岩性油气藏高精度地震勘探关键技术

近几年，岩性油气藏是渤海湾盆地南部各油田资源接替的重要阵地，由于其地质特点，对地震资料采集和处理提出了更高要求，为了提高岩性油气藏的分辨率和成像精度，“十一五”期间进行了相应地震资料采集和处理技术的攻关研究，形成了减弱采集痕迹的观测系统设计、叠前相对保幅去噪、高分辨率处理为主的配套技术，形成了河道砂体描述系列、砂砾岩体描述系列、浊积岩描述系列等高精度复杂岩性描述技术体系（表4-15），提高了纵横向地震分辨能力，提高了岩性识别能力和描述精度。

表4-15 岩性油气藏高精度地震技术对策

（一）岩性油气藏地震采集关键技术

1减弱采集痕迹的观测系统优化设计技术

采集痕迹主要是指由观测系统、地形地貌、处理参数等外在因素造成的地震采集资料上存在的地震属性的失真，表现形式是在时间切片上，振幅发生周期性的变化。三维观测系统采集痕迹分析，是将偏移距叠加次数划分为多个区间，然后分别作出各个区间内的覆盖次数分布图，如果各个分偏移距图上，各个面元处的覆盖次数均相同的话，便判定该观测系统的采集痕迹为最小。

其基本原理为基于共中心点假设条件下，根据地震反射波振幅随着入射角度的变化，在地层分界处，地震波的能量会在反射波与透射波之间进行重新分配，这一过程满足Zoeppritz方程组。假设震源为点源，波场以球面波方式向外传播，考虑地震波传播过程中的球面扩散效应，在小角度反射条件下，计算地震波传播过程中的一种简单近似能量变化权系数：

成熟探区油气精细勘探理论与实践

式中，w为权系数，θ为入射角的倾角，该权系数的计算考虑包括目的层上覆介质的等效速度，目的层深度，地层反射系数等因素，然后根据上述权系数模拟地震波振幅的方法生成针对目的层的模拟振幅水平切片，进行采集痕迹分析。

对不同观测系统参数进行分析：

（1）横向滚动距离、炮线距和接收线距是影响采集痕迹的几个主要参数，横向滚动距离、炮线距和接收线距越大，采集痕迹越严重；

（2）随着目的层埋深增大，采集痕迹影响减小；

（3）宽方位角比窄方位角的观测系统采集痕迹小；

（4）当炮线距与接收线距相近时，观测系统类型对改善面元属性分布影响较小；当炮线距远大于接收线距时，观测系统类型对改善面元属性分布影响较大。

采用这种方法衡量不同观测系统参数对于采集痕迹的影响，对比不同横向滚动距离、不同接收线距、不同类型观测系统以及不同目的层埋深的观测系统参数，从而进一步优化和选择观测系统方案。

2精细表层结构调查技术

1）表层结构探测技术

相对传统的小折射和微测井等表层探测方法，目前表层调查技术日趋多样化，包括岩性取心、近地表测井、地质雷达、岩性探测、小型地震仪、MVSP、层析反演等方法。采集的表层参数也更加丰富，包括近地表的速度、吸收衰减参数、品质因子、流体指数、塑性指数等参数。在五号桩工区，首次引入表层取心、静力触探、岩土力学参数测试等岩土参数调查方法，结合常规方法对第四系冲积平原覆盖区的近地表激发介质性质进行了精细研究与试验。

2）基于近地表多参数模型逐点设计井深技术

针对表层建模的特殊要求，对比分析绿山、克浪和surfer三套软件的优缺点，研究出一套能够用于近地表建模的工作流程，能够解决当前野外生产的实际问题，弥补了目前没有同类软件功能的现状。设计实现流程为首先联合解释近地表试验数据，加载多元属性数据，建立一致近地表模型，然后逐点计算激发井深，输出激发井深等值线图。

（二）岩性油气藏地震资料处理关键技术

1叠前相对保幅去噪处理技术

属性分析及反演是岩性储层预测的重要手段，而地震资料的相对保幅性又决定了属性分析和反演精度，因此提高地震资料去噪处理的保幅性对岩性油气藏勘探具有重要作用，主要研究应用了小波变换与径向道联合压制面波技术、基于振幅统计的分频去噪技术、基于波动方程的反馈环法多次波压制技术、和余弦逼近法钻机干扰压制技术。

1）小波变换与径向道联合压制面波技术

依据面波与有效信号在频率、能量及速度等方面的差异，利用小波变换的分频功能和径向道变化的方向性，在面波区域内对面波进行有效压制，不仅保证了面波的压制效果，而且对面波区域内的低频有效信号影响很小。由图4-118可看出，该方法面波压制效果很好，并且对有效信号的影响很小。

2）基于多道振幅统计的分频去噪技术

对给定的叠前地震资料，通过傅里叶变换进行分频处理，得到多个分频带数据，然后对每个数据分时窗进行多道振幅统计，根据时窗内的统计值与多道统计的均值进行比较来确定门槛值，压制异常噪声。这种去噪方法能够较好地压制异常振幅噪声，同时对有效信号影响很小（图4-119）。

