地震叠前时间偏移处理技术

文章编号:100020747(2006)0420416204地震叠前时间偏移处理技术王喜双1,张颖2(1.中国石油勘探与生产公司;2.中国石油勘探开发研究院)摘要:叠前时间偏移处理技术对速度场精度的要求较低,在构造复杂但速度横向变化不大的情况下有较好的成像效果,近年来在中国石油天然气股份有限公司各探区得到高度重视和推广应用。

对叠前时间偏移处理的关键技术(叠前去噪、振幅补偿、反褶积、静校正、速度建模)进行了分析总结,并对其在富油凹陷整体评价、复杂断块精细勘探、碳酸盐岩岩溶地形识别、岩性地层油气藏勘探等方面的应用效果进行了分析,实践证明,叠前时间偏移是一项具有明显技术优势、应用前途广阔的地震精确成像技术,适合于在横向速度变化不大地区的地震资料处理。

图6参7关键词:叠前时间偏移;克希霍夫法;反褶积;静校正中图分类号:TE122.3 文献标识码:ASeismic pre2stack time migration techniquesWAN G Xi2shuang1,ZHAN G Ying2(1.Pet roChina Ex ploration&Production Com pany,B ei j ing100011,China;2.Research I nstituteof Pet roleum Ex ploration&Development,Pet roChina,B ei j ing100083,China) Abstract:Prestack time migration processing does not require highly of velocity fields.It can get a good imaging result in the circumstance of a complex structure and smooth lateral variation of velocity field.Thus it has gained much attention and wide applications in prospect areas in PetroChina.The key techniques involved in prestack time migration processing such as prestack noise attenuation,amplitude compensation,deconvolution,static correction and velocity model building are summarized,and their application effects are also analyzed in the overall assessment of oil2abundant sags,the elaborate exploration of complexly faulted blocks,the identification of carbonate karst topography and the exploration of stratigraphic reservoirs.The results prove that prestack time migration is an accurate seismic imaging technique with an evident technical preponderance and broad application prospects,being suitable for seismic data processing in the areas of smooth lateral variation of velocity field.K ey w ords:pre2stack time migration;Kirchhoff;deconvolution;static correction0引言随着油气勘探程度的不断提高,地震勘探对象越来越复杂。

叠前深度偏移是复杂地质构造成像最好的方法,但其对速度场精度的要求太高,现有的建模技术难以达到要求,制约了其大范围推广应用。

与叠前深度偏移相比,叠前时间偏移对速度场的精度要求较低,在构造复杂、速度横向变化不大的情况下有较好的成像效果。

因此,叠前时间偏移是现阶段更为合适的地震成像技术,近几年来叠前时间偏移技术迅速发展,在国外已成为一项常规处理技术。

中国石油天然气股份有限公司从2003年开始,针对复杂构造勘探、岩性地层油气藏勘探,相继选择了渤海湾盆地大民屯凹陷、南堡凹陷和塔里木盆地轮南地区作为叠前时间偏移技术推广应用试验三大示范区。

目前,叠前时间偏移处理技术在中国石油各探区均取得了较好的应用效果,如冀东滩海数亿吨储量规模大油田的发现就直接归功于南堡凹陷叠前时间偏移处理技术的应用。

本文对中国石油探区内叠前时间偏移处理技术及其应用进行了总结,以便推动这项技术的更广泛应用,取得更好的油气勘探成果。

1方法原理克希霍夫积分偏移法和递归偏移法是叠前偏移的两种方法,但是前者更容易实现,计算成本低,对观测系统的适应性强,所以在叠前偏移应用中率先得到推广。

克希霍夫叠前时间偏移的基础是计算地下绕射点的时距曲面,根据克希霍夫绕射积分理论,时距曲面上的所有样点信息叠加就得到了该绕射点的偏移结果。

因此,克希霍夫叠前时间偏移大多假设震源点到绕射614石　油　勘　探　与　开　发2006年8月 PETROL EUM EXPLORA TION AND DEV ELOPM EN T Vol.33　No.4　点、绕射点到检波点的射线路径为直线,总旅行时等于震源到绕射点的旅行时加上绕射点到接收点的旅行时。

克希霍夫保幅叠前时间偏移以经典的绕射理论为基础,使用加权函数实现保幅偏移。

保幅加权函数应具备以下3个功能:①对偏移场进行振幅标定,使其正比于目标反射面的反射系数;②消除偏移孔径边缘产生的偏移噪声;③从偏移总场中孤立出所需要的稳相点[1,2]。

图1是经过大量实践探索形成的典型的叠前时间偏移处理流程,其关键环节有叠前去噪、振幅补偿、反褶积、静校正以及均方根速度建模。

图1　叠前时间偏移处理流程图1.1叠前去噪叠前时间偏移对噪声有放大作用,因此需要做好叠前多域去噪处理,尽可能提高信噪比。

目前叠前去噪的方法很多,大体可分为手术法、滤波法、变换法、减去法等,而各种去噪方法都有其优点与局限,有些方法如应用不当还会产生新的噪声,因此做好叠前去噪的关键是仔细分析本工区噪声的类型和特点,采取有针对性的去噪方法,尽可能做到保真去噪,去噪的同时不损害有效信号。

