本文摘要：摘要：由于大地黏彈介質(zhì)的吸收作用，地震波在地層中傳播時(shí)會(huì)產(chǎn)生子波相位畸變、高頻成分衰減等現(xiàn)象，不能滿足薄砂體、小斷裂、不整合面等地質(zhì)現(xiàn)象刻畫對(duì)地震資料振幅保真和高分辨率的要求。起伏地表穩(wěn)相黏彈性疊前時(shí)間偏移方法是基于浮動(dòng)基準(zhǔn)面假設(shè)，通過引入等效Q值實(shí)
摘要：由于大地黏彈介質(zhì)的吸收作用，地震波在地層中傳播時(shí)會(huì)產(chǎn)生子波相位畸變、高頻成分衰減等現(xiàn)象，不能滿足薄砂體、小斷裂、不整合面等地質(zhì)現(xiàn)象刻畫對(duì)地震資料振幅保真和高分辨率的要求。起伏地表穩(wěn)相黏彈性疊前時(shí)間偏移方法是基于浮動(dòng)基準(zhǔn)面假設(shè)，通過引入等效Q值實(shí)現(xiàn)沿地震波的傳播路徑補(bǔ)償吸收衰減的目標(biāo)，提出了起伏地表傾角道集的計(jì)算方法，并通過人機(jī)交互拾取菲涅耳帶控制偏移噪聲，實(shí)現(xiàn)起伏地表穩(wěn)相黏彈性疊前時(shí)間偏移技術(shù)流程，恢復(fù)地震波被衰減的高頻成分，從而達(dá)到提高地震成像分辨率的目的，在準(zhǔn)噶爾盆地實(shí)際地震資料應(yīng)用中取得明顯的高分辨率處理效果。
關(guān)鍵詞：起伏地表;穩(wěn)相黏彈偏移;菲涅耳帶;等效Q值;準(zhǔn)噶爾盆地;分辨率
引言
準(zhǔn)噶爾盆地瑪湖凹陷油氣勘探中對(duì)斷裂的識(shí)別、相帶的刻畫、砂體的雕刻[15]迫切需求保幅保真的高分辨率地震資料。由于地層的黏性吸收，導(dǎo)致地震波在傳播過程中發(fā)生振幅的吸收衰減和地震子波的頻散現(xiàn)象，使得原始采集地震資料主頻低、頻帶窄。因此，人們?cè)诘卣鹳Y料處理過程中應(yīng)用各種方法提高地震資料的分辨率，希望補(bǔ)償恢復(fù)地層吸收衰減振幅和相位信息。
常用的方法包括：Q補(bǔ)償[69]、低頻保護(hù)[10]及連續(xù)小波拓頻等疊前疊后提高分辨率方法[1116]。這些方法雖然取得了一定的應(yīng)用效果，但其有不足之處，例如：Q補(bǔ)償方法忽略了地震波傳播路徑對(duì)幅值衰減的影響，不能正確補(bǔ)償?shù)卣鸩ㄒ蛭账p導(dǎo)致的能量損失。各類疊前疊后拓頻技術(shù)可以獲得期望頻寬和視分辨率，但其可靠性尚待提高。近幾年，Zhang等[1720]提出了黏性介質(zhì)下的疊前時(shí)間偏移方法，在偏移過程中補(bǔ)償黏彈性地層介質(zhì)吸收衰減的振幅和相位信息，獲得高分辨率地震成果資料。
不同于常規(guī)疊前時(shí)間偏移，黏彈性疊前時(shí)間偏移通過引入等效Q值在成像過程中恢復(fù)地震資料損失的高頻信息，通過菲涅耳帶控制地震資料的信噪比，使得最終成果信噪比和分辨率均有所提升。隨后，陳志德等[2126]將該方法引入松遼盆地地震資料處理中，提升三角洲沉積薄儲(chǔ)層和河道砂的識(shí)別，并取得了顯著效果。然而，在準(zhǔn)噶爾盆地，大部分地區(qū)地表由低頻起伏地貌地形和高頻起伏地貌地形交互組成，直接應(yīng)用上述黏彈疊前時(shí)間偏移技術(shù)會(huì)帶來較大誤差。為此，本文研發(fā)了基于浮動(dòng)基準(zhǔn)面的起伏地表傾角道集生成及穩(wěn)相黏彈疊前時(shí)間偏移計(jì)算流程，并應(yīng)用于準(zhǔn)噶爾盆地瑪中4井區(qū)三維中，取得了顯著的應(yīng)用效果。
1方法原理
1.1起伏地表疊前時(shí)間偏移方法
準(zhǔn)噶爾盆地大部分地區(qū)地表高程起伏較大，直接應(yīng)用水平基準(zhǔn)面的疊前時(shí)間偏移方法會(huì)帶來較大誤差。因此，在前人研究的基礎(chǔ)上，本文提出了適合準(zhǔn)噶爾盆地的起伏地表疊前時(shí)間偏移方法。
