高頻拓展處理技術在港東二區五斷塊的應用

張會卿,王延奇，李佩敬

(中國石油大港油田分公司勘探開發研究院，天津大港 300280)

高頻拓展處理技術在港東二區五斷塊的應用

張會卿,王延奇，李佩敬

(中國石油大港油田分公司勘探開發研究院，天津大港 300280)

港東二區五斷塊為曲流河沉積，砂體厚度薄，常見砂泥交互沉積，常規地震資料分辨能力有限，無法滿足構造和儲層研究需要。而反褶積處理方法由于受地震子波求取的不確定性影響，在實際應用中效果較差。高頻拓展處理技術采用壓縮子波的途徑，在提高分辨率的同時，保持了原始地震數據的時頻特性和相對振幅關系，層間反射細節豐富,其處理結果與已知井驗證吻合程度較高，為砂體預測提供了可靠的基礎數據。

港東二區五斷塊；反褶積處理；高頻拓展處理；時頻特性

1 反褶積處理方法原理及局限

褶積模型是一種制作合成地震記錄的模型，它假設每道地震記錄是由地震子波與地下模型的反射函數之褶積所構成。

Robinson的褶積模型為：

s(t)=r(t)×w(t)

其中：s(t)為地震記錄;r(t)為地震子波;w(t)為反射系數。在不考慮噪聲的情況下，可以把地震記錄壓縮成反射系數序列，此時，期望輸出子波為一尖脈沖，達到提高分辨率的目的[1]。

反褶積處理的目的是去除地震子波的影響，恢復地下地層的反射系數。具體方法是通過求取反子波，與地震數據進行反褶積處理，消除子波，得到反射系數：r(t)=s(t)×w-1(t)。反褶積過程可以通過求解線性方程組的方法實現：[R] =[W]-1[S]。

通過求解以上線性方程組，得到寬頻帶反射系數序列，寬頻帶反射系數序列經有限帶寬的地震子波作用后，即形成寬頻帶的地震記錄。

反褶積方法通常面臨以下兩方面問題：①由于該方法應用的前提是假定地震數據不包含噪聲，但真實的數據常常包含噪聲，因此，反褶積方法應用的客觀條件無法實現；②地震子波具有時變和空變特性，因此，地震子波往往是不確定的，這直接影響了處理結果的準確性。綜上所述，在實際應用中，反褶積方法所需要的數學上的假定條件很難得到滿足，這是反褶積方法面臨的主要問題。

2 高頻拓展處理原理及特點

俞壽朋認為，在子波是零相位的情況下，振幅譜寬度與分辨率有如下關系[2]：振幅譜絕對寬度不變，則主頻越高相對寬度越小，此時不論主頻如何，分辨率不變;振幅譜相對寬度不變，則子波相位數不變，此時主頻越高，絕對寬度就越大，分辨率也越高。也就是說，地震信號的有效頻帶寬度和視主頻是影響地震數據分辨率的關鍵因素，要分辨出較薄的地層，需要反射信號具有很寬的頻帶范圍和較高的視頻率[3-4]。

相對振幅關系和時頻特性是地震數據中的重要參數，通常能夠反映地下地質情況的變化和波場的動力學特征，是多屬性分析及地震反演的基礎。同時，低頻信號含有豐富的地質信息，低頻信號的缺失會降低地震儲層預測的精度，子波旁瓣的增多還會出現一些假象。因此在保持以上信息的前提下，提高地震分辨率才有意義。

高頻拓展方法避開反褶積方法直接消除子波影響，采取壓縮子波的途徑，達到提高分辨率的目的。

y(t)=r(t)×w(t)(低頻子波)

h(t)=r(t)×w(at),a>1(高頻子波)

高頻拓展方法等效于將由低頻子波形成的地震數據轉換為由高頻子波形成的地震數據。 所以，高頻拓展方法可以歸結為求解如下問題：

已知：y(t)=r(t)×w(t);但r(t),w(t)未知；求解：h(t)=r(t)×w(at);已知a>1

求解上述方程的優勢是不需要已知子波，避免了子波求取帶來的不確定性因素，因此，可以保持地震子波時變、空變的相對關系和地震數據的時頻特性、波組特征。高頻拓展處理方法的應用前提是：輸入數據的信號真實，輸入數據要有一定的頻帶寬度，頻帶拓寬的程度依賴于輸入數據的質量(信噪比較高時，可拓寬到2倍左右)。基于以上原因，為確保預期效果，原始資料盡量做到保真處理，一般使用疊前數據或疊后純波數據[5]。

