阿姆河右岸區塊鹽下地震資料疊前保幅高分辨率處理

徐明華吳先忠李 瑞彭宇,蒙 杉

1.成都理工大學 2.川慶鉆探工程公司地質勘探開發研究院 3.中國石油(土庫曼斯坦)阿姆河天然氣公司

阿姆河右岸區塊鹽下地震資料疊前保幅高分辨率處理

徐明華1,2,3吳先忠3李 瑞1彭宇2,3蒙 杉2

1.成都理工大學 2.川慶鉆探工程公司地質勘探開發研究院 3.中國石油(土庫曼斯坦)阿姆河天然氣公司

徐明華等.阿姆河右岸區塊鹽下地震資料疊前保幅高分辨率處理.天然氣工業,2010,30(5):26-29.

土庫曼斯坦阿姆河右岸地區地表大部分被沙漠、戈壁覆蓋,目的層卡洛夫—牛津階碳酸鹽巖上覆的巨厚膏鹽層對地震波高頻成分能量吸收比較嚴重,采用常規方法處理的地震資料分辨率一般較低。為此,在分析CRP道集有效高頻成分的基礎上,采用共反射面元疊加進行保幅去噪,在去噪的道集數據上分析有效低頻和高頻信息的可靠性,拓寬地震信號的有效頻帶,使地震資料的振幅譜在有效頻帶范圍內接近反射系數的振幅譜,從而提高了地震資料的分辨率。對比發現,高分辨率資料比常規資料頻帶展寬20Hz以上,主頻提高15Hz以上,信噪比得到了明顯提高,能有效分辨目的層內厚10m左右的薄儲層,為構造精細描述和儲層橫向預測提供了較好的地震資料。

土庫曼斯坦 阿姆河右岸區塊 高頻 有效波 共反射面元 疊加(地震) 振幅 分辨率 信噪比

0 引言

阿姆河右岸合同區塊構造幅度不大,多為一些低幅度構造和巖性圈閉[1]。儲層主要為碳酸鹽層,其厚度和物性縱橫向變化均較大。中國方面在2007年接手該區塊勘探開發工作,在2008年采集了2900km2的三維地震資料,由于地表地質條件及地層結構原因,常規疊前時間偏移數據體低、高頻有效信號能量不足且頻帶較窄,對區內構造精細描述、儲層預測和相應的儲量計算造成較大困難。為此,開展了疊前保幅寬頻高分辨率地震資料處理方法的試驗研究。

1 分辨率與頻寬的關系

但對于實際地震數據而言,受大地吸收衰減和高頻信噪比的影響,地震垂向(時間)分辨率總是有限的。以往的地震資料處理主要追求足夠高的地震子波主頻,常忽視地震信號的有效頻帶,從而使地震信號中蘊含的地質意義不能完全體現出來。筆者在提高地震波主頻的同時擴展有效頻帶的寬度,使地震波的頻譜接近寬平子波譜(圖1),即寬頻地震信號的子波振幅譜近似為有效頻帶內反射系數的振幅譜,從而能夠更好地反映地下地質結構[2]。

圖1 寬頻地震波頻譜圖

在地震信號有效頻帶內,設頻寬為df、主頻為fd、視主頻(地震剖面上能夠看到的主頻)為 fv、振幅衰減為0.4的最低有效頻率(有效頻帶低頻)為 fl、振幅衰減為0.4的最高有效頻率(有效頻帶高頻)為 fh。則有效頻帶的頻寬為:

地震信號的主頻為:

可以看出,主頻反映有效頻帶的中心頻率,視主頻則反映最大振幅譜值對應的頻率。筆者研究的主要目的是提高 fd和df,且保持低頻端能量基本不變,同時保持地震資料的原有的振幅和相位特性[3]。

2 高分辨率成像原理

采用的基礎資料為疊前CRP道集,處理工作直接在道集上開展。其關鍵技術環節在于保幅去噪(CRA)和寬頻處理[4]。

設 Xi+m,j+n(t)(實際上,這里是一個道的符號,以下同)為某個三維共反射面元的任意地震道,xi,j(t)為該共反射面元的中心道(其中m=-M,…,-1,0,1,…,M;n=-N,…,-1.0,1,…,N;i為INLINE方向線號;j為Crossline方向線號;t為時間),求 xi+m,j+n(t)(m≠0,n≠0)與中心道 xi,j(t)的反射同相軸的時差(Δtm,n)。

