塔里木盆地KDKZ3區(qū)塊奧陶系成像處理關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

張高成，魏華動，商建立，王 雷

（1．中國石化河南油田分公司勘探開發(fā)研究院，河南鄭州 450048；2．中國石化西北油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆烏魯木齊 830011）

塔里木盆地 KDKZ3 區(qū)塊位于塔克拉瑪干沙漠腹地，構(gòu)造上屬于塔中隆起南緣弧形沖斷帶和塘古孜巴斯凹陷北斜坡交接部位。以往在弧形斷裂主壘帶鉆遇較好巖溶縫洞型儲層，區(qū)域主要發(fā)育碳酸鹽巖巖溶縫洞型儲層與上覆石炭系泥巖有利儲蓋組合，具有較大的勘探潛力。陳明政、李宗杰等人開展了塔中順南沙漠區(qū)碳酸鹽巖天然氣藏三維地震勘探技術(shù)研究[1]；徐穎等人開展了疊前偏移技術(shù)對碳酸鹽巖縫洞體成像效果分析研究[2]；楊江峰、高厚強等人開展了逆時偏移技術(shù)在碳酸鹽巖縫洞體成像中的應(yīng)用研究等[3]，這些研究提升了地震資料品質(zhì)，為該類油氣藏勘探開發(fā)提供了可靠的基礎(chǔ)資料。

1 地震資料特點

塔里木盆地 KDKZ3區(qū)塊主要目的層奧陶系構(gòu)造復(fù)雜、縫洞體及斷裂發(fā)育，地震資料信噪比低，成像難度大。分析地震資料后認(rèn)為，主要有以下難點：①區(qū)塊靜校正問題復(fù)雜，解決難度大；②奧陶系地震資料信噪比低、有效信號頻率低能量弱，疊前去噪難度大；③奧陶系碳酸鹽巖速度場建模難度大；④奧陶系構(gòu)造復(fù)雜，偏移成像難度大[4]。

2 地震資料處理關(guān)鍵技術(shù)

針對上述資料特點，為提高奧陶系縫洞體等復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造的成像精度，在靜校正、疊前去噪、反褶積、速度建模、偏移成像等方面進行了精細試驗和研究，確定了合適的處理流程（圖1）、處理參數(shù)及質(zhì)量控制措施。

圖1 奧陶系地質(zhì)構(gòu)造精細成像處理流程

2.1 微測井約束層析靜校正技術(shù)

KDKZ3區(qū)塊均勻分布184口微測井，密度2 000 m×2 000 m，可提供精確的地表調(diào)查數(shù)據(jù)。為解決復(fù)雜的靜校正問題，首先利用微測井資料建立全區(qū)近地表模型，受位置控制點所限，模型相對比較粗略，但總體能真實地反映近地表低降速帶分布特征。然后，利用該模型約束層析反演，調(diào)節(jié)約束加權(quán)因子，最終層析反演的結(jié)果與微測井資料建立的全區(qū)近地表模型表層速度分布基本一致，從而得到可靠的層析反演結(jié)果。最后，利用微測井約束層析反演結(jié)果，求取可靠的靜校正量，用于地震數(shù)據(jù)中，解決區(qū)塊中、長波長靜校正問題，從而提高低幅度構(gòu)造的成像精度，保證奧陶系地震成像的可靠性[5-7]（圖2）。

2.2 基于低頻有效信號保護處理技術(shù)

奧陶系碳酸鹽巖縫洞體地震信號通常呈低頻響應(yīng)特征，且奧陶系內(nèi)幕逆沖推覆構(gòu)造的滑脫面頻率低。低頻有效信號在這兩類地質(zhì)構(gòu)造成像中起到非常重要的作用，因此，處理過程中對低頻有效信號的保護相當(dāng)重要。

2.2.1 疊前多域保幅去噪技術(shù)