3）基于波动方程的反馈环法多次波压制技术

一个单炮实验形成一个单炮记录，多个单炮记录按一定规则排放成一个大地震数据体。对该地震数据体做关于时间参量的傅立叶变换，即把时间域地震数据变换为空间频率域数据。于是大数据体被分解为一系列的频率切片。这些频率切片是相互独立的。可以对每个频率切片进行单独处理，每个频率切片形成一个数据矩阵。图4-120是反馈环法压制多次波模型试验，图4-121是反馈环法压制多次波的实际处理效果，多次波基本被压制干净，信噪比有很大提高；速度谱上有效波能量团集中，剖面质量大幅提高。

图4-118 小波变换和径向道滤波联合压制面波的效果

图4-119 基于多道振幅统计的分频去噪

图4-120 多次波模型（左）、压制后的效果（中）、预测出的多次波（右）

图4-121 压制多次波前后剖面对比及压制的多次波

2精细近地表静校正技术

在高精度地震勘探中，勘探区域表层结构的纵、横向变化产生的低降速层静校正量对地震数据处理结果的影响较大，特别是复杂地表的地区，其静校正问题尤为突出。

1）层析反演静校正

图4-122a是永新地区431线原始叠加剖面，由于低速带变化大，存在着较大的长波长剩余静校正量，存在明显的纵贯剖面的错断，同相轴扭曲，使其不能用于正确解释。图4-122b是431线作了折射波静校正的叠加剖面，消除了低速带变化的影响，也消除了长波长剩余静校正量，叠加剖面成像清晰，但仍然存在校正不足的问题。图4-139c是431线作了层析反演静校正的叠加剖面，与前两者相比反射层连续性好，层间关系清晰，成像得到了较大改善。

2）反射波剩余静校正

反射波剩余静校正是建立在速度模型准确的基础上的，静校正量的估算采用的是NMO以后的道集；而速度的估算与分析又要求在不存在静校正量的道集上，否则，速度分析质量和精度会大大降低。地震波的高频、低频所含有的校正量不同，不同的频率段内分别计算校正量，最后采用全频带做一遍静校正，故采用分频剩余静校正技术进行三维处理。反射波剩余静校正的实用效果如图4-123所示。

图4-122 层析反演静校正的实用效果对比

图4-123 剩余静校正前（左）、后（右）的剖面效果

3提高分辨率关键技术

1）多道加权统计谱模拟反褶积技术

目前用于提高分辨率的方法较多，比较常用的有叠前炮域地表一致性反褶积、叠前共中心点域子波反褶积技术、频谱约束高频加权提高分辨率技术、CMP域Q补偿等提高分辨率技术。为了改善反褶积效果，针对性地研究了多道加权统计谱模拟反褶积技术。

图4-124是谱模拟反褶积结果。由于谱模拟反褶积考虑了频率特征，信噪比和时空变换，浅层和深层的频率标准适宜，反射层序关系得到较好保持。借助资料本身的信息提高了特别是薄层发育地区资料的分辨率，反射同相轴清晰，反射波组连续性较好。

2）井控反褶积处理技术提高地震资料分辨率

东濮凹陷具有典型的含盐砂泥岩薄互层沉积特点。上覆岩盐地层具较强屏蔽作用，往往造成目的层段主频低，难以有效分辨储集层，通过开展井控反褶积提频处理，提高了地震资料对目标砂体的识别能力。图4-125为地震资料提频前后对比，可以看出提频后的频带宽度及主频明显提高，为目标砂体的地震识别提供了更好的资料基础。

图4-124 谱模拟反褶积叠加剖面

图4-125 提频处理前后地震资料对比

（三）典型岩性油藏预测关键技术

1浅层河道砂岩精细描述技术

通过岩石物理分析及正演模拟可知，河道砂体基本表现为中强振幅反射特征，利用三维立体显示、频谱分解技术可以实现对砂体的追踪、描述。

1）频谱分解技术

经过定比例的频谱数据体，就可以通过浏览不同频率的切片，了解各个切片能量分区性特征，根据组合规律确定沉积体系的展布和地层韵律层特征厚度，来对沉积体成像。在部分情况下，沉积体的地震道振幅明显增大，在主频附近很宽的频带范围内都有很清晰的显示（在地震剖面上特征明显的河道）；但大部分情况下，在研究地层单元内，沉积体的地震响应很微弱，需要详细频率扫描，确定韵律层的特征单层厚度。例如在100Hz的频率切片上，高值区反映了5ms时间厚度的韵律层组合占优势，25Hz频率切片上的高值区则反映20ms时间厚度的韵律层组合占优势。

通过频谱分解处理，较好地揭示老河口地区河流的空间演化（图4-126）。从下至上变频扫描，将不同砂组、不同期次的河道演化、平面展布动态地展现出来。

2）油气检测技术

（1）叠前CIP角道集AVO特征检测油气。通过正演模型和过井CRP道集分析，油气层具有Ⅲ类AVO异常特征，可以应用叠前CIP角道集AVO特征检测油气。如垦东47井钻遇多套油气层，叠前CRP道集上均表现为振幅随偏移距增大而增大，非油气层则表现为振幅随偏移距的增大而减小；垦东82井钻遇的水层，叠后剖面亮点特征明显，难以与油气层反射区分，而叠前CRP道集则表现为振幅随偏移距增大而减小。

