地震波穿过地下地质体反射到地面被接收后, 其振幅、频率、相位和波形代表的地下地质体的属性是确定的、唯一的和真实的, 能为地震勘探目标的确定提供帮助。但接收到的地震波由于受地表、地下、地震、地质、观测系统等条件的限制, 已经很难正确地响应地下地质体。地震数据处理就是要消除这些影响, 还原地下地质体的本来面目^{[9, 10, 11, 12]}。

岩性油气藏地震数据常规处理解释一般采用图1的处理解释流程。可以看出:影响地震数据处理效果的方法和技术主要集中在静校正、噪声衰减、振幅补偿、反褶积和偏移, 其中静校正、噪声衰减和偏移(其保幅性主要与偏移算法有关系)处理步骤、处理效果的保幅性评价相对直观, 易于评价, 而振幅补偿和反褶积处理步骤的处理效果评价较难, 需要采用地震反演和地震属性技术进行评价。

图1

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	图1 岩性油气藏地震数据常规处理解释流程

在地震数据处理中, 常用的反褶积方法为地表一致性反褶积加预测反褶积的串联反褶积技术, 反褶积一般假设:①地层由常速水平层组成的; ②震源产生一个平面压缩波, 它以正入射角撞击层边界, 在这种情况下, 不产生剪切波(隐含着必须用零偏移距数据, 可是零偏移距永远记录不到); ③震源波形在地下传播过程中不变, 亦即它是稳定的; ④反射系数为白噪; ⑤地震子波为最小相位; ⑥噪声成分为

零。对于这六个条件, 假设①~③是地震记录褶积模型的基础, 但对于假设④~⑥, 可以在反褶积的实现过程中部分满足。所以严格意义上讲, 反褶积是不保幅的, 而地表一致性反褶积是综合考虑了炮点、检波点、炮检距和共中心点位置四方面因素的变化, 这种实现方式放宽了反褶积假设③, 使提取的反褶积算子稳定, 并且进一步校正了地表因素的不一致, 提高了振幅保真度, 因此, 地表一致性反褶积技术具有较好的保幅性。预测反褶积处理技术的主要功能是消除层间周期性多次波, 并不是用来提高分辨率。它实际是一种波形切除反褶积:在多次波具有周期性可预测的前提下, 得到预测滤波因子; 与地震数据道褶积, 得到预测道; 然后整道延迟一个预测距离(多次波周期), 再从数据中减去, 就得到了预测反褶积的最终输出道。所以, 如果不确定地震数据有周期性多次波时, 预测反褶积是不可用的, 其结果是不保幅的。

本次处理采用了地表一致性反褶积加俞氏子波统计反褶积处理技术。俞氏子波(图2)是俞寿朋教授提出的一种新型子波^[10], 它是由不同频率参数的Ricker子波合成的, 其主瓣窄、旁瓣幅度小、波形简单, 在分辨率、保真度和信噪比方面都优于带通和Richer子波, 被李庆忠院士命名为“ 俞氏子波” 。

图2

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	图2 俞氏子波(左)及其振幅谱(右)

俞氏子波的主要特性为:①分辨率高。在地震数据反褶积处理过程中, 地震数据的分辨率和使用的地震子波有密切关系, 地震子波的频带宽则分辨率高, 频带窄则分辨率低, 但在地震子波主瓣宽度相同的情况下, 俞氏子波与带通子波和Ricker子波相比, 俞氏子波的分辨率更高。②保真度好。地震资料的保真度与很多因素有关, 在地震数据处理中, 反褶积使用的地震子波的形状是影响地震数据处理保真度的重要因素之一。假设地震子波只有主瓣, 没有旁瓣, 则在能分辨的情况下是保真的^[13]。如果地震子波的旁瓣幅度大、旁瓣数目多、延续时间长, 则地震资料的保真度就越差。但俞氏子波仅在主瓣左、右各有一个幅度很小的旁瓣, 因此在地震数据反褶积处理过程中采用俞氏子波使地震数据具有较高的保真度。③信噪比高。原始地震数据一般表现为在低频部分和高频部分信噪比低, 而中频部分信噪比高。由于俞氏子波向低频方向下降陡度大而向高频方向下降陡度小一些且有一定的宽度, 这有利于衰减噪声(面波、折射波)的低频成分, 并且使反褶积过程中放大了的高频噪声得到削弱, 得到较高信噪比的反褶积处理效果。

图3所示是在地表一致性反褶积的基础上, 再分别应用预测反褶积和俞氏子波统计子波反褶积的叠加地震剖面对比。从叠加剖面上可以看出, 俞氏子波统计反褶积处理的地震剖面在分辨率、保真度和信噪比等方面比预测反褶积要好。

图4a和图4b分别对应图3b和图3c的相干切片。从图上可以看出, 俞氏子波统计子波反褶积处理的相干切片能清楚地看到曲流河形态, 而预测反褶积处理的相干切片, 其曲流河形态则要模糊得多。

图3

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	图3 不同反褶积方法叠加剖面对比 a— 地表一致性反褶积; b— 地表一致性反褶积+预测反褶积; c— 地表一致性反褶积+俞氏子波统计反褶积

图4

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	图4 不同反褶积方法相干切片对比 a— 预测反褶积; b— 俞氏子波统计子波反褶积

