面向深层页岩气“甜点”预测的地震勘探技术进展———以DX探区全方位三维地震为例

王静波,敬朋贵,陈祖庆,等
面向深层页岩气 甜点 预测的地震勘探技术进展 以探区全方位三维地震为例[石油物探,２０２３,６２(６):１１５４㊀Ｇ１１６７
WA N GJ i n g b o ,J I N GP e n g g u i ,C H E NZ u q i n g ,e t a l ．R e c e n t s e i s m i c t e c h n o l o g y a d v a n c e s f o r d e e p s h a l e g a s s w e e t s p o t p
r e d i c t i o n :Ac a s e s t u d y o n f u l l Ｇa z i m u t h３Ds e i s m i c e x p l o r a t i o n i nD X [J ]．G e o p h y s i c a l P r o s p e c t i n g f
o rP e t r o l e u m ,２０２３,６２(６):１１５４㊀Ｇ１１６７收稿日期:２０２２Ｇ０５Ｇ２５.
第一作者简介:王静波(１９８５ ),男,博士,副研究员,主要从事油气地震勘探方法㊁技术及其应用研究.E m a i l :w a n g j
b _g e o ＠１６３．
c o m 基金项目:国家科技重大专项(２０１７Z X ０５０３６Ｇ００５Ｇ００６)和中国石化 十条龙 科技项目课题(P ２１０６１Ｇ３
)共同资助.T h i s r e s e a r c h i s f i n a n c i a l l y s u p p o r t e d b y t h eN a t i o n a l S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y M a j o r P r o j e c t (G r a n tN o ．２０１７Z X ０５０３６Ｇ００５Ｇ００６)a n d t h e T e nd r a g
Ｇo n s S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y P r o j e c t o f S I N O P E C (G r a n tN o ．P ２１０６１Ｇ３)．面向深层页岩气 甜点 预测的地震勘探技术进展
以D X 探区全方位三维地震为例
王静波,敬朋贵,陈祖庆,刘晓晶,李苏光,李彦奇,肖㊀亮
(中国石油化工股份有限公司勘探分公司,四川成都６１００４１
)摘要:深层页岩气效益勘探开发需要落实易于压裂求产的 甜点 区,对地震资料成像品质㊁信息丰度有针对性需求,一是要对与构造保存评价密切相关的断层㊁断洼以及低序级断裂实现高品质成像,二是要为可压裂性 甜点 预测提供高品质㊁高精度㊁高信息丰度的叠前五维地震成像数据.考虑到四川盆地深层页岩气效益勘探对地震资料的针对性需求,重点介绍了地质目标导向的观测系统设计论证与叠前全方位信息保持处理技术及其在綦江高陡构造带D X 探区的应用效果.地质目标导向的观测系统设计论证以真地表三维建模及地震正演模拟为基础,通过多维度照明和退化处理分析,设计出满足地质目标探测需求的最优化观测系统.叠前全方位信息保持处理以偏移距向量片地震数据划分为基础,融入山地地震数据规则化和成像道集时差校正技术,获得高品质叠前五维地震成像数据.D X 探区应用结果表明,炮道采样对称均匀的宽(全)方位㊁高覆盖㊁强耦合的高精度三维采集与O V T 域全方位处理,基本能够实现山地探区深层页岩气地质目标的叠前方位偏移距地震信息的充分采集与保留,能够获得高品质㊁高精度㊁高信息丰度的地震成像数据,有效支撑深层页岩气构造保存评价㊁水平井轨迹设计与控制以及可压裂性预测等工作.