（2）远角叠加地震资料油气检测。远角叠加地震资料突出了油气对地震反射的贡献，可以直接进行油气检测。如垦东北部油气层在叠前角道集上具有振幅随入射角增大而增大的正异常特征，分角度部分叠加后，远角叠加地震资料上油气层表现为明显的强振幅反射特征，而非油气层则没有此特征。图 4-127是远角叠加地震资料沿馆四段解释层位开取时窗（包含馆上段Ⅳ、Ⅴ砂组）提取的均方根振幅图，除垦东81井外，油气井（垦东34、垦东341等）均落于强振幅反射区；而空井（垦东346、垦东471、垦东482、垦东82）均落于弱振幅反射区。检测结果与实钻结果吻合程度很好，吻合率高达93%。

图4-126 老河口地区馆陶组分砂组频谱分解图

图4-127 远角叠加地震馆上段Ⅳ、Ⅴ砂组均方根振幅图

（3）叠前反演技术。叠前反演得到的纵、横波速度及密度成果，从不同侧面反映了岩性及流体特征，针对目的层段的油层岩石物理参数，开展了纵横波速度比分析和纵、横波速度联合解释方法研究，对目的层段油层分布特征进行了描述。最后对AVA同步反演结果分析认为，叠前反演的泊松比、Vp/Vs参数对储层有识别效果，厚油层在剖面上有较好的响应，剖面与测井信息的对比效果良好。

2地震属性预测划分浊积岩有利储集相带技术

浊积砂油气藏是一种重要的隐蔽油气藏类型，一直是近十年勘探的重点，滑塌浊积砂体一般个体小、横向变化快，难于追踪和描述，给勘探开发带来了一定困难。经过多年来以地震资料为主的浊积砂体油气藏识别与描述技术不断提高和完善，形成了一套适用浊积岩储层描述的技术方法，包括储层几何形态的确定，储层的埋藏深度、厚度、空间展布预测等方面，关键技术主要包括：

1）地震相分析技术

地震相可以一定程度反映出岩相的特征，地震相分析就是以实际地质资料为基础，利用地震参数结合井下和地面资料综合解释沉积环境和沉积体系。通常采用神经网络方法划分地震相，就是利用波形的相似性和地震属性进行地震相分析。

2）分频分析技术

地震分频信息可以有效识别储集层时间厚度的变化及检测地质体横向不连续性，其基本算法是离散傅立叶变换(DFT)或最大嫡方法。根据DFT算法，每个薄层产生的地震反射信号在频率域都有一个与之相对应的特定的唯一频率成分。调谐反射振幅谱的相干信息揭示了地震反射波的单个薄层信息，可以更准确估算薄层厚度；利用相位谱上相位的不稳定性，可以识别地层横向不连续性，如层间小断层、裂隙及沉积相带变化；再结合振幅谱、相位谱相关干涉现象，可以快速有效地识别岩性、物性变化和进行成图。该方法适用于储层对某一频率响应较好的地区。

3）地震属性优化识别技术

地震属性比常规地震剖面在平面上有更强分辨力，能反映地质体空间变化。图4-128是王58井区浊积砂体振幅类属性优化分布图，可较准确确定王58井区浊积砂体物源方向和砂体发育范围。

图4-128 王58井区浊积砂体振幅类属性优化分布图

3砂砾岩体期次划分技术

砂砾岩体作为重要的储集体类型之一，针对砂砾岩体油藏勘探实际问题，从砂砾岩体沉积环境分析、正演模拟、高分辨率层序划分及多属性储层综合预测等方面展开深入研究，取得了重要进展与良好应用效果，形成了砂砾岩体地震描述技术流程。其中针对砂砾岩体勘探最有成效的关键技术——砂砾岩体期次划分技术。

1）单井期次划分

首先利用岩心资料，观察岩石类型、粒度变化、沉积构造等，据此划分出岩心级别的沉积旋回；其次，将岩心资料和测井资料进行标定，建立起测井旋回标志；再次，根据测井曲线的叠加模式，利用层序地层学进积、加积、退积的叠加样式的分析方法，划分出高级别的旋回。为了弥补岩心资料不足，同时利用FMI成像资料进行旋回划分，通过将FMI图像和岩相特征建立关系，实现不同级别沉积旋回的划分。

2）井震结合划分大尺度沉积期次

大尺度沉积期次一般在地震资料上有较明显的反射特征，可通过地震反射特征和同相轴接触方式，进行大尺度期次界面的识别。同时，利用单井旋回划分对地震资料进行标定，划分出大的沉积期次。

3）小尺度沉积期次对比

根据事件性沉积泥岩稳定分布的特点，采取对比泥岩的思路对砂砾岩体进行小尺度沉积期次对比。

4）时频分析技术划分砂砾岩体沉积旋回

时频分析是通过提取薄互层结构信息研究砂砾岩体内幕变化的有效手段，研究对象是不同级别的层序体及其内部结构。时频分析技术的应用使砂砾岩体勘探不再局限于包络界面构造形态描述，而是将研究对象缩小为一期扇体(砂层组)。

（四）民丰高精度地震应用

民丰地区位于济阳坳陷东营凹陷北部断裂带，东营北带断裂系统发育，油气源丰富，已发现砂砾岩、浊积岩和复杂断块等多种类型的油气藏。

民丰地区已被三维地震覆盖，包括民丰、永安镇西、胜北三维，周边有胜利村、盐北、盐家、丰4井、辛镇等工区。民丰地区及周边的老三维地震采集观测系统存在总覆盖次数偏低、面元网格较大、最大炮检距偏小、观测系统属性差等不足。勘探难点主要是构造破碎、多期叠置形成的砂砾岩体纵横向变化十分复杂，常规地震剖面只能识别砂砾岩体包络面，砂砾岩体期次、内部反射结构较难识别，造成了储层对比困难，隔夹层识别难度大，是砂砾岩油藏勘探开发面临的主要问题。

