中西部地区多数致密砂岩油气田地表为山地、黄土塬和沙漠、戈壁，或地表起伏较大，或近地表速度变化剧烈，或二者兼有之.由此带来的静校正问题严重影响了地震资料的成像品质(李文莲等，2005；秦亚玲等，2007；李生杰等，2002).针对静校正量大的特点,研究中探索形成了一套“三步法”高精度静校正的技术流程.首先通过层析静校正，解决长波长和部分短波长静校正问题，然后通过速度分析和分频剩余静校正的循环迭代，利用反射波剩余静校正解决中-短波长静校正问题，在反射波剩余静校正处理中，地表一致性剩余静校正和非地表一致性剩余静校正有机结合，采用严密的质量控制技术和手段，来确保构造的可靠性.图 1给出了该处理过程中鄂南某黄土塬探区分频迭代剩余静校正前、后叠加剖面效果对比图.通过三个轮次的分频迭代剩余静校正，逐步消除了残存的中短波长静校正量，改善了CDP道集上同相轴(特别是中高频)的同相性，使有效信号实现同相叠加，改善了剖面成像效果.

图 1

Fig. 1

图 1 分频迭代剩余静校正前(a)、后(b)叠加剖面效果对比 Fig. 1 A comparison of a stacked seismic section without frequency division iterated residual static correction (a) and the one with the method (b)

地震资料信噪比偏低是致密碎屑岩层系地震地质研究中遇到的另一个常见问题(李文莲等，2005；董宁等，2008).单项去噪技术在实践中所取得的作用是非常有限的.消除噪声要采用多种方法，在多域内进行，才能取得最佳效果.同时，增强地震有效波能量相对来讲也是对噪声的压制.在对不同单项去噪技术进行优化组合基础上形成的叠前多域去噪方法较好地克服了单项技术的局限性.技术方案如下：

(1)在消除静校正低频分量的炮集上进行F-X域线性噪声衰减与区域异常振幅压制；

(2)将去噪后的炮集抽到共检波点道集，在共检波点域再一次对噪声进行压制；

(3)在进行反射波剩余静校正与速度分析的迭代过程中，经动校正后，在共偏移距道集上消除随机噪声.

图 2为该处理过程中噪音压制前后的叠加剖面的对比情况，可以看出，剖面信噪比有了明显提高.

图 2

Fig. 2

图 2 噪音压制前(a)、后(b)的叠加剖面效果 Fig. 2 A comparison of a stacked seismic section without noise attenuation (a) and the one with the attenuation (b)

地震信号由激发到接收的整个传播过程经历了很多变化，其原因包含正常的传播因素、地表一致性因素及一些随机因素.野外采集到的原始地震记录受到地表非一致性因素的影响，在横向上振幅变化较大，往往不能真实地反映地下岩性或流体的变化情况(李生杰等，2002).为了消除这种由表层的结构变化所带来的振幅横向的不一致性，需要采用地表一致性振幅补偿技术进行补偿，从而提高振幅的保真性.其主要思路是在给定的时窗内计算所有数据道的能量，采用迭代法或统计方法求出补偿系数，然后将补偿系数应用于各数据道进行补偿.具体实现过程为：首先，在给定时窗内计算每个地震道的均方根振幅值；其次，分别统计炮点、检波点、炮检距等各道的振幅能量，并计算出地表因素对原始道集的振幅影响，求取合适的补偿因子；最后，应用补偿因子，对地震道进行振幅补偿.图 3是某工区分步多域补偿前后的叠加剖面.可以看出，地表一致性振幅补偿之后，道间能量趋于均衡，为开展后续处理奠定了较好的基础.

图 3

Fig. 3

图 3 分步多域地表一致性振幅补偿前(a)、后(b)叠加剖面对比 Fig. 3 A comparison of a stacked seismic section without multi-step and multi-domain amplitude compensation for surface consistency (a) and the one with the compensation (b)

地震资料分辨率偏低是致密碎屑岩层系薄储层预测与描述中经常遇到的问题.针对此种情况，利用小波变换在时域和频域同时具有良好的表征信号局部化性质的特点，对叠后地震资料进行提高分辨率处理是非常有益的(武粤等，2012).通过小波变换，将地震记录分解成不同的频带，通过分频去噪和补偿，可以在改进地震资料信噪比的同时提高地震资料的分辨率.处理后的资料在展宽地震子波频谱的同时，很好地保持了地震数据的相对振幅关系及时频特征，为薄储层的解释追踪、高分辨率波阻抗反演、油气藏精细描述提供可靠的基础资料.图 4为小波变换分频提高分辨率前后的剖面，资料分辨率有了明显的提高.

