地球物理学进展  2015, Vol. 30 Issue (2): 752-757   PDF    
时延地震处理中的共反射点道集抽取方法
周小平, 于海铖, 王彦军, 董伟     
中石化胜利油田分公司物探研究院, 东营 257022
摘要:非重复采集地震资料进行时延地震一致性处理时, 首先需要消除两期资料观测系统的差异.在分析同一区块不同时期地震资料观测系统差异的基础上, 本文提出共反射点道集抽取方法, 大幅度提高了两期资料观测系统的一致性, 为后续的时延地震一致性处理打下基础.
关键词非重复采集     时延地震     观测系统     共反射点道集     抽取    
Common reflection point gathers extraction method in time-lapse seismic data processing
ZHOU Xiao-ping, YU Hai-cheng, WANG Yan-jun, DONG Wei    
Geophysical Research Institute of Sinopec Shengli Oilfield, Dongying 257022, China
Abstract: In non-repeatable time-lapse data processing,the primary step is to eliminate the influence caused by the difference of the two observation systems.On the basis of the analysis of differences in the same block in different periods of seismic observation systems, we put forward common reflection point gathers extraction method, which has greatly improved the consistency of two data observation systems. Our method provide better consistency for the subsequent time-lapse seismic processing.
Key words: non-repeatable acquisition     time-lapse seismic     observation system     common reflection point gathers     extraction    
 0 引 言

随着油田的开发进入中后期,查清剩余油分布和提高采收率是迫切需要解决重要的问题之一.时延地震技术的应用为提高采收率提供了一个很好的途径.时延地震技术是利用两期或多期地震资料的差异信息进行油藏动态特征研究的技术,此技术使地震勘探从储层描述发展到油气藏动态监测,可有效地进行油气藏动态管理来提高采收率.近年来,在勘探开发成熟的地区开展了多期次的高精度三维勘探,每次勘探都是在相同地区老资料的基础上重复采集的,这对研究时延地震提供了良好的数据基础.非重复时延地震是针对不同时间的不同勘探目标地质,采用不同观测系统采集的地震资料进行时延地震研究.利用新、老采集的两期资料进行非重复时延地震研究,可以在不增加勘探投入的基础上,利用时延地震查清剩余油分布.但是由于不同时期的地震勘探目标不同,观测系统参数不同等因素,造成非重复时延地震数据的一致性较差,以往的成果资料不能直接用于时延地震的解释,而且单纯的叠后互均衡处理并不能消除这些采集上的差异,甚至过度的叠后互均衡处理反而会消除油藏变化所引起的地震响应差异.因而如何最大限度地提高两期非重复地震资料的一致性,成为时延地震资料处理的关键.

时延地震资料的一致性是指不同时期的观测数据相减后,可以消除非油藏的影响,根据油藏的动态地震差异来研究流体性质的变化(金龙和陈小宏,2003).为了提高两期地震资料的一致性,1996年Ross等从时差、能量、带宽及相位方面给出了时延地震差异分析的结果,强调了互均化(邓怀群等,2000)处理的重要性.2001年Rickett等指出非重复噪声的主要来源并提出了叠后互均化处理方法,结合墨西哥湾的实际资料处理取得了较为理想的效果.黄旭日(2003)调研了国外时延地震的现状和凌云等(20012007)对非重复采集时延地震资料的处理和解释方法进行了研究,取得了较好的应用效果.田春志等(2002)结合国内的实际资料提出了同一研究区不同时间的二维与三维、二维与二维地震资料的匹配方法.金龙等(20052007)对时延地震非重复性的影响因素进行了正演(郭念民等,2012),采用互均衡技术(李蓉和胡天跃,2004丁伟,2007李卓聪等,2008苏云,2009)对时移、相位、振幅、频宽的不一致性进行了校正;甘利灯等(20032007))和胡英等(2003)提出了的叠前(李强等,2012)和叠后互均化处理流程,指出叠前时延地震互均化处理可以最大限度地消除采非重复因素造成的差异.吕小伟等(2004)对两次采集的三维地震资料进行面元重置,提出了动态求差插值法,实现了复杂地质情况下的两期资料的面元重置.王开燕等(2010)在时延地震监测(石玉梅等,2006云美厚等,2006)方面和王大伟等(2007)在可行性(郝召兵等,2010)方面进行了相关研究.最近几年来相关学者(李维新等,2007陈勇等,2010周水生等, 20092013王守东等,2012)在时延地震解释和岩石物理方面做了深入研究.

