面向油田開發(fā)的井控地震資料處理技術(shù)及應(yīng)用

2013-12-01 09:06康有元馬豐臣滿紅霞張建英

石油物探 2013年4期

康有元，馬豐臣，滿紅霞，張建英

（中國石油集團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“井點數(shù)據(jù)”和井旁地震數(shù)據(jù)進行一體化聯(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行了井控處理嘗試，發(fā)展了井控空變替換速度的基準面靜校正方法［2］、井控反褶積技術(shù)［3］、井控反Q 補償技術(shù)［3－4］、井控振幅補償技術(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目為依托，對井控處理技術(shù)方法、思路及應(yīng)用效果進行探討。

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，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、匹配度的概念來進行井控處理的質(zhì)量評價。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）為某時窗范圍內(nèi)井數(shù)據(jù)的自相關(guān)；Acor2（t）為某時窗范圍內(nèi)地震資料的自相關(guān)；Xcor（t）為井數(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）為井數(shù)據(jù)和子波的褶積。

可預(yù)測度評價標準是：可預(yù)測度的優(yōu)勢頻帶越寬越好?？尚哦仍u價標準是：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時的可預(yù)測度和可信度最佳。

1.2.2 井控振幅補償技術(shù)

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

圖2 預(yù)測距離的可預(yù)測度評價分析

圖3 預(yù)測距離的可信度評價分析

式中：A為補償后振幅；A0為補償前振幅。

（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因子補償效果好。通過試驗發(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資料球面擴散補償TAR因子求取

TAR因子的合理性可以通過補償前、后原始單炮的能量來進行定量分析（圖5）。圖5a是原始單炮振幅補償曲線，可以看出原始單炮時間方向能量存在較大差異；圖5b是經(jīng)過TAR因子補償后的振幅曲線，可見時間方向的能量趨于一致。從時間方向振幅曲線的一致性可以定量分析能量補償?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，則需先進行面波壓制，在此基礎(chǔ)上分析TAR因子補償?shù)暮侠硇愿訙蚀_。

圖5 井控真振幅恢復(fù)對比

1.2.3 井控反Q相位校正與能量補償技術(shù)

Q值是一個表征巖石特性的參數(shù)，是儲能和耗散能的比率，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密度對Q值進行拾取，制作Q體，從而實現(xiàn)時變與空變的反Q補償處理（圖6）。

實際生產(chǎn)中，可以根據(jù)處理任務(wù)選擇相位和能量進行反Q補償。補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；能量補償則不能對相位進行調(diào)整，但能對各頻段能量進行振幅恢復(fù)，相當于提高高頻端能量，即拓寬地震資料的頻寬。圖7為井控反Q補償前、后剖面及頻譜對比結(jié)果。

反Q補償參數(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進行試驗，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道集遠偏移距上翹現(xiàn)象進行拉平校正，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?，不僅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井控處理技術(shù)重新處理后，對本區(qū)63口井的精細地震地質(zhì)標定效果好（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)并進行量化分析，有依據(jù)地提高地震資料的分辨率，合理地補償?shù)卣鸩ㄔ趥鞑ミ^程中損失的能量和高頻成分，提高時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，需注意以下兩個問題：

1）對收集到的VSP井資料必須進行統(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

［2］鄔達理.多井VSP資料在復(fù)雜地表區(qū)靜校正處理中的應(yīng)用［J］.石油物探，2008，47（5）：483－487 Wu D L.Well VSP data in the complex surface static correction processing of the application ［J］.Geophysical Prospecting for Petroleum，2008，47（5）：483－487

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