关键词:四川盆地;深层页岩气;地震勘探;观测系统;全方位处理;各向异性;可压裂性预测中图分类号:P ６３１
文献标识码:A
文章编号:１０００Ｇ１４４１(２０２３)０６Ｇ１１５４Ｇ１４
D O I :１０．１２４３１/i s s n ．１０００Ｇ１４４１．２０２３．６２．０６．０１４R e c e n t s e i s m i c t e c h n o l o g y a d v a n c e s f o r d e e p s h a l e g a s s w e e t s p
o t p r e d i c t i o n :Ac a s e s t u d y o n f u l l Ｇa z i m u t h３Ds e i s m i c e x p
l o r a t i o n i nD X WA N GJ i n g b o ,J I N GP e n g g u i ,C H E NZ u q i n g ,L I U X i a o j i n g ,L I S u g u a n g ,L IY a n q i ,X I A O L i a n g
(E x p l o r a t i o nB r a n c ho f S I N O P E C ,C h e n g
d u ６１００４１,C h i n a )A b s t r a c t :T h
e b e n e
f i c i a l e x p l o r a t i o n a n dd e v e l o p m e n t o f d e e p s h a l e
g a s r e q u i r e s s e i s m i c t e c
h n o l o g y t o
i m p l e m e n t t h e s w e e t s p
o t a r e a ,i nw h i c h i t f r a c t u r e s e a s i l y f o r h i g h p r o d u c t i o na n dh a s t a r g e t e d t h e s p e c i a l d e m a n d s f o r t h e i m a g i n gq u a l i t y a n d i n f o r m a t i o n a b u n d a n c e o f s e i s m i c d a t a ．F i r s t ,h i g h Ｇq u a l i t y i m a g i n g o f f a u l t s ,f a u l t d e p r e s s i o n s ,a n d l o w Ｇo r d e r f a u l t s t h a t a r e c l o s e l y
r e l a t e d t o t h e s t r u c t u r a l p r e s e r v a t i o na n de v a l u a t i o no f s h a l e g a sm u s t b e a c h i e v e d ．S e c o n d ,h i g h Ｇq u a l i t y ,h i g h Ｇp r e c i s i o n ,a n dh i g h i n f o r m a t i o na Ｇb u n d a n c e p r e Ｇs t a c k５Ds e i s m i c i m a g i n g d a t a f o r t h e s w e e t Ｇs p o t p r e d i c t i o no f d e e p s h a l e g a s f r a c t u r i n g m
u s t b e a c h i e v e d ．D r i v e n b y t h ek e y r e q u i r e m e n t s o f s e i s m i cd a t a f o r t h eb e n e f i t e x p l o r a t i o no f d e e p s h a l e g a s i nt h eS i c h u a nB a s i n ,t h i s s t u d y f o c u s e do n s e i s m i c t e c h n o l o g y p r o g r e s s ,i n c l u d i n g t h e d e s i g n o f g e o l o g i c a l t a r g e t Ｇo r i e n t e d ３D g e o m e t r y ,p r o c e s s i n g o f p
r e s t a c k f u l l Ｇa z i m u t h i n Ｇ
f o r m a t i o n p r e s e r v a t i o n,a n d i t s a p p l i c a t i o n i n t h eD Xt a r
g e t r e g i o n o f t
h eQ
i
j i a n g h i g hＧs t e e p s t r u c t u r a l b e l t．G e o l o g i c a l t a r g e tＧo r i e nＧt e d３D g e o m e t r y u t i l i z e sm u l t i d i m e n s i o n a l l i g h t i n g a n d s e i s m i c d a t ad e g r a d a t i o n p r o c e s s i n g t od e s i g na no p t i m a l o b s e r v a t i o ns y sＧt e mt h a tm e e t s t h e n e e d s o f g e o l o g i c a l t a r g e t d e t e c t i o nb a s e do n３Ds u r f a c e a n d s u b s u r f a c e g e o l o g i c a l a n d s e i s m i c f o r w a r dm o d e lＧi n g．T h e p r e s t a c
