基于井控反褶积处理的川中栖霞组构造精细解释研究

张正鹏, 熊晓军, 肖 尧, 张敏知,唐 松, 刘 微, 李 明

(1.成都理工大学 地球物理学院，成都 610059;2.中国石油 西南油气田公司 川中油气矿，遂宁 629000)

0 引言

近年来，随着油气勘探开发技术的不断发展，勘探开发的目标逐步由构造油气藏向岩性油气藏转移，由寻找构造圈闭带转向深入挖掘薄储层、小断层控制的复杂构造及岩性圈闭[1]。四川盆地中部地区(川中)栖霞组以颗粒滩沉积为主，不仅储层厚度薄,而且储层横向变化大，具有较强的非均质性，给储层预测带来了挑战。这里选取川中地区的GS18井区开展构造精细解释研究，为研究区后续的储层预测奠定基础。GS18井区的储层主要发育在栖二段底部，少数储层发育于栖一段顶部。研究区栖霞组构造解释的难点在于，栖霞顶存在复波、栖二底界面存在弱连续性、空白地震反射区域。因此，笔者开展研究区的地震资料的高分辨率处理，并基于高分辨率处理数据体开展栖二段地层底界面的地震层位的精细解释。

高分辨率处理是目前提高构造解释精度的主要手段，常用的技术可以归纳为三类：①反褶积技术[2-3];②吸收补偿技术[4-5];③基于时频谱的频率恢复技术[6]。其中基于反褶积技术的方法是目前实际应用中的主要方法，如Kazemeini等[7]提出了一种使地震数据谱逼近反射系数谱的蓝化因子；Devi[8]提出了基于小波变换的过井地震剖面分辨率处理方法；吴大奎等[9]提出了一种井震联合叠加地震资料高分辨率处理方法；周超等[10]提出了一种应用在松辽盆地薄储层识别的反褶积方法。但是常规反褶积技术对模型存在较多的假设，如地震子波最小相位且稳态，噪声干扰为零或很小(或随机、平稳序列)等。在实际的资料处理中，当地震资料信噪比低或存在较强的高频噪声，常规的反褶积技术对地震数据的高分辨处理效果不理想[11]。此外，基于时频谱的频率恢复技术的核心在于对有效频带的展开(即拓频处理)，其难点在于如何保持原始地震信号的保真度。相比较而言，井控反褶积技术基于完钻井的测井数据或VSP数据和地震数据进行匹配处理，处理后的地震资料具有高保真、高信噪比和高分辨率等特点，能为后期的地震勘探和资料处理提供可靠的依据[12]。

此外，常规的高分辨处理的质控手段是保真和保幅，保真有利于地震层位解释的准确性，保幅有利于后续储层预测的可靠性。这里仅从保真的角度出发，直指构造精细解释的目标，即仅需要重点关注反射界面的真实性，不关注该反射的强弱关系。采用井控反褶积高分辨率处理方法，结合纵向高分辨率的测井消息，获得保真的三维地震数据体，并以此开展栖二段底界面的地震层位的精细解释，研究栖霞组的构造。

1 井控反褶积的方法原理

常规反褶积技术是,加入“反射系数白噪，子波最小相位”等假设条件或反射系数的统计信息，测井信息作为地震资料的重要补充部分，提供了可靠的高频反射系数[13-14]。井控反褶积在常规反褶积的基础之上，仍然存在地下地层是水平层状介质和地震波是垂直入射反射的平面波的假设，但加入了控制井的优选，在子波提取的方法上进行了改进。井控反褶积的核心在于控制井的优选，其能有效地表征研究区内的多种地层的地质特征，且具有较好的井震标定效果。此外，井控反褶积的另一个影响因素在于地震子波的准确提取，目前通常采用混合相位子波反褶积技术进行计算，其子波的振幅谱采用复赛谱分析方法计算，提取的子波振幅谱准确而客观。子波相位谱由振幅谱计算，相位特征交互完成，并用最小熵准则衡量零相位化的程度，对选择的相位进行合理性的监控[15]。以提取的子波进行混合相位子波反褶积，最终得到研究区高分辨率处理后的地震数据体，并与实钻井的合成记录(子波与反射系数的褶积)进行匹配分析，进而得到高分辨处理地震数据的质量。

基于上述分析可见，井控反褶积的应用基础在于研究区的完钻井需要满足一定的代表性，检查其测井资料的准确性和可靠性，尤其是要具有较好的声波测井和密度测井资料，并在井旁有较高质量的地震记录，能使获取的子波频谱更为准确。

这里采用的井控反褶积地震资料高分辨率处理的计算流程图见图1，其主要步骤包含了对需要高分辨处理的数据体分时窗、分控制点，转换到复赛域提取子波的振幅谱，调整子波相位谱，最后选择合适子波进行井控反褶积。

图1 井控反褶积的计算流程图Fig.1 Calculation flow of well-control deconvolution

2 栖霞组地层的高分辨率处理分析

研究区栖霞组地层以颗粒滩沉积为主(台内滩)，其主要发育于栖一段顶部和栖二段底部，其平面分布特征具有强非均质性[16]。此外，基于井震标定分析得到的栖二段地层的底界面反射特征具有多样化特征(中期波峰反射、弱波峰反射或空白反射)(图5(a))。上述地质特征和地震响应特征，给栖二段地层底界面的地震层位解释带来了巨大的挑战。

研究区目前典型井有两口(其中高石128井储层厚度为28 m，高石18井储层厚度为10.3 m)，完钻井较好地对研究区栖二段地层从颗粒滩的发育程度上进行了区分，为研究区开展井控反褶积奠定了基础。基于图1的计算流程，对研究区的叠后三维地震资料进行了高分辨率处理，获得了研究区的高分辨率数据体。以高分辨率处理前、后的井震标定对比和连井剖面特征对比等两个方面，详细分析栖霞组地层的高分辨率处理效果。

