面向油田開發(fā)的井控地震資料處理技術(shù)及應(yīng)用

康有元，馬豐臣，滿紅霞，張建英

（中國石油集團(tuán)東方地球物理公司研究院，河北涿州072750）

近年來，國內(nèi)油氣藏勘探開發(fā)已經(jīng)由構(gòu)造油氣藏轉(zhuǎn)向了巖性油氣藏，勘探目標(biāo)由大的構(gòu)造圈閉轉(zhuǎn)向了小構(gòu)造、小斷層控制下的構(gòu)造及巖性圈閉，這就要求地震資料具有更高的保真度及分辨率。為了滿足這一要求，人們發(fā)展了井控地震資料處理技術(shù)，即最大程度地利用已知井的測井、VSP等資料，將“井點(diǎn)數(shù)據(jù)”和井旁地震數(shù)據(jù)進(jìn)行一體化聯(lián)合分析的系列方法［1］。通過井控處理技術(shù)的應(yīng)用，可以彌補(bǔ)常規(guī)處理技術(shù)的不足，得到高保真、高分辨率的成果數(shù)據(jù)，更好地滿足油田開發(fā)對地震資料的高精度需求。到目前為止，國內(nèi)井控資料處理還沒有形成完善的流程，各油田均參考斯倫貝謝公司提出的井控處理流程進(jìn)行了井控處理嘗試，發(fā)展了井控空變替換速度的基準(zhǔn)面靜校正方法［2］、井控反褶積技術(shù)［3］、井控反Q 補(bǔ)償技術(shù)［3－4］、井控振幅補(bǔ)償技術(shù)［3－4］、井控零相位化處理技術(shù)［5］、井控各向異性疊前時(shí)間偏移和井控各向異性疊前深度偏移技術(shù)等。我們以塔里木盆地面向開發(fā)的三維地震資料處理項(xiàng)目為依托，對井控處理技術(shù)方法、思路及應(yīng)用效果進(jìn)行探討。

1 井控處理技術(shù)

1.1 井控處理流程

不同地質(zhì)任務(wù)對地震資料處理的要求不同，因此井控處理流程并不固定，但總的指導(dǎo)流程框架（圖1）是可以確定的。

井控處理常用的井資料包括VSP走廊疊加數(shù)據(jù)、TAR（True Amplitude Recovery）因子、Q 值、各向異性參數(shù)、聲波測井曲線、鉆井分層信息、VSP速度信息等。油田開發(fā)區(qū)井資料年代可能相隔較遠(yuǎn)，井資料的一致性相對較差，在使用井資料前必須做好歸一化處理。由圖1可以看出各種井資料在各個(gè)處理環(huán)節(jié)中的應(yīng)用情況以及要在哪些環(huán)節(jié)對地震子波相位特性［6］的變化和振幅的變化進(jìn)行質(zhì)量控制。

1.2 井控處理技術(shù)［7］

1.2.1 井控處理定量分析方法

在涉及地震資料子波、相位處理的過程中，可以結(jié)合可預(yù)測度、可信度、匹配度的概念來進(jìn)行井控處理的質(zhì)量評價(jià)。將這種定量分析方法貫穿于反褶積、反Q濾波、疊后提高分辨率處理及最終成果顯示等階段，通過判斷地震數(shù)據(jù)與井資料的匹配關(guān)系，逐步減小地震資料與實(shí)際井資料的誤差，使每一步處理做到有據(jù)可依。

可預(yù)測度P定義為

式中：Acor1（t）為某時(shí)窗范圍內(nèi)井?dāng)?shù)據(jù)的自相關(guān)；Acor2（t）為某時(shí)窗范圍內(nèi)地震資料的自相關(guān)；Xcor（t）為井?dāng)?shù)據(jù)和地震資料的互相關(guān)。將（1）式轉(zhuǎn)化到頻率域，得

其中，

圖1 地震資料井控處理指導(dǎo)流程

匹配度F定義為

式中：X1（t）為地震數(shù)據(jù)和子波的褶積；X2（t）為井?dāng)?shù)據(jù)和子波的褶積。

可預(yù)測度評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是：可預(yù)測度的優(yōu)勢頻帶越寬越好?？尚哦仍u價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是：頻率在有效信號優(yōu)勢頻帶內(nèi)所占比例接近100%為最佳?？深A(yù)測度、可信度及匹配度值越大，則相應(yīng)的處理參數(shù)越佳［4］。圖2和圖3分別是某工區(qū)地震資料地表一致性反褶積處理過程中關(guān)鍵參數(shù)——預(yù)測距離的可預(yù)測度及可信度定量分析結(jié)果，可以看出預(yù)測距離為24ms時(shí)的可預(yù)測度和可信度最佳。