k f u
l lＧa z i
m u t h i
n f
o r m a t i o n
p r e s e r v a t i o n p r o c e s s i n t e g r a t e sm o u n t a i ns e i s m i cd a t a r e g u l a r i z a t i o na n d i m a g e c o r r e cＧt i o n f o r t i m e d i f f e r e n c e s d u r i n g t h e p r e s t a c km i g r a t i o n p r o c e s s i n g t o o b t a i n p r e s t a c k５Ds e i s m i c i m a g i n g d a t a t h a t f u l l y r e t a i no f fＧs e t a n da z i m u t h i n f o r m a t i o n b a s e d o n t h e d i v i s i o n o f d a t aw i t h a n o f f s e t v e c t o r t i l e(O V T)．I n t h eD X t a r g e t a r e a,３Dh i g hＧp r e c i s i o n s e i s m i c a c
q u i s i t i o no fw i d e a z i m u t h(f u l l a z i m u t h),h i g h f o l d,a n d s t
r o n g c o u p l i n g w i t h
s y mm e
t r i c a l a n d
u n i f o r ms a m p l i n g o f s h o t a n d r e c e i
v i n gp o i n t s a n dO V Tf u l lＧa z i m u t h p r o c e s s i n g
w e r e a p p l i e d,w h i c h c a n r e a l i z e t h e f u l l a c q u i s i t i o n a n d r e t e n t i o no f p r e s t a c k a z i m u t hＧo f f s e t s e i s m i c i n f o r m a t i o n o f d e e p s h a l e g a s g e o l o g i c a l t a r g e t s t o p r o v i d e s e i s m i c i m a g i n g d a t aw i t hh i g h q u a l i t y,a c c u r a c y, a n d i n f o r m a t i o na b u n d a n c e f o r s t r u c t u r a l p r e s e r v a t i o ne v a l u a t i o n,d e s i g n,a n dc o n t r o l o fh o r i z o n t a lw e l l t r a j e c t o r y,a n df r a c t u r i n g p r e d i c t i o no f d e e p s h a l e g a s．
K e y w o r d s:S i c h u a nB a s i n,d e e p s h a l e g a s,s e i s m i c e x p l o r a t i o n,g e o m e t r y,f u l lＧa z i m u t h p r o c e s s i n g,a n i s o t r o p y,f r a c t u r i n gp r e d i c t i o n
㊀㊀四川盆地志留系龙马溪组深层页岩气(埋深大于３５００m)资源量大,具备建设万亿方产能接替阵地的潜力[１Ｇ２].就中国石化探区而言,有利目标层多位于川东南綦江地区构造高陡复杂带,埋深大㊁各向异性强㊁优质页岩靶窗小(仅为８m),要实现深层页岩气效益勘探开发,不仅要预测构造保存有利的区带,确定预测储层品质 甜点 指标(T O C㊁孔隙压力㊁含气性等),还需要预测易于压裂求产的 甜点 区[３Ｇ４].目前,深层页岩气可压裂性评价主要依据页岩裂缝密度㊁脆性指数和地应力等工程 甜点 参数[５Ｇ８].理论研究和勘探实践表明,要获得地下页岩层工程 甜点 参数的空间展布,除了采用先进适用的地震预测技术外,还必须依靠与之匹配的高品质㊁高精度㊁高信息丰度的叠前五维地震成像数据[９].
相较于常规天然气勘探,易于压裂高产的深层页岩气有利目标层对地震资料成像品质㊁精度和信息丰度有着更高的要求[１０].地震资料采集时,与深层页岩气构造保存评价密切相关的断层㊁断洼以及低序级断裂的高品质成像需要反射波照明能量充分㊁均匀,而与深层页岩气工程 甜点 密切相关的页岩各向异性信息提取则需要相对充分完备的小㊁中㊁大角度反射波方位照明信息.地震资料处理时,深层页岩气目标层反射波成像需满足高信噪比㊁高保真性和较高分辨率的要求,此外还要求构造归位准确㊁主控断层与低序级断裂成像清晰㊁微幅构造异常明显以及叠前道集方位偏移距(入射角)信息保留充分且相对保幅,成像结果能够为深层页岩气构造保存评价与工程 甜点 参数预测提供高品质㊁高信息丰度的地震成像资料.
本文以南方复杂山地宽方位㊁高覆盖㊁强耦合页岩气高精度三维地震技术为基础[１１],从深层页岩气
效益勘探开发对地震资料需求出发,重点介绍了地质目标导向的三维观测系统设计论证与以叠前全信息保持处理为核心的高精度三维地震采集处理技术进展及其在D X探区的应用效果.
