解決二、三維地震資料一致性問題的匹配濾波處理技術(shù)——以川東WBC構(gòu)造為例

摘 要

摘要：近年來，在四川盆地東部WBC構(gòu)造三維地震工區(qū)內(nèi)的淺層侏羅系砂巖儲層的天然氣鉆探取得了良好的效果，地震預(yù)測成果和鉆探表明，該區(qū)砂巖儲層較發(fā)育，并有由三維地震區(qū)向北部二維
摘要：近年來，在四川盆地東部WBC構(gòu)造三維地震工區(qū)內(nèi)的淺層侏羅系砂巖儲層的天然氣鉆探取得了良好的效果，地震預(yù)測成果和鉆探表明，該區(qū)砂巖儲層較發(fā)育，并有由三維地震區(qū)向北部二維地震區(qū)延伸發(fā)育的趨勢。為了搞清該區(qū)儲層向北部二維區(qū)的延伸展布情況，需要對北部二維資料采用三維地震區(qū)的處理流程及參數(shù)進行處理。為得到與三維地震數(shù)據(jù)特性相一致的二維地震處理數(shù)據(jù)，以便能采用三維地震儲層預(yù)測方法預(yù)測北部二維區(qū)的儲層分布情況，針對二維地震剖面與相同部位的三維地震剖面反射波形特征不一致的情況，從單炮記錄的極性、反射特征、相位差異、反褶積處理過程及采集儀器類型等方面進行了原因分析，認(rèn)為是因不同年度采用的地震采集儀器不同，導(dǎo)致了剖面反射特征的差異。因此，采用匹配波濾處理技術(shù)較好地解決了反射波特征不一致性問題，獲得了與三維區(qū)波形特征一致的地震資料。該處理方法對于不同年度采集的二、三維地震資料的統(tǒng)一處理具有借鑒和指導(dǎo)作用。
關(guān)鍵詞：四川盆地；東；地震資料處理；二維；三維；反射特征差異分析；匹配濾波處理
1 地質(zhì)概況
    四川盆地東部WBC構(gòu)造其主力產(chǎn)層為下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組鮞灘儲層，2004年進行了三維地震勘探，提交了開發(fā)方案。2006年對該構(gòu)造針對淺層侏羅系沙溪廟組儲層進行了重新處理解釋及儲層預(yù)測工作，根據(jù)儲層預(yù)測成果部署的針對沙溪廟組砂巖儲層的鉆井效果很好，揭示出沙溪廟組儲層具有較大的勘探開發(fā)潛力。鉆探結(jié)果表明，沙溪廟組砂巖儲層有向工區(qū)北部延伸發(fā)育的趨勢。為了搞清儲層向北部二維區(qū)的延伸展布情況，對三維工區(qū)以北的二維地震老資料進行重新處理及儲層預(yù)測，預(yù)測成果與三維預(yù)測成果連片成圖。由于二維區(qū)針對沙溪廟組砂巖儲層的鉆、測井資料很少，儲層預(yù)測模式需要借助三維區(qū)的預(yù)測模式。為此二維資料處理擬采用WBC三維資料處理的流程和參數(shù)。首先選用了在三維工區(qū)內(nèi)靠近北部的97-7二維測線進行參數(shù)的驗證處理。
97-7線疊加剖面的信噪比和分辨率較高，反射波波組關(guān)系清楚，同相軸連續(xù)，但與相同位置處的三維剖面相比(圖1)，反射特征不一致，特別是在2.3s以下的下二疊統(tǒng)頂界反射存在明顯差異。從該統(tǒng)頂界反射特征看，三維剖面上反射特征表現(xiàn)為前強后弱的單強相位，二維剖面反射特征則是雙強相位。
 
   然而，相同的處理流程為何二維剖面與三維剖面反射特征出現(xiàn)如此差異呢？筆者從原始記錄反射特征、資料處理過程等方面加以分析。由于淺層目的層侏羅系沙溪廟組為陸相碎屑巖沉積，反射特征在橫向上不穩(wěn)定，而下二疊統(tǒng)被公認(rèn)為是四川盆地內(nèi)反射特征最穩(wěn)定的層之一。因此采用特征穩(wěn)定的下二疊統(tǒng)頂界反射來分析二維和三維地震的差異。
2 二、三維剖面波形特征差異原因分析
2.1 原始單炮記錄特征分析
    首先對97-7二維測線的單炮記錄進行極性確認(rèn)，記錄極性為正常極性(初至下跳)。
    在平面上選取相近位置的三維炮記錄和二維炮記錄進行對比(圖2)。從圖中可見，三維炮記錄和二維炮記錄存在明顯差異，記錄的初至波就有差異。將記錄進行靜校正處理后，差異仍然存在。
 
    將記錄進行15～50Hz帶通濾波處理，去除低、高頻噪聲，同樣可見帶通濾波后記錄反射特征差異更明顯。
    將二維單炮記錄反極性后與三維記錄對比，其反射特征與三維記錄特征接近，但初至明顯為上跳(圖3)，這說明二維單炮記錄采集時的極性是正確的。

