2016, Vol. 31
在油田开发过程中, 由于储层中油气被开采, 储层性质或储层参数必然会发生一系列的变化, 时延地震处理的目的是通过对同一区块不同时间采集的地震资料的处理, 消除各种因素的影响, 使两期资料有合理的同一性和差异性, 保证不同时期地震响应的差异仅来自于油气储层的流体变化, 但是, 在实际处理过程中, 由于不同时期资料采集过程中非重复观测系统及各种外部因素的影响, 使时延地震剖面上非油藏部分带有不应该有的差异.频率是地震波的一个重要属性, 时移地震频率一致性处理的目的是通过对同一区块不同时间采集的地震资料的处理, 使两期资料的频率有合理的同一性和差异性, 保证不同时期地震响应的频率差异仅来自于油气储层的变化, 时延地震频率一致性处理是时延地震处理过程中非常关键的步骤.
目前, 时延地震频率一致性处理技术有以下几种：
(1) 不同步长反褶积处理方法, 该方法首先对两期资料都进行不同反褶积步长的测试处理, 对两期资料的测试结果进行分析、对比, 通过分析、对比的结果选取一组能够使两期资料频率最为接近的反褶积参数对资料进行反褶积处理.此方法的缺点是参数的选取更多是靠经验判断, 处理中没有很好的体现两期资料的互约束.
(2) 匹配滤波技术：把作为参考标准的一组资料称为基础资料, 需要校正的资料称为监测资料, 那么匹配滤波技术可以描述如下, 首先, 在基础资料和监测资料中不包含地下油藏属性变化的区域内取一个时间窗, 然后, 在此时间窗内让两种资料尽可能匹配, 计算出匹配滤波器, 最后, 用此滤波器作用于监测资料.此方法的缺点是全区用同一个校正因子, 无法满足实际资料的复杂变化情况, 处理中没有很好的体现两期资料的互约束, 匹配滤波器不仅仅受频率控制, 还包含相位、能量等因素, 一致性处理因素不单一.
(3) 滤波法：其做法就是设计一个滤波器, 对两期资料进行滤波处理, 此方法虽然可以统一两期资料的频宽, 但无法统一两期资料的频率构成; 参数选取缺乏科学监控手段; 易损伤储层变化引起的频率差异.
这些方法各有优缺点, 相对来讲, 本文提出的时延地震频率一致性处理方法能够实现空变、互约束频率匹配, 从而提高频率一致性处理的精度.
1 方法原理在非重复时延地震处理中, 由于不同时期资料采集过程中各种外部因素的影响, 会使时移地震资料非油藏部分带有不应该有的频率差异, 时延地震互约束频率一致性处理的目的是通过对同一区块不同时间采集的地震资料进行频率互约束处理, 使两期资料的频率有合理的同一性和差异性, 保证不同时期地震响应的频率差异仅来自于油气储层的变化, 本方法处理过程中, 能够实现空变的互约束频率一致性处理, 从而提高频率一致性处理精度.
该方法针对两期地震数据频率的不一致, 首先对分选好的两期数据选取信噪比高且不包含具有储层变化反射信息的计算时窗进行自相关计算.设e(t)为地震记录, 其自相关函数为r(t), τ为时间延迟.自相关是一个时间序列在不同时间点上波形相似性的量度, 这是一个移动求和过程, 用下式表示为
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(1) |
然后, 将同一个共中心反射点或共反射点域的两期地震数据的自相关结果进行互均化叠加, 使每一个共中心反射点或共反射点只有一个互均化后的自相关结果.设m为一个共中心点或共反射点自相关结果个数, u为自相关结果, n为设定的次方根参数, 均化结果为
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(2) |
对互均化后的每一个自相关结果求取其一个反算子, 将这个反算子作为滤波算子.设存在一个滤波算子f, 滤波算子与(2) 式自相关结果褶积可以得到一个尖脉冲函数δ, 即：
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(3) |
则f可以表示为
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(4) |
f为自相关结果S的反算子, 就是所求取滤波算子.用每一个滤波算子对相应共中心反射点或共反射点的两期地震道进行褶积处理, 就可以达到两期地震资料互约束频率一致性的目的.
2 实现过程时延地震互约束频率一致性处理方法的实现流程(如图 1所示)：
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图 1 实现流程图 Figure 1 The flow of realization process |
(1) 首先按照共中心反射点为标识道头, 对时移地震两期资料进行分选, 将两期地震资料具有相同共中心反射点的数据放在同一个共中心反射点域内.