１㊀采集技术进展
１．１㊀地质目标导向的高精度观测系统设计论证技术为确保四川盆地复杂构造区深层页岩气地震采集方位㊁偏移距信息完备㊁反射点照明充分均匀以及页岩层各向异性信息表征相对完备,以真地表㊁构造和储层一体化三维建模及小网格三维地震波正演模拟为基础,利用目标多维度照明和地震模拟(或实际)数据退化处理分析,提出了一种地质目标导向的高精度观测系统设计论证技术.
以川东南綦江地区D X探区为例,该技术的实现步骤如图１所示.首先,综合利用探区地表高程㊁地下构造解释㊁钻测井资料及页岩储层参数,建立真地表㊁构造和储层单元为一体的三维地震地质综合模型,并基于该模型进行高斯射线束照明[１２]和波动方程波场数值模拟[１３];然后,依据地下C R P面元逆向㊁正向和方位多维度照明分析确定基本观测参数,对比相邻探区,确定三维观测系统基本方案;最后,利用三维模型地震波模拟数据或工区已有实际地震数据,在基本观测方案基础上进行接收线数㊁接收线距㊁横纵比㊁方位以及面元尺寸等观测参数的退(优)化处理分析[１４],对比分析不同观测方案的地震数据成像效果,评估观测参数的合理性与不足之处,从而进一步优化观测系统设计方案,以确保观测系统设计与地下反射点最佳成像效果相匹配及变观优化设计的精准性.
５５１１
第６期王静波等．面向深层页岩气 甜点 预测的地震勘探技术进展 以D X探区全方位三维地震为例
图１㊀地质目标导向的高精度观测系统设计论证技术流程及探区应用示意
㊀㊀从图１可以看出,该技术考虑到了复杂构造的反射点分散效应,突破了基于C M P 采集设计的地下反射界面观测属性(通常只反映水平层状地层反射波观测属性)的局限性(图２),更客观地反映了地下不同
构造位置的反射点真实照明能量差异和不同观测参数对成像效果的影响,为观测系统事前优化设计提供更可靠的依据.应用该技术设计的观测系统能够较好地匹配地下地质目标的探测需求,保障复杂构造深层页岩气高精度地震成像㊁页岩各向异性分析及可压裂性 甜点 预测等所需波场信息的充分采集
.图２㊀基于C M P 采集设计的地下反射界面观测属性示意
图３对比了D X 探区三维模型波动方程模拟的
单炮记录和同一位置老二维实际单炮记录.可以看
出,模拟单炮记录和实际单炮记录波组形态特征具有较高的相似性,这说明利用图１所示的技术流程建立的三维模型及其模拟的地震数据可近似表征实际探区情况.因此,利用该模拟数据体进行不同观测参数的地震成像退化处理分析,可进一步评估和优化探区观测系统.为说明模拟数据退化处理分析对优化观测参数的作用,下文简要介绍D X 探区三维模拟数据退化处理情况.本文中模拟数据的地震偏移成像采用克希霍夫积分法进行P S D M .
图４为D X 探区不同横纵比模拟地震数据在龙马
溪一段一亚段储层的P S D M 瞬时振幅平面属性.可以看出,随着横纵比的增加,瞬时振幅增大,瞬时振幅属性均匀改善,尤其断层附近的振幅值增大明显.当横纵比达到０．８６后,瞬时振幅值趋于饱和,与０．９５的横纵比非常接近,这说明采用横纵比大于０．８６的宽方位地震观测方式更有利于地震资料的保幅处理,确保获得储层高精度反演所需的高品质地震成像数据.固定最大纵向距为５０２０m ,
设计最大非纵距为２３８０,３８２０,４３００,４７８０m ,
进行深层地震成像退化处理,得到的结果如图５所示.可以看出,随着最大非纵距增大,最大炮检距随之增大,３．５~４．０k m 的深层地震成像振幅也随之增强(图５b 中黑色箭头所
示).当最大非纵距增加到４７８０m ,
相较最大非纵距４３００m 所增加的深层反射振幅的波组连续性明显
变差(图５c 中黑色箭头),这说明最大非纵距增加到４７８０m 可满足深层的有效成像.
