宽频勘探技术在柴北缘深层侏罗系勘探中的应用 王永生 胡杰 张静 王传武 朱波 吴永国 中国石油青海油田分公司勘探事业部 中国石油青海油田分公司勘探开发研究院 中国石油东方地球物理公司青海物探处 摘 要： 柴北缘地区的主力产层位于中深层侏罗系及基岩顶部, 受复杂地震地质条件的影响, 地震资料信噪比和分辨率均较低, 难以落实有利圈闭在该区实施了以宽频勘探技术为核心的采集处理解释一体化勘探技术, 新采集的地震资料中深层成像质量得到明显改善, 构造落实, 基岩反射清晰, 对断层、断块和断点的刻画更为清楚同时, 低频信息丰富, 有效频带得到拓宽, 分辨率明显提高该技术采用低频可控震源激发增强地震波下传能量, 拓宽原始资料频带宽度;高密度宽方位观测保证波场连续、对称、均匀采样, 提高资料信噪比;高精度层析初至静校正提高复杂构造成像精度;宽频补偿处理拓宽剖面频带, 提高资料分辨率;宽频反演储层预测精确刻画有利砂体展布应用成果表明, 宽频地震勘探技术可以有效解决该区中深层成像问题, 为油田勘探开发提供有效的技术支撑关键词： 侏罗系; 低频可控震源; 高密度; 宽方位; 宽频反演; 柴达木盆地; 作者简介：王永生 (1984-) , 男, 硕士, 工程师, 主要从事地震资料采集及物探技术管理工作。
地址: (736202) 甘肃省敦煌市七里镇中国石油青海油田分公司勘探部Email:wyshqh@收稿日期：2017-07-05基金：国家自然科学基金项目“页岩气储层甜点预测地球物理理论与方法研究”(编号:41574108) 资助Wide-frequency prospecting technology and its application on deep-seated Jurassic exploration in northern margin of Qaidam BasinWANG Yongsheng HU Jie ZHANG Jing WANG Chuanwu ZHU Bo WU Yongguo Department of Geophysical Exploration, PetroChina Qinghai Oilfield Company; Research Institute of Exploration and Development, PetroChina Qinghai Oilfield Company; Qinghai Geophysical Exploration Department, BGP Inc., CNPC; Abstract： The targets are located in the deep Jurassic and basement in northern margin of Qaidam Basin. Under the influence of complex seismic geological conditions, the signal-to-noise ratio and resolution of seismic data are low, so it is difficult to implement favorable structural trap. Based on wide-frequency prospecting, a set of integrated seismic exploration technology of acquisition, processing and interpretation were carried out. The results show that deep imaging quality of the new acquisition seismic data is improved, and the reflection of Jurassic structure, fault and bedrock is clear, while the low frequency information is rich, effective bandwidth is broadened, and resolution is significantly improved. The integrated technology uses the low frequency vibroseis seismic excitation to enhance wave signal energy and broaden the original data bandwidth. High density wide azimuth observation ensures continuous, symmetric and uniform sampling of the wave field, and improves the signal-to-noise ratio.The precision of the complex structure imaging is improved by high precision chromatography first-break refrac-tion static correction. The wide frequency inversion reservoir prediction accurately depicts the favorable sand body. The application results show that broadband seismic exploration technology can effectively solve the deep imaging problems in this area, and it is an effective technical support for oilfield exploration and development.Keyword： Jurassic; low frequency vibroseis; high density; wide azimuth; broadband inversion; Qaidam Basin; Received： 2017-07-05引用:王永生, 胡杰, 张静, 等.