引言

海洋石油天然气勘探面临着高成本、高风险、 高技术要求三大难题，油气田勘探进入中后期，好的优质储层勘探殆尽，储层薄互层现象日益明显，勘探难度也随之增大，常规的地球物理储层预测与烃类检测技术方法受薄层调谐效应、储层品质变差、地球物理多解性增加等诸多因素影响^[1-3]，其应用效果往往达不到成功勘探的目的，因此，如何合理有效地利用物探技术进行准确地储层预测及烃类检测工作就成为海洋石油勘探成功率的保障之一。

研究区位于琼东南盆地陵水凹陷北坡，目的层为中新统梅山组，从区域地质研究来看，主要为浅海半深海沉积，盆底扇发育。区域沉积分析显示，该区域水道砂体发育，但是普遍存在薄互层现象。从地震资料分析看，目标区叠前地震道集在中远偏移距表现为频率偏低，主频为25 Hz，近偏移距上表现为频率较高，主频达到45 Hz，随偏移距增大能量衰减很快的特点。

针对资料进行叠前速度谱分析、近道相关性分析，结合已钻井数据进行正演模拟，并与井旁道对比分析，结果显示，近偏移距上高频强能量反射可排除多次波可能性^[4-5]。结合目标区薄互层储层分布，常规储层预测与烃类检测手段受薄互层调谐效应影响，在原始道集上进行常规AVO 分析无法准确进行油气检测的特征^[6-9]。在正演模拟方法识别储层组合特征的基础上，对叠前道集进行分频处理，消除近道薄层反射影响后，再对目标进行AVO 分析，最终达到井震匹配的目的^[10-14]，也验证了分频AVO 技术在该地区的适用性。与此同时，利用近道薄层反射进行优势道叠加，形成新的叠加数据体，在此基础上进行常规的储层预测与烃类检测工作，由于其主频明显提高，储层AVO 效应减弱，使得预测的分辨率明显提高，提高了储层预测在横向及纵向上的预测精度。

1 近道反射性质分析

从叠前地震道集分析看，目标区叠前道集在近道（偏移距$300 \sim 1200m$）普遍存在强能量反射轴，且随偏移距增大能量衰减很快，至偏移距1 400 m几乎衰减掉80% 能量，如图 1。这些反射如果是多次波反射，却又比较平，与地层反射几乎没有时差；如果是地层真实反射，那又如何来“利用”这些信息呢？

1.1 速度及相关性分析

要判断近道反射是否为多次波，不仅要看时差，还要看速度谱上其速度和地层速度的差异，以及分析其自身的相关性。如图 2a 所示，对研究区地震速度的分析结果显示，处理后的道集反射能量较集中，不存在明显的多次波反射特征。从其道集近道的相关性分析来看，其相关性很差（图 2b），也没有多次波具有较好相关性的特征。

1.2 已钻井分析

再分析已钻井情况，目前该地区已钻井两口，其中钻遇目的层梅山组水道砂的只有A1 井（图 3），该井在梅山组底部钻遇水道砂28.0 m，其中气层13.5 m，气水同层14.5 m，从钻井显示及区域沉积分析看，该区域水道砂体发育，普遍存在薄互层现象。叠前、叠后地震资料主频为25 Hz，有效频带$8 \sim 45Hz$，资料品质较好，信噪比较高。但是根据已钻井地层速度3 200 m/s 可以知道地震分辨率在32.0 m 左右，当地层厚度较小或者存在薄互层现象时，势必会对目标的AVO 分析带来更大的不确定性。

然而，从井标定后井点位置道集分析看，在目的层段，其近道反射频率较高，与薄层顶底界面对应关系比较好。图 4 中气层的顶面（上部红色虚线）对应的是近道波谷反射，气层底面即气水同层顶面（下部红色虚线）对应的为近道波峰反射，再之下是气水同层的底面（兰色虚线）对应的为近道的波峰反射，其波组关系一一对应。而中远道由于其频率降低，其反射对应的是岩性组合的综合反射界面。

结合前面的速度分析、相关性分析以及区域地质认识，认为该目标区叠前道集资料其近道反射为地层的真实反射，即为薄层的反射，由于受地层对高频信号的选择性吸收、中远道地震波传播距离大、处理过程中的动校拉伸等诸多因素影响，使其表现为近道强，中远道迅速衰减的特征。

2 近道反射研究意义

既然近道高频强反射为地层真实响应，那又如何来“利用”这些信息呢？下面从如何利用和消除其影响两个方面进行分析。

2.1 分频AVO 技术

AVO 技术的理论基础是Zoeppritz 方程及其简化式，传统AVO 分析技术的理论基础是Zoeppritz 方程，这个理论只考虑单界面上下地层的岩石物理特征，没有考虑储层厚度对AVO 的影响，也没有考虑储层地震波的速度散射和吸收衰减，这些因素最终导致传统AVO 技术的局限性。薄互层油气藏情况下，AVO 技术的应用主要面临两个难题：薄层调谐效应改变了储层的AVO 变化规律；油气藏对地震频带的选择性衰减改变了储层的AVO 变化规律。因此仅仅依靠传统的AVO 分析技术进行储层的油气检测注定是会困难重重的。