６
５１１石㊀油㊀物㊀探第６２卷
图３㊀D X 探区三维波动方程模拟的单炮记录(a )和老二维同位置实际单炮记录(b
)
对比图４㊀D X 探区不同横纵比模拟地震数据在龙马溪组一段一亚段储层的P S D M
瞬时振幅平面属性
图５㊀D X 探区不同的最大非纵距的深层地震偏移成像振幅残差剖面对比
a 最大非纵距３８２０m 与２３８０m 的残差;
b 最大非纵距４７８０m 与３８２０m 的残差;
c 最大非纵距４７８０m 与４３００m 的残差
７
５１１第６期王静波等．面向深层页岩气 甜点 预测的地震勘探技术进展 以D X 探区全方位三维地震为例
㊀㊀图６为D X 探区三维模拟数据不同横纵比地震成像数据的道积分结果,其振幅值色标范围统一限定为－５ˑ１０－６~５ˑ１０－６.可以明显看出,三维观测系统横纵比为０．８６(图６c )的偏移数据道积分较横纵比为０．４７(图６a ),０．７６(图６b )的偏移数据道积分信噪比㊁保真性更佳.因此,横纵比为０．８６的偏移地震数
据更适合于高质量的弹性参数地震反演.尽管观测系统横纵比达到０．７６已满足常规山地宽方位采集要求,但其地震偏移成像数据道积分振幅值仍存在较为明显的面条状噪声.因此,我们利用退化处理分析方法根据特定地质需求进一步优化观测系统参数,以获得更高品质的地震数据
.
图６㊀D X 探区三维模拟数据不同横纵比地震成像数据的道积分结果
a 横纵比０．４７;
b 横纵比０．７６;
c 横纵比０．８６
１．２㊀应用效果
D X 深层页岩气探区位于川东南綦江地区高陡构造带,其地表地形属南方典型山地,海拔为２３０~
１３００m .该区块受多期构造作用叠加改造,高陡褶皱发育,上钻地质目标具有地层产状高陡㊁断裂发育㊁埋深大㊁各向异性强㊁优质页岩储层靶窗小(仅为８m )
且可压裂性存在明显空变等地质特征.因此,要实现对这些地质目标的充分探测,实现高产富集目标,就必须根据地质目标特征进行地质建模照明和模拟数据退化分析,从而设计出合理的观测系统,尽可能实现不同构造位置正向和方位照明充分㊁均匀㊁完备的高精度成像.
为此,将地质目标导向的高精度观测系统设计论证技术应用于D X 探区三维观测系统设计,首次在川东南探区提出了全方位㊁较小面元㊁高覆盖㊁均匀㊁对称的强耦合三维束状观测系统方案(２８L ９S ２５２T １R １９６F )
,主要参数见表１.该方案在理论上能够实现满覆盖次数为１９６次的三维地震采集,其中,单个排列片为２８线接收(每条线布设２５２道检波器)㊁９炮激发,排列横向滚动线数为１线.该方案面元为２０mˑ２０m ,接收线距和炮线距均为３６０m ,纵㊁横向覆盖次数均为１４次,
横纵比为１．０,炮道密度达４９ˑ１０４
道/k m ２,炮道均匀性为１,是目前川东南地区唯一满足广义均匀对称的
㊀㊀㊀㊀表１㊀D X 探区强耦合三维束状观测系统方案主要参数
采集项目D X 三维面元尺寸２０mˑ２０m
覆盖次数１４ˑ１４＝１９６
接收道数２８ˑ２５２＝７０５６
接收线距/m ３６０炮线距/m
３６０
最大纵向距/m ５０２０最大非纵距/m
５０２０
横纵比
１．０
炮道密度/(道 k m －２)
４９ˑ１０
４
全方位三维地震采集.