(2) 设计一个资料信噪比较高且不包含具有储层变化反射信息的计算时窗, 在设计的自相关时窗内对所有地震道进行自相关计算处理, 得到每一个地震道的自相关结果.
(3) 将同一个共中心反射点域的两期地震数据的自相关结果用n次方根的方法进行互均化叠加, 使每一个共中心反射点只有一个互均化后的自相关结果.
(4) 利用上一步骤计算出的自相关结果, 求取其反算子, 将这个反算子作为滤波算子.
(5) 利用前一步骤得出的滤波算子, 用每一个滤波算子对相应共中心反射点或共反射点的两期地震道进行褶积处理.
(6) 将滤波处理后的数据输出, 并对两期时移地震数据进行分选.
3 实际资料应用将该方法应用到XX油田HG地区两期三维地震资料, 以验证本方法的效果.该实际资料分别于1992年(1期)和2010年(2期)完成采集, 地震资料时间长度6000 ms, 时间采样间隔为2 ms, 采样点数3000, 输入的地震数据已经完成了观测系统退化匹配、噪声衰减、能量补偿及时差校正工作, 为互约束频率一致性处理工作做好数据准备.将两期资料按照共反射点特征进行抽取, 使两期资料在同一个反射点的数据可以随意调用; 选取无储层变化的地震反射时间段上设计1500~5000 ms的时窗, 在这个时窗内对每一个地震道进行自相关的计算处理; 将同一个反射点的所有地震道的自相关计算结果进行互均化叠加, 并根据叠加结果求取一个反滤波器; 用每个反射点的滤波器对相应反射点内的所有地震道进行滤波处理, 完成互约束频率一致性处理.
如图 2, 互约束频率一致性处理前两期资料的叠加剖面, 通过对比对比, 可以看出, 两期资料频率存在一定的差异; 图 3为互约束频率一致性处理后的两期资料叠加剖面对比, 可以看出, 经过处理后两期资料频率非常接近, 矩形框内为质量监控对比的标志层, 对其进行频谱分析, 如图 4的频谱分析结果, 可以看出, 两期资料互约束频率一致性处理前频率成分存在不同, 经过处理后两期资料的频率成分基本相同, 频率一致性得到了很大的提高.
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图 2 互约束频率一致性处理前两期叠加资料对比 (a)为1期;(b)为2期. Figure 2 The comparison of stack section before mutual constraint frequency consistency processing (a)is period 1;(b)is period 2. |
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图 3 互约束频率一致性处理后两期叠加资料对比 (a)为1期;(b)为2期. Figure 3 The comparison of stack section after mutual constraint frequency consistency processing (a)is period 1;(b)is period 2. |
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图 4 互约束频率一致性处理前后叠加资料频谱对比 (a)为处理前;(b)为处理后. Figure 4 The comparison of the spectrum before and after the mutual constraint frequency consistency processing (a)is before processing;(b)is after processing. |
从互约束频率一致性处理后两期资料的偏移剖面上看, 如图 5, 非油藏区域资料的频率非常接近, 频谱分析结果(图 6)证明了非油藏区域的频率一致性得到了很大提高, 而油藏区域的资料(图 6中矩形框)则保留了应有的频率差异.
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图 5 互约束频率一致性处理后两期偏移资料对比 (a)为1期;(b)为2期. Figure 5 The comparison of migration section after mutual constraint frequency consistency processing (a)is period 1;(b)is period 2. |
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图 6 非油藏区与油藏区偏移资料频谱对比 (a)为非油藏区;(b)为油藏区. Figure 6 The comparison of the spectrum of oil area and non-oil area (a)is oil area;(b)is non-oil area. |
4.1 频率一致性处理是时延地震处理过程中关键的一步, 本文提出的互约束频率一致性处理方法能够在设计的时窗内通过自相关计算, 求取所有地震道的自相关结果, 以反射点为控制项, 对时移地震的两期地震资料的自相关结果进行互均化处理, 利用互均化后的自相关结果可以求取空变的频率匹配的滤波器, 通过空变频率匹配滤波器的应用, 消除由于非储层变化引起时移地震两期资料的频率差异, 使时移地震频率一致性处理结果更为精确.