3 高頻拓展處理技術的實際應用

3.1 區域概況

研究區位于北大港構造帶東翼港東油田二區五斷塊，目的層明化鎮組為曲流河沉積，測井揭示目的層段砂巖單層厚度薄，多發育砂泥交互層，單砂體厚度一般6～10 m；橫向上受河道遷移擺動影響，儲層變化較快，井間對應性差，因此，應用地震資料進行砂巖邊界識別十分必要。

3.2 拓頻處理效果評價

3.2.1 拓頻前后時頻特性分析

頻譜分析發現，原始地震資料品質較好，主頻為20 Hz左右(v=2 800 m/s)，理論分辨能力為35 m以上厚層，這對分辨薄砂層有很大困難，需要提高分辨率處理。拓頻原理在于加強地震信號中有效反射波的高頻成分，拓展有效頻帶寬度，從而提高分辨率。拓頻處理后的時頻分析顯示(圖1)，目的層段頻帶拓寬30 Hz(從10～45 Hz拓寬到10～75 Hz)，主頻上升到50 Hz，并且基本保持了原始地震數據的時頻特性。拓頻后資料能夠分辨12 m左右的砂層，分辨率明顯提高；因此結合地震儲層預測技術，能夠滿足研究精度要求。

3.2.2 拓頻前后合成地震記錄對比

圖1 拓頻處理前后時頻特性分析

圖2為拓頻處理前后合成地震記錄標定對比結果。鉆井資料顯示，港3-54井Nm4-8-3、Nm4-9-1單砂層發育兩套4～5 m的薄砂層，在原始地震道上表現為一大套弱的復波反射，只能采用低頻率子波標定。高頻拓展處理后，層間細節反射出現，一大套復波反射被分離成兩套正相位強反射，Nm4-8-3、Nm4-9-1單砂層在地震剖面上均有明顯的響應特征，采用35 Hz雷克子波進行標定，合成記錄和井旁道吻合程度更好，分辨率提高明顯。

圖2 拓頻前后合成地震記錄對比情況

圖3為拓頻處理前后聯井剖面對比結果。鉆井資料顯示，g2-56、g2-55、g2-54在Nm4-8-3均鉆遇細砂-粉砂巖，而g2-53井該層鉆遇較厚的泥質夾層。原始地震剖面由于分辨率較低，無法反映這一巖性變化。拓頻后地震剖面層間反射細節更加豐富，清晰反映出g2-53井與點壩內部三口井反射特征不一致。根據這一特征，識別出g2-53和g2-54之間的巖相變化點，從而刻畫出Nm4-8-3砂體形態。拓頻資料解決了測井和地震之間的矛盾，同時也驗證了拓頻后地震反射細節的合理性，從而為進一步的儲層預測提供了高質量的基礎數據。

圖3 拓頻前后聯井線地震剖面對比結果

4 結論

(1)高頻拓展處理技術采用壓縮子波的途徑，真實有效地提高了原始地震資料的分辨率，基本保持了原始數據的相對振幅關系和時頻特性，能為進一步的儲層預測提供高質量的基礎數據。

(2)拓頻處理后地震層間反射細節更加豐富，經已知井驗證，井震吻合程度較高。據此開展橫向追蹤，河道砂體刻畫準確度得到了明顯提高。

[1] 同態反褶積的改進與應用[J].石油地球物理勘探，2003,38(增刊):27-30.

[2] 俞壽朋.寬帶Ricker子波[J].石油地球物理勘探，1996，31(6):605-615.

[3] 凌云研究組.地震分辨率極限問題的研究[J].石油地球物理勘探，2004,39(4)：435-442.

[4] 蔡希玲，閏忠，崔全章，等.砂泥巖薄互層分辨率的理論分析[J].石油物探，2004，43(3):229-233.

[5] 趙斌，明君，馬奎前，等.高頻拓展處理技術在渤海H油田開發中的應用[J].石油地質與工程，2011，25(5)：45-49.

編輯：劉洪樹

1673-8217(2015)04-0060-03

2014-12-31

張會卿，工程師，1985年生，2007年畢業于長安大學勘查技術與工程專業，現從事石油地質與地球物理綜合研究。

國家重大專項“高含水油田提高采收率新技術”(2008ZX05010)。

P631.443

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