从图７所示的D X 探区全方位三维观测系统的理
论观测属性和实际观测属性看,该方案具有观测方位宽㊁覆盖次数高㊁方位偏移距覆盖次数分布均匀和采样脚印弱等４项特点,属于炮道采样对称均匀的宽
(全)方位㊁高覆盖㊁强耦合高精度三维采集,能够实现D X 探区地下目的层反射波正向和方位照明的相对充
分㊁均匀和完备,有利于叠前高精度地震资料处理.为进一步分析D X 探区三维观测系统在各方位地震反射信息采集上的完备性,进行了分方位叠加,
８
５１１石㊀油㊀物㊀探第６２卷
㊀㊀㊀㊀
叠加剖面如图８所示.可以看出,每个方位的地震道集均对高陡复杂构造成像有贡献,这说明该采集方案㊀㊀㊀㊀
对高陡复杂构造的成像是完备的,适合于后续全方位地震资料处理.从图９统计的不同方位叠加覆盖次㊀㊀㊀㊀
图７㊀D X 探区全方位三维观测系统的理论观测属性和实际观测属性
a 实际偏移距方位分布;
b 实际采集覆盖次数;
c 理论采集脚印;
d 实际采集十字排列;
e 实际采集偏移距分布;
f 实际采集方位角分布;
g 模型目的层反射波C
R P 面元正向照明能量;h 模型目的层反射波C R P
面元方位相对照明能量图８㊀D X 探区三维分方位叠加剖面
９
５１１第６期王静波等．面向深层页岩气 甜点 预测的地震勘探技术进展 以D X 探区全方位三维地震为例
数和二叠系志留系反射波信噪比来看,不同方位道集对高陡复杂构造成像贡献存在明显差异,方位角１２０ʎ~１５０ʎ和１５０ʎ~１８０ʎ的炮检对道集叠加成像信噪比较高,若合理利用,有利于进一步提升复杂构造深层页岩地层成像品质.这说明,炮道采样对称均匀的宽(全)方位㊁高覆盖㊁强耦合地震采集方案为高陡复杂构造高品质地震资料处理所需的数据科学优选和合理利用奠定了良好的基础.
从图１０可以看出,D X 探区全方位㊁
高覆盖㊁强耦合三维观测方案较二维地震采集系统有效改善了复杂构造的成像品质,精细落实了D X 探区与页岩气保存评价密切相关的断洼㊁断隆等构造细节,清楚地揭示出背斜区奥陶系志留系主控断层未出露地表(图１０a 中左边红色虚线圈),抬升区与齐岳山断裂带存在完整的断洼构造(图１０a 中右边红色虚线圈).D Y S １井的高产(试获日产气３１ˑ１０４
m ３)和D Y S ３
井的高压力系数(１．８１)均证明了D X 探区深层页岩
气为超压富集气藏,进一步佐证了D X
全方位三维地
图９㊀不同方位叠加覆盖次数(a )及二叠系志留系反射波信噪比(b
)图１０㊀D X 探区过D Y S １与D Y S ３井的三维(a )与二维(b
)地震资料叠前时间偏移剖面对比０
６１１石㊀油㊀物㊀探第６２卷
震采集有利于断洼㊁断隆等复杂构造高精度成像.值得注意的是,从图１１所示的D X探区全方位叠前成像道集来看,实际地震响应特征与理论模拟结果基本一致,说明该采集观测系统方案能够实现页岩各向异性信息的充分采集,特别适合于深层页岩气高精度地震成像㊁全方位处理㊁五维高精度地震解释以及各向异性信息提取,为深层页岩气有利目标的可压裂性 甜点 预测奠定了良好的基础
.