根据东营北带砂砾岩勘探需要，实施了民丰高精度三维地震，满次覆盖面积1021km2。采用针对地质目标的观测系统设计、保幅去噪和复杂构造成像技术，解决了沙三段浊积岩尖灭点不清，反射较弱以及砂砾岩体包络面及内幕反射特征不清等问题，对复杂地质体的描述起到了很好的指导作用。

1地震采集关键技术

民丰三维位于东营市东营区和垦利县境内，黄河从工区北部穿过，受黄河冲积影响，表层松软，造成该区中浅层的分辨率低，主要难点在于如何提高资料分辨率，从提高激发频率的角度考虑，采用了延迟震源激发技术。

根据民丰地区表层结构特点，在12～16m存在一套胶泥层，适合应用延迟激发。延迟叠加震源激发将多个小药量药柱在垂向上进行组合激发，通过合理设计药柱之间的距离使震源在垂向上互相叠加，继承小药量激发地震波高频丰富的优点，而且可以通过各级药柱爆炸的延时，使得有效的能量在垂直向下的方向上能量叠加，产生大能量的地震波。同时，在垂直向上方向上减小对地面的震动效应，压制次生干扰波，有效地提高了激发的频率，增强了信号的能量（图4-129）。

2地震资料处理关建技术

民丰工区地处油气资源丰富的东营北带，本区断层发育，小断块多而复杂，油气藏类型丰富。需要拼接的区块较多，资料存在能量、信噪比、相位、频率等方面差异，且工区内有较强的大钻干扰，处理难度较大。民丰地区高精度三维地震资料的主要地质任务是搞清区内地层分布与基岩古断剥面的接触关系；提高中深层的分辨率，查清砂砾岩体顶面及其内幕的地震反射特征。通过加强地质认识，围绕着地质任务，对工区勘探开发现状、老资料存在的问题、野外采集资料进行了全面细致的分析，根据资料分析情况和叠前时间偏移技术要求，确定处理重点，采取针对性措施解决了连片资料的一致性问题、大钻干扰、中深层反射能量弱、分辨率低等影响偏移成像的问题（表4-16）。

图4-129 民丰地区延迟激发与常规震源激发单炮记录对比（固定增益）

表4-16 民丰地区资料处理重点及解决方法

3地震解释及应用效果

1）砂砾岩体沉积期次划分

在高精度三维地震资料的基础上，基于砂砾岩岩石物理分析及正演模拟，对砂砾岩进行识别，利用时频分析技术较为准确地划分出砂砾岩体的沉积期次，同时也保证横向追踪的等时性。

砂砾岩期次划分结果如图4-130所示，盐16和盐18钻遇的为沙三Ⅰ期，该期砂砾岩体埋深较浅，具有背斜形态的砂砾岩体成藏最为有利。盐22、永920钻遇的为沙四的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期，此时发育的砂砾岩体极易发育二次滑塌砂砾岩体，随着物源的进一步推进，储层物性得到有效改善，含油性增强，盐22和永920的成功证实了这一点。在沙四下时期主要发育沙四Ⅳ－Ⅸ期，此时随着埋深的增大，孔隙度进一步降低，虽然储层的物性稍差于沙四上地层但由于紧邻烃源岩，仍能捕获到丰富的油气。因此丰深1在4316m井段获得了高产工业油气流，丰深3进一步突破了储层含油下限。而在胜坨地区，由于胜北断层的影响，砂砾岩体的期次发育有所缺失，仅能划分出8个期次，依次对应盐家－永安地区砂砾岩体的沙三Ⅲ期，沙四Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ期。

2）砂砾岩分布预测

在东营凹陷北带东段地区，沙四上段砂砾岩扇体是该区的主要含油目的层系之一。在合成记录标定T6反射层及砂砾岩期次划分的基础上，分期次开取适当时窗，利用地震属性技术进行预测，取得明显效果，较准确地确定了坨121古冲沟、盐16古冲沟、盐18古冲沟的砂砾岩体的发育规模及展布特征，图4-131为沙四上I期砂砾岩体空间展布（图中红**为砂砾岩发育区）。部署的永920、盐222和永928、盐227、永930、坨767、坨769等井都相继获得了成功，大大推动了该区砂砾岩体油藏勘探。

图4-130 丰深1—盐22砂砾岩体期次划分剖面

图4-131 东营北带东段沙四上I期砂砾岩体空间展布

3）油气勘探开发效果

基于高精度资料，在民丰地区盐16、盐161斜2等区块发现并落实砂砾岩叠合圈闭面积3209km2，已经部署探井37口，钻探探井27口，探井成功率70%。2009年整体上报盐家地区探明储量4167×104t，使东营北带砂砾岩扇体油藏成为继滩坝砂岩之后胜利油田最主要的探明储量阵地。目前盐22井区和永920井区已投入开发，成为重要的产能建设阵地。

