碳酸盐岩油气藏是一类十分重要的油气藏，其储量占世界油气储量的一半以上.受多变空间结构、构造变形和岩溶作用的控制，该类储层的储集空间以裂缝和洞穴为主，并以溶洞为最主要的构造特征.我国碳酸盐岩油藏分布十分广泛，由于储层非均质性强、埋深大、地震地质条件复杂、地震资料品质较低，该类储层的准确识别与有效预测还有一定的困难(罗平等，2008；撒利明等，2010).

经过多年的勘探开发，我们已经认识到此类储层的多种地质、测井和地震特征，形成了对溶洞的一些定性、定量描述方法.王勤聪等(2002)通过大量钻井、岩心、测井、地震资料对比分析，探讨并建立了超深层碳酸盐岩储集层的地球物理识别模式；吴永国等(2008)、曲寿利等(2012)通过数值及物理模拟定量分析了碳酸盐岩孔洞型储集体的地震响应特征；王光付(2008)认为碳酸盐岩有效溶洞储层的发育应同时具备3个常规地震剖面波形，即断裂+串珠状反射+强波谷；胡中平(2010)结合正演和实际资料，分析了溶洞地震波串珠状的形成机理和识别方法，认为“串珠状”特征是溶洞与地层波阻抗界面形成的多次绕射成像以后的地震现象.闫相宾等(2007)、彭更新等(2011)、郎晓玲等(2012)分别提出了多种针对缝洞型储层的预测方法.刘学利等(2010)采用波形分析技术及正演模拟实现了对塔河油田缝洞储集体储集空间的计算；杜斌山等(2012)提出了一种储层地震响应特征建立与厚度定量预测的方法，即建立储层厚度谱；李凡异等(2012)根据空间子波理论，推导了横向地质体HTA(水平道振幅)函数，定量分析了偏移成像确定地质体宽度的能力，并发展了一种估算碳酸盐岩缝洞体宽度的方法.

前人研究主要集中在碳酸盐岩储层串珠特征的描述与解释上，野外采集方法、室内处理技术与参数对此类油气藏的成像影响研究还比较少.随着我国西部勘探开发投入的加大，特别是三维高密度地震勘探的推广，此类研究与评价显得更加必要.另外，近来解释人员还在非串珠的地方找到了好的油气藏，这究竟是地下复杂储层结构造成的，还是不合理的采集因素或错误的处理参数、假象造成的，对此人们研究得更少.本文从塔河油田实际资料出发，以正演模拟为基础，重点对采集面元大小、覆盖次数、静校正量、噪声去除、 速度谱拾取精度、不同偏移方法对溶洞成像的影响，进行了初步探讨，研究结论对此类油气藏采集及处理有一定的指导意义.

1 覆盖次数及面元大小对成像结果的影响

覆盖次数及面元大小如何选取直接关系观测系统的定义，同时也直接决定了勘探成本的高低，因此选取合适的覆盖次数及面元大小对于获取高质量的地震资料以及控制采集成本是非常关键的.

为了说明这一问题，建立图 1所示模型：模型为三层介质，溶洞位于中间层，左边为直径20 m的圆形洞，右边为大小20 m的方形洞.正演模拟原始观测系统为600炮400道，最大覆盖次数200次，炮间距5 m，道间距5 m，CDP间距2.5 m.将炮点抽稀，使CDP间距为2.5 m，覆盖次数依次为200，100，50，25，12次，叠前时间偏移采用克希霍夫积分法，图 2为偏移结果.

图 1

Fig. 1

图 1 理论模型及观测系统 Fig. 1 Theoretical model and layout

图 2

Fig. 2

图 2 覆盖次数不同时的偏移剖面比较 (a)FOLD=200；(b)FOLD=100；(c)FOLD=50； (d)FOLD=25；(e)FOLD=12. Fig. 2 The migration section comparison of different folds

将炮距抽成40 m，道距依次抽稀使覆盖次数为25次，CDP间距依次为2.5 m，5 m，10 m，20 m，偏移结果如图 3a~d所示.图 3e还给出了CDP间距为100 m这样特别大间距的情况，此时覆盖次数已只有5次.

图 3

Fig. 3

图 3 不同CDP间距偏移剖面比较 (a)CDP=2.5；(b)CDP=5；(c)CDP=10； (d)CDP=20；(e)CDP=100(FOLD=5). Fig. 3 The migration section comparison of different CDP intervals

由图 2到图 4可以看出：(1)CDP间距不变、覆盖次数变小，串珠相对能量首先急剧下降最后趋近于零，覆盖次数200时的能量是覆盖次数100时4倍多；(2)覆盖次数不变，CDP间距增大，串珠能量也会变小，但幅度改变远不如覆盖次数变化的情况；(3)理论上来说，当地质体较小(小于波长λ)时，覆盖次数和CDP间距的变化，对溶洞的分辨率影响不大，但进一步增大CDP间距最终会使串珠无法成像(图 3e).结论(3)正是当今开展高密度勘探的重要依据，因为对于小的地质体，如孔洞、裂缝、小微断层、小砂体，要真实成像，用太大的面元，是得不到这些小尺度地质信息的.

图 4

Fig. 4

图 4 串珠相对能量随覆盖次数(a)及CDP间距(b)的变化 Fig. 4 The relative energy change of string beads with fold(a) and CDP interval(b)

塔河6-7区地形起伏，地表结构复杂.为研究静校正量对溶洞成像效果的影响，模型加具有振幅控制的随机静校正量，随机静校正量最大值分别为10 ms和20 ms(图 5).做成像处理和对比，结果如图 6所示.