對 xi+m,j+n(t)作時差校正,得

經過時差校正后,共反射面元中的各個地震道x′i+m,j+n(t)的反射同相軸被拉平。也即,x′i+m,j+n(t)與 xi,j(t)的反射同相軸時差為零。當 m=0、n=0時,有

將已經被轉換為水平反射同相軸的共反射面元中的所有地震道 x′i+m,j+n(t)疊加起來并除以該面元的道數(2M+1)(2N+1),得

Xi,j(t)就是對應于中心地震道 xi,j(t)的共反射面元的疊加道。

按上述方法,計算三維地震數據體每一地震道的共反射面元疊加道,得到三維地震資料的共反射面元疊加結果。

對同一個共反射面元:地震反射信號是相似的,共反射面元疊加(CRA)就意味著共反射面元中各個地震道的“同相疊加”,其信號基本不變;而隨機噪聲不相似,疊加后則趨于零[5]。于是,自然地提高了資料的信噪比。當反射信號完全相同時,共反射面元疊加道Xi,j(t)的地震反射信號與原地震道 xi,j(t)一致,所以共反射面元疊加基本上是一種振幅相對保持的去噪處理方法,稱其為保幅寬頻高分辨率處理(HIRAB)。

一般說來,HIRAB就是在提高地震資料信噪比和振幅相對保持的基礎上,提取地震資料中的有效低頻和高頻信號,對地震記錄逐個頻率點進行振幅譜展寬、拉平,并保留低頻信號,使地震資料的振幅譜在有效頻帶范圍內接近反射系數的振幅譜,從而提高分辨率。該方法不改變地震資料的相位譜,基本不改變地震資料的波組關系,不存在相鄰頻率段之間的拼接和吉普斯效應,而且引起的高頻噪聲較小。

3 高分辨率處理及其效果分析

3.1 確定有效頻帶

通過CRP道集和疊后偏移剖面的頻率掃描以及高分辨處理試驗,確定保幅寬頻高分辨率處理的有效頻帶,主要是其有效高頻。

對不同的CRP高頻道集與CRP道集進行比較,選擇頻率最高且同相軸與CRP道集一致的高頻道集的頻率作為HIRAB道集頻帶的有效高頻。

圖2為CRP道集及其60Hz、70Hz和80Hz的高頻道集。從圖中可以看出,60Hz和70Hz高頻道集的反射同相軸與CRP道集基本一致,而80Hz高頻道集的反射同相軸與CRP道集的一致性降低。對全區CRP道集的分析表明,本區70Hz以下的反射信號基本為有效信號[6]。

3.2 保幅去噪CRA

對包含中間道集的3個CRP道集進行保幅去噪,得到圖3中去噪后的CRA道集。從圖中可見,其信噪比明顯提高,波組關系沒有發生變化,道間的能量關系也未變。

3.3 疊前CRP道集寬頻處理

對保幅去噪的CRA道集進行寬頻處理,得到保幅寬頻高分辨率處理的HIRAB道集。圖4為過Met-1井(中間道集)的CRP道集和寬頻處理后的HIRAB道集。可以看出:HIRAB道集的分辨率大大提高,并且其信噪比亦明顯增強;兩種道集的波組關系與CRP道集一致。表明HIRAB具有很好的保幅性能。

圖5-a為CRP道集目的層段(1500～2200ms)的振幅譜,頻帶為6～48Hz,頻帶寬度為42Hz,主頻為27Hz(振幅譜中的強低頻能量是由遠炮檢距地震道的強低頻能量引起);圖5-b為HIRAB道集同層位的振幅譜,頻帶為12～76Hz,頻帶寬度為64Hz,主頻為44Hz。可以看出:經過處理后的HIRAB道集的高頻拓展28Hz,頻帶展寬22Hz,主頻提高了17Hz。

圖5 CRP道集和HIRAB道集的振幅譜

3.4 處理效果分析

圖6 偏移剖面和疊前寬頻處理的HIRAB剖面圖

4 結論

筆者討論的疊前保幅高分辨處理有別于常規的高分辨率處理方法[7-9],其提出了一種新的處理思路和流程[10-11]。該方法既可提高地震資料的縱向分辨率,又能夠較好地去除噪聲,做到了振幅相位保真,充分展現了地震資料中的高頻有效信號。該方法處理的資料有利于構造精細解釋和儲層及其流體的預測。

[1]芮擁軍,石林光.準格爾盆地中部地震資料提高分辨率處理研究[J].石油物探,2007,46(2):181-186.