4.2 实际资料处理验证了方法的可行性与有效性, 通过时延地震互约束频率一致性处理, 能够消除两期资料非油藏部分带有的不应该有的频率差异, 保证不同时期频率的差异仅来自油气储层的流体变化, 应用效果证实了处理后的时移地震两期资料的频率成分基本相同, 较好的消除两期资料存在的频率差异, 利于后期的地震综合解释研究.
致谢 感谢审稿专家提出的修改意见和编辑部的大力支持！| [1] | Deng H Q, Liu W L, Yang Y M, et al.2000. Cross equalization technology in time lapse seismic exploration[J]. Natural Gas Industry(in Chinese), 20 (1) : 20–23. |
| [2] | Ding W.2007. Analysis and application of cross-equalization processing technique[J]. Oil Geophysical Prospecting(in Chinese), 42 (1) : 17–23. |
| [3] | Gan L D, Yao F C, Zou C N, et al.2003. 4-D seismic in water flooding reservoirs: Post-stack cross-equalization processing[J]. Progress in Exploration Geophysics (in Chinese), 26 (1) : 54–60. |
| [4] | Guo N M, Wu G C.2012. Forward-modeling and feasibility study of non-repeating acquired time-lapse seismic exploration[J]. Progress in Geophysics(in Chinese), 27 (1) : 232–245. |
| [5] | Hu Y, Liu Y, Gan L D, et al.2003. 4-D seismic in water flooding reservoirs: Pre-stack cross equalization[J]. Progress in Exploration Geophysics(in Chinese), 26 (1) : 49–53. |
| [6] | Jin L, Chen X H.2003. Effects of time-lapse seismic nonrepeatability and verification of crossequalization processing[J]. Progress in Exploration Geophysics(in Chinese), 26 (1) : 45–48. |
| [7] | Jin L, Chen X H, Li J Y.2005. A new method for time-lapse seismic matching filter based on error criteria and cyclic iteration[J]. Chinese J. Geophys.(in Chinese), 48 (3) : 698–703. |
| [8] | Jin L, Chen X H, Liu Q C.2005. New method for time-lapse seismic matching based on SVD[J]. Progress in Geophysics (in Chinese), 20 (2) : 294–297. |
| [9] | Li Q, Shang X M, Zhao S T, et al.2012. Mutual constraint processing technology for inconsistency time-lapse seimic data[J]. Geophysical & Geochemical Exploration(in Chinese), 35 (1) : 97–102. |
| [10] | Li R, Hu T Y.2004. Cross-equalization technique in time lapse seismic data processing[J]. Oil Geophysical Prospecting(in Chinese), 39 (4) : 424–427. |
| [11] | Li W X, Shi G, Wang H, et al.2007. The study on the relationships of elastic properties of rock physics[J]. Progress in Geophysics(in Chinese), 22 (5) : 1380–1385. |
| [12] | Li Z C, Han L G, Zhang F J, et al.2008. Cross-equalization technique for time-lapse seismic[J]. Journal of Jilin University(Earth Science Edition)(in Chinese), 38 (Sup.) : 68–71, 89. |
| [13] | Ling Y, Huang X R, Gao J, et al.2007. Case study of nonrepeatability acquisition in time-lapse seismic exploration[J]. Geophysical Prospecting for Petroleum (in Chinese), 46 (3) : 231–248. |
| [14] | Ross C P, Cunningham G B, Weber D P.1996. Inside the cross-equalization black box[J]. The Leading Edge, 15 (11) : 1233–1240. DOI:10.1190/1.1437231 |
| [15] | Rickett J E, Lumley D E.2001. Cross-equalization data processing for time-lapse seismic reservoir monitoring: A case study from the Gulf of Mexico[J]. Geophsics, 66 (4) : 1015–1025. DOI:10.1190/1.1487049 |