图 5

Fig. 5

图 5 加入静校正量后的炮记录 Fig. 5 The shot record with different statics

图 6

Fig. 6

图 6 不同静校正量的偏移剖面 Fig. 6 The migration section with different statics

从图 6可以看出：随机静校正量为-10～10 ms时，剖面能量变弱，水平轴成像效果基本不变，略有变粗，串珠发生变形；随机静校正量为-20～20 ms时，剖面能量更弱，水平轴发生变形，溶洞无法准确成像，只能看到两个比较模糊的能量团.由于西部缝洞油气藏发育地区多为沙漠地表起伏，因此做好静校正工作是溶洞准确成像的重要前提.

3 去噪处理对成像结果的影响

模型加入随机噪声，信噪比分别为0.5，0.1，0.01(图 7).进行成像效果比较.

图 7

Fig. 7

图 7 加入不同随机噪声后的单炮记录 (a)无噪声；(b)SNR=0.5；(c)SNR=0.1；(d)SNR=0.01. Fig. 7 The shot record with different r and om noise

从原始炮记录上看，加入噪声后对剖面上各个同相轴的影响还是较大的，当信噪比为0.01时剖面上已无法识别任何信息，而采用克希霍夫积分偏移后(图 8)，信噪比为0.1，0.5时，成像剖面与无噪声时基本一致，只是能量略有减弱，而信噪比为0.01时仍可以偏移出有效的水平界面及溶洞串珠信息，只是相对无噪声时的剖面能量很弱.出现这种情况的原因是由于加入的是随机噪声，故波场叠加后随机噪声得到很好压制；同时也说明，杂乱的随机噪声不是成像的主要问题.

图 8

Fig. 8

图 8 加入不同随机噪声后偏移剖面 (a)无噪声；(b)SNR=0.5； (c)SNR=0.1；(d)SNR=0.01. Fig. 8 The migration section with different r and om noise

速度对偏移成像结果正确性有很大影响，在实际资料处理中，有学者在实际偏移处理时发现串珠两侧同相轴上翘和下拉现象(孙东等，2010).造成这种现象的原因主要是偏移孔径设定不当和速度给定不准.对于长排列、宽方位资料，偏移孔径一般容易满足，本文集中对速度误差做深入讨论.

我们人为改动初始速度场，对溶洞按-6%，-3%，0%，3%，6%的偏移速度误差进行偏移，结果如图 9所示.研究表明：(1)速度变化对水平界面成像结果没有影响；(2)偏移速度偏小，溶洞绕射波收敛不完全，串珠边缘下拉，反之上翘；(3)速度误差越大，串珠能量发散越严重；(4)速度的准确拾取对于溶洞的精确成像是极为重要的.

图 9

Fig. 9

图 9 不同速度的成像结果 Fig. 9 The imaging result of different migration velocity

从图 9中我们还发现，速度变化时串珠仅在横向尺度上发生变化，而纵向基本不变.速度正负误差的百分比相同，成像的横向误差相同，只是串珠边缘出现上翘或下拉现象；较小的速度误差即会造成严重的成像误差，3%的速度误差成像横向误差会达到2倍，6%速度误差达2.7倍.由此可见，速度是影响溶洞体成像的重要因素，速度误差的存在，很容易使储集体不能成像真实大小并归位其真实位置，使钻井出现偏差. 5 偏移方法选取对成像结果的影响

偏移方法多种多样，经过几十年的发展，各种方法已相对成熟.对于溶洞的成像，关键在于绕射波、散射波的收敛(黄建平等，2013；朱生旺等，2013).就成像分辨率来说，由于地震勘探本身分辨率的问题，对于较小的溶洞，偏移后“串珠”的横向及纵向尺度总是大于溶洞的实际大小，这也是目前小尺度溶洞偏移成像的一个症结，需要从野外激发到室内处理方方面面加以提高.就抗噪性而言，对于较高信噪比的资料，不同偏移方法对溶洞的成像效果差别不大，图 10给出的是PROMAX系统FD方法和Kirchhoff方法的比较.而当信噪比较低时，用SU系统提供的FD和FFD则有很大的差别，原因是FFD是频率域方法，它在随机噪声去除上较时域FD方法有效(图 11).由此看来，根据地质问题和资料特点，合理选取偏移方法有时也是必要的.

图 10

Fig. 10

图 10 双洞模型信噪比0.5时偏移方法比较(Promax) (a)Kirchhoff(SNR=0.5)；(b)FD(SNR=0.5). Fig. 10 Two-cave model with different migration methods(Promax，SNR=0.5)

图 11

Fig. 11

图 11 单洞模型信噪比0.1时偏移方法比较(SU) (a)FD(SNR=0.1)；(b)FFD(SNR=0.1). Fig. 11 Single-cave model with different migration methods(SU，SNR=0.1)

通过以上研究，初步可以得到如下结论与认识：

(1)覆盖次数变小，串珠相对能量变小；面元大小主要影响横向分辨率，过大的面元会使串珠无法成像，开展高密度勘探的具有客观的必要性.

(2)静校正量较小时，溶洞仍能成像，只是略有形变；较大时，使串珠发生变形，影响串珠能量及分辨率.

(3)噪声的存在也会使串珠变形，能量降低，但覆盖次数较高时随机噪声对溶洞成像不会产生太大影响.

(4)速度精度直接影响溶洞绕射波的收敛，主要使串珠在横向尺度上产生误差：速度偏小串珠边缘下拉；速度偏大，串珠边缘上翘.溶洞成像精度，与速度分析精度有很大关系.

(5)不同偏移方法适用性条件有一定的差别，如时域的叠前偏移与频域的叠前偏移在抗噪性上有较大区别.