宽频勘探技术在柴北缘深层侏罗系勘探中的应用.岩性油气藏, 2017, 29 (6) :101-107.Cite:WANG Y S, HU J, ZHANG J, et al.Wide-frequency prospecting technology and its application on deep-seated Jurassic exploration in northern margin of Qaidam Basin.Lithologic Reservoirs, 2017, 29 (6) :101-107.0 引言柴北缘块断带是柴达木盆地的一个一级构造单元, 西起阿尔金山前鄂博梁Ⅰ号构造, 东到德令哈凹陷大浪—土尔岗构造带东端。
北界为祁连山前深大断裂系, 南界为鄂博梁南缘—陵间断裂—黄泥滩断裂—埃姆尼克山南缘深断裂与盆地中央坳陷带分界东西长约 440 km, 南北宽约 65 km, 勘探面积约 4.3 万 km柴北缘块断带包括赛昆断陷、大红沟隆起、鱼卡—红山断陷和德令哈断陷 4 个亚一级构造单元柴北缘地区是以侏罗系为烃源岩的勘探区, 存在中深层侏罗系及基岩勘探目的层系, 是柴达木盆地较早获得油气发现的地区之一[1-6]中生代以来的基底块断活动强烈, 形成了北低南高的古地理格局, 它对中、下侏罗统的湖相暗色泥岩和煤系地层有着明显的控制作用, 因而, 控制着本区油气藏的分布柴北缘地貌多为风蚀残丘, 主体构造部位地表出露中深层上部砂泥岩互层地层, 地表断层发育, 地层倾角变化大, 近地表局部构造变形强烈, 造成地震波场复杂柴北缘地区中深层地质条件主要有两方面:一是构造主体部位变形强烈、高陡破碎、断裂发育、断面陡立;二是中深层侏罗系及基岩地震波反射能量弱、信噪比低复杂的地震地质条件带来激发和接收条件相对较差, 造成单炮信噪比低, 构造顶部成像困难, 中深层及基岩反射能量弱该区地震勘探经历了 3 个阶段, 第 1 阶段:1970—1980 年的采集方法覆盖次数低 (24 次) 、道距大, 对采集陡倾角地层信息不利, 断裂带和深层资料信噪比低, 成像不好;第 2 阶段:1997—1999 年常规二维勘探, 其采集方法为大道距、长排列, 构造顶部中深井激发, 翼部浅井组合激发, 大面积组合接收, 覆盖次数较低 (60 次) , 构造翼部得到有效成像, 深层可以见到构造基本轮廓, 构造主体部位几乎见不到反射;第 3 阶段:2000—2014 年宽线二维和高密度三维, 其采集方法为长排列宽线采集, 单深井或浅井组合激发, 小组合接收, 覆盖次数较高 (240~1 080 次) , 资料品质得到明显提高, 从浅层到深层均见到可靠反射, 落实了构造形态, 但构造顶部浅、中层断层不清, 深层反射杂乱。
宽频地震勘探一直是地球物理学家努力的方向之一拓宽地震资料频带包括向低频和高频 2 个方面拓展由于高频地震通常有严重的衰减、散射和频散, 尤其不能提供探测基性盐 (subsalt) 岩等深层油藏勘探目标所需的有用信号低频分量的穿透能力更强, 因此对宽频勘探来讲, 提高信号的低频成分更为现实, 拓展低频具有可提高资料分辨率、提高深层资料成像质量、进行全波形反演、直接油气检测等技术优势针对该区资料特点, 主要采用的宽频地震勘探技术有: (1) 采用低频可控震源激发, 增强了地震波低频信号能量, 同时直接拓展低频和高频信息, 拓宽原始资料频带宽度; (2) 采用高密度宽方位观测技术, 提高目的层有效覆盖次数和复杂构造及断裂成像精度; (3) 针对柴北缘地表特征, 采用“CMP 初至分层+多尺度网格+空变初至剩余+非地表一致性剩余”的层析静校正技术提高目的层成像精度; (4) 通过低频保护处理和低频补偿处理技术有效拓宽成像剖面频带和提高剖面成像精度; (5) 采用基于低频数据宽频反演技术提高砂体分辨能力, 有利于砂体的精细刻画1 宽频地震勘探技术1.1 低频可控震源激发技术相对于常规可控震源, 低频可控震源激发增强了地震波低频信号能量, 利用低频信号穿透性强、衰减慢的特点, 较好克服了上覆地层的能量屏蔽, 提高了地震波下传能量, 提升了对于中深层目的层的弱反射信息能量, 从而使接收到的目的层反射波能量增强, 拓展低频和高频信息, 拓宽原始资料频带宽度[7-11] (图 1) 。
图 1 不同扫描频率单炮记录频谱分析 Fig.1 Frequency analysis of different scan frequency shot records 下载原图1.2 高密度宽方位观测设计技术针对柴北缘地区资料难点和特点, 采用两宽一高的观测系统, 重点对覆盖次数和纵横比进行优化设计在总结以往地震采集方法优缺点的基础上, 提出了高密度宽方位观测方法, 采用小道距、较宽方位、较高覆盖次数等观测方法, 提升观测系统的有效覆盖次数、压制横向噪音, 提高资料信噪比[12];小道距观测增加了地震波场的空间采样, 提高了地震波场的空间采样能力, 有利于陡倾角地层、紧闭褶皱、逆掩断层及下盘资料的成像和归位;利用低频可控震源激发性价比高的优势, 大幅度增加激发炮密度, 弥补了震源激发单炮信噪比相对较弱的不足, 通过增加目的层有效覆盖次数, 提高目标地质体弱反射信息的能量从图 2 可以看出, 随着炮、道密度增加, 叠加剖面浅层、中深层目的层信噪比显著提高,。