海上高密度三維地震采集技術在巖性圈閉勘探中的應用*
——以珠江口盆地惠州A工區為例

劉道理

（中海石油（中國）有限公司深圳分公司 廣東深圳 518054）

隨著油氣勘探的深入，常規構造圈閉已經基本鉆探完畢，巖性圈閉逐漸成為勘探的重點方向之一。通常巖性圈閉儲層厚度薄、非均質性強，常規采集的地震數據的分辨率不足，已不能滿足巖性圈閉勘探精度的要求。相比于常規地震采集技術，高密度地震采集技術可以很好地提高地震資料的分辨率，其受到越來越廣泛的關注。高密度地震采集技術是采用點激發、點接收、小道距、大道數的方式進行采集，獲取高分辨率、高成像精度和高信噪比地震資料［1-2］。經過大量的理論研究、試驗和實踐，該項技術已逐漸完善，實際應用效果也比較好。2001年WesternGeco公司首先推出Q-Technology高密度地震勘探技術［3］，在陸地和海上進行多次勘探試驗，得到的地震資料質量有很大的提升。2004年，CGG公司推出Eye-D技術，利用高密度、寬方位采集獲取高品質地震數據；PGS公司推出HD3D高密度地震勘探技術，廣泛應用于海上地震勘探［4-6］。自2003年開始，國內石油公司在中國陸地和海上相繼開展了多次二維和三維高密度地震采集試驗［7-14］，并取得了很好的成效。

針對珠江口盆地惠州A工區目前已有常規三維地震資料分辨率不足、小斷層成像不清、覆蓋次數較低、采集腳印明顯等問題，進行了高密度三維地震采集試驗，大幅度提升了地震資料的分辨率和成像品質，推動了該區的巖性圈閉勘探進程，為南海東部巖性圈閉勘探提供了問題解決思路和方案。

1 工區概況

惠州A工區位于珠江口盆地惠州凹陷南部，緊鄰富生烴洼陷惠州26洼，該區目前已發現7個巖性油氣藏，有4個巖性油氣藏正在開發，另有5個巖性油氣藏待落實，是南海東部地區進行巖性圈閉勘探的主要戰場。該區勘探開發主要目的層為珠江組K系列，其儲層存在以下特點：一是沉積體系以三角洲前緣近端或遠端沉積為主、儲集層薄、厚度主要集中在5～20 m；二是儲集層非均質性強、沉積相變快、砂泥巖互層錯疊發育［15］。

該區已有常規采集地震品質較差：首先，地震資料縱向分辨率低，薄層砂體接觸關系難以確定，阻礙了薄層巖性油藏向開發階段推進；其次，橫向分辨率不足，導致巖性圈閉邊界線難以落實，工區內小斷層成像不清楚，圈閉難以落實；此外，由于空間采樣的不足，該套地震資料存在明顯的采集腳印，這些問題限制了該區的勘探開發進程。

2 采集參數優化

本區目前已有1996年采集的三維地震資料，該套資料道間距為12.5 m，電纜間距為200 m，面元大小為50×6.25，電纜沉放深度為7 m，電纜長度為3 000 m，采集方向平行于目的層砂體沉積展布方向。該套地震資料面元較大，屬于常規密度采集，地震分辨率不足，不利于刻畫薄層砂體厚度；另外，采集方向平行于目的層砂體走向，不利于砂體尖滅線的識別。針對該區已有地震資料和地質條件分析，在高密度資料采集中優化了采集參數。采用50 m小纜距采集，道間距不變，面元大小減小至12.5×6.5，屬于高密度采集。為了進一步拓寬頻帶，以5 m深度沉放電纜，電纜長度增加到5 100 m，采集方向與目的層砂體走向垂直。

2個年度具體采集參數見表1。同常規三維采集參數對比，本次采集參數有以下優點：采集密度高、面元尺寸小、纜深淺，有利于提高目標地質體的分辨率精度；電纜長，增加了覆蓋次數。圖1的初疊加剖面顯示：高密度采集資料有效降低了采集腳印和覆蓋不均的影響，同時地震頻帶也有所拓寬，有助于提高砂體的識別精度。

Table 1 Comparison of seismi表c a1c qu惠isit州ionA p工ar區am常et規ers資 b料etw與ee高n密 con度ve資nt料ion地al震 da采ta集 an參d數 hi對gh-比densitydata in Huizhou A area

圖1 惠州A工區初疊加地震剖面對比Fig.1 Comparison of raw stack profiles in Huizhou A area

3 應用效果分析

3.1 斷層成像

對本次采集的高密度數據進行疊前時間偏移處理，得到時間偏移數據體，然后與常規資料時間偏移數據體進行對比。抓取一條過斷層的地震剖面，如圖2所示。從中可以明顯地觀察到，高密度采集對斷層成像質量的改善效果非常明顯。相比于常規資料，高密度地震剖面中斷層的斷面成像清晰、斷點清楚，斷層的空間位置和形態明確，地震資料的橫向分辨率明顯提高。橫向分辨率一般定義為第一菲涅爾帶的寬度：R=，其中R為第一菲涅爾帶半徑，v為平均速度，t0為雙程旅行時，fdom為地震資料的主頻［16］。高密度采集提高了地震資料主頻，間接地提高了其橫向分辨率，從而有助于斷層的偏移成像。