图 4

Fig. 4

图 4 小波变换提高分辨率处理前(a)、后(b)的剖面对比 Fig. 4 A comparison of a stacked seismic profile without high-resolution processing based on wavelet transform (a) and the one with the processing (b)

岩石物理分析是联系地质参数(岩性、物性、流体饱和度等)和地球物理参数(纵横波速度、密度、阻抗、泊松比等)的纽带与桥梁，也是地震地质综合研究的基础(杨志芳等，2009).对于致密碎屑岩层系而言，由于不同岩性、不同物性状况、不同流体充填状况对应的地球物理异常特征差异较小，岩石物理分析的重要性更为凸显(董宁等，2008).实际工作中，单井测井参数分析、多井岩石物理参数统计、岩石物理参数测量、地震模型正演等岩石物理分析手段被用来查明地下岩性、物性、流体可能引起的地球物理参数的变化情况，以及这些变化可能造成的地震异常的特征，为利用地震信息识别储层和其他地质目标提供依据.例如，鄂北古生界盒3段砂岩相对围岩稍微具有高阻抗的特征，这样在地震剖面上对应部位会出现相对较强的短轴反射，实践中可以作为砂体识别的标志.而在鄂南中生界地层中，砂泥岩阻抗更为趋近，在孔隙发育、含油性较好时，砂岩阻抗降低，这样弱反射背景下的较强反射则直接指示了可能的油层.此外，相应的电阻率异常特征分析、AVO模型正演分析，也为开展地质统计学储层含油气性预测、叠前流体检测提供了工作基础和判识依据.

地震属性是对目的层段地震特性的定量测量.地震属性分析技术萌芽于上世纪50年代，由于上世纪60年代数字地震记录出现、70年代能源危机对地震技术的促进、80年代三维地震技术逐步工业化这三个事件的影响，地震属性分技术得到了长足发展，被广泛应用于地质构造、沉积环境、储层性质的推断和研究.该技术在广泛应用的同时也饱受诟病，原因在于各地区不同层系地质地球物理条件各异，难以有固定统一的标准.该技术有效应用的关键在于结合探区、层系差异，在岩石物理分析结论的基础上开展工作，并不断地用钻井结果加以验证.在中西部致密碎屑岩层系地震地质综合研究中，地震属性分析技术循此思路收到了良好的应用效果.表1给出了鄂北某致密碎屑岩气田经长期实践总结出的砂体敏感属性.

表 1(Table 1)

表 1 鄂北某致密碎屑岩气田砂体敏感属性 Table 1 Sensitive attributes for sands in a tight sand gas field in the north of Ordos Basin 层位 砂体发育情况 反射波形特征 敏感地震属性 盒3段 厚砂体(>10米) 短轴强反射(T9f) 平均反射强度(>2000)，平均瞬时频率(20~32)，吸收衰减(强) 厚砂体(5~10米) 短轴中强反射(T9f) 平均反射强度(>1500)，AVO梯度(>500) 盒2段 盒2-2砂体发育 T9e之上波谷变窄 平均瞬时相位(40~160) 盒2-1砂体发育 T9e之下波谷变窄 平均瞬时相位(-16~40) 盒1段 砂体发育(含气) 无明显特征 中高频(30~48 Hz调谐振幅，负截距、高AVO梯度 砂体发育(不含气) 无明显特征 正截距、低AVO梯度 山1段 厚砂体(>10米) T6c波峰变窄，其上出现弱反射轴 平均反射强度(<7000)反射强度斜率(正) 太原组 厚砂体(>10米) T6b反射变弱 平均反射强度(弱)

表 1 鄂北某致密碎屑岩气田砂体敏感属性 Table 1 Sensitive attributes for sands in a tight sand gas field in the north of Ordos Basin

地震属性优化技术是为了在特殊层系克服特殊岩性(如煤、泥炭、页岩)的干扰而提上研究日程的.在中西部碎屑岩地层如鄂尔多斯盆地中生界的延安组、上古生界的山西组、太原组中，煤层广泛发育.地震波穿过煤层时，高频能量被大量吸收，导致煤系地层地震资料的分辨率显著降低.这对于预测煤层中砂体的空间分布是非常不利的.单一属性分析在此情况下遇到的主要问题是地震数据分辨能力不够、预测多解性强.为此，通过数学手段综合多元地震属性进行属性优化以减少单一地震属性预测结果的多解性是非常重要的(李东安等，2010).在研究中，应用概率神经网络，以重构的储层参数曲线为目标测井曲线对地震属性进行了属性优化的相关分析工作，得到良好的应用效果.图 5为鄂南某致密油田中生界延9油层组多属性优化剖面.从剖面上可以看出， 煤层(深蓝—黑色)中分布的砂岩(黄色)得到了较为清晰的刻画.

