頻譜分解技術在吉林油田乾安東地區的應用

張 明，寧松華

智鳳琴(杭州地質研究院，浙江 杭州 310012)

頻譜分解技術在吉林油田乾安東地區的應用

智鳳琴(杭州地質研究院，浙江 杭州 310012)

頻譜分解技術將目標地質體從時間域轉換到頻率域，在頻率域內通過分析研究儲層與調諧振幅的對應關系來預測儲層橫向變化規律。不同分頻數據體中最大振幅譜所對應的厚度不同。低頻最大振幅譜是對相對較厚層的調諧響應，高頻最大振幅譜是對相對較薄層的調諧響應，故可在有效頻帶內分頻解析地層時間厚度的變化來識別特殊地質體。以吉林油田乾安東地區青山口組三段地層為例，由于砂體儲層較薄，采用提取常規振幅類屬性的方法，作用不大。為此采用了頻譜分解技術來識別河道，通過在疊前時間偏移的CRP (Common Reflection Point，共反射點) 道集上，提取分頻體，分頻解釋成果能夠清晰指示出河道砂體的展布特征。

頻譜分解技術；河道；儲層預測

近年來隨著油氣勘探開發的逐步深入， 勘探已從早期的構造圈閉描述轉向對隱蔽油氣藏的預測[1]。松遼盆地南部勘探目標層屬于3～5m薄互層，斷塊小、儲層薄、相變快，地質構造復雜。針對該地質特點，運用地震分頻技術，對單元地質體提取屬性，克服常規屬性方法緊密依賴層位的弊端，利用薄層諧振體離散頻率特性分析復雜巖層內的層厚變化，識別薄地層橫向分布特征，取得了良好的效果。

隨著地震屬性應用的不斷深化，越來越多的屬性被提取出來。但是，在乾安東區塊以往的研究過程中，提出的屬性均有顯示，但假象太多，無法給出合理解釋。通過深入分析和探索，筆者采用頻譜分解技術來識別河道。

1 頻譜分解技術

頻譜分解技術就是針對目標區，選取合適的時窗，通過離散傅里葉變換(DFT)或者最大熵方法(MEM)將解釋后的時間域地震數據轉換成頻率域數據，形成一個新的頻率域數據體(目的層調諧體)，用某種方法計算頻率域振幅譜，利用該振幅譜可以識別地層的時間厚度變化，進而對河道等地質體進行識別[2-3]。利用地震信號的特定頻率或頻帶信息來突出地質目標的成像效果，一直是石油物探技術研究的重要內容。不同頻率信號對不同厚度的地層響應敏感度不同，一般來說，低頻信息對厚層具有調諧響應，中高頻信息對薄層有調諧響應，即當儲層厚度與其檢測的反射波頻率的調諧厚度相等或相近時，由于反射波波峰與波峰，波谷與波谷相加出現調諧作用而使反射波能量最強。根據儲層砂巖的厚薄變化會引起頻率變化的關系來預測砂巖的分布[4]。在地震資料信噪比比較低、常規處理效果不理想的情況下，地震資料的處理可考慮采用分頻處理。首先根據頻譜分析，確定頻帶范圍。再按反射波在頻帶內的能量分布，確定分頻頻帶。然后充分利用各個頻帶的反射能量，選擇能夠充分揭示地質目標響應特征的分頻數據體[5]。利用頻譜分解技術的最終目的是得到2大數據體：調諧體和時頻四維體。

1)調諧體 調諧體實際就是單一時窗內的多個頻率切片。在傳統的地震數據體中，把解釋的目標地質體所在的層段經過傅里葉轉換計算形成頻率域數據體，目標地質體會在某個頻率段形成一個能量團，取該能量團的中軸所在頻率的橫切片，可得到目標地質體的幾何形態。由于目標地質體縱向厚度、橫向寬度的大小不同，所以在能量團中軸所在的頻率橫切片上可以很清晰地分辨出目標地質體。頻率調諧體能夠較好地反映獨立儲層的分布(根據調諧體剖面能量團的中軸范圍)，其振幅的變化趨勢則反映儲層厚度的變化。

2)時頻四維體 時頻四維體是首先將目標數據體每個橫切片轉換到頻率域，即將每個時間切片都形成調諧體，再將每個時間切片對應調諧體的某一個同頻率的能量體合并，形成離散頻率的能量體，即一個頻率值對應一個時間域數據體。同樣，某個頻率段的時頻四維體對特定地質體可以達到最佳的分辨效果[6]。

