶积联合应用能够提高目的层的分辨率，且为含油气薄层的解释反演工作提供了较好的道集资料。从目的层沿层均方根振幅属性(见图8)可以清楚地看到，振幅能量得到明显增强，目的层砂体分辨能力提高，且与已知钻井符合度较高。

图8 基于井控Q补偿的沿目的层均方根振幅属性Fig.8 RMS attribute attributes along the target zone based on well control Q compensation

与常规处理流程得到的叠加剖面相比，优化处理流程得到的地震资料能量明显改善(见图9(a)、(b))；同时，道集的信噪比更高、低频信息更丰富，有利于开展叠前道集属性分析(见图9(c)、(d))。

图9 基于井控Q补偿的优化处理效果Fig.9 Optimization effect based on well control Q compensation

3 应用效果

针对西部探区H区块最大湖泛面附近的油层段砂层薄，横向变化快，地震资料分辨率低，预测困难等难点，开展岩性目标处理技术研究，强调地震资料的保真保幅处理，取得了较好的处理效果。新技术处理后的地震成果资料与以往常规处理地震资料对比，信噪比和分辨率均得到提高，频带得到拓宽，低频成分丰富，微小断裂归位准确，断裂成像精度提高，地震反射特征和地层接触关系更加清楚，薄层砂体内幕细节更加清晰(见图10)，新技术处理成果有利于岩性圈闭的边界刻画和油藏分析，达到了岩性反演和储层预测的精度要求以及目标精细处理的目的。

图10 新旧地震资料对比Fig.10 Comparison of new and old seismic data

4 结论

1)以保真保幅为核心，采用保幅去噪技术，尽可能保持有效信号，保证地震资料的保真度。在提高资料信噪比的基础上，进行振幅补偿，使地震剖面纵横向能量得到较好的均衡，相对能量关系保持一致。

2)在地表一致性反褶积、预测反褶积前进行井控Q补偿增强子波稳定性，逐步压缩子波，提高垂向分辨率同时，保持了较好的波组特征和层间信息，使目的层高频能量得到恢复。

3)岩性目标处理后的地震剖面信噪比和分辨率均有提高，微小断裂刻画更加精细，低频信息得到较好保护，利于后期岩性反演和储层预测。该研究初步形成了适合西部沙漠地区的岩性目标处理配套技术系列，同时该处理思路也对类似岩性目标处理具有借鉴意义。