基于地震低頻信息的油氣檢測(cè)方法及應(yīng)用

胡丹　唐湘蓉

摘要：地震低頻成分含有更多與油氣相關(guān)的信息，一直是地球物理勘探界研究的焦點(diǎn)。常規(guī)油氣檢測(cè)方法只是單純利用地震疊前或疊后資料，地震低頻信息未引起足夠的重視。本文引入一種基于地震低頻信息的疊前疊后油氣檢測(cè)方法，一方面對(duì)地震疊后資料運(yùn)用譜分解提取單頻數(shù)據(jù)體，運(yùn)用低頻伴影技術(shù)來進(jìn)行油氣檢測(cè)，另一方面對(duì)地震疊前資料提取不同的角度道集，構(gòu)建低頻情況下的近遠(yuǎn)道集油氣檢測(cè)因子，對(duì)油氣進(jìn)行全方位檢測(cè)。實(shí)際資料表明：基于地震低頻信息的疊前疊后聯(lián)合油氣檢測(cè)方法能夠有效的進(jìn)行油氣檢測(cè)，降低油氣檢測(cè)的多解性。

關(guān)鍵詞：地震低頻；低頻伴影；譜分解；油氣檢測(cè)

1引言

近年來，地震低頻信息是地球物理學(xué)界關(guān)注的重點(diǎn)[1～4]。Taner[5]等在復(fù)數(shù)道三瞬參數(shù)分析中最先觀察到了儲(chǔ)層下部出現(xiàn)的“低頻伴影”現(xiàn)象；Catagna[1]等利用匹配追蹤算法分解的瞬時(shí)譜分析檢測(cè)油氣儲(chǔ)層的低頻伴影；Goloshubin等[2～4]很早就注意到油氣儲(chǔ)層對(duì)地震低頻成分的敏感性，通過物理模型模擬了地震低頻成分對(duì)油氣的地震響應(yīng)，并運(yùn)用一維粘滯性波動(dòng)方程對(duì)低頻油氣地震異常響應(yīng)及時(shí)間延遲現(xiàn)象作了分析。賀振華、陳學(xué)華等[6，7]在前人基礎(chǔ)上作了相應(yīng)的工作。目前，低頻伴影技術(shù)已在大量疊后地震資料油氣檢測(cè)中顯示出良好的效果，儲(chǔ)集層下方的低頻伴影已成為含油氣指示的直接標(biāo)記；但是，常規(guī)疊后地震資料在經(jīng)過多次疊加后，信噪比雖然有了較大的提高，但同時(shí)也損失了大量的振幅信息，從而導(dǎo)致儲(chǔ)層油氣檢測(cè)發(fā)生困難。疊前地震資料雖然信噪比不高，但研究表明，在不同角度的地震疊加道集中，含油氣層的地震反射存在差異，即AVO現(xiàn)象[8～10]，因此，疊前地震資料包含了更豐富的油氣信息，對(duì)儲(chǔ)層油氣更為敏感。Chen等[11，12]對(duì)大角度疊加道集進(jìn)行譜分解后發(fā)現(xiàn)，不同油氣的低頻信息差異在遠(yuǎn)角度道集中更明顯，展示了低頻地震信息在油氣檢測(cè)中的良好應(yīng)用前景。本文正是基于此種前提下，綜合疊前疊后地震低頻信息進(jìn)行油氣檢測(cè)，實(shí)際資料表明，該方法與實(shí)鉆結(jié)果具有良好的一致性，能夠更好的對(duì)油氣進(jìn)行檢測(cè)，極大的降低油氣檢測(cè)的多解性。

2 方法原理

本文提出一種基于地震低頻信息的疊前疊后油氣檢測(cè)方法，綜合利用疊前疊后地震資料的低頻信息對(duì)油氣進(jìn)行檢測(cè)。

第一步：對(duì)于疊后地震資料，首先對(duì)其運(yùn)用譜分解技術(shù)得到不同頻率的數(shù)據(jù)體，獲取不同頻率的單頻地震剖面，觀察儲(chǔ)集層下方的低頻伴影現(xiàn)象，檢測(cè)可能的有利油氣儲(chǔ)層帶；

第二步：對(duì)于疊后地震資料，根據(jù)AVO效應(yīng)可分別提取近角度道集和遠(yuǎn)角道集；

第三步：，對(duì)第二步中近角道集和遠(yuǎn)角道集進(jìn)行瞬時(shí)譜分解，分別得到近角道集的不同頻率 ，和遠(yuǎn)角道集的不同頻率 ；