2 應 用

乾安東三維工區位于松遼盆地南部中央坳陷區華字井階地北部。2008年完成地震數據采集，滿覆蓋面積為200km2。資料處理后，有效頻帶在40～60Hz之間，品質較好。根據目前試油資料，該區產油層主要為扶余油層、高臺子(青三段)油層和葡萄花油層。扶余油層整體連片含油、儲量規模大，高臺子、葡萄花油層產能高、效益好。其中乾188井在青三段試油獲得14.01t/d工業油流，顯示出乾安東區塊具有較大勘探潛力，是一個多層系復合疊加連片含油的效益儲量區塊，目前已作為儲量評價的重點目標區。

青三段沉積為三角洲平原和前緣亞相沉積，分流河道發育。但砂體厚度小，砂泥巖的波阻抗差異小，在常規地震剖面上，層間信息不豐富。該工區在以往的研究過程中，曾通過地震反演和提取振幅等多種地震屬性來預測儲層，但都沒獲得有效的地質體信息，不能滿足勘探開發的需要。經過不斷地分析試驗，筆者通過運用頻譜分解技術,解決了這一難題，并取得了很好的效果。

首先對該工區的目的層青三段地層進行頻譜掃描，確定有價值頻帶為10～100Hz；優勢頻帶為20～50Hz(見圖1)，然后根據合成記錄對儲層層位的標定，選擇合適的分析時窗,對青三段Ⅸ～Ⅻ砂組進行譜分解。從10～100Hz,以10Hz為間隔進行分頻處理，得到10個離散頻率能量體。從每個能量體的層切片可以看出，低頻主要反映沉積格架輪廓，而高頻對薄儲層反映較好。當頻率小于50Hz時，可以清楚看到工區內東、西部沉積砂體的輪廓，中部較薄的砂體也依稀可見。在此頻率范圍內，隨著頻率的增加，西部振幅比較強的范圍逐漸變小，東部振幅弱的范圍逐漸變大，說明西部砂體厚，東部砂體薄。當頻率為30Hz時，東西面砂體振幅強的范圍最大，由以上分析可認為該范圍內的調諧頻率為30Hz左右。從30Hz分頻圖上可以清晰地看到在工區西部呈北北西向展布的河道，河道能量較強，向兩側能量減弱。主河道砂體較連續，河道寬度在100～400m(見圖2)。但是當頻率大于50Hz時，地震資料信噪比降低，出現干擾。

圖1 頻譜掃描

圖2 河道的平面展布特征

不同儲層厚度對應著不同調諧頻率,通過時頻分析技術將有利于儲層的頻率成分分離出來，提高目標地質體識別能力,結合地震剖面，重新認識河道在地震剖面上的表現特征，有利于在地震剖面上對河道砂體進行追蹤(見圖3)。

圖3 河道平面和剖面特征

3 結 語

每一地區由于地質成因的不同，在石油勘探開發中采用的方法也是不同的。在吉林油田乾安東地區砂巖很薄，且分布廣泛，而常規的振幅類屬性由于受到地震資料分辨率低的制約，只能識別大套的砂巖儲層，對于薄層卻效果不佳。筆者通過應用頻譜分解技術，在疊前時間偏移的共反射點道集上，針對目的層，提取不同頻率的分頻體，通過分析后，認為30Hz是河道砂體的調諧頻率。在該頻率的層切片上，河道展布清晰，呈北北西向。應用頻譜分解技術不僅能對薄儲層進行定性或定量預測，揭示砂泥巖儲層內部結構，而且具有運算速度快，對測井資料的依賴程度低等優勢。因此，譜分析技術在以后的薄儲層預測中會得到越來越廣泛的應用。

[1]郭偉,代宗仰.疊后波阻抗約束反演的若干問題[J].斷塊油田,2006,13(6):16-19.

[2] 李清仁,陳守田,張財，等.海拉爾盆地的古河道砂體識別方法[J].石油地球物理勘探,2006,41(4):402-404.

[3]柯蘭梅,馬永強,尹太舉，等.分頻解釋技術在儲層預測中的應用[J].復雜油氣藏,2010,3(2):47-49.

[4]劉彥君,國洪偉,馬朋善，等.地震數據體的頻率信息在巖性預測中的應用——以松遼盆地孤店地區泉四段為例[J].天然氣地球科學,2008,19(2):266-271.

[5] 余鵬,李振春.分頻技術在儲層預測中的應用[J].勘探地球物理進展,2006,29(6):419-423.

[6] 楊堅,王子勝.頻譜分解技術在塔河地區的應用效果[A].“高含水期油藏提高采收率技術”國際研討會暨提高采收率中心指導委員會及學術委員會2006年年會論文集[C].2006：120-130.

[編輯] 洪云飛

P631.44

A

1673-1409(2012)05-N084-03

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.05.027

2012-02-23

張明(1986-)，男，2009年大學畢業，碩士生，現主要從事地震資料解釋與儲層預測方面的研究工作。

寧松華(1957-)，男，1982年大學畢業，博士，教授，現主要從事地球物理勘探方面的教學與研究工作；E-mail:shning_nx@163.com。