井震数据联合拓频的可行性分析

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【摘 要】随着油气勘探的深入和技术的发展，为了能够更加精细解释地层、构造、储层等地质目标，对地震资料的分辨率提出了越来越高的要求。提高地震资料分辨率是地震数据处理过程中的关键。为此，我们有必要研究能否利用地面地震和井间地震各自在横纵向分辨率方面的优势，通过运用井震联合拓频技术，来提高地面地震的分辨率。

【关键词】地面地震 井间地震 联合拓频

1 前言

从“六五”开始，我国就把提高地震勘探的分辨率列入科技攻关项目，提高地震勘探的分辨率已成为一项长期的科学研究课题，它受到多学科技术发展水平的制约，只有依托相关学科的技术发展，才会促进地震勘探技术自身的发展。就专业本身而言，它又与数据采集、处理、解释有着紧密的联系，是一项复杂系统工程。经过三十多年的艰苦努力，地震勘探的分辨率有了显著的提高，得到了一批有意义的成果[1]。但是，现今地震勘探的分辨率仍然满足不了精细地质解释的要求，特别是在油田开发方面，其矛盾显得尤为突出。

传统的联合拓频仅使用测井资料作为单一的约束条件。油田进入开发后期，采集了越来越多的井间地震资料，井间地震具有较高的纵向分辨率，其分辨率接近测井数据的分辨率，且其观测范围从某一井点拓展到了两口井之间的连线；地面地震资料的优势在于具有较高的横向连续性，有利于刻画大的地质构造；但其纵向分辨率不能满足日益精细的地震勘探的要求。因此有必要研究如何将两种数据有机结合，形成一个既具有较高纵向分辨率，又具有较高横向分辨率的地震数据体。这对于处于开发后期的东部油田摸清剩余油分布规律，增储上产具有重要的作用和全新的意义。

2 井间地震资料的特点

井间地震和常规地震相比，由于将震源和检波器都置于井中，可以较好地避开衰减严重、非均质性严重的近地表低速带的影响，尽量接近目的层或者直接布置在目的层上，地震波可以直接穿越两井之间的目标层，减少了不必要的衰减，提高了地震数据的频率成分，并可以记录隐含地质信息的直达波等各种有效波，信噪比甚至可以高出几个数量级。井间地震资料的分辨率介于地面地震和测井资料之间，通过井间地震资料，依赖于井的精细标定和向外扩展，可以对地面地震资料进行比较精细的构造解释，提高了地震资料层位标定的精度。一般情况下，在500m井间距离下的砂岩地层中，频率可达到150Hz～300Hz，具有较高的地震分辨率，这为描述储层性质，进行油藏精细研究提供了准确的第一性资料。

井间地震资料与地面地震和VSP资料同为地下介质的波场信息响应载体，反映的是地下介质的地质特点，地面地震和VSP成像资料解释的方法技术在井间地震资料解释中依然适用。由于井间地震成像结果的分辨率接近于测井资料，相对于地面地震及VSP资料来说，井间地震资料更便于结合测井资料对地质构造、岩性、沉积、流体等储层解释结果进行约束，更便于结合测井资料的地质解释方法进行井间地质解释工作，从而更易于把测井资料精确解释的结果从单井拓展到井间[2、3、4]。

井间地震成果资料丰富，可利用的波场信息多。图1是井间地震波场类型及成像技术示意图[2]。

图1 井间地震波场类型及成像技术[2]

通过实际井间地震资料的系统分析，我们认为井间地震具有与地面地震及VSP技术明显不同的特点，主要有[5]：（1）波场复杂。丰富复杂的井间地震波场是一柄双刃剑，一方面，各种波场相互叠置形成干扰，应用常规的方法难以区分。另一方面，多种波场的存在又增加了井间地震技术的用途。（2）管波发育，且能量较强。井间地震的管波与测井中的单井管波不同，它是一种由沿井筒传播的波与沿地层传播的波组合而成的波，其主要特征与直达波以及一次反射波等有效波至存在明显差异。（3）反射角度大。井间地震的反射波属于大角度反射波，一般反射角均在15o以上，但多数情况下，反射都落在临界角以内，可以正确成像。（4）频率极高。一般可达到地面地震资料分辨率的10倍左右，主频高达300～400 Hz，具有很高的分辨率。但高频也给资料处理带来困难，主要是要求处理的精度大幅度提高。但只要处理得当，完全可以获得正确的有效反射波场信息。

井间地震技术作为一项特高分辨率的勘探技术，在油气开发与生产中将发挥越来越重要的作用。从方法技术的角度看，正是由于井间地震技术的出现，才使得原本断裂的方法技术链条得以完整，进而使我们能够获得具有连续分辨率的地球物理资料，达到完整地研究地下不同尺度的地质目标的目的。

当然，它也有着自身的一些局限，主要表现在探测范围有限，仅仅能够获得2口井之间的二维信息。这对于注重横向预测和整体空间研究的油藏而言，无疑难以满足要求。但是，与测井相比，井间地震无疑大大增加了探测空间，实际资料也说明，井间地震技术已经将接近测井记录分辨率的地震成像拓展到了井间。