采矿陷落区又叫采空区

采空区是由人为挖掘或者天然地质运动在地表下面产生的"空洞"，采空区的存在使得矿山的安全生产面临很大的安全问题，人员与机械设备都可能掉入采空区内部受到伤害。

由于一些地方对采空区疏于及时有效的回填和注浆治理，使中国地下采空区面积越来越大。采空区改变与破坏了地球表面和岩石圈的自然平衡，就会产生采空区塌陷等地质灾害。

采空区塌陷是因矿体(层)采空、覆岩破坏引起的。埋藏于地下的各种大小矿体被采动、掘空后，矿体上部覆岩的力学平衡就会被打破。在重力和应力作用下，便产生裂隙和断移，地下水乘虚而入，通过裂隙向采空区渗漏，这又加速了覆岩的破坏，引起岩层和地表移动，最终形成了采空塌陷区。

塌陷区不仅会导致地下水枯竭，耕地破坏，生态环境恶化，还会使当地房屋受损，道路地裂变形，高速公路、铁路、机场等重大工程以及城市建筑因处理采空区塌陷而增加建设难度和费用。此外，地表裂缝会为地下自然煤层提供充足氧气，地下煤火会使采空区顶板承压减弱，冒落加剧，地裂缝加宽、加长，最终形成“地裂—火区—地表裂陷”的恶性循环。

探测方法

一、重力勘探方法

重力勘探方法是利用地下地质体质量亏损或盈余，在地表观测他们引起的重力异常，从而确定地下地质体的分布、大小、边界等。采空区因开采形成质量亏损，从而形成低重力异常。在煤矿采空区保存完整时，形成低值剩余重力异常。在采空区塌陷而不充水时，质量亏损值不变，但负密度值减小而影响厚度增大；充水时,亏损质量得到一定补偿,比在不充水的同样情况下，负密度值减小。无论在采空区实际存在哪种情况，按一般规律都可测出局部剩余重力异常。使用高密度、高精度微重力测量和适当的资料处理解释方法,在面积上控制采空区范围。采用数字地形多剖分体高精度地改方法及三维解释方法，以达到提高解释精确性。

二、电磁方法

1、高密度电阻率层析成像法

在现场测量时，将全部电极设置在一定间隔的测线上，然后用多芯电缆将其连接到程控式多路电极转换器上，使电极布设一次完成。为了准确、快速地采集大量数据，测量时通过程序控制实现电极排列方式、极距和测点的快速转换。并利用与系统配套的电法处理软件，对采集的数据进行各种处理，结果进行图示，使解释工作更加方便、直观。利用某电厂采空区和电阻率层析成像测量的结果，探讨了电阻率层析成像测量在煤矿采空区和斜风井巷道中的应用，结果表明，电阻率层析成像二维测量方法在煤矿采空区和斜风井巷道的探测和定位是准确和可行的；煤矿采空区和斜风井巷道内若没有水体存在，电阻率层析成像二维测量成果图中一般都是高阻异常封闭圈， 如有水体存在则表现为低阻异常封闭圈。

2、瞬变电磁法

瞬变电磁法是向地下发送一次脉冲磁场的间歇期间，观测由地下地质体受激引起的涡流产生的随时间变化的感应二次场，二次场的大小与地下地质体的电性有关，低阻地质体感应二次场衰减速度较慢，二次场电压较大；高阻地质体感应二次场衰减速度较快，二次场电压较小。根据二次场衰减曲线的特征，就可以判断地下地质体的电性、性质、规模和产状等，由于瞬变电磁仪接收的信号是二次涡流场的电动势，对二次电位进行归一化处理后，根据归一化二次电位值的变化，间接解决如陷落柱、采空区、断层等地质问题。该方法具有分辨能力强、工作效率高、受地形影响小、能穿透高阻覆盖层等优势，迅速发展成为高效、快捷的物探方法。将瞬变电磁法应用于某采空区探测，效果良好，不仅推断出地下采空区的范围，而且判断了采空区的积水情况。

3、甚低频电磁法

甚低频电磁法一般用频率为15～25kHz电台发射的电磁波作为场源。当电磁波在传播过程中遇到地质体时,使其极化而产生二次电流，从而引起感应二次场，一般情况下二次场和一次场合成后的总场与一次场的振幅方向、相位均不相同,即引起了一次场的畸变。使用专门的仪器通过测量某些参数的畸变，可发现采空区的存在。甚低频电磁法工作方法通常又分倾角法和波阻抗法两种，在探测高阻体时，一般选用波阻抗法进行甚低频电磁法测量，测线方向尽量与发射台方向一致或与该方向夹角最小。

4、探地雷达

探地雷达是利用高频电磁波以宽频带短脉冲，从地面通过天线T送入地下，经反射体反射后返回地面，通过天线R接收。在介质中传播时，其电磁波强度与波形将随所通过介质的电性质及几何形态而变化。所以，根据接收到波的双程走时、幅度与波形资料，可推断介质的结构。探地雷达适用于探测深度较浅的目标体，由于可以更换不同频率的天线，适用面较广，且探测分辨率高，在工程中的应用已经得到认同。探地雷达数据可采用专用软件进行处理，着重进行振幅恢复、滤波、F-K滤波、反褶积处理,获得信噪比较高的时间剖面,提高了有用信号的识别，雷达时间剖面比较真实全面地反映了地下介质的变化情况，保证了资料质量，并利用地下介质的电性差异来进行分层及查明地下异常地质体。该方法具有快捷、精确的特点,尤其是对地下采空区、人防工程洞室、地下溶洞等的探测更具有优越性。