图 5

Fig. 5

图 5 鄂南某致密油田延9油层组多属性优化剖面 Fig. 5 An optimized seismic attribute section of Yan 9 oil zone in a tight oil field in the south of Ordos basin

对于致密碎屑岩储层来说，储层与围岩地震波阻抗差异微弱，应用狭义的地震反演方法(波阻抗反演)很难有效识别储层.为此，需要借助储层地震反演方法，综合测井、地震数据对储层进行预测与描述.出于此目的的常用的反演方法中有基于神经网络的地震反演和基于地质统计学的地震反演两种方法.这两种方法各有优劣，单一方法往往难以取得理想的效果(李东安等，2010；刘振峰等，2012).在概率神经网络地震反演过程中，反演结果只是多种地震属性的一种组合，垂向分辨率较低.在地质统计学随机反演过程中，如果钻井较为稀疏，很难对储层参数的空间变异结构做出较为合理的分析，因而往往会在平面图上出现“围井打圈”，或在剖面图上出现“圣诞树”或“平行轨道”等明显有悖于地质规律的现象(刘振峰等，2012a).基于以上考虑，在现有技术基础之上，通过大量试验，建立了一种适合于致密碎屑岩储层特点的储层地震反演技术方案.此方案首先通过神经网络地震反演获得地质涵义较为明确但垂向精度较低的反演结果；以此结果为约束，以测井数据作为条件数据(硬数据)进行储层参数地质统计学随机反演，进而得到较为精细的、同时侧向分布较为符合地质规律的储层参数反演成果.该技术不仅适用于致密碎屑岩储层预测，也可以用于对烃源岩等特殊地质目标体的预测.在鄂南某三维工区采用此项技术进行岩性反演，较为细致地刻画了储层砂体的侧向展布情况(图 6).

图 6

Fig. 6

图 6 鄂南某致密油田地震岩性反演剖面 Fig. 6 A seismic inversion section for predicting sands in a tight oil field in the south of Ordos basin

在致密碎屑岩储层含油气性检测过程中，尝试了大量的叠后预测方法如吸收衰减、分频属性分析、电阻率反演、密度反演等，但实践应用效果较差.在利用叠前地震信息进行技术攻关的过程中，形成了通过纵波频散梯度来预测储层含油气性的频变AVO反演技术.该技术的理论基础是Biot双相介质理论(Biot，1955)，主要依据有三点： (1)速度频散导致反射系数依赖于频率的变化而变化； (2)含油气孔隙介质速度频散大于含水孔隙介质的速度频散； (3)与频率有关的AVO特征可以反映流体的变化.图 7给出了某致密气田利用频变AVO反演得到的纵波频散梯度分布情况，其中的高值异常区域(暖色)与钻井揭示的含气有利区具有较高的吻合度.

图 7

Fig. 7

图 7 某致密气田目的层顶部纵波频散属性 Fig. 7 A P-wave dispersion attribute map of the interest zone in a tight gas field

岩层中裂缝发育与否对油气运聚成藏、致密储层物性改善至关重要.在一些致密碎屑岩油气田如鄂南红河油田，岩层中裂缝发育时，往往会在致密围岩背景下形成一些相对高孔、渗的勘探开发目标.在石油物探领域，目前成形的地震裂缝预测技术主要有转换波裂缝检测、纵波方位各向异性检测 (方位P波)、叠后地震属性分析三大类方法(Grechka et al.，2002；Sigismondi et al.，2003；刘振峰等，2012).在研究中，由于多数工区不具备转换波数据的基础和纵波采集方位所限，主要应用的地震裂缝识别方法为分频相干技术和三维曲率属性分析.

分频相干技术是在实践中将分频技术和相干体技术结合所形成的，该技术可以显著提高对不连续性地质体如裂缝带的检测精度.其主要步骤如下： (1)通过离散傅里叶变换把地震数据变换到频率域，生成一系列单频地震数据体； (2)对单频地震数据体利用相同的相干算法和参数生成对应的相干数据体； (3)提取上述单频相干数据体的平面切片，确定对研究目标敏感的单频数据体.图 8是鄂南某致密油田长8油层组35 Hz分频相干切片和水平井产能情况分布图，从图上可以看出，多数日产油在10吨以上的高产井(红色)及7~10吨之间的中产井(粉色)分布在暗色的弱相干区域(裂缝发育区).