实际应用表明，利用高精度的井间地震成像资料，能够更加精细地描述储层/油藏的构造和沉积特征、储层/油藏的横向变化及连通性、检测油气与裂缝、监测驱油后的油气分布、寻找漏失油层、指导油气开发动态管理、提高采收率等等。

井间地震资料主频、频带宽度随目的层的埋深、岩性、流体性质的变化而变化。一般来说，目的层埋深大、岩石结构致密、层速度高，井间地震资料的频带范围宽、主频高；目的层埋深浅、岩石结构疏松、层速度低，井间地震资料的频带范围窄、主频低。资料分析结果表明：垦71区块目的层埋深1100-1750 m，时间域的井间地震资料频带为8～180 Hz，主频为60～70Hz；常规地震（目标处理后）资料的频带为8～80 Hz，主频为30～40 Hz；罗家地区目的层埋深2500～3000m，井间地震资料时间域频带范围30～600Hz、主频220Hz；埕913-1—913-7—913-6井目的层埋深1600～2200m，井间地震资料时间域频谱范围30～500 Hz、主频180Hz[6，7]。

3联合拓频的可行性分析

在拓频技术研究中，并不是频宽越大越好，李庆忠院士曾指出：分辨率和频宽成正比这句话虽然不错，但是不能光看频宽数值愈大愈好，还要注意不要丢掉低频成分。那种丢掉低频成分的、表面上看来主频较高的分辨率是假分辨率[8]。

井间地震和地面地震是不同的地球物理观测手段对同一地球物理场观测，各有优势，又相互印证，通过不同的观测系统得到的不同尺度数据，这也是进行联合拓频的基本条件，正因为观测系统的尺度存在差异，所以可以利用具有较大频宽的数据对较低分辨率的数据进行补偿和拓展。

联合拓频不是无米之炊，三维地震资料的质量是井地联合拓频的关键。要研究原始地震资料的质量，看原始地震资料能否达到联合拓频的要求，时频分析是一个十分必要的工具。时频分析技术可以用来分析地面三维地震资料和井间地震资料的频带分布情况，看其频带重合程度是否满足联合拓频的基本要求，以及分析两种资料的高频段是有效信号还是噪声。联合拓频的的地震数据资料必须有一定的频带重合，有重叠，拓频处理存在基础；没有重叠，拓频结果不可靠，拓频可能不成功。

原始资料的质量主要有两个方面的内容：一方面，原始地震资料必须具有一定的信噪比；另一方面，原始资料必须含有研究目标频带的频率成分。信噪比太低，对联合拓频是不利的，因为地震数据的噪音在处理过程中往往会被放大。原始资料中是否含有目标频带的频率成分是联合拓频的关键，如果原始资料为一窄频带带通地震记录，根本就不含有任何高频成分，无论采用何种联合拓频方法获得的高频成分都是不可靠的。使用时频分析技术，研究原始地震资料能量的频率展布及各级别、各类型层序体显示情况和特点，确定待补偿的频率成分，并讨论实现补偿的可能性。决定频带补偿可能性的关键是层序体地震响应频带内的信噪比，如果需要补偿的频带内含有的微弱能量显示为有效能量，那么频带补偿是可行的；如果原始资料中需要补偿的频带内的能量为噪音，那么这种地震资料用于联合拓频，很难取得效果。

4结语

通过对井震联合拓频的可行性分析，可知地面地震和井间地震是两种不同的地球物理观测手段，各有优势，通过联合拓频将两种资料有机结合，可以获得纵向上具有高分辨率，横向连续性较好的地球物理资料；而且，地面地震与井间地震等不同地球物理观测手段对同一地球物理场观测，各有优势，又相互印证，多种资料可以有机结合，提高对地下地质体。

参考文献：

[1] 熊翥.我国物探技术的进步及展望[J].石油地球物理勘探，2004，39（3）：354-358.

[2] 唐金良，曹辉，郭全仕 等.井间地震资料解释方法技术及其应用[J].石油物探，2006，45（6）：624-629.

[3] 曹辉.井间地震技术发展现状[J].勘探地球物理进展， 2002， 25（6）：6-10.

[4] 陈世军，周建宇，王延光 等.井间地震技术在樊124井区的应用[J].石油物探，2003，42（3）：369-373.

[5] 曹辉，郭全仕，唐金良.井间地震资料特点分析[J].勘探地球物理进展，2006， 29（5）：312-317.

[6] 李九生，夏吉庄，乔玉雷.井间地震资料解释方法初探[J].油气地球物理，

2005，3（2）：27-30.

[7] 周建宇，何惺华，李安夏.罗家地区井间地震方法与效果[J].石油地球物理勘探，2001，36（6）：745-753.

[8] 李庆忠.走向精确勘探的道路[M].北京：石油工业出版社，1993.