◇中國石油遼河油田勘探事業(yè)部 劉康

經(jīng)過40多年的生產(chǎn)，遼河?xùn)|部青龍臺地區(qū)已經(jīng)進(jìn)入了勘探開發(fā)的中后期，微構(gòu)造、小斷層、小斷塊、薄儲層等的識別與解釋是該區(qū)增儲上產(chǎn)的關(guān)鍵。但青龍臺地區(qū)的構(gòu)造非常復(fù)雜、地震資料速度變化十分快，因此如何做好高精度速度建模和深度域偏移成像處理，以落實佟二堡斷層、牛青斷槽及青龍臺/東凸?jié)撋匠上瘛ふ矣欣蜌獠厥窃摰貐^(qū)油氣勘探的難點和難點。通過TTI各向異性疊前深度偏移處理，青龍臺地區(qū)的地震資料成像精度和質(zhì)量明顯提高，偏移歸位更準(zhǔn)確，準(zhǔn)確刻畫了佟二堡斷層，潛山邊界及內(nèi)幕，有效地指導(dǎo)了該區(qū)的油氣勘探開發(fā)工作。

目前，石油及其衍生產(chǎn)品已經(jīng)滲入到人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)、生活的各個方面，石油的消費量以及需求量日益遞增。作為世界第二大經(jīng)濟體，我國石油的消耗量巨大，截止到2020年12月，我國石油消費量7.37億噸，排名世界第一，而產(chǎn)量卻只有1.95億噸，大部分石油需要依靠進(jìn)口，對外依存度已經(jīng)達(dá)到了73%，石油資源的短缺已經(jīng)嚴(yán)重影響了我國的能源安全。經(jīng)過數(shù)十年的勘探開發(fā)，我國很多油田都進(jìn)入了生產(chǎn)的中后期階段，勘探開發(fā)的目標(biāo)越來越復(fù)雜，經(jīng)濟投入和生產(chǎn)風(fēng)險越來越大，對地震資料處理與解釋的要求也越來越高。

傳統(tǒng)的深度疊前偏移技術(shù)是基于各向同性的假設(shè)條件，忽視了地下地層速度各向異性的客觀現(xiàn)象，在地下構(gòu)造非常復(fù)雜的地區(qū)，該技術(shù)極易造成偏移成像誤差，嚴(yán)重影響了后續(xù)的地震資料解釋和儲層預(yù)測的可信度[1-2]。因此，本文以遼河?xùn)|部青龍臺地區(qū)的實際工區(qū)為例，對TTI各向異性疊前深度偏移技術(shù)進(jìn)行了分析與研究。

1 工區(qū)概況

截止到2019年12月底，遼河油田東部凹陷的油氣資源探明率僅有33.6%，仍然具有非常大的勘探開發(fā)潛力。青龍臺地區(qū)位于遼河?xùn)|部凹陷的北段，緊鄰牛居-長灘生油洼陷以及大灣洼陷，構(gòu)造上屬于牛居-青龍臺斷裂背斜構(gòu)造帶的南部，經(jīng)過了4個構(gòu)造歷史時期：①初陷期；②深陷期；③衰減期；④再陷期[3]。從油氣成藏的角度而言，青龍臺地區(qū)位于油氣運移的優(yōu)勢路徑上，具有比較好的成藏條件。但是，該區(qū)的構(gòu)造活動較多，主干斷裂復(fù)雜，沉積相帶變化快，剩余油高度分散，導(dǎo)致地層速度變化十分快，嚴(yán)重影響了地震成像以及后續(xù)的解釋的精度。經(jīng)過多年的勘探開發(fā)，青龍臺地區(qū)具有一定規(guī)模、構(gòu)造較為簡單、油層厚度較大的油氣藏基本已經(jīng)勘探殆盡，疊前時間偏移的地震資料無法滿足當(dāng)前勘探開發(fā)工作對微構(gòu)造、小斷層、小斷塊、薄儲層等進(jìn)行精細(xì)刻畫的要求，更無法滿足評價井、水平井、開發(fā)井部署精確描述油層空間展布和提高油層鉆遇率的需求。

2 基本原理

速度是實際地下介質(zhì)自身的固有屬性，但是地下介質(zhì)并不是各向同性的，地震波在其中傳播時，速度會隨著方向的改變而改變。在實際地下構(gòu)造中，各向異性介質(zhì)是廣泛存在的。相比于各向同性的基本假設(shè)，TTI各向異性的假設(shè)條件更加接近于真實介質(zhì)，因此可以利用基于TTI各向異性假設(shè)條件的相關(guān)理論來提高地震偏移成像的精度和可靠性[4]。