1.2振幅补偿叠前时间偏移的输出就是沿绕射曲面对叠前地震振幅求和的结果,因此需要在保幅去噪的基础上进行振幅恢复处理。

实际应用中常用振幅综合补偿来补偿散射、球面扩散、能量衰减等因素引起的地震振幅随时间的衰减,利用地表一致性振幅校正消除由于地表激发、接收条件不一致引起的地震振幅的空间变化。

为提高分辨率,有时还需使用地层吸收补偿来补偿地层的吸收对高频能量的影响。

1.3反褶积叠前时间偏移降频严重,因此,在叠前数据准备阶段,在保证信噪比的前提下,需要采取一系列有针对性的技术措施,尽可能地提高地震资料的纵向分辨率。

反褶积一方面能够提高分辨率,另一方面能够对子波进行整形。

应用中常根据实际地震资料的质量和地质任务的要求,采用组合反褶积的方法来达到上述目的:先利用地表一致性反褶积消除由于地表激发、接收条件的变化造成的子波非一致性的影响,使得子波波形、振幅在横向上达到一致,然后再利用预测反褶积、脉冲反褶积或零相位反褶积等对子波进行压缩。

组合反褶积既提高分辨率又兼顾信噪比,频带拓宽效果比较理想(见图2)。

图2　组合反褶积处理前(a )、后(b )效果对比图(据张文坡,2005)1.4静校正静校正能消除表层速度不均匀性的影响,使得反射波同相轴更加光滑。

做好精细的静校正处理,既能提高信噪比,又能提高分辨率,同时还能提高速度建模的精度。

常规静校正方法对高、低频信号应用统一的静校正量,严重影响了地震波高频成分的静校正精度,造成高频成分不能同相叠加,在降低高频成分信噪比的同时还降低了地震资料的分辨率。

分频剩余静校正技术不仅能提高地震资料信噪比,而且能使高频信号能量得以加强,提高分辨率[326],是提高静校正精度的核心技术。

1.5速度建模偏移速度模型决定了叠前时间偏移沿绕射曲面求和的轨迹,因此建立精确的偏移速度模型是进行叠前时间偏移的关键。

在速度建模中应遵循物探与地质相结合的思想,714　2006年8月 王喜双等:地震叠前时间偏移处理技术在层速度模型符合地质规律、CRP 道集必须拉平、偏移成果与井资料吻合这3项标准的指导下,通过多次迭代求取精确的偏移速度模型。

2应用效果分析2.1富油凹陷整体评价大民屯凹陷是渤海湾盆地五大富油气凹陷之一,勘探面积约800km 2,该凹陷位于辽河断陷北端,以“小而肥”著称,西高东低呈箕状。

该区勘探程度较高,目前已探明石油储量3.1973亿t ,探明天然气储量223.77亿m 3,仍有1.24亿t 资源量有待进一步探明,是渤海湾盆地下一步勘探的重点领域。

通过对大民屯凹陷高精度三维地震资料进行叠前时间偏移处理和连片叠前时间偏移处理,有效提高了地震剖面的质量。

处理后的叠前时间偏移剖面信噪比高,断层清晰,断点可靠,有效反射信息丰富,为整体评价奠定了良好基础(见图3)。

经初步解释,在东胜堡西侧发现太古宇潜山并经钻井证实;发现西1块、西2块等7个有利圈闭,面积32.7km 2;发现元古宇、太古宇地层油气藏,预测资源量6944万t ;重新落实部署探井6口。

图3　大民屯三维叠前时间偏移剖面(据张文坡,2005)2.2复杂断块精细勘探南堡凹陷是渤海湾盆地五大富油气凹陷之一,勘探面积约1660km 2,是中国石油天然气股份有限公司近期重点勘探领域。

冀东油田公司根据勘探需要启动了南堡凹陷大面积三维地震连片叠前时间偏移处理,先期完成的东区数据体投入解释后见到初步效果,其中柳南浅层断块油藏精细勘探是一个典型的例子。

在叠前时间偏移处理之前,由于局部地震资料品质较差,断裂发育,组合关系复杂,导致柳南浅层油藏构造形态落实程度较差,断裂带内井2震矛盾及井间矛盾较为明显。

通过对叠前时间偏移剖面的重新解释(见图4),发现了一系列小断块圈闭,据此部署了柳南图4　南堡凹陷柳南浅层油藏叠前(a )、叠后(b )时间偏移剖面解释对比(据谢占安,2005)3至柳南10共7口井,均钻遇油层,油层厚度12.8～91m ,新增地质储量442万t 。