| [16] | seismic data processing[J].Geophysical Prospecting for Petroleum(in Chinese), 48(3): 247-251. |
| [17] | Shi Y M, Yao P C, Xie G S, et al.2006.A study of the method for time lapse seismic monitoring of waterflooding front and its application.Chinese Journal Geophysics, 49(4): 1198-1205. |
| [18] | Su Y, Li L M, Liu Y H, et al.2009.Cross-equalization technique and its application in time-lapse |
| [19] | Tian C Z, Chen X H, Zhang G C, et al.37. Matching study on time-lapse seismic data Volume and analyses[J]. Oil Geophysical Prospecting(in Chinese), 6 : 635–639. |
| [20] | Wang D W, Liu Z, Zhao W, et al.2007. Feasibility analysis on division of flow units using time_lapse seismic data[J]. Chinese J. Geophys.(in Chinese), 50 (2) : 592–597. |
| [21] | Wang K Y, Wang Y, Sun J S, et al.2010. Study on Time-lapse seismic monitoring for the thermal recovery of heavy oil in land thin-interbedding reservoirs[J]. Progress in Geophysics(in Chinese), 25 (2) : 585–589. |
| [22] | Yun M H, Ding W, Yang C C.2006. Petrophysical measurements for time lapse seismic monitoring of reservoir waterflooding recovery[J]. Chinese J. Geophys.(in Chinese), 49 (6) : 1813–1818. |
| [23] | 邓怀群, 刘雯林, 杨春梅, 等.2000. 时间推移地震勘探中的互均化技术[J]. 天然气工业, 20 (1) : 20–23. |
| [24] | 丁伟.2007. 互均衡处理技术的分析与应用[J]. 石油地球物理勘探, 42 (1) : 17–23. |
| [25] | 甘利灯, 姚逢昌, 邹才能, 等.2003. 水驱四维地震技术—叠后互均化处理[J]. 勘探地球物理进展, 26 (1) : 54–60. |
| [26] | 郭念民, 吴国忱.2012. 非重复采集时延地震正演模拟及可行性分析[J]. 地球物理学进展, 27 (1) : 232–245. |
| [27] | 胡英, 刘宇, 甘利灯, 等.2003. 水驱四维地震技术—叠前互均化处理[J]. 勘探地球物理进展, 26 (1) : 49–53. |
| [28] | 金龙, 陈小宏.2003. 时延地震非一致性影响研究与互均衡效果验证[J]. 勘探地球物理进展, 26 (1) : 45–48. |
| [29] | 金龙, 陈小宏, 李景叶.2005. 基于误差准则和循环迭代的时延地震匹配滤波方法[J]. 地球物理学报, 48 (3) : 698–703. |
| [30] | 金龙, 陈小宏, 刘其成.2005.基于奇异值分解的时延地震互均衡方法.地球物理学进展[J], 20(2): 294-297. |
| [31] | 李强, 尚新民, 赵胜天, 等.2012. 非一致性时延地震资料叠前互约束处理技术[J]. 物探与化探, 35 (1) : 97–102. |
| [32] | 李蓉, 胡天跃.2004. 时延地震资料处理中的互均衡技术[J]. 石油地球物理勘探, 39 (4) : 424–427. |
| [33] | 李维新, 史謌, 王红, 等.2007. 岩石物理弹性参数规律研究[J]. 地球物理学进展, 22 (5) : 1380–1385. |
| [34] | 李卓聪, 韩立国, 张凤蛟, 等.2008. 时延地震数据互均衡处理方法研究[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 38 (增刊) : 68–71, 89. |
| [35] | 凌云, 黄旭日, 高军, 等.2007. 非重复性采集随时间推移地震勘探实例研究[J]. 石油物探, 46 (3) : 231–248. |
| [36] | 石玉梅, 姚逢昌, 谢桂生, 等.2006. 时延地震监测水驱前沿的方法和应用研究[J]. 地球物理学报, 49 (4) : 1198–1205. |
| [37] | 苏云, 李录明, 刘艳华, 等.2009. 互均衡技术及其在时延地震资料处理中的应用[J]. 石油物探, 48 (3) : 247–251. |
| [38] | 田春志, 陈小宏, 张国才, 等.2002. 时间推移地震数据体匹配研究及分析[J]. 石油地球物理勘探, 37 (6) : 635–639. |
| [39] | 王大伟, 刘震, 赵伟, 等.2007. 利用时延地震资料划分油藏流体流动单元的可行性分析[J]. 地球物理学报, 50 (2) : 592–597. |
| [40] | 王开燕, 王妍, 孙吉爽, 等.2010. 陆相薄互层稠油油藏热采时延地震监测研究[J]. 地球物理学进展, 25 (2) : 585–589. |
| [41] | 云美厚, 丁伟, 杨长春.2006. 油藏水驱开采时延地震监测岩石物理基础测量[J]. 地球物理学报, 49 (6) : 1813–1818. |