5、MT、AMT、HMT和CSAMT法

大地电磁法（MT）、音频大地电磁法（AMT）和高频大地电磁法（HMT）本质上都属于采集天然场信号的被动源频率域电磁方法，差别在于采集信号的频率不同，相应的探测深度和分辨率不同。高频大地电磁法（HMT）采集的信号频率较高，最高可达100KHz，研究的深度较浅，从地下的十几米至上千米。这个深度范围内恰是人类矿山开采、地下工程建设、地下水资源开发等生产活动最活跃的深度。因此，高频大地电磁法在短短的十多年来无论在理论研究，还是仪器实现方面都获得了极大的发展，已成为中深度采空区探测的主要方法。该方法不需要人工场源，成本低廉，具有较大的勘探深度，不受高阻层屏蔽的影响，对低阻层有较高的分辨能力。

可控源音频大地电磁法（CSAMT）是利用两端接地的有限长导线作为发射源，使用人工源激发交变电磁场，在地表观测电磁响应并计算波阻抗以及视电阻率进行勘探的一种方法。由于可控源电磁法具有高分率的特点，能够在电性上地质异常，成为采空区探测的方法之一。该方法的最大的特点是采用人工场源，大大增加了电磁信号的强度，弥补了天然场源信号微弱，不易观测等缺点。但是该方法由于场源的存在，也有着其固有的不足，如场源附加效应，近区效应，场源阴影效应，过渡带效应及设备笨重等，在一定程度上影响了该方法的应用。

文鹏飞 舒虎 徐华宁 符溪

第一作者简介：文鹏飞，男，1966年出生，高级工程师，1989年毕业于成都地质学院，主要从事地震资料处理工作。

（广州海洋地质调查局 广州 510760）

摘要 南沙海域是我局多年来的勘探重点区域，投入多道地震工作量达8万多公里。我局地震资料的处理技术也随着时代的发展而进步，从最早的简单处理到目前的多方法、多手段、多系统的较复杂处理，经历了多次处理设备的更新换代和处理技术人员的更替，处理质量和处理水平、处理能力与时俱进。

关键词 南沙海域 地震资料 处理技术 处理方法 提高

1 前言

南沙海域经过广州海洋地质调查局（前身为南海地质调查指挥部）十多年的调查，已完成多道地震资料8万多公里。参加南沙海域地震资料常规处理的单位多达8家、作特殊处理的单位3家。

随着计算机技术的突飞猛进和处理技术的进步，地震资料处理由常规简单处理到精细处理、目标处理、特殊处理、多参数处理。从单纯的落实构造到岩性参数提取，处理与解释更进一步联系紧密。南沙海域的地震资料处理也经历了这几个阶段。最初的数字处理只是仅作一些简单的叠加，道数少、数据量不大，对去多次波这个海上资料处理的难题最多只能作一些预测反褶积，往往手段单一，效果不佳；在叠前也不能作更多的处理，更不用说叠前的DMO、τ⁃ρ域去噪等处理了；叠后还不能作偏移。由于当时的技术水平所限，资料往往信噪比低、分辨率不高，解释难度大。随着技术进步，处理的资料道数进一步加大、采样率进一步减小，数据量成倍增长，处理手段处理水平更丰富更高，成果资料信噪比、分辨率迅速提高，资料质量更好，更易于解释。与此同时，我局也适时地改进处理装备与软件，处理工作量成倍上升，处理质量显著提高。在处理领域，能灵活地处理各种海上地震资料，对干扰波的压制尤其是对海上各种多次波的消除已形成了自己的处理特色。在注意信噪比、分辨率要求的同时也注意提高保真度。

广州海洋地质调查局先后在南沙海域进行了14个工区，20个航次的综合地球物理调查（姚伯初等，1998）。这些工区的地震资料采集任务有的由一条船完成，有的由两条船完成；处理任务有的由一家单位处理，有的由多家单位处理。

地震资料常规处理流程按处理顺序大致可分为：①预处理，包括解编、道编辑、宽档滤波、定义观测系统等；②叠前处理，包括去各种干扰、反褶积、抽道集、畸变切除等；③速度分析，得到叠加速度，用于作动校正；④叠加处理，按叠加方式分类包括普通叠加、非零样点叠加、中值叠加、最大功率叠加、DMO叠加等；⑤叠后处理，包括去噪、频谱处理等处理；⑥偏移处理，按偏移算法的不同包括克希霍夫偏移、F⁃K偏移、有限差分偏移等。大致的处理流程见图1。不同的资料还可根据需要调整处理模块和参数。

图1 地震资料常规处理大致流程

Fig1 The base flow of seismic data processing

2 常规处理

21 911 工区之前的处理

911工区之前采集的资料主要是指871工区及其以前的多个工区、911工区，它们分别在1987～1991年间采集，当时的机器运行速度不高，内存、磁盘容量都不允许叠前作大量的运算，一般只作反褶积，压制多次波也多以预测反褶积为主，叠前叠后预测反褶积都较常见。叠后也是较简单的滤波和均衡，没有太多的修饰手段。一般很少作偏移处理。

22万安盆地911 工区之后地震资料处理

这个阶段包括921、922、932等工区，这时的处理技术有了一些进步，比这之前增加了一些叠后修饰性处理，北京计算中心的信号增强（ENHANCE）效果较好（马艳茹，孔月娥，蒋多元等，1996），应用广泛，它进一步提高了剖面的信噪比，增加了同相轴的连续性。多次波压制方面尚没有更多的叠前处理方法应用。922工区使用了叠前信号增强、剩余静校正，叠后处理作了括Q补偿、倾角滤波和倾角反褶积等。叠后偏移开始批量使用。

