0 引言

深层碳酸盐岩油藏是目前中国油气勘探开发的重要领域，其储层成因类型多样，储层发育主控因素和分布规律复杂。目前对深部储层地震响应特征比较明显的油藏勘探开发取得了显著成绩，如塔里木盆地大型断溶体油藏和层控岩溶洞穴型油藏，四川盆地威远气田和资阳、龙女寺含气构造带，川中地区震旦系灯影组台地沉积体系等。深层碳酸盐岩小尺度储层地震预测主要存在以下几个问题：①地层埋藏深。受大地滤波作用，深部储层地震信号能量衰减大，地震分辨率较低，小尺度隐伏储层特征难以识别。②受地层界面强反射屏蔽，深层薄储层地震反射信号弱，响应特征不明确，信噪比较低，会掩盖小尺度储层的响应特征。③由于深层高温、高压环境，地层间岩石弹性差异小，反演弹性特征模糊，储层参数表征精度低，多解性增强，压制了小尺度储层的响应特征。因此，深层小尺度、微孔隙型储层地震响应特征不明显，呈现“隐伏”状态。

对于该类储层的预测，不少地质、地球物理学者给出了不同的解决方案。马永生等^[1]、杨跃明等^[2]、何治亮等^[3-4]、漆立新^[5]分析了深层—超深层碳酸盐岩储层形成机理。常少英等^[6]提出碳酸盐岩风化壳岩溶地震弱振幅储层识别技术。王振卿等^[7]提出分频波阻抗反演技术。刘宝增等^[8]提出了深层断溶体储层空间雕刻及量化描述技术。曹晓初等^[9]、蒋炼等^[10]、张文彪等^[11]基于岩石物理实验测试开展了地震岩石物理分析，建立强非均质性碳酸盐岩储层与地震波场运动学参数定量关系，指出地震岩石物理分析是深层地球物理勘探的一项重要手段。然而实际生产中发现，仅依靠地球物理数据进行储层预测具多解性，因此，不仅需要一个高品质的地震资料，还需要储层地质模型的约束才能赋予地震信息更准确的地质含义。

笔者基于GeoEast软件系统，针对深层隐伏型岩溶储层发育特征，制定研究技术对策，综合应用地质与地球物理方法，形成了Q补偿偏移技术、子波分解去地层界面长波长效应技术、敏感属性融合技术等三项关键适用技术，取得较好的应用效果，深化了地质认识。

1 关键技术方法 1.1 Q补偿偏移技术

地震波在地下介质中传播, 由于地层吸收、地震波散射等原因, 地震波能量会衰减^[12]。地震波在地下介质中传播速度不一致, 高频波相对于低频波的传播速度更快，会出现频散现象, 而频散会导致地震子波的相位畸变。因此，分析地震波吸收和频散对信号的影响是地震处理的关键之一。

利用深层Q补偿技术可进行振幅恢复和相位衰减补偿^[13-14]，即在偏移阶段引入Q补偿因子，对吸收衰减所造成的振幅和相位畸变进行补偿与校正，称为Q补偿偏移。具体包括4个步骤：①利用微测井资料建立近地表模型；②拾取准确的初至时间；③利用近地表模型和初至时间求取表层旅行时间；④采用频移法求取Q值，开展Q补偿。

由双微测井资料求取真实Q值，更好反映表层吸收的影响，再约束求取全区Q场。通过建立全工区Q场，解决表层吸收所造成的地震波吸收和频散问题。从动力学角度确保波组关系一致性，实现真正的同相叠加(振幅一致性、相位一致性)，拓宽有效频带，提高分辨率；校正由近地表频散引起的相位畸变，改善波组关系，提高成果剖面保真度，为后续的偏移奠定坚实的基础；对控制线Q场、截止频率场、低频系数场进行自动扫描，再对产生的三场(Q场、截止频率场、低频系数场)进行交互定义，结合速度模型生成最终的等效Q场，并利用VSP层Q对等效Q场进行约束，得到最终的应用Q场，生成截止频率场、低频系数场。最终，基于射线理论，通过波场延拓技术、稳定的迭代法实现深层的空变吸收补偿，在表层补偿基础上进一步解决上覆地层的吸收衰减问题，从而提高岩性储层的保真度和分辨率，满足保真、高分辨的需求。