前人研究成果表明,应用叠前和叠后互均化处理技术在国内外海上地区取得一定的效果,但不同地区的时延地震资料的实际应用效果差别大.目前国内外针对陆上非重复时延地震的研究仍然处于一个探索阶段,从总体上来看,理论模型研究较多,实际应用相对较少.针对同一区块不同时期的地震资料没有考虑到时延地震的应用,不同时期采集的观测系统存在很大的区别,在非重复时延地震处理时关键要提高两期资料的一致性,首先需要消除观测系统的不一致,国内外关于消除非重复时延地震观测系统的不一致的研究甚少.目前常规方法观测系统模拟在一定程度上只是一个简单的“退化”,虽然覆盖次数接近,但观测系统模拟方法很难保证两期地震资料地下反射点的一致,并且各个道集的偏移距、方位角也没有统一起来,从而造成在求取时延地震属性差异时产生很多非油藏变化引起的差异,这些差异不利于后期的时延地震解释.本文提出共反射点道集抽取方法,该方法能够使两期地震资料的地下反射点一致,在后续的时延地震的处理后能更加准确的反映出地下油藏属性的变化,为剩余油位置的确定打下坚实的基础.

1 方法原理

在非重复时延地震 处理中,由于不同时期设计的观测系统存在很大差别,造成同一共反射点资料在偏移距、覆盖次数等方面不一致,在求取时延地震属性差异时会对结果产生不利的影响.在时延地震处理中,为提高非重复地震资料的一致性,保证动态数据在油藏变化上的可靠性,提出了共反射点道集抽取方法.该方法针对两期地震数据观测系统不一致,通过控制炮点、检波点的位置以及地震波入射角的信息,使两期资料反射、入射角的角度遵循相同的原则,进行共反射点道集的抽取,能确保非重复时延地震资料的方位角、共反射点位置一致,并且使两期采集的地震数据覆盖次数据接近,最大可能的消除观测系统差异带来的影响,从根本上提高地震响应的一致性.在进行共反射点道集抽取前,需要定义两期采集地震数据网格,网格的大小根据实际处理的地震数据面元确定,其主要目的是防止两期采集数据的同一个反射点有误差.

地震道集的抽取公式为

其中:i,j:线号,道号;n:基础数据i,j位置道集的道数;m:监测数据i,j位置道集的道数;B:基础地震数据;M:监测地震数据;S:抽取道集后地震数据;λ:距离阈值.

该方法主要是以基础地震数据作为参照,从监测地震数据中抽取生成新的监测地震数据,大幅度提高非重复两期地震资料炮、检点空间位置及方位角的一致性.

2 实现过程

本文以济阳坳陷YX地区两期资料为例来说明常规方法和共反射点道集抽取方法的实现过程.YX地区1994年采取了常规三维采集,覆盖次数30次;2007年油田为解决该区复杂断块及微幅构造油气藏的开发采取了高精度三维采集,覆盖次数达到600次.两期资料的方位角基本相似,都在-40°~40°之间.

常规方法观测系统模拟的实现过程:由于两期地震数据的覆盖次数相差大,以1994年观测系统做为参考,对2007年观测系统进行重新模拟,以使两次采集的地震数据的覆盖次数大致相同,该方法在观测系统模拟时没有考虑方位角、炮检距的变化对地震响应的影响.经过观测系统模拟后,1994年和2007年两期地震资料的覆盖次数大致在30次左右,但方位角相差较大.常规方法虽然能使两期资料的覆盖次数大致相同,但由于方位角不一致引起的各向异性对地震数据的一致性有较大的影响.

共反射点道集抽取方法的实现流程(如图 1所示):

图 1 实现流程图Fig. 1 The flow of realization process

(1)首先对YX地区两期资料1994年(参考地震数据)和2007年(监测地震数据)进行不一致分析,主要分析两期资料采集的不一致.

(2)将YX地区1994年和2007年两期地震资料分别进行叠前一致性处理,得到参考反射点道集(1994年)和监测反射点道集(2007年).

(3)按顺序选取参考地震道集中的反射点,并且在监测地震道集中找到同一个反射点道集.

(4)利用步骤三中所提取的参考道集和监测道集的炮点、检波点的位置分别计算参考道集和监测道集中每一道的方位角,并且以参考地震数据的方位角作为参照,对监测地震数据中单一地震道进行筛选,抽取出与参考地震数据中的方位角的一致或者接近的地震道,并且形成与参考数据一致性较好的新的监测地震数据.

(5)返回到步骤三,重新选取参考数据中的下一个反射点,进行以方位角为准则的共同反射点道集的抽取,直到完成所有反射点.

(6)分别对参考地震数据和共反射点道集抽取后的监测地震数据进行一致性分析.