1.2起伏地表傾角道集生成方法
常規(guī)疊前時(shí)間偏移產(chǎn)生的CRP道集已將反映地層傾角反射特征的信息進(jìn)行了疊加，穩(wěn)相黏彈疊前時(shí)間偏移傾角道集中的傾角并不是真實(shí)的地層傾角，而是一個(gè)與旅行時(shí)相關(guān)的傾角[18]，這是由于在傾角計(jì)算的過程中忽略了層速度與疊加速度的差。盡管如此，對(duì)于在偏移處理過程中最關(guān)心的反射波與繞射波的表現(xiàn)形態(tài)而言，在與旅行時(shí)相關(guān)的傾角道集和基于層速度得到的“真傾角”道集中，其表現(xiàn)形態(tài)是類似的。
也就是說，本文應(yīng)用的與旅行時(shí)相關(guān)的傾角道集，一方面，可容易嵌入到疊前時(shí)間偏移處理流程中;另一方面，這一傾角道集也近似反映了反射波與繞射波在“真傾角”道集中的形態(tài)，對(duì)于識(shí)別菲涅耳帶邊界來說，其精度也是足夠的。從疊加的角度來看，與走時(shí)相關(guān)的傾角對(duì)應(yīng)著彎曲同相軸的頂點(diǎn)就是穩(wěn)相點(diǎn)，以頂點(diǎn)為參照點(diǎn)的鄰域就是菲涅耳帶。由于在傾角道集中清晰地展現(xiàn)了穩(wěn)相點(diǎn)及其菲涅耳帶的特征，因此，可以利用人機(jī)交互軟件來拾取菲涅耳帶。從這個(gè)意義上講，以傾角道集為基礎(chǔ)，不但可以實(shí)現(xiàn)空變時(shí)變的偏移孔徑，同時(shí)也給出甄別拾取合適偏移孔徑的依據(jù)和實(shí)現(xiàn)手段。
1.3起伏地表穩(wěn)相偏移方法
起伏地表穩(wěn)相偏移方法基于上節(jié)起伏地表傾角道集的生成和菲涅爾帶的拾取，利用式(9)和式(10)計(jì)算每個(gè)成像點(diǎn)處的傾角，通過拾取每個(gè)成像點(diǎn)的菲涅耳帶獲得沿測(cè)線方向和垂直測(cè)線方向上的上、下界角度，在疊前時(shí)間偏移過程中，傾角落在菲涅耳帶的地震道累加到成像剖面I(x,y,T,h)上，傾角沒有落在菲涅帶的地震道將不對(duì)成像剖面做貢獻(xiàn)。因此，與常規(guī)疊前時(shí)間偏移相比，穩(wěn)相疊前時(shí)間偏移可以獲得信噪比更高的偏移成像結(jié)果。
2穩(wěn)相黏彈疊前時(shí)間偏移處理流程
主要包括基于菲涅爾帶的傾角場(chǎng)建立、基于常Q掃描的等效Q場(chǎng)建模及穩(wěn)相黏彈疊前時(shí)間偏移目標(biāo)線偏移和體偏3個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
2.1基于菲涅爾帶的傾角場(chǎng)建立
在傾角道集上，通過時(shí)變空變的菲涅爾帶的確定，建立傾角場(chǎng)。首先，根據(jù)工區(qū)內(nèi)地下地質(zhì)層位的空間展布選取代表性的格架線，基于偏前道集和速度場(chǎng)，給定地層傾角范圍和增量步長(zhǎng)，計(jì)算傾角道集;然后，根據(jù)傾角道集的特點(diǎn)，拾取時(shí)變空變的菲涅爾帶;最后，將格架線上拾取菲涅爾帶的傾角范圍通過插值平滑構(gòu)建整個(gè)工區(qū)的傾角場(chǎng)。展示的傾角道集位于2.4s附近的目的層，穩(wěn)相點(diǎn)已達(dá)到25◦左右，這也與偏移剖面上展示的地層傾角緊密相關(guān)。
在傾角道集中，反射波道間時(shí)差明顯，繞射波基本不存在道間時(shí)差。反射波同相軸的反射時(shí)間呈現(xiàn)以穩(wěn)相點(diǎn)為中心兩側(cè)向上彎曲的形態(tài)，而且隨著深度增大，彎曲程度加大;反射波的這一特點(diǎn)有利于在傾角道集上確定菲涅耳帶邊界。繞射波道間時(shí)差小，很容易與反射波區(qū)分，若想斷裂斷點(diǎn)成像清楚，必須保留斷點(diǎn)產(chǎn)生的繞射波，如圖4b拾取傾角道集中2.4s處近平直的同相軸的菲涅耳帶邊界。把握好這些傾角道集的特點(diǎn)，依據(jù)傾角道集中的穩(wěn)相點(diǎn)以及道間時(shí)差特點(diǎn)即可確定菲涅耳帶邊界。