基于奧陶系低頻有效信號的保護，去噪過程中遵循以保護低頻有效信號為基礎(chǔ)，全頻帶保護有效信號為前提，按照多域分頻、分類去噪思路逐步提高地震資料信噪比。在去噪時重點對低頻、弱有效信號進行保護，確保提高信噪比的同時不傷害有效信號。針對區(qū)塊存在的面波，在十字交叉域采用三維椎體濾波技術(shù)進行壓制，去噪過程中，對頻率、速度、衰減因子等關(guān)鍵參數(shù)利用頻譜、噪聲相減分析等手段進行嚴(yán)格質(zhì)量控制。其中，最重要的一點是利用疊前時間偏移來驗證去噪?yún)?shù)的合理性，避免對縫洞體、滑脫面等重要地質(zhì)體低頻有效信號的損傷。對線性干擾，在共檢波點域采用非線性相干濾波技術(shù)進行壓制；去噪過程中，要以提高奧陶系低頻有效信號的成像為目的調(diào)整去噪?yún)?shù)，同樣利用疊前時間偏移驗證去噪?yún)?shù)的合理性。對于異常噪聲的衰減，在炮域采用多道統(tǒng)計異常噪聲自動衰減技術(shù)進行壓制。通過基于低頻有效信號保護的疊前多域保幅去噪技術(shù)的應(yīng)用，提高了奧陶系地震資料的信噪比[8-10]。

2.2.2 基于低頻有效信號保護的反褶積技術(shù)

通過反褶積對地震子波進行壓縮從而提高地震資料的分辨率，以巖性勘探為目標(biāo)的地區(qū)，地震資料分辨越高越好。然而該區(qū)塊的縫洞體及滑脫面呈低頻特征，信噪比低，因此，在反褶積處理過程中要對低頻信號加以保護。采用地表一致性預(yù)測反褶積技術(shù)，對關(guān)鍵參數(shù)步長采取自相關(guān)、頻譜分析、疊前時間偏移等方式進行質(zhì)控，在保證縫洞體及滑脫面成像質(zhì)量的基礎(chǔ)上適當(dāng)提高奧陶系目的層的分辨率。如圖3，隨著反褶積預(yù)測步長變大，滑脫面的成像越來越清晰，因此，在實際處理過程中應(yīng)采用大步長，確保滑脫面的成像效果[11-12]。

圖2 微測井約束層析靜校正技術(shù)應(yīng)用

圖3 基于低頻有效信號保護的反褶積技術(shù)應(yīng)用效果

2.3 高精度深度域速度建模技術(shù)

針對奧陶系碳酸鹽巖速度場建模，以地質(zhì)構(gòu)造導(dǎo)向為目標(biāo)，運用多種速度分析手段，開展處理解釋一體化速度建模，提高奧陶系的速度模型精度。

2.3.1 高精度疊前時間偏移速度場的建立

奧陶系構(gòu)造復(fù)雜，在疊前時間偏移速度建立過程中，對不同構(gòu)造采取不同的速度分析手段提高速度模型精度。針對逆沖推覆帶信噪比低的構(gòu)造部位，參考速度掃描，采用沿層速度分析等手段，對局部構(gòu)造進行加密速度分析，通過多次迭代提高目的層速度精度。針對縫洞體速度分析，確定縫洞體及其圍巖速度特征，開展精細逐點式的速度分析。針對奧陶系多次波發(fā)育的問題，深化地質(zhì)認(rèn)識，進行精細的多次波壓制，避開多次波低速能量團進行速度分析，提高逆沖推覆體與石炭系接觸部位的成像精度[13-14]。

2.3.2 深度域速度建模及優(yōu)化

為提高初始深度域速度模型的精度，將層析反演的近地表速度模型融合到由均方根速度轉(zhuǎn)換得到的深度域?qū)铀俣饶Ｐ椭校纬筛鼮榭煽康某跏紝铀俣饶Ｐ汀８鶕?jù)地震資料的信噪比，選擇適應(yīng)性最佳的優(yōu)化方法，對信噪比高的構(gòu)造層位開展剩余延遲時自動拾取，利用基于層位層析成像技術(shù)來優(yōu)化速度模型；對信噪比低的構(gòu)造層位，需采用自動拾取和人工拾取相結(jié)合的方式提高剩余延遲時的拾取精度。利用網(wǎng)格層析反演方法對速度模型進行多次迭代優(yōu)化，可提高奧陶系深度域速度模型精度。

深度域速度建模及優(yōu)化過程中處理解釋始終要緊密結(jié)合，根據(jù)新的地質(zhì)認(rèn)識及時對構(gòu)造模型進行修改，使構(gòu)造模型更加符合地質(zhì)規(guī)律。