第四步：對(duì)第三步中的遠(yuǎn)角道集和近角道運(yùn)用譜分解得到的低頻分量構(gòu)建瞬時(shí)譜差頻分析的計(jì)算公式，進(jìn)而得到差頻屬性油氣檢測(cè)剖面 ，檢測(cè)可能有利油氣儲(chǔ)層帶；

第五步：根據(jù)鉆測(cè)井解釋資料，綜合第一步、第三步、第五步中所檢測(cè)的可能有利油氣儲(chǔ)層，確定最有利油氣儲(chǔ)層帶。

2.1低頻伴影技術(shù)

“低頻伴影”是指位于儲(chǔ)集層下方的強(qiáng)能量瞬時(shí)低頻率區(qū)域，是直接指示油氣儲(chǔ)集層的幾種重要屬性之一。地震波在穿過含油氣儲(chǔ)集層時(shí)，不同頻率的能量衰減是有差異的，時(shí)頻譜分解通過檢測(cè)不同頻率振幅能量的差異，尋找有利油氣藏儲(chǔ)集體。通過譜分解提取不同頻率的數(shù)據(jù)體，綜合地震切片技術(shù)，分析儲(chǔ)層地震響應(yīng)，顯示儲(chǔ)集層的厚度變化和不連續(xù)性，指示沉積環(huán)境、河道砂體、復(fù)雜的斷層等地質(zhì)構(gòu)造信息。

2.2疊前低頻多角度道瞬時(shí)譜差頻分析

地震反射隨著炮檢距的變化而發(fā)生變化，使不同角度地震道包含了不同的信息。尤其是在含有油氣介質(zhì)的地層中，其反射振幅隨炮檢距變化而變化的程度較不含油氣地層更明顯[1， 6， 7]。地震低頻信息含有更多的油氣信息，地震疊前資料的遠(yuǎn)角道集對(duì)油氣更為敏感。為此，定義疊前多角度道集的低頻瞬時(shí)譜差頻分析計(jì)算式：

（1）

其中， 為疊前多角度道瞬時(shí)譜差頻油氣檢測(cè)剖面。 和 分別表示頻率為 的近角度道集和遠(yuǎn)角度道集的瞬時(shí)譜剖面，c為差異系數(shù)，可以在具體應(yīng)用中對(duì)c值進(jìn)行合理的選擇和調(diào)整。在不同角度的疊前道集中，由于反映油氣異常的差異信息在低頻時(shí)更明顯，故（5）式的頻率 一般選擇地震信號(hào)的低頻端的分量。

3結(jié)論

（1）地震疊前、疊后資料均含有地震油氣信息，地震疊后資料雖然信噪比高，但由于其缺失了一些含油氣信息，而地震疊前資料雖然含有更為豐富的油氣信息，但其信噪比不高，故有必要將地震疊后、疊前資料整合在一起，這樣能更全面的反映油氣信息；

（2）地震低頻信息對(duì)油氣較為敏感，基于譜分解的低頻伴影技術(shù)能夠有效的進(jìn)行油氣檢測(cè)；

（3）對(duì)不同的角度道集運(yùn)用譜分解提取不同頻率的地震數(shù)據(jù)體，遠(yuǎn)角度道集的低頻數(shù)據(jù)對(duì)油氣更為敏感，通過遠(yuǎn)近角度道集對(duì)油氣的敏感程度，再結(jié)合低頻成分，構(gòu)建基于低頻遠(yuǎn)近角度道集的差頻油氣檢測(cè)因子，放大油氣異常差異，能夠更有效檢測(cè)油氣。

參考文獻(xiàn)

[1] Castagna JP，Sun S，Siegfried R W.Instantaneous Spectral analysis：detection of low frequency shadows associated with hydrocarbon[J].The Leading Edge，2003，22（2）：120-127.

[2]陳學(xué)華，賀振華，黃德濟(jì)，等.時(shí)頻域油氣儲(chǔ)層低頻陰影檢測(cè)[J].地球物理學(xué)報(bào)，2009，52（1）：215-221.

作者簡(jiǎn)介：胡丹（1981-），男，漢族，四川宜賓人，成都理工大學(xué)地球物理學(xué)院在讀碩士，

主要研究方向?yàn)榈卣鹳Y料分析處理與綜合研究。