2.2基于常Q掃描的等效Q場(chǎng)建模
通過傾角道集菲涅爾帶邊界的確定，得到工區(qū)的傾角場(chǎng)，可用于控制偏移疊加數(shù)據(jù)的孔徑，提高偏移成像的信噪比。在此基礎(chǔ)上，通過常Q掃描，優(yōu)選等效Q值和高截至頻率，建立等效Q場(chǎng)和高截至頻率場(chǎng)，結(jié)合偏移過程，恢復(fù)地震波被衰減的頻率成分，提高地震偏移成像的分辨率。等效Q值的估計(jì)主要以補(bǔ)償后剖面的頻譜寬度及剖面質(zhì)量來確定，而高截止頻率F3主要依靠補(bǔ)償后剖面的噪音水平來確定，不同的等效Q值補(bǔ)償后的剖面對(duì)應(yīng)著不同的高截止頻率F3。
亦即等效Q值和高截止頻率F3這對(duì)參數(shù)是耦合在一起的，需要在可接受的噪音水平(由高截止頻率F3描述)前提下選取合適的等效Q值。通過設(shè)置合適的等效Q值和F3值，既要使分析時(shí)窗內(nèi)地震道分辨率提高，同時(shí)也要保證高頻段噪音不至于過高，影響地震成像的信噪比。因此，等效Q值高截止頻率F3同時(shí)估計(jì)技術(shù)使得穩(wěn)相黏彈疊前時(shí)間偏移技術(shù)可在保證一定信噪比水平的基礎(chǔ)上提高地震成像的分辨率。
2.3穩(wěn)相黏彈疊前時(shí)間偏移目標(biāo)線偏移和體偏
在常規(guī)疊前時(shí)間偏移得到均方根速度場(chǎng)的基礎(chǔ)上，建立與偏移孔徑優(yōu)選有關(guān)的傾角場(chǎng)及服務(wù)于提高分辨率的等效Q場(chǎng)和高截至頻率場(chǎng)，即可完成格架線或目標(biāo)成像空間的穩(wěn)相黏彈疊前時(shí)間偏移[18]。通過對(duì)偏移成像結(jié)果的頻譜分析和處理解釋一體化效果分析，檢驗(yàn)偏移結(jié)果是否滿足期望輸出的效果。
如果偏移結(jié)果仍需改進(jìn)，需要根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果返回到等效Q場(chǎng)和傾角場(chǎng)建立的環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化處理，拾取更加合理的菲涅爾帶，優(yōu)選更加合適的等效Q值，直到目標(biāo)線的偏移成像效果達(dá)到預(yù)期的質(zhì)量為止。最后，根據(jù)最終建立的等效Q場(chǎng)、高截至頻率場(chǎng)和傾角場(chǎng)，結(jié)合均方根速度場(chǎng)和偏前道集，對(duì)整個(gè)工區(qū)的數(shù)據(jù)體進(jìn)行穩(wěn)相黏彈疊前時(shí)間偏移。
3應(yīng)用效果
準(zhǔn)噶爾盆地瑪湖凹陷位于盆地的西北緣，通過近幾年的高密度三維地震勘探的實(shí)施，極大地推動(dòng)了瑪湖地區(qū)三疊系百口泉組、二疊系烏爾禾組油氣勘探進(jìn)程，相繼在瑪湖凹陷的東西斜坡獲得重大突破，形成兩大百里油區(qū)，展現(xiàn)了瑪湖凹陷滿凹含油的油氣勘探巨大潛力。為為支撐瑪湖凹陷二疊系三疊系整體研究，落實(shí)瑪南斜坡大侏羅溝斷裂有利區(qū)勘探潛力及成藏控制因素，新疆油田公司在瑪中4井區(qū)部署三維地震滿覆蓋面積260km2。
該三維是準(zhǔn)噶爾盆地近年來最強(qiáng)化的井炮采集的高密度三維，面元12.5m×25.0m，覆蓋次數(shù)576次，覆蓋密度184.32×104道/km2。強(qiáng)化采集的主要目的是進(jìn)一步提高地震資料的分辨率，準(zhǔn)確落實(shí)各目的層內(nèi)部各小層之間的接觸關(guān)系及分布特征，預(yù)測(cè)薄儲(chǔ)層分布，落實(shí)有利相帶的劃分、刻畫小斷裂。根據(jù)工區(qū)的地質(zhì)任務(wù)和資料需求，創(chuàng)新性地應(yīng)用了起伏地表穩(wěn)相黏彈疊前時(shí)間偏移方法，探索出適合于該地區(qū)地震波吸收衰減的等效Q場(chǎng)，建立了與偏移孔徑優(yōu)選有關(guān)的傾角場(chǎng)，最終提高了地震資料的分辨率。