2.1 井震标定分析

图2和图3是研究区典型井的井震标定分析图，图2(a)、图3(a)是未做高分辨率处理的时间偏移剖面的井震标定(采用雷克子波，主频30 Hz)，图2(b)、图3(b)是高分辨率处理后的时间偏移剖面的井震标定(采用雷克子波，主频40 Hz)。

图2 高石128井井震标定分析Fig.2 Seismic calibration analysis of well Gaoshi 128(a)高分辨率处理前;(b)高分辨率处理后

图3 高石18井井震标定分析Fig.3 Seismic calibration analysis of well Gaoshi 18(a)高分辨率处理前;(b)高分辨率处理后

由图2、图3可见，高石128井和高石18井在栖霞组地层的高分辨率处理后的井震标定效果优于高分辨率处理前。高分辨率处理后的井震标定的合成记录与井旁地震道对应关系良好，井旁地震记录与合成记录的波峰或波谷反射纵向位置对应，薄层的测井分界特征与地震剖面分界特征相对应，波振幅特征清楚。高石128井的井震标定相关系数由高分辨率前的57.53%提高为高分辨率后的82.09%，高石18井的井震标定相关系数由高分辨率前的53.12%提高为高分辨率后的79.70%，说明了高分辨率高保真处理的准确和可靠，满足了栖霞组地层反射界面的真实性要求。

此外，图2(a)(高石128井)栖霞顶的复波在高分辨率剖面上变成单波峰反射，图3中的栖霞组顶界面对应强波峰反射，该波峰反射的横向连续性较好，栖霞组底界面对应波谷反射，栖二底界面的“亮点”反射在高分辨率剖面上的反射能量和横向连续性均得到增强，其有助于栖二底界面层位的准确解释。

2.2 剖面对比分析

图4和图5分别是过高石118、高石18、高石128井剖面的高分辨率处理前、后的频谱图和连井叠前时间偏移剖面对比图。由图4可知，高分辨处理前的地震资料频带主要分布在10 Hz～45 Hz之间，而经过井控反褶积后，地震资料的主频为40 Hz左右，且频带范围扩宽为10 Hz～70 Hz，频带和反褶积前相比扩宽了25 Hz。从地震剖面的频谱角度看来，高分辨率处理后的剖面有横向连续性和纵向分辨率会有所提高。由图5(b)可见，高分辨率处理后的连井剖面上的栖霞顶呈单波峰反射特征，且栖二底界面横向连续性优于图5(a)。

图4 高分辨率前后频谱图Fig.4 High-resolution spectrogram before and after

图5 过高石118-高石18-高石128的高分辨率处理前、后的连井叠前时间偏移剖面对比Fig.5 Comparison of pre-stack time migration profiles of connected wells before and after high-resolution processing of Guogaoshi 118-Gaoshi 18-Gaoshi 128(a)高分辨率处理前;(b)高分辨率处理后

由于栖霞组顶界面反射在未做高分辨率处理的时间偏移剖面(原始地震剖面)上总体呈中强波峰反射，局部发育复波，因此，栖霞顶层位解释以时间偏移剖面(未做高分辨率处理)为主，高分辨率处理后的剖面为辅助，采用原始地震资料剖面(高分辨率处理前)上连续好的“亮点”反射的追踪层位，修正相同区域的基于高分辨率处理后剖面的解释层位。图5(b)可看出栖霞顶界面的复波消失，栖二底界面横向连续性差，局部出现弱反射或空白反射，层位解释以高分辨率处理后的剖面为主，时间偏移剖面(未做高分辨率处理)为辅助。高分辨处理后界面反射的横向连续性得到大幅增强，有利于栖霞组层位构造精细解释，效果良好，为后续的储层研究提供了可靠的地震数据成果。

2.3 栖二段地层底界面构造特征分析

研究区栖霞组薄储层主要发育于栖一段顶部和栖二段，在高分辨率三维地震数据体的基础上，对栖二段地层底界面进行了构造解释。由图6可看出，浅蓝色处深度较深，颜色愈深则深度相对较浅，即栖二底界面的构造形态表现为工区中部发育东西向的“凹槽”区域，研究区南部区域构造位置高于研究区北部，从高石18井往高石120井方向，构造逐渐抬高。此外，图6中的栖二段底界面的构造深度误差较小(与研究区内完钻井的栖二段地层底界面的深度误差均小于7 m)，证明了经高分辨处理获得的栖二段地震层位的准确性。

图6 栖二底界面构造图Fig.6 Interface structure map of the second bottom of Qixia

3 结论

川中地区二叠系栖霞组储层厚度薄给后续的储层解释带来了极大的困难，笔者通过井控反褶积方法对原始三维地震数据进行了高分辨处理，效果显著，得到了以下几个结论。

1)基于井控反褶积叠后高分辨率处理，有效地提高了栖霞组地层的地震反射波的纵向分辨率和横向连续性，并结合井震标定分析，获得了准确的栖霞顶界面和栖二底界面的地震层位。

2)基于高分辨率处理数据体得到的栖二段底界面的地层层位，获得了栖二段地测底界面的构造图，其构造误差与研究区内的完钻井深度误差小，证明了高分辨率处理的成果可靠性。

3)从地震层位精细追踪的角度出发，笔者在高分辨率处理中仅关注保真度，即仅以研究区完钻井井震标定的合成记录的保真度为质控手段，得到的高分辨率数据体不用于后续的储层预测研究，该思路是可行的。