覆盖K油田的三维地震资料采集于2007年.野外采用正交观测系统，其中接收线距400 m、接收点距50 m、炮线距100 m、炮点距50 m，设计满覆盖次数为64次，面元大小为25 m×25 m.该资料根据不同研究目的和地质任务做过多次处理，其中包括Kirchhoff叠前时间偏移(PSTM)和叠前深度偏移(PSDM).时间域内偏移处理的结果差异不大，但从图 1中深度域偏移(图 1左)和时间域偏移(图 1右)的结果对比来看，虽然深度域资料的边界断层成像更为清晰，可构造高点位置发生了较大变化，导致在目的层段深度域和时间域的构造形态差异较大，由时间域的单斜构造变成了深度域的自圈构造.

图 1

Fig. 1

图 1 Kirchhoff叠前深度偏移PSDM(a)与叠前时间偏移PSTM(b)剖面对比 Fig. 1 Comparison of Kirchhoff pre-stack depth migration(a) and pre-stack time migration(b)

在Kirchhoff各向同性叠前深度偏移处理中，速度模型采用沿层建模的方法得到.从最终深度偏移用到的速度模型看，浅层(1000 m以上地层)存在一个低速带(图 2)，并且在平面上有一定的分布范围.从井中气测结果分析认为，导致浅层速度低的原因是由于浅层气的存在，也就是说，速度模型中浅层低速异常是地下地质情况的真实反映，但时间域与深度域的成像差异给构造解释带来了困惑.为进一步落实构造形态和边界断层的准确位置，采用了各向异性叠前深度偏移(APSDM)处理，希望籍此消除浅层气的影响，提高同相轴归位精度和成像质量.

图 2

Fig. 2

图 2 用于叠前深度偏移的速度模型 Fig. 2 Velocity model for Kirchhoff pre-stack depth migration

Kitchenside(1992)首先提出了在深度域成像中考虑各向异性，Ball(1995)通过实际数据证实了在叠前深度偏移中考虑各向异性的重要性，Yan等(2004)也就地震各向异性对叠前深度成像的影响进行了研究，认为针对各向异性的偏移对于能量的聚焦和同相轴的归位都比各向同性的偏移要好.随着研究的深入，人们越来越认识到各向异性的重要性，并认为在多数情况下，在深度偏移速度模型中引入各向异性参数是解决井中测量的反射层深度与深度偏移剖面上对应反射层深度误差的重要途径(Robein，2010).国内许多学者也从不同角度研究了各向异性对地震成像的影响(孙银行，2008；黄中玉等，2010；周巍等，2012)，认为在各向异性叠前深度偏移中，最大的挑战不是算法，而是如何可靠地估算和建立深度偏移的各向异性参数模型. Liu(1997)首先定量分析了成像深度误差与地层参数误差之间的关系，给出了各向同性介质中的偏移速度迭代公式；陈志德等(2002)采用偏移迭代逐次逼近最佳成像速度方法建立三维叠前深度偏移深度域速度模型；王昌龙等(2007)提出了一种基于控制照明的合成震源记录交互剩余偏移速度分析方法；Qin等(2003)人提出了倾斜TI介质(TTI介质)中基于遗传算法的速度分析方法；杜向东等(2008)应用剩余曲率建模方法对VTI介质进行速度分析.通过这些不同的速度分析方法，都希望获得高精度的可用于叠前深度偏移的地层参数场.同时，各向异性叠前偏移技术在实际资料处理中也得到了很好的应用并取得了一定的效果(石建新等，2006；于世焕等，2010；赵玲芝等，2011).

本文利用已知井的信息求取初始各向异性参数、通过混合速度建模方法、经多次迭代更新各向异性参数和速度模型等方法和处理流程，对K油田三维地震资料进行了各向异性叠前深度偏移处理.通过各向异性处理，改善了叠前深度偏移中速度模型得精度，消除浅层气对地震资料品质带来的负面影响，成像质量得到了一定程度的提高. 1 各向异性参数表征与估算

弹性波的传播速度随方向的变化而改变的介质定义为各向异性介质.对砂泥岩互层的韵律沉积地层而言，具有垂直对称轴的横向各向同性(VTI)介质是对其各向异性特征的一个很好的近似(Thomsen，1986).如图 3所示，VTI介质最主要的特征是有一个平行于Z坐标轴的垂直对称轴和一个平行于X-0-Y平面的各向同性面.