    反極性處理顯示的97-7線二維疊加剖面在下二疊統(tǒng)頂反射特征與三維疊加剖面的特征看起來似乎很接近，但是其他反射層差異很大，而且剖面存在約20ms的時差。說明二者波形特征差異不是極性一種因素所決定。因此，采用極性的處理辦法也解決不了合理拼接的問題。
    從以上分析可看出：相同位置處的二維原始單炮記錄與三維原始單炮記錄反射特征存在明顯的差異。
2.2 地表一致性反褶積處理分析
    二維與三維剖面反射特征不一致的原因除了原始單炮反射特征有差異外，是否還因反褶積處理參數(shù)不當(dāng)引起？通過地表一致性反褶積前、后的巹加剖面對比可知：反褶積未改變下二疊統(tǒng)頂界的雙強相位特征，說明反褶積處理過程中無參數(shù)使用不合理引起反射特征差異的現(xiàn)象。
2.3 數(shù)據(jù)相位分析
    分別對三維和二維疊加剖而進行零相位化處理，零相位化后的剖面其反射特征仍然存在差異。分別從目的層段提取子波，兩子波進行相關(guān)分析，其子波相關(guān)性較好，這說明兩者的激發(fā)子波條件基本一致，反射特征差異的原因可能是接收條件不一致造成(包括儀器和地表因素)的。
2.4 記錄儀器的差別
   本工區(qū)有1997～1999年采集的二維測線，記錄儀器有DFS-V數(shù)字地震儀和SN388遙測地震儀，2004年采集的三維數(shù)據(jù)記錄儀器是408UL網(wǎng)絡(luò)地震儀。
表1列出了不同年度、不同儀器采集的部分二維疊加剖面下二疊統(tǒng)頂界反射特征。從表1中看出：SN-388采集的大多數(shù)測線陽新統(tǒng)頂界反射特征為前強后弱的單強相位，與三維剖面下二疊統(tǒng)頂界反射為單強相位特征相近。而DFS-V數(shù)字地震儀采集的大多數(shù)測線下二疊統(tǒng)頂界反射特征為雙強相位。由此得出：DFS-V儀器采集的二維資料與三維資料特征不一致，反射特征差異是由儀器響應(yīng)的不同而引起的。
 

3 解決措施
    為使二維和三維疊加剖面的波組特征相近，采用以三維剖面反射波特征為目標(biāo)的地震資料一致性匹配濾波處理技術(shù)[1]。該技術(shù)常應(yīng)用于針對復(fù)雜地表條件下不同震源、不同檢波器、不同采集方式的地震資料的三維連片處理[2～4]，用于解決可控震源與炸藥震源地震數(shù)據(jù)的匹配問題。其方法是利用重復(fù)地震道(分別為基礎(chǔ)道和目標(biāo)道)設(shè)計匹配因子，然后對基礎(chǔ)道進行匹配濾波，使其最大限度地接近目標(biāo)道。可以在很大程度上改善地震資料頻率、相位以及振幅的一致性[3]。將該技術(shù)應(yīng)用到WBC構(gòu)造二維地震老資料處理中，獲得了較好的效果。
4 處理效果
    匹配濾波處理技術(shù)的關(guān)鍵是選好匹配因子。不同剖面段、不同時窗產(chǎn)生的匹配因子在時間和振幅上會存在差異。一般選擇資料品質(zhì)高的剖面段，時窗應(yīng)針對目標(biāo)區(qū)域選用較大時窗。經(jīng)過不同剖面段、不同時窗段的匹配因子進行處理試驗后，優(yōu)選了剖面質(zhì)量較好的目的層時窗段進行匹配濾波處理，得到了一致性較好的剖面。圖4為經(jīng)過匹配濾波處理后97-7測線疊加剖面(右側(cè))與三維疊加剖面(左側(cè))拼接效果圖，兩者在目的層段反射特征相近，特別是穩(wěn)定的下二疊統(tǒng)頂界反射特征尤為一致。由此說明，應(yīng)用匹配濾波處理技術(shù)較好地解決了二維與三維剖面特征不一致的問題，達到了預(yù)期目的，為后續(xù)的儲層預(yù)測奠定了資料基礎(chǔ)。

5 結(jié)束語
    通過以上分析，認(rèn)為WBC構(gòu)造二維資料與三維資料特征差異的主要原因是由于不同儀器接收的原始記錄不同造成。采用反極性處理和匹配濾波處理兩種方式對二維剖面進行相位調(diào)整，其特征與三維剖面均相近，但反極性處理存在約20ms的時差，且相位相反。匹配濾波處理無此現(xiàn)象，但是匹配濾波處理也有少數(shù)反射層特征不一致的地方。這可能是由采集的原始資料的差異所致。
    對于不同年度的地震資料處理，首先應(yīng)該分析其采集因素造成的原始數(shù)據(jù)是否有差異，若有差異，可采用匹配波濾處理技術(shù)，使不同年度的地震資料反射特征基本一致[5]。
    在項目處理過程中，得到了楊忠民、杜文軍、王進海等同志的大力支持，在此表示衷心地感謝！
參考文獻
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[2] 吳建云.全三維連片處理技術(shù)的應(yīng)用研究[J].物探與化探，1999，23(6)：435-442.
[3] 王元波.三維地震處理連片的拼接技術(shù)[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2001，20(3)：67-68.
[4] 劉成齋.勝利油田三維地震數(shù)據(jù)連片處理[J].石油地球物理勘探，2004，39(5)：579-585.
[5] 王曉燕，馬建波.橋口南-徐集地區(qū)三維地震資料連片處理技術(shù)[J].斷塊油氣田，2003，1O(3)：19-21.
 
(本文作者：徐強 劉麗華  陳明良 李登亮 李德珍 川慶鉆探工程有限公司地球物理勘探公司物探研究中心)