4結(jié)論
(1)本方法集成了Q補(bǔ)償和疊前偏移的優(yōu)勢(shì)，沿波的傳播路徑對(duì)其能量損失進(jìn)行補(bǔ)償，使地震資料的縱向分辨率和橫向分辨率均有所提升，且成果資料與井的吻合度高。(2)本方法通過引入時(shí)空變菲涅爾帶控制疊前偏移噪聲，避免常規(guī)偏移孔徑難以時(shí)空變導(dǎo)致的陡傾角構(gòu)造成像缺失、偏移成像信噪比降低等問題。通過引入等效Q模型，結(jié)合偏移過程提高地震資料的分辨率。(3)本方法的應(yīng)用前提是不要對(duì)疊前數(shù)據(jù)預(yù)處理進(jìn)行設(shè)置高截止頻率類型的濾波處理，且有必要對(duì)道集進(jìn)行地表一致性處理保證良好的子波一致性。同時(shí)，該方法與目前廣泛使用的疊前Q補(bǔ)償和各類疊后拓頻技術(shù)之間并不矛盾。
參考文獻(xiàn)
[1]錢海濤，尤新才，魏云，等.瑪東地區(qū)百口泉組地層新認(rèn)識(shí)及油氣勘探意義[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2020，42(2)：2736.doi：10.11885/j.issn.1674-5086.2018.10.21.01QIANHaitao,YOUXincai,WEIYun,etal.ThenewunderstandingandexplorationsignificanceinTriassicBaikouquanFormationofEasternMahuSag[J].JournalofSouthwestPetroleumUniversity(Sicence&TechnologyEdition),2020,42(2):27–36.doi:10.11885/j.issn.1674-5086.2018.10.21.01
[2]錢海濤，白雨，尤新才，等.瑪東斜坡達(dá)巴松扇典型油藏解剖及勘探領(lǐng)域優(yōu)選[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2019，41(1)：5767.doi：10.11885/j.issn.1674-5086.2017.11.07.06QIANHaitao,BAIYu,YOUXincai,etal.InvestigationofthetypicaloilreservesandselectionofexplorationfieldsoftheDabasongFan,easternslopeoftheMahuDepression[J].JournalofSouthwestPetroleumUniversity(Sicence&TechnologyEdition),2019,41(1):57–67.doi:10.11885/j.issn.1674-5086.2017.11.07.06
[3]陳剛強(qiáng)，阿不力米提，白雷，等.準(zhǔn)噶爾盆地瑪湖凹陷東斜坡深層成藏領(lǐng)域研究[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2013，35(6)：3138.doi：10.3863/j.issn.1674-5086.2013.06.004
作者：馬軍茂*，潘龍，李靜，丁國(guó)榮，石星
轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來自發(fā)表學(xué)術(shù)論文網(wǎng)：http:///jjlw/28975.html