前人研究表明，薄层调谐效应与地震频率息息相关，地震波衰减与地震频率也关系密切。这些关系虽然增加了地球物理的多解性，但是也给油气检测工作带来了一些线索，可以从这些关系中寻找油气存在的地球物理“痕迹”。一些地球物理学家尝试通过对叠前道集进行分频处理来消除调谐的影响，在不同频率下进行AVO 分析^[15-17]。利用谱分解技术对叠前道集分频处理，不仅考虑了地层厚度所引起的调谐效应，同时对储层含油气后对地震频率的选择性吸收衰减也有一定的补救效果。

首先，选择不同主频的子波对已钻井进行AVO正演模拟（图 5），从结果看，低频与高频子波的正演结果均表现为振幅随偏移距增大而增大的特征，为Ⅲ 类AVO 异常特征（图 6a）。

井点位置实际道集的AVO 分析结果表明，由于受近道薄层强反射的影响，目的层无AVO 异常（图 6b），这与前面正演模拟结果相悖，如果在此资料基础上进行目标砂体的含烃分析，其结果无疑是含烃概率较低，以此为依据指导油气勘探工作，势必造成预测失利。鉴于前面的分析，决定采用分频AVO分析技术进行分析。

结合前面对叠前叠后地震资料的频谱分析结果，通过试验最终选取合适的分频参数，确定采用35 Hz 的参数进行低通滤波。对井点位置道集进行叠前分频处理，在此基础上进行了传统的AVO 分析。从结果看，目标储层反射的AVO 异常非常明显，为Ⅲ 类AVO 异常（图 6c），这与正演结果吻合。以上试验分析过程验证了分频AVO 技术在该地区的适用性，为该地区同类型薄储层含烃检测提供了新的技术思路。

2.2 优势道叠加分析

叠前道集上远偏移距地震信息由于受地震波传播路径、地层吸收、采集处理等因素的影响，其品质、波形特征常常发生较大的改变，全叠加地震资料受远道资料的“干扰”，往往会模糊掉一些小尺度地质异常的反射信息。因为不同尺度的地质异常体，具有不同的最佳成像入射角度^[18]。前面分频AVO 分析是考虑如何消除近道强反射的影响，以下则是“利用”这些反射信息。

从前面的井点正演模拟及过井点道集对比分析知道，目的层段气层、气水同层与近道反射其波组关系一一对应，为真实地层地震响应。而近道反射频谱特征表现为主频高、频带宽，对于目标区储层的薄互层特征识别，不仅可以提高纵向分辨率，也可以提高横向预测的精度。因此就可以考虑有选择的进行优势道集叠加，再对其叠加结果进行分析。

图 7a、图 7b 分别是原始叠加剖面与优势道叠加剖面（优势道选择范围为偏移距$300 \sim 1400m$），从振幅异常范围来看，无论是纵向还是横向，其分辨率都明显提高了，这与钻井认识中的气层分布范围也非常吻合。从时窗属性分析看，原始地震纯波资料RMS 平面图与优势道叠加地震资料RMS平面图相比（图 8a，图 8b），后者地震振幅异常范围明显减小，且异常分块现象明显，这也更符合地质认识。

2.3 优势道叠后反演

在优势道叠加资料的基础上，利用该资料进行了波阻抗反演。反演过程中井标定和子波选取是关键，根据前面的分析和试验，最终选取主频为45 Hz 的Ricker 子波，标定结果显示合成记录与地震资料的相关性较高，符合反演要求。最后对比原始地震资料反演结果的平面图与优势道叠加反演结果的平面图（图 8c，图 8d），同样，后者低阻异常范围明显减小，且异常分块现象明显，该目标的含气范围比利用全叠加资料分析得到的含气范围要小，结合前面的分析认为此结果更可靠。

3 结语

确定近道反射性质后，对其进行合理的“利用”，减少了地球物理方法的多解性，提高了勘探过程中储层预测与烃类检测的准确性。

叠前分频AVO 分析技术的应用，不仅为该区薄互层储层含烃检测提供了新方法新思路，优势道叠加技术的应用也更证实了利用不同偏移距信息进行储层预测在实际生产中的适用性。

在新方法的应用过程中也有一些不可回避的问题和风险：（1）分频AVO 技术在实际应用中应结合已钻井正演模拟，根据地震资料及正演结果选取合理的分频参数。（2）分频AVO 技术由于是在原始资料基础上分频后再进行AVO 分析，因此不可避免的使分析结果建立在缺少部分频率的基础上，其AVO 异常的纵向位置也会与实际情况存在一些差异。（3）近道反射性质的确定是一个综合分析的结果，分析结果的准确性直接决定在此基础上的认识是否正确。（4）优势道叠加数据有其优势，但不能忽视其在保真保幅性上的缺陷，其结果只能用于定性分析。