[2]李慶忠.走向精確勘探的道路[M].北京:石油工業出版社,1993:52-79.

[3]易中富.地震資料的保幅寬頻高分辨率處理[J].油氣地球物理,2006,4(3):13-18.

[4]YILMAZ O.地震數據處理[M].北京:石油工業出版社,1994:124-135.

[5]劉財,劉洋.一種頻域吸收衰減補償方法[J].石油物探,2005,44(2):116-118.

[6]袁紅軍,吳時國.拓頻處理技術在大牛地氣田勘探開發中的應用[J].石油地球物理勘探,2008,43(1):69-75.

[7]金惠,楊威,楊躍明,等.川西地區須二段高分辨率層序地層研究[J].天然氣工業,2007,27(6):48-51.

[8]祁華忠,鄭愛敏,楊曉,等.高分辨率層序地層學及砂體展布規律研究實例[J].天然氣工業,2008,28(4):43-45.

[9]葉泰然,鄭榮才,劉興艷.高分辨率層序地層學在川西須家河組砂體分布研究中的應用[J].天然氣工業,2008,28(2):38-41.

[10]周竹生,黎家盆.疊后高分辨率資料處理方法及應用效果[J].石油地球物理勘探,1994,25(5):601-609.

[11]張翔,田景春,劉家鐸,等.高分辨率層序地層在巖相古地理編圖中的應用[J].西南石油學院學報,2005,27(6):1-4.

DOI:10.3787/j.issn.1000-0976.2010.05.006

Xu Minghua,senior engineer,was born in1973.He is studying for a Ph.D degree,being mainly engaged in research of seismic processing,interpretation and reservoir prediction.

Add:No.83,Sec.1,North Jianshe Rd.,Chengdu,Sichuan610051,P.R.China

Tel:+86-28-86015646 E-mail:xumingh@sina.com.cn

Amplitude-preserving high resolution pre-stack processing of pre-salt seismic data in the Amu Darya Right Bank Block,Turkmenistan

Xu Minghua1,2,3,Wu Xianzhong3,Li Rui1,Peng Yu2,3,Meng Shan2
(1.Chengdu University ofTechnology,Chengdu,Sichuan610059,China;2.Geologic Ex ploration&Development Research Institute,Chuanqing Drilling Engineering Co.,L td.,CN PC,Chengdu,Sichuan610051, China;3.CN PC(Turkmenistan)A mu Darya River Gas Company,Beijing100101,China)

The surface of the Amu Darya Right Bank area in Turkmenistan is mostly covered by desert and gobi.The exploration target in the Callovian-Oxfordian carbonates is overlain by very thick salt,causing serious energy absorption of high-frequency component of seismic wave.So the resolution of seismic data processed by the conventional methods is generally low.Based on an analysis of the effective high-frequency components of CRP gathers,the common reflection bin stacking technique is used to preserve amplitude and eliminate noise.Then the reliability of the effective low-frequency and high-frequency signals is analyzed on the gathers after noise elimination.The effective frequency band of seismic signals is therefore widened to make the amplitude spectrum close to that of the reflection coefficient within the effective frequency band,so as to enhance the resolution.The frequency band of high resolution data is20Hz wider than that of the conventional data.The dominant frequency is enlarged by15Hz,and the signal-to-noise ratio is significantly improved.Thus thin reservoirs of about10m thick can be effectively identified,providing a good basis for fine structural description and lateral reservoir prediction.

Amu Darya Right Bank,Turkmenistan,high frequency,effective wave,bin,stack(seismic),amplitude,resolution, signal-to-noise ratio

book=26,ebook=517

10.3787/j.issn.1000-0976.2010.05.006

2010-03-23 編輯 韓曉渝)

徐明華,1973年生,高級工程師,博士研究生;主要從事地震資料處理、解釋及儲層預測方面研究工作。地址: (610051)四川省成都市建設北路1段83號。電話:(028)86015646。E-mail:xumingh@sina.com.cn

NATUR.GAS IND.VOLUME30,ISSUE5,pp.26-29,5/25/2010.(ISSN1000-0976;In Chinese)