3.2 薄層砂體分辨率

圖2 惠州A工區過斷層時間偏移地震剖面對比Fig.2 Comparison of different PSTM seismic sections crossing faults in Huizhou A area

圖3 惠州A工區均方根振幅切片對比Fig.3 Comparison of different RMSamplitudes in Huizhou A area

在時間偏移數據體上，對目的層段K系列某層進行層位解釋，提取均方根振幅，對比分析不同地震資料對薄層砂體平面展布特征的刻畫能力。圖3為該層的均方根振幅。由于常規資料的空間采樣不足，從提取的均方根屬性上可以看出，其振幅能量分布不均，在采集方向上存在明顯的采集腳印，影響砂體邊界和形態的準確刻畫。從高密度資料中提取的均方根振幅屬性，其振幅能量分布均勻，在采集方向上幾乎不存在采集腳印。相比于常規資料，高密度資料中采集腳印的問題得到明顯改善。從圖3中還可以看出，高密度資料的均方根振幅中條帶狀砂體的展布輪廓更加清晰、巖性邊界更加容易落實（白色箭頭所示），橫向分辨率高于常規采集地震資料。

圖4為過工區內目的層段的地震剖面，可以發現同相軸振幅、連續性變化明顯。相比于常規資料，高密度地震剖面受噪聲干擾小，信噪比提高；另外，高密度地震資料視覺分辨率明顯提高，地震反射能更加清楚地刻畫薄層砂體的疊置關系（藍色箭頭所示），巖性砂體尖滅點更容易落實。

圖5為2套地震資料的疊后反演相對波阻抗剖面，可以看出高密度資料反演結果的分辨率明顯高于常規地震資料反演結果，在常規資料反演結果上不能刻畫出的薄層砂體在高密度反演結果上都被刻畫出來（紅圈所示）。反演結果進一步表明高密度地震資料對薄層砂體的刻畫更加清晰，描述薄層砂體疊置和接觸關系更加清楚。對比常規采集和高密度采集時間偏移地震頻譜，常規采集地震資料有效頻帶寬為10～72 Hz，主頻約為40 Hz；高密度采集地震資料有效頻帶達10～90 Hz，主頻為50 Hz。地震偏移剖面和地震頻譜對比表明高密度采集有助于提高地震資料縱向分辨率。雖然高密度采集本身不能提高地震資料分辨率，但是能保證高頻成分信號有效接收。小面元采集可以通過提高覆蓋次數提高高頻端信噪比，從而提高縱向分辨率。

圖4 惠州A工區過目的層段的時間偏移地震剖面對比Fig.4 Comparison of different PSTM seismic sections in Huizhou A area

圖5 惠州A工區疊后反演相對波阻抗剖面對比Fig.5 Comparison of different relative impedances in Huizhou A area

3.3 井震吻合度

結合工區內已有鉆井，利用井震標定分析2個地震資料的差異。這里選擇W1和W2井，在不同地震數據體上做合成地震記錄標定，如圖6所示，可以看出，在W1井的1 840、1 940、2 020 ms等處，以及W2井的1 440、1 720 ms等處，常規資料有效地層同相軸缺失，高密度資料與井合成地震記錄吻合較好、分辨率高。其中，W1井合成地震記錄與常規資料相關系數為0.662，與高密度資料相關系數為0.829；W2井合成地震記錄與常規資料相關系數為0.657，與高密度資料相關系數為0.794。井震標定結果表明高密度采集數據更加真實地反映了鉆井信息，更加保真保幅。

圖6 惠州A工區W1、W2井合成地震記錄對比Fig.6 Comparison of synthetic seismic records of Well W1 and W2 in Huizhou A area

利用該地震資料設計了W3井，預測了主要目的層的深度和儲層厚度，實鉆結果顯示，深度誤差1 m，儲層厚度誤差3 m，同時鉆到了該套儲層內的氣油界面和油水界面（圖7），落實了該目標天然氣和原油的資源潛力。

文中對比的常規資料和高密度資料成果是同一處理團隊在同一時期所獲取的最優結果，二者的差別主要是采集方式所產生的，但是由于高密度地震資料從采集到處理、反演，都需要不同于常規采集地震的參數和流程，這些參數和流程都會對結果產生影響，因此并不能把高密度地震資料品質的提升完全歸結為采集方式。至于高密度地震采集方式單方面所帶來的改變，需要進一步分析探討。

圖7 惠州A工區過W3井油（氣）藏剖面示意圖Fig.7 Oil（gas）reservoir profile crossing Well W3 in Huizhou A area

4 結論

1）高密度地震采集相比于常規地震采集面元明顯減小，有效提高了地震資料的橫向分辨率，使得斷層成像更加清晰、可靠；此外，高密度地震資料橫向分辨率的提高更有利于平面上巖性圈閉邊界線的刻畫和砂體展布特征的描述。

2）高密度地震采集，空間采樣率得到提高，有效降低采集腳印影響，并有效拓寬地震頻帶，提高地震資料縱向分辨率，高密度采集地震資料在縱向上其地震反射特征能更清楚地反映薄層砂體接觸關系，有利于識別薄層。

3）高密度采集地震資料更加保真保幅，與已鉆井合成記錄吻合好，有利于提高儲層反演精度。