图 3

Fig. 3

图 3 横向各向同性(VTI)介质示意图isotropic media(VTI) Fig. 3 Sketch map of transversely

在各向异性介质中，如何将各向异性特征参数化，前人有许多的研究成果，目前最常用的方法就是使用一组Thomsen参数.Thomsen(1986)用弱各向异性的假设推导出了这个模型.认为在 δ，ε1的弱各向异性介质中，P波相速度V(θ)是相倾角θ的函数，即

在各向异性叠前深度偏移中，如何可靠地估算各向异性参数最为关键，也最为困难(李天成等，2007；李勤等，2014).Cai等(2009)和He等(2009)从理论和实际应用中对TTI/VTI介质中各向异性参数的求取进行了研究.在VTI介质中，对称轴是垂直的，在满足椭圆各向异性的假设条件下，ε的初始值可以是0，也可以与δ相等.

针对本区地层沉积特征，在本次处理中应用了VTI介质的假设条件，并认为各向异性参数ε和δ相等，且在每一层都是常数，利用井的信息来求取δ，即

图 4

Fig. 4

图 4 求取的各向异性参数ε和δ(ε=δ) Fig. 4 The calculated anisotropic parameters ε and δ(ε=δ)

各向异性速度分析是各向异性叠前深度偏移的关键步骤.一般来讲，有三种典型的速度建模方法，即层状模型、网格模型以及两者的混合(混合模型).层状模型由一系列界面来定义，各向异性参数通常在每层都是常数；而在网格化模型中，速度和各向异性参数在规则网格体的每个点都是有定义的；混合网格法是规则网格化速度和各向异性参数值的综合(Etienne，2010).Yuan等(2006)，He和Cai(2011)，Zhou等(2003，2004)分别就各向异性介质(VTI/TTI)成像中层析速度分析做了深入研究，国内不少学者也就各向异性速度模型建立做过研究(于彩霞等，2013；刘彦等，2005；卢明辉等，2005).

本次各向异性速度模型的建立采用混合建模的方法，即将层状模型和网格模型混合使用.利用各向同性叠前深度偏移的速度作为初始速度模型，在初始偏移结果中根据需要拾取层位，并在每一层设定初始各向异性参数ε=δ，且都是常数.具体处理流程如图 5所示.

图 5

Fig. 5

图 5 各向异性叠前深度偏移流程图 Fig. 5 Workflow of anisotropic pre-stack depth migration

在层析速度分析中，以共成像点道集(CIG)是否拉平作为判定偏移速度正确与否的标准，然后确定更新速度模型的流程和方法.做法是：

(1)在初始模型偏移结果中拾取反射界面同相轴，用于计算界面倾角等参数；

(2)通过能量聚焦最佳点，得到拟合剩余深度动校正曲线，建立剩余曲率与偏移速度的关系，在相干谱域中根据能量团的位置判断共成像点道集是否拉平，并通过拾取相干谱上的剩余速度值进行速度更新；

(3)通过叠前深度偏移与偏移速度分析的迭代，直观显示模型更新过程中共成像点道集同相轴变化趋势.图 6为速度模型更新前后的共成像点道集与相干谱的对比，校正后的道集(图 6b)远偏移距更加平直.

图 6

Fig. 6

图 6 各向异性校正前(a)后(b)共成像点道集和相干谱 Fig. 6 CIG and coherent spectrum before anisotropic correction(a) and after anisotropic correction(b)

速度场的平滑在层析分析中也至关重要.为消除边界断层的影响，将断层边界作为软约束，对速度场的平滑进行控制；同时将井上分层与地震偏移深度之间的误差作为硬约束条件，希望偏移结果与井资料最大程度地吻合.一般情况下，层析成像反演的解不是唯一的，即在给定层析成像处理迭代次数、有限精度和分辨率的情况下，所得到的剩余时差可能反演出多个完全不同的模型，因此除了非拉平指数体之外，还要将井震匹配、深部地层沉积规律等约束条件和其它先验地质信息加到处理过程中.图 7为最终的偏移速度场，从中可以看出该速度模型细节更加清晰，边界断层两边的速度处理更加合理.

