波阻抗反演中地震子波的處理

王功軍 (長(zhǎng)江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院,湖北荊州434023)

王冬梅 (荊州職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖北荊州434020)

油氣田勘探開發(fā)的工作主要針對(duì)目的層進(jìn)行,而地震勘探工作長(zhǎng)期以來(lái)只是利用巖層的聲學(xué)特征確定巖層分界面,使得地震與地質(zhì)方法的結(jié)合發(fā)生了困難。為了改變這種狀況,可將常規(guī)的反射剖面轉(zhuǎn)換成巖層型測(cè)井剖面,把地震資料變成可與測(cè)井資料直接對(duì)比的形式,實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵技術(shù)是地震波阻抗反演[1]。波阻抗信息能比較真實(shí)地反映地下巖性和物性的分布和變化情況,為勘探開發(fā)提供重要依據(jù),而子波提取又是波阻抗反演中的關(guān)鍵因素[2]。為此,筆者對(duì)波阻抗反演中地震子波的處理進(jìn)行了探討。

1 地震子波提取

地震波阻抗反演結(jié)果與地震記錄、初始模型和地震子波密切相關(guān),其中準(zhǔn)確地求取地震子波非常有意義,因?yàn)橥ㄟ^(guò)了解地震子波在地層中的變化可以獲得豐富的地質(zhì)信息。在地震記錄為已知參數(shù)、初始模型不可能更精確的情況下,多井條件下常規(guī)的子波提取方法如下[3]:①選擇野外觀測(cè)的震源子波或VSP觀測(cè)的子波,順地震同相軸開時(shí)窗,將時(shí)窗內(nèi)的地震子波疊加平均,得到地震子波。②選擇標(biāo)準(zhǔn)的模型子波,對(duì)儲(chǔ)層附近的地震道進(jìn)行時(shí)窗頻譜分析,確定振幅譜中地震波主頻和頻寬范圍,并通過(guò)相位譜確定子波相位值。將上述參數(shù)運(yùn)用到模型子波中,得到模型子波。③利用井旁地震道提取子波,在人工合成地震記錄與井旁地震數(shù)據(jù)匹配較好的條件下提取的地震子波。此外,還有其他的子波提取方法如自相關(guān)法、多項(xiàng)式求根法、對(duì)數(shù)分解法等。

2 地震子波的處理

在地震勘探中,由于激發(fā)環(huán)境的變化,或震源點(diǎn)地表壓實(shí)程度的改變等因素的影響,得到的子波波形基本上是不一致的。如果采用不同的子波進(jìn)行反演,就會(huì)出現(xiàn)不同區(qū)域巖性的不閉合現(xiàn)象,這樣子波的變化造成反演結(jié)果的變化,進(jìn)而造成解釋錯(cuò)誤。因此,需要考慮地震子波一致性問(wèn)題,即在進(jìn)行波阻抗反演處理時(shí)應(yīng)對(duì)子波進(jìn)行整形處理使之符合,要求具體做法是在一個(gè)工區(qū)進(jìn)行波阻抗反演時(shí)一般只提取一個(gè)子波 (見圖1)。

2.1 子波整形

進(jìn)行子波整形時(shí),根據(jù)反射系數(shù)一致性原理,以目標(biāo)區(qū)塊為中心逐步向外擴(kuò)展,從而保證資料好的區(qū)塊不受損失[4]。根據(jù)整形區(qū)域的地震資料在相同位置的內(nèi)在關(guān)系,設(shè)計(jì)適合的整形因子,使整形區(qū)的地震子波在振幅、頻率、相位等方面都趨向于目標(biāo)區(qū)單炮的地震子波。

2.2 整形因子的求取方法

1)利用震源對(duì)比記錄求整形因子 為求得較準(zhǔn)確的整形因子,野外施工中采用不同震源重復(fù)激發(fā)取得多個(gè)對(duì)比記錄。對(duì)比記錄采集要求選擇最佳條件以得到質(zhì)量較高的記錄。為此,要選取信噪比高、波形穩(wěn)定、多道可對(duì)比性強(qiáng)的記錄道。記錄時(shí)窗內(nèi)應(yīng)包括2個(gè)以上的反射波組,同時(shí)由于干擾波存在,不宜選擇過(guò)長(zhǎng)的記錄時(shí)窗。最后通過(guò)反復(fù)實(shí)際應(yīng)用和對(duì)比效果,以求得較準(zhǔn)確的整形因子。