图１１㊀D X探区深层页岩三维地震各向异性信息充分采集示意
a页岩岩心;b页岩层各向异性介质模型;c观测系统玫瑰显示;d全方位叠前成像道集
㊀㊀此外,随着深层页岩气勘探逐步走向埋深更大㊁构
造更复杂的高陡构造带,宽方位㊁高覆盖㊁强耦合的观
测方案会得到进一步强化和应用,排列接收长度㊁道密
度和道数均会大幅提升,地质目标导向的观测系统精
准变观与强化设计需求增多,甚至会提出万道乃至几
十万道排列接收的需求.现有的仪器车＋采集站＋检
波器串组合的缆线施工方式,存在带道能力有限㊁障碍
区变观布设不便等诸多局限性,这给四川盆地南方山
地高精度三维地震采集施工带来极大的成本㊁风险和
技术挑战.因此,地质目标导向的高精度观测系统设
计理念要在南方山地的野外施工中高质量落地,还需
要将具有布设灵活㊁数据自收自储㊁不受缆线㊁仪器车
与采集站束缚等特点的新型采集装备(节点仪)[１５]与
节点＋宽方位㊁高覆盖㊁强耦合的高精度或高密度三维
地震采集理念相结合,进而实现复杂构造区深层页岩
气有利目标层的精准成像与甜点预测.
２㊀处理技术进展
２．１㊀全方位叠前信息保持处理技术
研究表明,从地震波中提取页岩地层叠前振幅随
偏移距变化(A V O)信息和各向异性信息是利用页岩
层裂缝㊁脆性指数㊁地应力等可压裂性 甜点 指标进
行参数预测的重要基础.因此,在最终的地震偏移成
果数据中,保留宽方位地震勘探采集到的地震波各向
异性信息十分必要.从地震资料处理角度看,关键是
要构建具有方位特性的叠前道集并进行全部方位的
独立叠前偏移成像处理.
目前,代表性的技术主要为炮检距向量片(o f f s e t
v e c t o r t i l e,O V T)技术㊁共偏移距向量(c o mm o no f fＧ
s e t v e c t o r,C O V)技术和角度域叠前全方位地震偏
移成像技术.许多学者跟踪研究并提出了各种改
进的方法技术[１６Ｇ１８].与此同时,随着计算成本降
低,角度域叠前全方位地震偏移成像技术(真三维
全方位处理)在复杂山地走向规模应用也指日可
待,是 十四五 时期值得发展的技术.就满足目前
全方位叠前偏移成像处理的工业化规模高效应用
来看,O V T域全方位地震资料处理技术是实现这
一目标的有效手段.
O V T技术[１９Ｇ２２]最早由V E R M E E R在研究采集
工区的最小数据集表达时提出,O V T片是十字排列
道集的自然延伸,是十字排列道集内的一个数据子
１６１１
第６期王静波等．面向深层页岩气 甜点 预测的地震勘探技术进展 以D X探区全方位三维地震为例
集.在一个十字排列中按炮线距和检波线距等距离划分得到许多小矩形,每一个矩形对应一个炮检距向量片(O V T 片),其个数理论上等于地震资料覆盖次数.将相同编号的O V T 片数据子集拓展到整个工区,组成了O V T 域单次覆盖数据集,独立偏移后的道集数据可同时保留方位角和炮检距信息.
显然,从所有不同编号的O V T 域单次覆盖数据集偏移结果中可以抽取并组成满覆盖的方位偏移距叠前成像道集(O V G 螺旋道集),结果如图１２所示.因此,O V T 域处理属于广义全方位真三维处理范畴.当原始三维地震采集基本数据集(如十字排列)相对均匀对称时,O V T 域叠前偏移可获得相对均匀㊁规则㊁保幅的方位偏移距叠前成像道集(O V G 螺旋道集)
,特别适用于五维解释㊁方位各向异性分析及叠前反演工作.反之,若三维采集方位偏移距分布不均匀㊁十字排列样式多变㊁不对
称,将会导致O V T 片划分不均匀㊁片内道集数据条带状缺失,偏移后的O V G 螺旋道集缺失明显㊁信噪比低(图１３).因此,O V T 域全方位地震资料处理价值在宽方位㊁高覆盖㊁强耦合地震数据中尤为显著,能够获得相对规则㊁保幅的O V G 螺旋道集,