1.2.2 井控振幅補(bǔ)償技術(shù)

井控振幅補(bǔ)償技術(shù)主要涉及到球面擴(kuò)散因子（TAR因子）的應(yīng)用［4］。TAR因子主要由VSP資料得到，考慮到球面擴(kuò)散和透射損失，在實(shí)際研究與應(yīng)用中，由井資料計(jì)算TAR因子，利用指數(shù)增益來模擬球面波場，實(shí)現(xiàn)球面擴(kuò)散補(bǔ)償。其原理如下：

圖2 預(yù)測距離的可預(yù)測度評價(jià)分析

圖3 預(yù)測距離的可信度評價(jià)分析

式中：A為補(bǔ)償后振幅；A0為補(bǔ)償前振幅。

（5）式取對數(shù)得

這里a的相反數(shù)即為TAR因子，由線性擬合公式y(tǒng)＝kx＋b得到。

在TAR因子的求取過程中，由于地層吸收衰減也會(huì)造成振幅衰減，且低頻振幅衰減小，高頻振幅衰減大，因此，對VSP原始數(shù)據(jù)進(jìn)行低通濾波處理后所得到的TAR因子較全頻段處理后所得到的TAR因子補(bǔ)償效果好。通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，30Hz以下原始數(shù)據(jù)所得TAR因子較為合理（圖4）。

圖4 VSP資料球面擴(kuò)散補(bǔ)償TAR因子求取

TAR因子的合理性可以通過補(bǔ)償前、后原始單炮的能量來進(jìn)行定量分析（圖5）。圖5a是原始單炮振幅補(bǔ)償曲線，可以看出原始單炮時(shí)間方向能量存在較大差異；圖5b是經(jīng)過TAR因子補(bǔ)償后的振幅曲線，可見時(shí)間方向的能量趨于一致。從時(shí)間方向振幅曲線的一致性可以定量分析能量補(bǔ)償?shù)暮侠硇浴?/p>

需要注意的是，如果原始數(shù)據(jù)中面波能量較強(qiáng)，則需先進(jìn)行面波壓制，在此基礎(chǔ)上分析TAR因子補(bǔ)償?shù)暮侠硇愿訙?zhǔn)確。

圖5 井控真振幅恢復(fù)對比

1.2.3 井控反Q相位校正與能量補(bǔ)償技術(shù)

Q值是一個(gè)表征巖石特性的參數(shù)，是儲(chǔ)能和耗散能的比率，用于描述不同頻率的地震波在粘彈性介質(zhì)中的衰減特性，它直接影響地震信號的相位和分辨能力。

利用VSP井資料求取Q值，建立同一套地層的Q值曲線，確定地震資料在不同空間位置、不同時(shí)間上不同地層的Q值，再利用反Q參數(shù)掃描方法來修訂Q值，然后按一定的控制點(diǎn)密度對Q值進(jìn)行拾取，制作Q體，從而實(shí)現(xiàn)時(shí)變與空變的反Q補(bǔ)償處理（圖6）。

實(shí)際生產(chǎn)中，可以根據(jù)處理任務(wù)選擇相位和能量進(jìn)行反Q補(bǔ)償。補(bǔ)償相位不能拓寬頻帶，但可以調(diào)整相位，以提高后續(xù)反褶積處理的效果；能量補(bǔ)償則不能對相位進(jìn)行調(diào)整，但能對各頻段能量進(jìn)行振幅恢復(fù)，相當(dāng)于提高高頻端能量，即拓寬地震資料的頻寬。圖7為井控反Q補(bǔ)償前、后剖面及頻譜對比結(jié)果。

反Q補(bǔ)償參數(shù)可利用VSP走廊疊加的可信度和可預(yù)測度來量化分析其合理性。

圖6 井控反Q處理流程

圖7 井控反Q補(bǔ)償前（a）、后（b）剖面及頻譜對比

1.2.4 井控SBD預(yù)測反褶積技術(shù)

近年來西方公司提出的SBD（Stochastic Beta Decon）預(yù)測反褶積技術(shù)旨在合理提高地震資料分辨率。其主要理念為：地層反射系數(shù)不滿足隨機(jī)假設(shè)，即地層反射系數(shù)的頻譜不是白化的。為此，在預(yù)測反褶積之前加入β因子（井校因子），使地層反射系數(shù)滿足隨機(jī)條件，該β因子可以由井資料提取，也可以通過掃描獲得。典型情況下，碳酸鹽巖發(fā)育地區(qū)β值為0.3～0.4，砂泥巖地區(qū)β值為0.45～0.60，這些數(shù)值在同一沉積盆地中十分穩(wěn)定。實(shí)際資料處理過程中如果缺少井資料，可在0.1～0.9，每間隔0.1進(jìn)行試驗(yàn)，獲取較為合理的β值。