圖1 井中提取的子波

2)利用動(dòng)較正道集求整形因子 如果沒(méi)有震源對(duì)比記錄,可利用采集到的不同震源的共反射點(diǎn)記錄來(lái)求取整形因子。選取共反射點(diǎn)記錄的原則是施工方向盡量一致、地表規(guī)則、信噪比高和偏移距相近。為減少誤差,要在進(jìn)行高程校正和低降速帶校正后,再用較準(zhǔn)確的速度進(jìn)行動(dòng)校正的道集記錄上求整形因子。

3)利用疊加記錄道求整形因子 該方法是利用不同震源采集的疊加記錄重復(fù)道求整形因子。為求得較準(zhǔn)確的整形因子,應(yīng)滿足如下要求,即在疊加前要消除一些影響因素、疊加速度要準(zhǔn)確、疊加道覆蓋次數(shù)應(yīng)盡量多、偏移距分布均勻[5]。

3 實(shí)例應(yīng)用

反演的結(jié)果必須反映出地質(zhì)構(gòu)造特征,在此基礎(chǔ)上才能反演儲(chǔ)層變化。對(duì)地震構(gòu)造層位的解釋要盡可能對(duì)地質(zhì)單元進(jìn)行細(xì)化以確保對(duì)復(fù)雜巖性的準(zhǔn)確了解。根據(jù)反演的要求,追蹤解釋的層位盡量靠近反演目的層。層位解釋應(yīng)做到閉合性好和接觸關(guān)系清晰,以適合反演的要求。

圖2 波阻抗模型

如果已知A、B兩口井,根據(jù)聲波測(cè)井與密度測(cè)井資料可以求出波阻抗,然后對(duì)井間進(jìn)行內(nèi)插和外推,構(gòu)造無(wú)井處的波阻抗,進(jìn)而得出波阻抗模型 (見圖2),再由波阻抗模型求出反射系數(shù),由提取的子波與反射系數(shù)進(jìn)行褶積可以得到合成記錄 (見圖3)。

在處理資料的過(guò)程中,應(yīng)將實(shí)際地震記錄與合成的地震記錄進(jìn)行比較,當(dāng)兩者的誤差能量不滿足時(shí)說(shuō)明合成記錄有問(wèn)題,因而需要修改反射系數(shù),直到兩者的誤差能量滿足要求為止。由此可以求出反射系數(shù),結(jié)合初始波阻抗模型,采用逐漸遞推算法反演得到每一時(shí)刻的波阻抗,實(shí)現(xiàn)反射剖面向巖層型剖面的轉(zhuǎn)換[6],進(jìn)而得到波阻抗反演剖面圖 (見圖4)。

圖3 合成記錄

圖4 波阻抗反演圖

4 結(jié) 語(yǔ)

出于不同地質(zhì)條件的地震資料的連續(xù)性對(duì)比和地震資料解釋的需要,開展地震子波一致性處理來(lái)消除地震子波差異的影響顯得非常重要。通過(guò)了解地震子波在地層中的變化可以獲得豐富的地質(zhì)信息,根據(jù)已知子波可以準(zhǔn)確求得地層反射系數(shù)并由此得到可靠的巖層型剖面,從而為勘探開發(fā)提供重要依據(jù)。

[1]張永剛.地震波阻抗反演技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展 [J].石油物探,2002,41(4):385-389.

[2]俞壽朋.高分辨率地震勘探[M].北京:石油工業(yè)出版社,1993.

[3]許升輝,馬勁風(fēng).波阻抗反演中多井條件下的子波提取方法 [J].地球物理學(xué)進(jìn)展,2003,18(4):623-627.

[4]張廣智,劉洪,印興耀.井旁道地震子波精細(xì)提取方法[J].石油地球物理勘探,2005,40(2):158-162.

[5]趙秋亮,李錄明.基于分形方法的地震子波提取及應(yīng)用[J].石油物探,2005,44(1):7-11.

[6]牟永光,陳小宏.地震數(shù)據(jù)處理方法 [M].北京:石油工業(yè)出版社,2006.