充分保留页岩气地层各向异性信息,为基于横向同性(T I )或正交各向异性(O A )介质模型的页岩气 甜点 预测奠定高品质数据基础.为解决复杂山地变观造成的O V T 域地震道数据缺失㊁不规则问题以及满足页岩层各向异性振幅信息提取需要,可引入匹配追踪傅里叶地震数据内插规则化(m a t c h i n gp u r s u i tF o u r i e ri n t e r p
o l a t i o n ,M P F I
)[２３Ｇ２４]㊁非刚性匹配地震同相轴时差校正[２５Ｇ２６]和椭圆拟合方位各向异性时差校正[２１]
等关键技术,
建立适应于复杂山地的O V T 域全方位地震资料处理技术流程(图１４)
.图１２㊀O V T 域数据划分及螺旋道集示意
a 十字排列;bO V T 片划分;c 相同编号O V T 片展布;dO V G
螺旋道集
图１３㊀采集均匀性差的三维地震数据O V T 域处理效果示意
a 方位偏移距分布不匀;
b 十字排列不对称;cO V T 片内数据缺失;dO V G
道集缺失
图１４㊀复杂山地O V T 域全方位地震资料处理技术流程
２
６１１石㊀油㊀物㊀探第６２卷
２．１．１㊀变观地震数据内插规则化
对于复杂山地野外施工炮检点变观造成的O V T 片内部数据缺失与不规则,在地震资料处理时若不加以解决,易引起偏移噪声,从而降低地震成像质量.解决办法之一是对O V T域数据进行内插规则化.目前内插方法主要包括满足炮检点互易原理的O V T片借道法与基于地震数据时空(X,Y,T)㊁偏移距㊁方位角五维信息的匹配追踪傅里叶数据内插规则化技术.图１５为M P F I数据规则化前㊁后相同编号的O V T 片属性及其单次覆盖数据集,M P F I数据规则化解决了
炮㊁检点变观造成的偏移距向量片数据缺失与不规则问题,为后续叠前偏移成像奠定了较好的数据基础
.
图１５㊀M P F I数据规则化前(a)㊁后(b)相同编号的O V T片属性及其单次覆盖数据集２．１．２㊀O V G道集同相轴时差校正
实际地震资料处理中,O V T偏移后的O V G道
集同相轴往往会出现螺旋状的抖动,这表明O V G道
集同相轴仍然存在剩余时差.该时差包含了两个成
分,一个是岩层各向异性引起的,另一个是偏移速度
模型精度不够引起的.因此,直接提取时差来进行各
向异性分析获得的是视各向异性地震属性,只能用于
表征宏观趋势.此时,需要进行O V G道集同相轴时
差校正,提取O V G道集分方位偏移距振幅信息进
行高精度地震反演㊁工程甜点参数预测以及五维地震
精细解释.
除了基于模型驱动椭圆拟合方位各向异性时差
校正外,常用的数据驱动同相轴时差校正方法通常有
两种.一种是相干法校正,即选取分析时窗,求取校
正量,从而对道集进行校正.该方法简便易行,但存
在一定缺陷,具体表现为时窗内外的波形存在时移量
差异,只能将时窗内的同相轴校平.另一种方法是位
移法,又称为非刚性匹配(n o nＧr i g i dm a t c h i n g,N R M)
法,其方法流程如图１６所示.首先,将O V G道集的
近偏移距进行叠加,形成叠加模板;然后,将O V G道
集中的每个O V T片数据与叠加模板数据进行三维
像素匹配,求取随时间轴动态变化的位移场,并将得
到的位移场进行平滑编辑,去掉高频位移量,防止出
现位移畸变;最后,将编辑后的位移场应用于O V G
道集,即可得到非刚性匹配法时差校正后的O V G道
集
.
图１６㊀非刚性匹配法流程示意
㊀㊀相干法只能将分析时窗内同相轴校平,时窗外通
常还存在一定程度的同相轴扭曲,N R M法能够将
O V G道集的浅中深层同相轴同时校平,效果优于
相干法(图１７).与相干法校正后的偏移叠加剖面相
比,采用N R M法得到的剖面层间信息更加丰富,信
噪比有所提升(图１８).
３６１１
第６期王静波等．面向深层页岩气 甜点 预测的地震勘探技术进展 以D X探区全方位三维地震为例。