23 曾母盆地931 工区之后的地震资料处理

叠前反褶积方法、偏移方法多样化，开始叠前压制多次波，方法包括模型法、二维滤波法、速度滤波法、波动方程外推、τ⁃ρ域预测、拉冬变换、时变预测反褶积、偏移加权等。这之前的处理成果一般表现是：信噪比、分辨率以及清晰度等方面，浅中层达到了设计要求，但中深层尚嫌不足，主要表现在部分剖面深层反射信噪比低，基底反射难以追踪，偏移剖面深层划弧现象明显。这除了处理技术因素外，还存在野外采集的技术跟不上。

24 南沙中部海域95⁃1工区之后的地震资料处理

951之前的一个工区都是由一家单位处理，或是原北京计算中心或是二海计算站。而951工区之后的采集量一般较大，常由多家处理单位同时处理一个工区。

由于采集测线覆盖的海域大，海底地形横向变化大，原始资料多次波发育、高低频随机干扰、不正常工作道、死道及野外多种观测系统等现象出现频繁，各家处理单位采取的措施和方法也有一定的差异，处理试验和处理流程较这之前复杂。

在这个阶段，计算机运算能力的迅速提高和处理技术的突飞猛进，使得更多好的、但更耗机时的处理方法都能投入实际应用。这时的去多次波方法大为丰富，处理员通过试验可以选择更多的去多次波方法，有的更是多种方法相结合来压制各种顽固多次波。这时更趋向于采用花更多机时但效果较好的τ⁃р域预测、波动方程等方法来消除多次波（Anderson et al，1997）。

压制其他干扰能力在为增强，对船干扰、水鸟道干扰等的去除更加有效，对有效波的保护也更好。

速度分析开始作多次；采用多种叠加方式，如DMO叠加、中值叠加；叠后的去噪手段大大丰富，如倾斜叠加、各种反褶积、叠后作Q补偿、信号增强等。

通过处理手段与处理技术的提高，这时的资料信噪比、分辨率较高，特别是中深层地震波反射质量改善明显，各种地质现象清晰可靠。

25 部分工区的重复处理

891、911、922、931等工区的一部分资料还作了重复处理，重复处理的目的是对一部分效果不理想的测线进行重复处理，希望处理效果有进一步改善。重复处理使用了一些当时较新的技术，如子波反褶积、去多次波、叠后信号增强、叠后使用了倾角滤波、多项式拟合等。处理效果在一定程度上有一定的改进。

3 地震资料特殊处理

特殊处理在地震资料处理中占有很重要的位置，能从它获得一些常规处理得不到的信息。为了进一步了解地层的各种属性，为钻井作前期准备工作，我局对南沙部分重点构造上的地震资料进行了特殊处理。特殊处理技术也同其它地球物理技术一样，在南沙油气资源调查中发挥了很大的作用，但也不可避免地存在多解性。在南沙资料的特殊处理资料的应用中，我局主要用于预测岩性、分析油气层的盖层、生油能力、确定含油气性等，特别是在万安盆地钻前预测中（陈玲等，2002），特殊处理资料起了相当重要的作用，为提高钻井成功率提供了更丰富更可靠的资料。

在南沙作特殊处理的构造有：万安滩7、万安西16、万安西18和西卫24四个构造的16条测线共395km；万安盆地西卫16、西卫18、万安滩7三个构造；北康上钻构造、北康盆地、南薇西盆地、曾母盆地中的20个局部构造45条段测线。

在南沙局部构造资料中，作特殊处理的项目包括AVO处理、孔隙度、密度、能量异常、道积分、三瞬剖面、AP（吸收系数剖面）和DFM（位错流体模型）处理等，目的是了解储盖层特征、储层含油气性和提高振幅异常的垂直分辨率。

根据特殊处理的资料，得到了如下的认识：①在AVO剖面中发现万安滩7和西卫18构造有气异常，西卫24构造上有油气混合异常，西卫16构造上则可见明显的岩性变化。②孔隙度剖面处理的结果认为上述四个构造的储层孔隙度都是A，B级（将储层孔隙度划分A、B、C、D四级，A，B级的孔隙度好，C级较差，D级最差，可作盖层）。③密度剖面处理的结果是上述四个构造的盖层基本处于A，B级（将密度分为A、B、C、D四级，A、B级的密度大，盖层性能好，B级较差，C级最差）。④能量异常剖面也可以利用来预测油气之存在与否。⑤地震道积分是利用转换的相对波阻抗剖面来进行地层分析之技术。地震道积分有反映储层的埋深、厚度及其分布范围。处理结果表明，储层反映清晰、准确，且分辨率高，连续性好，断层的断点清晰。⑥三瞬剖面反映岩性之变化、瞬时相位剖面还可预测气之存在与进行构造解释。⑦精细G—Log处理是在无钻井资料的情况下进行速度反演的。反演的分辨率和精度均提高，计算速度快。经过精细G—log处理后资料，发现目的层处有速度异常，说明其中可能有油气存在；还发现了速度异常透镜体，证明可能为岩性圈闭。精细G—log资料的分辨率达10m，可分辨薄层目的层。⑧吸收系数剖面（AP）是从俄罗斯引进的高新技术，处理的结果分正值区与负值区。正值区可分为背景异常区和工业油气异常区。背景异常反应的是孔隙、裂隙和渗透率与发育带及微含油气区。在无井的情况下，可将高于某地层区带AP值2～3倍之异常视做油气富集区。位错流体模型亦是从俄罗斯引进的高新技术，其目的是预测储盖层特征。DFM异常越大，储层含油气越好。处理结果预测了油气富集层序与区块之存在。

