井震數據聯合拓頻的可行性分析

孫喜天（中石化勝利油田分公司地質科學研究院，山東東營 257015）

井震數據聯合拓頻的可行性分析

孫喜天
（中石化勝利油田分公司地質科學研究院，山東東營 257015）

隨著油氣勘探的深入和技術的發展，為了能夠更加精細解釋地層、構造、儲層等地質目標，對地震資料的分辨率提出了越來越高的要求。提高地震資料分辨率是地震數據處理過程中的關鍵。為此，我們有必要研究能否利用地面地震和井間地震各自在橫縱向分辨率方面的優勢，通過運用井震聯合拓頻技術，來提高地面地震的分辨率。

地面地震 井間地震 聯合拓頻

1　前言

從“六五”開始，我國就把提高地震勘探的分辨率列入科技攻關項目，提高地震勘探的分辨率已成為一項長期的科學研究課題，它受到多學科技術發展水平的制約，只有依托相關學科的技術發展，才會促進地震勘探技術自身的發展。就專業本身而言，它又與數據采集、處理、解釋有著緊密的聯系，是一項復雜系統工程。經過三十多年的艱苦努力，地震勘探的分辨率有了顯著的提高，得到了一批有意義的成果［1］。但是，現今地震勘探的分辨率仍然滿足不了精細地質解釋的要求，特別是在油田開發方面，其矛盾顯得尤為突出。

傳統的聯合拓頻僅使用測井資料作為單一的約束條件。油田進入開發后期，采集了越來越多的井間地震資料，井間地震具有較高的縱向分辨率，其分辨率接近測井數據的分辨率，且其觀測范圍從某一井點拓展到了兩口井之間的連線；地面地震資料的優勢在于具有較高的橫向連續性，有利于刻畫大的地質構造；但其縱向分辨率不能滿足日益精細的地震勘探的要求。因此有必要研究如何將兩種數據有機結合，形成一個既具有較高縱向分辨率，又具有較高橫向分辨率的地震數據體。這對于處于開發后期的東部油田摸清剩余油分布規律，增儲上產具有重要的作用和全新的意義。

2　井間地震資料的特點

井間地震和常規地震相比，由于將震源和檢波器都置于井中，可以較好地避開衰減嚴重、非均質性嚴重的近地表低速帶的影響，盡量接近目的層或者直接布置在目的層上，地震波可以直接穿越兩井之間的目標層，減少了不必要的衰減，提高了地震數據的頻率成分，并可以記錄隱含地質信息的直達波等各種有效波，信噪比甚至可以高出幾個數量級。井間地震資料的分辨率介于地面地震和測井資料之間，通過井間地震資料，依賴于井的精細標定和向外擴展，可以對地面地震資料進行比較精細的構造解釋，提高了地震資料層位標定的精度。一般情況下，在500m井間距離下的砂巖地層中，頻率可達到150Hz～300Hz，具有較高的地震分辨率，這為描述儲層性質，進行油藏精細研究提供了準確的第一性資料。

井間地震資料與地面地震和VSP資料同為地下介質的波場信息響應載體，反映的是地下介質的地質特點，地面地震和VSP成像資料解釋的方法技術在井間地震資料解釋中依然適用。由于井間地震成像結果的分辨率接近于測井資料，相對于地面地震及VSP資料來說，井間地震資料更便于結合測井資料對地質構造、巖性、沉積、流體等儲層解釋結果進行約束，更便于結合測井資料的地質解釋方法進行井間地質解釋工作，從而更易于把測井資料精確解釋的結果從單井拓展到井間［2、3、4］。

井間地震成果資料豐富，可利用的波場信息多。圖1是井間地震波場類型及成像技術示意圖［2］。

通過實際井間地震資料的系統分析，我們認為井間地震具有與地面地震及VSP技術明顯不同的特點，主要有［5］：（1）波場復雜。豐富復雜的井間地震波場是一柄雙刃劍，一方面，各種波場相互疊置形成干擾，應用常規的方法難以區分。另一方面，多種波場的存在又增加了井間地震技術的用途。（2）管波發育，且能量較強。井間地震的管波與測井中的單井管波不同，它是一種由沿井筒傳播的波與沿地層傳播的波組合而成的波，其主要特征與直達波以及一次反射波等有效波至存在明顯差異。（3）反射角度大。井間地震的反射波屬于大角度反射波，一般反射角均在15°以上，但多數情況下，反射都落在臨界角以內，可以正確成像。（4）頻率極高。一般可達到地面地震資料分辨率的10倍左右，主頻高達300～400 Hz，具有很高的分辨率。但高頻也給資料處理帶來困難，主要是要求處理的精度大幅度提高。但只要處理得當，完全可以獲得正確的有效反射波場信息。

井間地震技術作為一項特高分辨率的勘探技術，在油氣開發與生產中將發揮越來越重要的作用。從方法技術的角度看，正是由于井間地震技術的出現，才使得原本斷裂的方法技術鏈條得以完整，進而使我們能夠獲得具有連續分辨率的地球物理資料，達到完整地研究地下不同尺度的地質目標的目的。

當然，它也有著自身的一些局限，主要表現在探測范圍有限，僅僅能夠獲得2口井之間的二維信息。這對于注重橫向預測和整體空間研究的油藏而言，無疑難以滿足要求。但是，與測井相比，井間地震無疑大大增加了探測空間，實際資料也說明，井間地震技術已經將接近測井記錄分辨率的地震成像拓展到了井間。