Q补偿偏移的核心是将复数旅行时引入克希霍夫积分公式，得到分别对地震信号的振幅和相位进行补偿与校正的项，从而实现补偿偏移。

以中国西部某工区物探技术攻关深层薄储层成像(图 1)为例，可见通过Q补偿偏移技术的应用，叠加剖面上可明显看到薄储层成像的清晰成像，Q补偿偏移结果(图 1右)明显优于常规时间偏移结果(图 1左)。具体来说，经Q补偿偏移得到的道集同相轴明显增多，尤其是大套层中更加明显(图 1中箭头所示)。这些大套层内的同相轴为精细层序划分提供了重要依据。由于对振幅与相位都进行了校正，地震信号的相对强弱关系也得以校正，即保幅性更强，同时也可更好地进行同相叠加。从图 1所示频谱可以看出，主频从32Hz提升到39Hz, 频带宽度从6~58Hz拓展到6~72Hz，分辨率明显提高。保幅性与分辨率的提高对精细地震储层解释至关重要。

1.2 子波分解去除长波长效应

沉积岩地层由不同级别的沉积旋回组成，不同级别的碳酸盐岩沉积旋回地层界面控制着储层的发育，因此，可以将地层看作是地层界面、岩性、储层孔隙等组成的。深部碳酸盐岩储层往往受地层/层序界面控制，发育在地层/层序界面之下，地震信号易受上覆地层或层序界面强反射屏蔽，储层的响应特征变弱而不易被探测到^[15-16]。针对强反射屏蔽下的弱振幅储层提取问题，本文采用GeoEast 4.0版本软件平台的匹配追踪多子波分解技术^[17]予以解决。

多子波分解的技术思路是在时间域把地震道分解成不同形态子波的叠加，在实际运用中即是地震道分解和重构的过程。对叠后数据进行分解，将地震道中某个目标层段地震波分解为不同主频和能量的雷克子波，并进行重构，得到与原始地震道相似度较高的地震道。从原地震道中去除第一分量(代表地层反射特征主频的雷克子波)，对余下的雷克子波进行重构，可得到新的数据体即目标地质体的反射系数所产生的地震波。

以图 2所示剖面为例说明子波分解的效果。图 2a为原始地震剖面，目的层位于两个强反射轴之间，可见目的层有效信息大多被强反射屏蔽。图 2b是子波分解后的地震解释剖面，可见储层特征被凸显，即亮点反射区域，走滑小断距断裂特征更加清晰。

1.3 多频段属性融合技术

GeoEast软件系统拥有强大的属性库，在地层岩性解释、构造解释、储层评价、油藏特征描述及油藏流体动态检测等方面得到了广泛应用，对油气勘探开发起着越来越重要的作用。多频段地震属性融合技术能提取隐藏在地震资料中的有用信息，提高储层有利区的预测准确率^[18-20]。

多频段属性融合资料解释是基于层序地层学的一种解释思路，简言之，就是对全频段资料中不同频段的地震数据分别进行解释，得到更丰富的地质信息。该技术基于这样一种认识：地震波在传播过程中具有调谐效应，不同频率分量对应不同的调谐厚度(时间域)。地层厚度(时间域)与调谐厚度越接近，该频率成分的地震反射波能量就越强，反之则越弱。因此，地震资料中不同的频率成分对厚度不同地层的响应特征是不同的。换言之，厚度不同的地层在不同频率的地震成分中的响应特征是不同的。高频成分会与薄层发生调谐响应，因此主要用于分辨薄层；而低频成分会与厚层发生调谐响应，可以用于研究厚层。

在碳酸盐岩沉积体系中，依据地质体的发育形状，可将其分为面状、块状和点状三种类型。比如，湖、颗粒滩属于面状沉积体，而块状、点状沉积体往往会“镶嵌”在面状地质体中，比如点礁等。不同尺度的沉积地质体在三维地震数据体上有不同的频率响应特征：低频反射往往指示沉积背景，高频响应则更多反映的是小尺度沉积体的发育^[21-22]。例如，在一个碳酸盐岩台地沉积体系中，地震低频信息代表面状沉积体，高频信息则代表“镶嵌”在面状沉积体中的“块状”或“点状”沉积体。针对不同特征的地质体，需要使用不同频段的地震信息。因此，对不同频段的数据体进行融合处理，可凸显隐伏的地质特征。对面状背景沉积体进行刻画时，要合理选择时窗尺度，一般要求满足地震波形纵向变化能够包含沉积背景的完整旋回，而块状、点状沉积体则可用小时窗层间信息进行横向差异表征。

目前，GeoEast系统常用的融合技术是时频三原色(RGB)分频混色技术，对时间域地震数据进行时频分析，得到3个不同时频的数据体，并分别依据沉积体结构特征，按合适的时窗提取较为敏感的时频属性体。对其中3个属性体进行RGB混色显示，即对这3个数据体分别赋予红、绿、蓝三原色对应的256个基色，通过融合重新显示为一个三维数据体。不同的颜色分别代表高、中、低三种不同的频率权重信息，将等时地层界面上振幅与对应的频段联合显示，通过调节融合切片的颜色及亮度突出不同岩性的边界，以颜色区分不同的岩性组合。RGB显示技术能更好地反映沉积相边界，可以用于沉积相带识别及储层精细研究。