图 8

Fig. 8

图 8 鄂南某致密砂岩油田长8油层组35 Hz相干切片和水平井产能情况 Fig. 8 A coherence slice and oil production of C8 zone in a tight sand oil field, South Ordos

2000年之后，以地震曲率为代表的地震几何属性不断呈现，成为地震属性分析领域进展最快、成果最为丰硕的一个研究方面(刘振峰等，2012).从几何地震学的角度看，反射点集合可以视为一个时间标量场，该标量场某一反射面的梯度反映的是该反射面的起伏变化率，即单位反射时间内反射面沿不同方向的变化增量，它表示的是反射曲面沿方向矢量所在法截面截取曲线的一阶导数——视倾角的大小；而该方向上的曲率定义为该曲线上密切圆半径的倒数，亦即为该方 向上该曲线的二阶导数.由此可见，看似复杂的地震曲率属性不过是沿不同方向计算的二阶导数体.图 9是某致密油田过A、B、C三口井的最大正曲率异常剖面.三口井从伽马测井曲线上看，全部钻到了10米以上的致密砂岩.A井处裂缝发育(高正曲率异常，浅蓝色)，获得了日产油5吨的工业油流，而B井和C井因裂缝欠发育，未获得工业油流.

图 9

Fig. 9

图 9 某致密砂岩油田地震最大正曲率异常剖面 Fig. 9 A maximum positive curvature section in a tight sand oil field

最近五年来，水平井成为我国致密砂岩油气藏开发的主要方式.水平井轨迹设计和调整需要深度域的、定量化的三维油藏地质模型.致密砂岩油气藏储层建模需要把握两个关键点.一是要突出地质研究的核心作用.地质研究对储层建模的核心作用，主要体现为地质概念模型的应用和相控建模原则(于兴河,2008；王家华，2008；Tang et al.，2006；Tamhane et al，2006；Martinez et al，1989；张永贵等，2011).建模过程中运用地质概念模型越正确、越全面，建立的储层模型也越接近于实际.地质概念模型的具体体现是储层地质知识库.相控建模原则就是在沉积相/岩相空间分布控制下进行物性参数空间分布建模.二是要全面、合理地应用地震数据.地震数据参与是储层建模技术在实践中生命力不断增强的前提条件(Moore,1973；Harris et al,1982；McDonald et al，1982；Zhang et al，2006；于兴河，2008；张永贵和刘振峰，2011).图 10是鄂北某致密气田的三维气层地质模型，该模型被及时地应用到气田的储量计算、有利区优选、井位设计等工作，成为气田开发部署的主要参考依据之一.

图 10

Fig. 10

图 10 鄂北某致密气田上古生界气层模型 Fig. 10 A gas bed model of upper Palaeozoic in a tight gas-field in the north of Ordos basin

复杂地表区致密砂岩油气藏地震地质研究对地震资料特殊处理提出了较高的要求，研究中形成的高精度静校正、叠前多域去噪、地表一致性振幅补偿、小波变换提高分辨率处理技术为地震地质综合研究提供了较好的资料.

岩石物理分析是开展致密砂岩油气藏地震地质研究的基础.致密砂岩油气藏不同岩性的地球物理特征差异不明显，需要多种手段相结合，寻找细微的岩石物理特征差异，为后续储层和特殊地质体地震预测、描述提供依据.

致密碎屑岩储层地震属性分析是地震地质研究不可或缺的重要手段.在岩石物理分析基础上，紧密结合实钻丼动态进行敏感属性遴选是非常必要的.多属性优化技术能有效地减少特殊岩性地层单一地震属性分析的多解性.

致密砂岩储层反演需要充分考虑目的层致密化特点和所使用方法的局限性.研究表明，概率神经网络和地质统计学结合所形成的反演技术流程对刻画致密储层和特殊岩性体的空间分布是非常有效的.

频变AVO反演技术在致密碎屑岩储层流体检测中取得了一定的进展和成效.在缺少转换波地震资料或纵波采集方位不能很好地满足裂缝预测需求时，分频相干技术、曲率属性分析在裂缝预测方面具有广阔的应用空间.

致密砂岩油气藏水平井开发方式需要储层建模提供量化的、深度域的地震预测与描述成果.致密碎屑岩储层地质建模要充分重视地质概念模型和地震数据的应用.文中提出的致密碎屑岩储层建模技术对策是行之有效的.