根據(jù)TTI各向異性介質(zhì)的特性以及Thomson參數(shù)的描述，要表征TTI各向異性介質(zhì)的特性只需要5個參數(shù)：。其中，為地層的縱波各向異性，用來解決由于各向同性導(dǎo)致的遠(yuǎn)偏移距道集校正不足的問題；為地震成像的深度與實際地下深度之間的誤差，用來解決井震不吻合的問題；為垂直于地層傳播的縱波速度；分別為TTI介質(zhì)不同地層的傾角和方位角[4-5]。因此，只要求出這5個參數(shù)，就能夠利用TTI各向異性疊前深度偏移的方法進(jìn)行疊前地震偏移成像。

圖1為不同方法的疊前深度偏移成像的結(jié)果，其中圖1（a）為各向同性偏移，圖1（b）為各向異性偏移[3]。從圖中可以看出，各向同性偏移不能有效描述地震波在實際地下地層中的傳播規(guī)律，地層臺階的成像位置明顯右移，存在著偏移歸位不準(zhǔn)的問題，不符合實際情況；而各向異性偏移可以準(zhǔn)確刻畫地層臺階的實際位置以及形態(tài)。因此，TTI各向異性疊前深度偏移技術(shù)可以反映地震波在地下介質(zhì)中真實的傳播情況，偏移成像的精度更高，效果更好。

圖1 疊前深度偏移成像方法對比（引自吳超等，2019年）

3 處理流程

本次疊前深度偏移處理在速度建模中考慮了各向異性的影響（圖2）。在建模的過程中，首先建立各項同性的初始速度模型，然后進(jìn)行目標(biāo)線疊前深度偏移，進(jìn)行2～3輪的網(wǎng)格層析速度更新。在各向同性速度模型的基礎(chǔ)之上，結(jié)合測井信息及地質(zhì)認(rèn)識，建立TTI各向異性速度模型，通過非線性網(wǎng)格層析，結(jié)合地層信息及大的構(gòu)造界面控制，進(jìn)行速度模型及各向異性場的更新[4-5]。在模型更新和迭代方面，除了依靠道集拉平原則的網(wǎng)格層析反演方法更新速度之外，還引進(jìn)了地層和構(gòu)造約束的網(wǎng)格層析和深度域建模方法。在對工區(qū)地質(zhì)、測井的充分認(rèn)識的基礎(chǔ)上，建立層位面，通過反射波自動拾取，并在地質(zhì)傾角場約束下進(jìn)行層位和地質(zhì)約束的網(wǎng)格層析迭代，求取剩余速度差[5-6]。綜合利用地層背景控制速度趨勢，40m×40m的精細(xì)網(wǎng)格，在構(gòu)造和傾角的約束下進(jìn)行高密度的網(wǎng)格層析迭代，同時利用聲波測井信息約束質(zhì)控，提高深度域建模的精度。

圖2 TTI各向異性疊前深度偏移成像處理流程

4 實際應(yīng)用分析

利用TTI各向異性疊前深度偏移技術(shù)對遼河?xùn)|部青龍臺地區(qū)三維地震資料進(jìn)行處理，經(jīng)過處理，該技術(shù)偏移剖面的信噪比和成像質(zhì)量要好于以往疊前時間偏移的攻關(guān)結(jié)果，處理效果比較顯著。圖3是工區(qū)內(nèi)一條典型質(zhì)控線的疊前時間偏移、TTI各向異性疊前深度偏移的對比剖面。從圖中可以看出，隨著偏移方法的改進(jìn)，地震剖面成像質(zhì)量穩(wěn)步提高，主要表現(xiàn)在同相軸更加聚焦、構(gòu)造歸位更加準(zhǔn)確、同相軸的連續(xù)性更好、地層結(jié)構(gòu)更加合理、大的構(gòu)造邊緣（佟二堡斷層，潛山邊界及內(nèi)幕）刻畫更加準(zhǔn)確，從而可以說明TTI各向異性疊前深度偏移是該地區(qū)構(gòu)造成像的必要方法。

圖3 青龍臺地區(qū)疊前偏移成像方法對比

5 結(jié)論與認(rèn)識

TTI各向異性疊前深度偏移處理技術(shù)在遼河?xùn)|部青龍臺地區(qū)的應(yīng)用實踐證實，該技術(shù)是解決構(gòu)造復(fù)雜地震資料成像問題的關(guān)鍵。通過使用該技術(shù)，地震資料的成像質(zhì)量和精度，全面優(yōu)于疊前時間偏移，實現(xiàn)了青龍臺主體構(gòu)造帶、佟二堡斷層及牛青斷槽的精細(xì)刻畫，斷點干脆，青龍臺潛山邊界及內(nèi)幕成像清晰，為認(rèn)識和解決深層潛山內(nèi)幕提供新的地震資料處理手段，并且也為后續(xù)的地震解釋和儲層預(yù)測提供了比較可靠的地震資料。TTI各向異性疊前深度偏移處理技術(shù)為遼河坳陷的油氣勘探提供了堅實的技術(shù)保障。