常规地震数据振幅处理流程一般采用球面扩散补偿+地表一致性振幅补偿+剩余振幅补偿的处理技术流程。球面扩散补偿处理技术是消除随传播距离增加、地震波前不断扩大造成的能量衰减, 是地震数据处理中振幅处理的基础。补偿效果与采用的速度有很大关系, 速度越精确补偿的保幅程度越高。地表一致性振幅补偿技术综合考虑了炮点、检波点、炮检距和共中点位置四方面因素的变化, 然后在地表一致性假设前提下联合求取炮点、检波点振幅补偿因子应用到地震数据中, 消除由于近地表因素和激发、接收条件变化造成的炮间道间能量差异, 使得地震波振幅的空间和时间变化能够正确地反映地下岩性油气藏的空间变化规律, 所以地表一致性是相对振幅保持的地震数据处理方法。剩余振幅补偿处理技术的保幅性讨论比较复杂, 由于剩余振幅补偿是在一个三维空间体内提取振幅补偿因子, 所以不同属性的三维空间数据体和不同大小的三维空间数据体对振幅补偿因子有极大的影响, 不同大小数据体统计求取的振幅补偿因子其实就是不同地质体大小求取的振幅补偿因子。如何定义三维空间大小的数据求取振幅补偿因子就是保幅的, 需要采用叠后或者叠前弹性阻抗反演技术进行检验剩余振幅补偿的保幅性。

图5是剩余振幅补偿前后叠前弹性阻抗反演横波阻抗反演结果。从反演结果上分析, 剩余振幅补偿后叠前弹性阻抗横波反演结果与井上实测的横波阻抗曲线对应较好, 表明剩余振幅补偿后振幅是保幅的。而叠前弹性参数同时反演流程可以解决振幅随偏移距变化的问题, 每一个角道集叠加数据体都对应一个子波反演处理, 所以能够同时得到纵波阻抗、横波阻抗和密度等多种弹性参数, 然后结合井资料信息, 利用颜色编码交会分析技术对叠前弹性参数同时反演数据体进行解释, 定量预测储层的含气性^{[14, 15]}。所以, 保幅的剩余振幅补偿更有利于叠前弹性阻抗反演, 利用其反演的叠前弹性阻抗参数能精确地预测砂体的含气性。

图5

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	图5 剩余振幅补偿前后x3井— x4井连井叠前弹性阻抗反演效果分析 a— 剩余振幅补偿前叠前弹性阻抗反演连井剖面; b— 剩余振幅补偿后叠前弹性阻抗反演连井剖面

在保幅性地震数据处理完成后, 就进入了地震解释阶段, 当然这个过程不是单线的逻辑关系, 可以根据解释的需求, 采用处理解释一体化的工作方式, 不断对处理技术和参数进行修改, 满足地震解释的需求。解释时, 可以利用与地震振幅关系密切的流体因子类属性和叠前弹性参数, 同时反演技术去监控地震数据振幅处理效果, 流体因子活动性与地震反射振幅对地震反射频率比值成正比, 所以流体因子与振幅类处理技术直接相关。

研究区油气藏类型为岩性油气藏, 表1为该区4口井的试气试采情况统计。从表中可以看出x1井、x2井和x4井产气量较高, 达到20 000 m³, 而x3井产量较低, 为2 012 m³。这与应用上述技术和流程进行地震数据保幅性处理, 然后进行流体因子检查和叠前弹性参数同时反演得到的流体因子强弱和含气储层的厚度相对应。

图6为x2井— x3井— x4井连井流体活动性因子剖面图, 根据“ 低频共振, 高频衰减” 特征得到流体因子值, 用不同的颜色代表流体因子强度, 其中红色代表流体因子高值区, 表示流体活动性强, 为产气区; 黄色代表流体因子中值区, 表示流体活动性中等, 为弱产气区; 淡兰色代表流体因子低值区, 表示流体活动性弱, 为不含气区。从流体因子剖面图上可以看到:x2井和x4井位产气井, 而x3井位为微产气井, 这与实测的试气试采资料是一致的。

表1

表1

表1 研究区试油试采情况统计 井名 层位 岩性 试气试采情况 x1 沙河子组 砂砾岩 压裂气24 751 m3/日 x2 沙河子组 细砾岩 压裂气28 644 m3/日 x3 沙河子组 细砂岩 压裂气2 012 m3/日 x4 沙河子组 砂砾岩 压裂气20 000 m3/日

表1 研究区试油试采情况统计

图7为研究区含气储层厚度, 图中含气储层厚度大则产量高, 含气储层厚度小则产量低, 这与实测的试气试采资料是一致的。这进一步证明了上述保幅性的讨论是正确的, 运用其思想进行地震数据处理预测储层的含油气性技术和方法是可行的, 其结果是准确的。

图6

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	图6 x2井— x3井— x4井连井地震纯波剖面和流体因子剖面图 a— 流体因子剖面; b— 地震纯波剖面

图7

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	图7 研究区沙河子组含气储层厚度平面分布

研究结果表明:①地表一致性反褶积和俞氏子波统计反褶积是保幅的, 预测反褶积是不保幅的; ②地表一致性振幅补偿和剩余振幅补偿是保幅的, 但剩余振幅补偿的保幅性需要用叠前弹性参数反演或者叠后反演来检验; ③利用地震保幅处理成果, 能够为下一步准确预测岩性油气藏提供一套可靠的基础数据。