图 3为等时地层界面RGB融合显示的示例。由图 3a可见单一频率的振幅属性并不能清晰地刻画出水道等地貌特征。由图 3b可见, 经属性融合后，水道下切特征较明显。对比图 3a与图 3b, 可见GeoEast系统提供的融合技术具有较强的适用性。

2 应用实例

四川盆地高石梯—磨溪地区震旦系灯影组碳酸盐岩台地边缘为藻丘—滩相沉积，受加里东早期桐湾运动Ⅰ幕和Ⅱ幕抬升构造作用的影响，灯影组的二段和四段地层顶部分别遭受了区域性不整合面岩溶作用^[23-24]。岩心观察和钻井地层对比发现，灯影组二段和四段白云岩层内部均有多个具层状特征的短期岩溶发育段，这与灯影组二段和四段沉积过程中多个短期构造抬升沉降旋回有关。在短期构造抬升事件的影响下，相对海平面下降，白云岩暴露于地表，形成多个几米至十几米厚的白云岩层内岩溶孔洞发育段。灯影组地层埋深大，地震波衰减能量大。上覆地层为碎屑岩地层，与碳酸盐岩地层波阻抗差较大，在地层界面处形成一个较强的地震反射同相轴。不整合面岩溶以及短期岩溶段形成的孔洞储层响应特征往往会被地层强反射波屏蔽，导致这类储层呈现“隐伏状态”，在常规地震剖面上难以用肉眼观察到。

对于隐伏型岩溶储层的预测，本文基于GeoEast系统平台，形成了Q补偿偏移技术、子波分解去除地层界面长波长效应技术及敏感属性融合技术三项关键技术。

在偏移阶段引入Q补偿因子，将复数旅行时引入克希霍夫积分公式。通过整理得到分别对地震信号振幅和相位进行补偿与校正的项，据此完成整个偏移过程，在偏移过程中对吸收衰减所造成的振幅和相位畸变进行补偿与校正，偏移效果见图 4(图中黑色箭头指示部分)。可见，经Q补偿偏移后的道集(图 4右)上的信息比常规的叠后时间偏移剖面(图 4左)信息更丰富，分辨率也得到较大的提高。

在Q补偿偏移技术的基础上进行匹配追踪算法多子波分解，去除储层发育段上覆地层的地震响应特征，可凸显隐伏型储层地震响应特征。图 5为子波分解前、后地震相干属性对比效果。由图可见，在断陷台地周缘可见多簇点状反射特征(图 5b中箭头所示区域)，指示了该区发育岩溶型孔洞储层。

工区磨溪地区茅口组岩溶型白云岩储层也同样面临上覆地层强反射屏蔽的问题，储层预测精度低，制约着高效井的开发。图 6为不同频率均方根属性融合效果图。从图 6a所示常规均方根属性图可见，储层分布呈带状；经不同频率均方根属性融合处理后，工区内点状岩溶储层的具体位置得到清晰表征(图 6b中黑色箭头所示)。因此，融合技术可更精确地预测岩溶储层的形态及储层的边界，每一个点状结构即为一个储层单元，这些信息为开发井位的部署提供了重要依据。

3 结束语

针对深部储层地震有效信号较弱、信号衰减大、地震响应特征不明确的问题，基于GeoEast软件系统主要采用三项对策：①在偏移阶段引入Q补偿因子，对吸收衰减所造成的振幅和相位畸变进行补偿与校正，提高深层地震成像的分辨率。②通过子波分解去除地层界面长波长效应，利用匹配追踪算法将信号在完备字典库上进行分解，去除长波长背景信号，凸显弱反射信息，达到识别深层隐伏地质信息的效果。③针对深层复杂岩性背景下，不同频率分量对应不同的地质体调谐厚度，利用RGB融合的方法，凸显特定优势频率的地质体，识别隐伏储层。

上述三项关键技术在四川盆地高石梯—磨溪地区震旦系灯影组、茅口组等碳酸盐岩的识别中得到较好的应用，提高了地震资料的分辨率、保真度和信噪比，特别是改善了弱信号的岩溶缝洞体的成像效果，为深化和创新地质认识奠定了坚实的资料基础，对深层小尺度隐伏储层的分布特征、规律以及成因机制提供了清晰可靠的信息。