SBD預(yù)測反褶積在提高分辨率及改善波組特征方面具有一定優(yōu)勢，圖8給出了SBD預(yù)測反褶積前、后的疊加剖面對比。通過試驗(yàn)可知，β值越大，頻帶拓寬越明顯。

SBD預(yù)測反褶積關(guān)鍵參數(shù)的合理性可以用可信度和可預(yù)測度進(jìn)行量化分析。

1.2.5 井控各向異性疊前偏移技術(shù)

圖8 井控SBD預(yù)測反褶積（加入β約束）處理前（a）、后（b）疊加剖面對比

目前生產(chǎn)中時(shí)間域疊前偏移井控處理主要是求取各向異性參數(shù)η場，對CRP道集遠(yuǎn)偏移距上翹現(xiàn)象進(jìn)行拉平校正，改善CRP道集的質(zhì)量。深度域疊前偏移井控處理各向異性參數(shù)主要有δ，ε和各向異性層速度體。

利用Walkaway VSP資料提取深度域各向異性參數(shù)建立疊前深度偏移各向異性參數(shù)模型的過程如下：

1）使用VSP層速度約束各向同性層速度模型，建立各向異性層速度模型，這樣既可以保留地層速度的空間變化趨勢，又可以提高與測井速度的一致性；

2）將VSP提供的層速度和δ配套使用，直接建立深度域δ模型，解決深度誤差問題；

3）對VSP提供的初始ε模型進(jìn)行逐層迭代，建立具有空間變化的深度域ε模型，消除剩余時(shí)差，解決成像問題。

要建立精度較高的各向異性深度域?qū)铀俣饶Ｐ停粌H要提高深度域各向同性速度模型建立的精度，還要解決好VSP處理與鉆井分層的吻合問題，為井控處理提供精度更高的VSP速度及配套δ和ε參數(shù)，最終實(shí)現(xiàn)高精度成像，減小深度誤差。

2 應(yīng)用效果分析

塔北A區(qū)塊地震資料利用多項(xiàng)井控處理技術(shù)重新處理后，對本區(qū)63口井的精細(xì)地震地質(zhì)標(biāo)定效果好（圖9），相關(guān)系數(shù)高；與老資料相比，井控處理成果高、低頻都得到了拓寬。

庫車B區(qū)塊面向淺層開發(fā)的三維地震資料利用配套井控處理技術(shù)取得的成果剖面較老剖面斷裂更加清晰，鉆井吻合度更高，含油邊界振幅變化明顯，為該區(qū)油氣藏開發(fā)及井位部署提供了有力支持（圖10）。

塔北C區(qū)塊高密度寬方位三維地震資料利用井控各向異性疊前深度偏移技術(shù)處理后，溶洞成像的位置和深度及斷裂方向與鉆井的吻合率由60%提高到80%（圖11）。

圖11 塔北C區(qū)塊高密度寬方位三維地震資料井控各向異性疊前深度偏移前、后剖面對比

3 結(jié)束語

井控地震資料處理技術(shù)的應(yīng)用可以彌補(bǔ)常規(guī)處理技術(shù)的不足，得到高保真、高分辨率的成果資料，更好地滿足油田開發(fā)對地震資料的高精度要求。井控處理技術(shù)的核心是利用各種井資料提供的地球物理屬性參數(shù)約束、校正關(guān)鍵處理參數(shù)并進(jìn)行量化分析，有依據(jù)地提高地震資料的分辨率，合理地補(bǔ)償?shù)卣鸩ㄔ趥鞑ミ^程中損失的能量和高頻成分，提高時(shí)間域和深度域偏移成像精度，消除深度誤差。

在井控處理過程中，需注意以下兩個(gè)問題：

1）對收集到的VSP井資料必須進(jìn)行統(tǒng)一參數(shù)處理，消除人為因素的影響；

2）盡可能多地收集各類井資料，避免出現(xiàn)以點(diǎn)帶面的情況。

［1］中國石油新聞中心.井控地震處理技術(shù)［EB／OL］.（2008－10－07）［2013－02－18］.http：／／center.cnpc.com.cn／bk／system／2008／10／07／001202531.shtml China Oil News Center.Well control technology of seismic processing ［EB／OL］.（2008－10－07）［2013－02－18］.Http：／／center.cnpc.com.cn／bk／system／2008／10／07／001202531.shtml

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