图 7

Fig. 7

图 7 混合建模法得到的最终偏移速度场 Fig. 7 Mixed modeling method to get the final migration velocity field

将以上方法和处理流程应用于K油田的三维地震资料处理中，取得了比较好的效果.首先，利用层状模型和网格模型相结合的混合速度建模方法，得到了更为精确的偏移速度场(图 7)，该速度模型与层状速度模型(图 2)相比，更能反映本区的实际地质情况，由浅层气造成的低速异常也得到了很好的再现，边界大断层两边新老地层速度过度带更为合理.其次，通过各向异性叠前深度偏移处理，资料品质与构造精度有较大提高.图 8为各向同性叠前深度偏移(a)与各向异性叠前深度偏移(b)的结果对比，可以看到：各向异性叠前深度偏移结果(图 8b)的资料品质得到了较大程度的提高；大断层的位置有一定的横向位移，归位更为准确；地层倾角信息与测井结果更加吻合；构造形态与地质认识更趋一致.表 1列出了W-A井相关地质层位的地震偏移深度与实钻深度对比及误差分析，各向异性叠前深度偏移结果与钻井的吻合程度更高.

图 8

Fig. 8

图 8 常规PSDM(a)与各向异性PSDM(b)结果对比 Fig. 8 Comparison of isotropic PSDM(a) and anisotropic PSDM(b)

表 1(Table 1)

表 1 W-A井PSDM、APSDM偏移深度与实钻深度误差分析表 Table 1 Migrated depth(PSDM and APSDM) and actual drilling depth error analysis of well W-A 地质分层 实钻深度W-A(m) 常规叠前深度偏移 各向异性叠前深度偏移 偏移深度(m) 绝对误差(m) 偏移深度(m) 绝对误差(m) P3 1143 1129 14 1150 7 P2 1445 1449 4 1441 -4 P1 1861 1841 -20 1856 -5 M6 2272 2290 18 2277 5 M5 2439 2457 18 2450 11 Base 2896 2925 29 2908 12

表 1 W-A井PSDM、APSDM偏移深度与实钻深度误差分析表 Table 1 Migrated depth(PSDM and APSDM) and actual drilling depth error analysis of well W-A

在叠前各向异性深度偏移的结果之上，设计了一口大斜度井W-B，目的是落实构造翼部形态，确定油水界面.实钻结果表明(表 2)，各钻遇地质层位深度与深度偏移结果在中浅层误差不到10 m，而深层M5的误差也在20 m以内.

表 2(Table 2)

表 2 W-B井目的层在叠前各向异性深度偏移中的深度与实钻深度误差分析 Table 2 The difference between migrated depth(APSDM) and actual drilling depth of well W-B 地质层位 APSDM深度(m) 实钻深度(m) 绝对误差(m) P3 1193 1197 4 P2 1572 1574 2 P1 1981 1989 7 M6 2324 2326 2 M5 2512 2527 15

表 2 W-B井目的层在叠前各向异性深度偏移中的深度与实钻深度误差分析 Table 2 The difference between migrated depth(APSDM) and actual drilling depth of well W-B

另外，通过各向异性叠前深度偏移，较好地消除了浅层气对成像精度的影响，使浅层的连续性得到了增强，地层的接触关系更加清晰，为构造的准确落实提供了可靠的资料. 4 结 论 4.1     针对本地区的地层沉积特征，对各向异性参数做了进一步的假设，即令两个Thomsen参数ε和δ相等，且在每一层都为常数.在各向异性参数估算中，将井信息作为硬约束条件，从地震资料中求取初始值，再通过迭代，获得最终的各向异性模型.