圖1　井間地震波場類型及成像技術［2］

實際應用表明，利用高精度的井間地震成像資料，能夠更加精細地描述儲層/油藏的構造和沉積特征、儲層/油藏的橫向變化及連通性、檢測油氣與裂縫、監測驅油后的油氣分布、尋找漏失油層、指導油氣開發動態管理、提高采收率等等。井間地震資料主頻、頻帶寬度隨目的層的埋深、巖性、流體性質的變化而變化。一般來說，目的層埋深大、巖石結構致密、層速度高，井間地震資料的頻帶范圍寬、主頻高；目的層埋深淺、巖石結構疏松、層速度低，井間地震資料的頻帶范圍窄、主頻低。資料分析結果表明：墾71區塊目的層埋深1100-1750 m，時間域的井間地震資料頻帶為8～180 Hz，主頻為60～70Hz；常規地震（目標處理后）資料的頻帶為8～80 Hz，主頻為30～40 Hz；羅家地區目的層埋深2500～3000m，井間地震資料時間域頻帶范圍30～600Hz、主頻220Hz；埕913-1—913-7—913-6井目的層埋深1600～2200m，井間地震資料時間域頻譜范圍30～500Hz、主頻180Hz［6，7］。

3　聯合拓頻的可行性分析

在拓頻技術研究中，并不是頻寬越大越好，李慶忠院士曾指出：分辨率和頻寬成正比這句話雖然不錯，但是不能光看頻寬數值愈大愈好，還要注意不要丟掉低頻成分。那種丟掉低頻成分的、表面上看來主頻較高的分辨率是假分辨率［8］。

井間地震和地面地震是不同的地球物理觀測手段對同一地球物理場觀測，各有優勢，又相互印證，通過不同的觀測系統得到的不同尺度數據，這也是進行聯合拓頻的基本條件，正因為觀測系統的尺度存在差異，所以可以利用具有較大頻寬的數據對較低分辨率的數據進行補償和拓展。

聯合拓頻不是無米之炊，三維地震資料的質量是井地聯合拓頻的關鍵。要研究原始地震資料的質量，看原始地震資料能否達到聯合拓頻的要求，時頻分析是一個十分必要的工具。時頻分析技術可以用來分析地面三維地震資料和井間地震資料的頻帶分布情況，看其頻帶重合程度是否滿足聯合拓頻的基本要求，以及分析兩種資料的高頻段是有效信號還是噪聲。聯合拓頻的的地震數據資料必須有一定的頻帶重合，有重疊，拓頻處理存在基礎；沒有重疊，拓頻結果不可靠，拓頻可能不成功。

原始資料的質量主要有兩個方面的內容：一方面，原始地震資料必須具有一定的信噪比；另一方面，原始資料必須含有研究目標頻帶的頻率成分。信噪比太低，對聯合拓頻是不利的，因為地震數據的噪音在處理過程中往往會被放大。原始資料中是否含有目標頻帶的頻率成分是聯合拓頻的關鍵，如果原始資料為一窄頻帶帶通地震記錄，根本就不含有任何高頻成分，無論采用何種聯合拓頻方法獲得的高頻成分都是不可靠的。使用時頻分析技術，研究原始地震資料能量的頻率展布及各級別、各類型層序體顯示情況和特點，確定待補償的頻率成分，并討論實現補償的可能性。決定頻帶補償可能性的關鍵是層序體地震響應頻帶內的信噪比，如果需要補償的頻帶內含有的微弱能量顯示為有效能量，那么頻帶補償是可行的；如果原始資料中需要補償的頻帶內的能量為噪音，那么這種地震資料用于聯合拓頻，很難取得效果。

4　結語

通過對井震聯合拓頻的可行性分析，可知地面地震和井間地震是兩種不同的地球物理觀測手段，各有優勢，通過聯合拓頻將兩種資料有機結合，可以獲得縱向上具有高分辨率，橫向連續性較好的地球物理資料；而且，地面地震與井間地震等不同地球物理觀測手段對同一地球物理場觀測，各有優勢，又相互印證，多種資料可以有機結合，提高對地下地質體。

［1］熊翥.我國物探技術的進步及展望［J］.石油地球物理勘探，2004，39 （3）：354-358.

［2］唐金良，曹輝，郭全仕，等.井間地震資料解釋方法技術及其應用［J］.石油物探，2006，45（6）：624-629.

［3］曹輝.井間地震技術發展現狀［J］.勘探地球物理進展，2002，25 （6）：6-10.

［4］陳世軍，周建宇，王延光，等.井間地震技術在樊124井區的應用［J］.石油物探，2003，42（3）：369-373.

［5］曹輝，郭全仕，唐金良.井間地震資料特點分析［J］.勘探地球物理進展，2006，29（5）：312-317.

［6］李九生，夏吉莊，喬玉雷.井間地震資料解釋方法初探［J］.油氣地球物理，2005，3（2）：27-30.

［7］周建宇，何惺華，李安夏.羅家地區井間地震方法與效果［J］.石油地球物理勘探，2001，36（6）：745-753.

［8］李慶忠.走向精確勘探的道路［M］.北京：石油工業出版社，1993.