2.3.3 縱橫向聯(lián)合速度模型優(yōu)化

深度偏移處理過程中存在碳酸鹽巖縫洞體聚焦度差，繞射收斂不到位，但縱線方向繞射收斂度要好于橫線方向。

細致分析發(fā)現(xiàn)，前期處理優(yōu)化速度模型按縱線方向優(yōu)化，而奧陶系速度橫向變化快，按一定間隔縱線優(yōu)化會導(dǎo)致部分橫向速度劇烈變化的細節(jié)可能被均化，造成橫線方向繞射不收斂。

為提高縫洞體的整體成像精度，按縱線優(yōu)化完速度模型后，有必要再按橫線方向?qū)λ俣饶Ｐ瓦M行優(yōu)化[13-15]。

如圖4，通過橫線方向速度模型優(yōu)化后，橫向速度細節(jié)刻畫得到改善，從而改善了繞射收斂性，提高了縫洞體的成像精度。

圖4 縱橫向聯(lián)合速度模型優(yōu)化方法應(yīng)用效果分析

2.4 逆時深度偏移成像技術(shù)（RTM）

根據(jù)正演模型與實際資料處理效果分析，相對Kirchhoff疊前時間偏移，Kirchhoff疊前深度偏移與RTM都能得到正確的空間位置，RTM聚焦效果最好。RTM是目前針對各種復(fù)雜構(gòu)造成像精度最高的一種方法，具有無偏移傾角限制，可使高陡地層和反轉(zhuǎn)構(gòu)造精確成像；適應(yīng)強烈的縱、橫向速度變化，能自然地處理多路徑以及由速度變化引起的聚焦或焦散效應(yīng)；可利用多種波場信息（回折波、棱柱波、多次波、折射波等）進行成像，具有很好的振幅保持特性等優(yōu)勢。為解決該區(qū)塊奧陶系偏移成像難題，采用 RTM成像技術(shù)，優(yōu)選偏移孔徑和子波頻率參數(shù)，可較好地刻畫奧陶系內(nèi)幕復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造。實際應(yīng)用過程中，為對比 RTM成像效果，疊前時間偏移、疊前深度偏移采用相同的共反射點（CRP）道集作為輸入數(shù)據(jù)，而RTM則采用未抽成CRP道集的炮集數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)，輸入數(shù)據(jù)的疊前預(yù)處理流程基本一致。在速度場方面，疊前時間偏移采用高質(zhì)量的均方根速度模型，而疊前深度偏移、RTM則采用同一高質(zhì)量深度域速度模型。如圖 5，RTM刻畫推覆體地層與石炭系接觸關(guān)系相對較好，對疑似深大斷裂刻畫更加清晰；在縫洞體成像方面，RTM聚焦性更好，尤其石炭系頂部以下3 000 ms內(nèi)“串珠”刻畫更好。

圖5 疊前時間偏移（左）、疊前深度偏移（中）及RTM（右）剖面對比

3 結(jié)束語

塔里木盆地KDKZ3區(qū)塊奧陶系構(gòu)造復(fù)雜、縫洞體及斷裂發(fā)育，地震資料信噪比低，成像難度大。利用微測井約束層析靜校正精度高，保證了奧陶系成像的可靠性。基于低頻有效信號保護的處理技術(shù)保證了縫洞體及滑脫面的低頻有效信號的成像質(zhì)量。奧陶系碳酸鹽巖精細成像的速度建模過程中，采用基于層位層析成像、網(wǎng)格層析反演、處理解釋一體化速度模型修正、縱橫向聯(lián)合速度模型優(yōu)化等技術(shù)建立較為可靠的深度域速度模型。通過逆時深度偏移技術(shù)應(yīng)用，提高了奧陶系內(nèi)幕復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造的成像精度，奧陶系內(nèi)幕推覆構(gòu)造與石炭系接觸關(guān)系清晰；各種斷裂真實、可靠，斷點清晰；縫洞體成像清晰，能量集中，收斂性好；突出了中下奧陶統(tǒng)-上寒武統(tǒng)碳酸鹽巖各類圈閉的反射特征，為進一步落實古生界奧陶系縫洞型儲層分布特征提供了可靠的地震資料。