图 2所示,A点为1994年和2007年两期资料的某一道集的共同的中心点,红色区域为1994年共中心点方位角范围,蓝色区域为2007年共中心点方位角范围,黑色线框所标示位置为1994年和2007年两期资料共中心点道集的相同区域,也就是对2007年共中心点道集抽取后的“有效”共中心点道集.x代表炮点的位置,红色的三角形代表检波点的位置.

图 2 共反射点道集抽取示意图Fig. 2 Common reflection point gathers extraction
3 实际资料应用

将该方法应用到济阳坳陷YX地区的非重复时延地震实际资料处理,已验证方法的应用效果.YX地区两期资料采集时间跨度长达13年,观测系统差异大,造成同一共反射点的覆盖次数及方位角存在较大的不一致性,覆盖次数造成的信噪比不一致及方位角所引起的各向异性对后续的地震属性差异提取产生诸多不利的影响.必须设法消除两期资料观测系统的不一致性,才能如实反映地下储层的变化.采用我们提出的方法对两期资料观测系统进行了共反射点道集抽取.首先利用两期采集的叠前共反射点道集数据,分别进行反射点位置扫描,从而筛选出同一地下反射点的道集;然后以第一期(1994年)采集的资料作为基础道集,第二期(2007年)采集的资料作为监测道集,依次选取基础道集中的每一道,并在监测道集中挑选出与其方位角、炮检点相对较近的的道,抽取得到与基础道集方位角相对一致、炮检点相对较近、覆盖次数相对接近的新的监测道集;最后分别对基础道集和抽取后的新监测道集叠加,得到叠后地震数据,进行共反射点道集抽取前后的振幅差异分析,从而消除覆盖次数不一致、方位角差异较大对时延地震差异的影响.

图 3为两期资料相同位置点的共反射点道集抽取前后的炮检点图.由图 3a可见,1994年和2007年两期资料的方位角展布范围差异不明显,但分布的密度和均匀性差异较大,并且部分道炮检距相差较大.经共反射点道集抽取后,方位角分布的密度和均匀性趋于一致,如图 3b所示,有利于消除观测系统不一致可能带来的系统误差,为后续的储层属性差异的提取提供了保障.

图 3(a)共反射点道集抽取前和(b)共反射点道集抽取后炮检波点对比图Fig. 3(a) and (b)The comparison between initial shot-detect and common reflection point gathers extraction shot-detect

图 4为两期资料相同位置点的共反射点道集抽取前后的共中心点道集图.由图 4a和4b可见,与1994年地震资料共中心点道集相比,2007年地震资料共中心点道集包含信息要丰富很多,差异较大.为了提高两期地震资料的一致性,对1994年和2007年共中心点道集进行抽取(图 4c和4d),抽取后1994年和2007年两期资料的共中心点道集的一致性得到十分显著的提高,能够满足后续时延地震处理的要求.

图 4 共反射点道集抽取前
(a)1994;(b)2007;共中心点道集抽取后;(c)1994;(d)2007对比图.
Fig. 4 The comparison between initial common point gathers
(a)1994;(b)2007 and common reflection point extraction common point gathers;(c)1994;(d)2007.

通过对参照的基础道集和抽取后的新监测道集叠加,进行共反射点道集抽取前后的振幅差异分析,图 5是共反射点道集抽取前后的振幅差异图.由共反射点道集抽取后的振幅差异属性图 5b可见,未采用共反射点道集抽取的属性差异在整个探区都有响应,尤其在近地表和左侧的深部构造等部位响应显著,这些区域差异明显是由于非油藏变化所引起,这对于解释储层变化十分不利.采用本文提出的共反射道集抽取技术以后,很多由于观测系统不一致引起的假象得到了很好的压制,属性差异能够更加显著的突显在油藏位置处正常的油藏变化.本文提出的共反射点道集提抽取方法能够显著的消除两期资料由于观测系统差异所带来的影响,大幅度压制了非油藏变化带来的影响.

图 5(a)共反射点道集抽取前和(b)共反射点道集抽取后振幅差异属性对比图Fig. 5 Amplitude difference without applying common reflection point gathers extraction(a) and with common reflection point gathers extraction(b)
4 结 论

陆上非重复时延地震不同于常规时延地震,消除两期资料观测系统差异是提高非重复时延地震一致性处理的必要基础.共反射点道集抽取方法能大幅度提高非重复地震资料的方位角、共中心点位置的一致性,尽可能的消除观测系统差异带来的影响,从根本上提高地震响应的一致性.实际资料的应用效果证实了能够很好的压制由于观测系统不一致引起的假象,得到的属性差异能够更加显著的反映油藏位置处正常的油藏变化.该方法对陆上其它地区的非重复时延地震处理有一定的参考价值.

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