4 结论

在十多年的地震资料处理中，我们可以看到我局技术发展的足迹，及时应用新方法新技术成功解决许多重大问题的能力日益提高，处理的水平越来越高，地质效果越来越好，这表现在多个方面。

图2 用反褶积、叠加消除多次波效果图

Fig2 The anti⁃multiple effect of using old methods

首先，在多次波压制方面，我局都始终采用了最新的成熟技术。在871、891工区，采用的是反褶积、叠加这些技术来压制多次波。这些方法压制干扰在当时较为先进，但往往干扰压制不干净，被多次波等干扰掩盖的有效波得不到突出，中深层处理效果不理想，见图2。931工区开始，就采用了F—K滤波等当时较为先进的技术方法技术，这在压制多次波方面进了一大步，压制多次波能力显著提高，通常的短周期多次波和长周期多次波都能受到很好的压制，信噪比明显好于仅仅用叠加方法来压制的剖面。951工区开始，出现了τ⁃p域滤波等更为先进的方法，它避免了F⁃K方法对近道不能压制的缺点，能更为精确地分离有效波和多次波，对有效波的损害更少，被多次波掩盖的中深层有效波得到了突出（图3）。而在最初南沙资料处理中，几乎只能作简单叠加，同样的数据，效果有天壤之别。

图3 用τ⁃p等方法结合去除多次波效果图

Fig3 The anti⁃multiple effect of using new methods

在目前常用的压制多次波技术中，该方法应用频率很高。由于南海海域广阔，地形、地震地质条件变化多样，多次波的种类繁多，尽管有各种各样的压制多次波手段，但对南沙海域而言，并不是所有多次波都能得到较好的压制，尤其是坚硬的浅海底产生的短周期多次波，由于反射波能量在海底和海面之间来回震荡，多次波能量很强，有效波能量透射不下去，有效波能量很弱，目前尚没有见到对这种多次波理想的处理效果。我局经过多年的处理，对各种多次波的压制积累了丰富的经验，采用多种手段、多种方法有机结合来压制取得了明显效果。

其次，反褶积技术也得到丰富和发展，人们越来越多地考虑反褶积对资料的影响，这时出现了多道反褶积、一致性反褶积等反褶积技术，这些反褶积技术进一步消除了非地质因素的影响，使资料更可信。在子波处理方面，方法也是越来越成熟、先进，由单纯使用脉冲、预测反褶积到使用各种反褶积，使反褶积的效果越来越突出，消除了许多非地质因素对地震资料的影响，提高了分辨率。

在压制船干扰、线性噪声方面也取得了较好的效果。931工区之前，对这些干扰只能采取滤波、叠加这些简单方法，压制效果也不明显。951工区之后，手段明显增强，灵活性、有效性明显提高。叠后修饰性处理朝着既能压制干扰，又不损害有效波的方向发展。

深层处理技术也在一直发展，前期资料除了受野外采集因素的影响外，处理技术也存在障碍，中深层资料的信噪比和分辨率都不高，后期的处理成果则中深层越来越清晰可靠。

偏移技术的发展则让人们能更多地考虑地质上的问题，同相轴的归位更接近了实际地层的情况。南沙资料也从不能作偏移到尝试各种偏移方法，再到叠前偏移。

特殊处理技术也得到广泛应用，最早的特殊处理技术如今已纳入常规处理技术范围，特殊处理的可靠性也大幅提高。

感谢张明副总工、金庆焕院士、姚伯初教授，他们的提议促进了本文的成文。

参考文献及资料

姚伯初等1998南沙海域万安盆地油气普查与评价，内部资料

马艳茹等，地矿部北京计算中心1996万安盆地区域概查重复处理报告，内部资料

孔月娥等，地矿部北京计算中心1996南沙海域931地震普查资料重新处理报告，内部资料

曾祥辉等，地矿部二海1994南沙海域东南部933地质地球物理路线调查报告，内部资料

陈玲，彭学超等，广州海洋地质调查局2002南沙海域上钻构造的钻前综合研究，内部资料

蒋多元等，地矿部北京计算中心1996南沙万安盆地面积普查重复处理报告，内部资料

Anderson R N et al19974D seismic：The fouth dimension in reservoir management，Part1—What is 4D and how does it improve recovery efficiency？，World Oil

M T Taner1983Wavelet Estimation and shaping，Seismic Research Corporation Technical Report

Joshua Ronen1987Wave⁃equation trace interpolation：Geophysics Vol52；No7：P973～984

Kenneth W Winkler1982Seismic Attenuation：Effects of pore fluids and frictional sliding，Geophysica，Vol47，No1，Jan

Hale D1992Q⁃adaptive deconvolution，Stanford University，SEP 30，P133～158

The Course of Seismic Data Processing Technology in NanSha Sea Area

Wen PengFei Shu Hu Xu HuaNing Fu Xi

（Guangzhou Marine Geological Survey，Guangzhou，510760）

Abstract：Guangzhou Marine Geological Survey had acquired more than 80 thousands kilometer seismic data in Nansha sea area，and processing technology and processing quality and processing capability have made rapid progress

Key Words：Nansha Sea Area Seismic Data Processing Technology Processing MethodProgress

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