稳健反褶积在准噶尔盆地征X井区提高分辨率的应用

柳光华

胜利油田 山东 东营 257000

摘要：征X井三维地区是下一步准噶尔盆地中部区块增储上产的主要阵地，区内以沙漠和农田为主的地表条件，近地表的低降速带的速度与厚度不均匀，导致原始单炮子波特性差异很大，影响了地震资料纵向的分辨率。本文以高密度宽方位三维地震数据为基础，利用稳健反褶积技术，较好的解决了地震原始资料地震分辨率低的问题，为该区侏罗系及三叠系的高分辨率成像提供了资料基础。

关键词：沙漠区，稳健反褶积，提高分辨率

征X井三维位于准噶尔盆地中部地区，位于昌吉凹陷内，工区地势呈西北低东南高的趋势，海拔高程在323～381m之间。东北部为沙漠覆盖区，农田区主要位于工区的西南部，部分区域有一至三层盐碱壳，厚度0.2～0.5m左右不等。多年的油气勘探和开发工作证实该地区，主要发育了侏罗系及三叠系两套含油层系，其中三工河组、西山窑组是侏罗系的主要含油层系，侏罗系三工河组油气主要来自二叠系下乌尔禾组烃源岩，油气通过油源断裂的垂向运移和三工河组连通砂体的疏导，在晚白垩时期进入车莫古隆起聚集成藏。

复杂的地表和地下情况，导致原始地震资料信噪比低、吸收衰减严重，而主要含油层系中砂组薄，对地震资料的分辨率提出了较高的要求。但是在地震资料的处理中，只有在保证在一定的信噪比的基础上才能适当的提高地震资料的频带，提高分辨率^[1]。

反褶积是地震资料处理中提高纵向分辨率，细致刻画地层层序的主要手段。常规使用的预测反褶积因陆地相邻地震道的特征差异，计算出的反褶积因子不稳定，再加上随机噪声的影响，就更加重了这种不稳定性^[2]。长期以来地表一致性反褶积是通过最小平方法来分解不同的分量，其缺点是噪音所引起的误差远远不是搞死分布的，算子往往受噪音影响，会把地贫面波和高频随机噪音图突显出来，即同时将有效信号和噪音的频带都拓宽了。但是稳健地表一致行反褶积作为一项新的处理技术，该技术在计算过程中求取每一道的误差谱，并误差大的地震道进行标记，在能量统计过程中选择满足条件的道进行谱估计，对于那些噪声强度超过某门槛值的道，引入了额外的因子，在能量谱估计中根据道的质量给予一定的加权系数，通过这种方式使这些噪声强的道在参与运算的同时，还压制了强能量干扰噪声^[3]。

稳健反褶积是一项新的叠前反褶积技术，在叠前处理的保幅保真度上更好，其理论为P波功率谱是各分量的小波的乘积：

P(trace)=P(src)·P(det)·P(cmp)·P(offset)·Pg （1）

其中元素P(trace)表示谱和P（src）的元素相乘是功率谱，被解释为属于炮点、检波点、共中心点和偏移距的属性，这些属性对所考虑的的地震道均有效果。假设所有项都是正的（就像powespectra的情况一样），我们可以取对数，得到对数谱的线性问题（Cambois和Stoffa，1992）。

L(trace)=L(src)+L(det)+L(cmp)+L(offset)+Lg （2）

通过测试，稳健反褶积算法具有以下优点：①通过求解稳健的L1/L2范数方程，可以更好的对抗强噪声对求解结果的影响，即突破了之前反褶积要求数据必须白噪的前提；②在稳健反褶积这一步骤同时进行地表一致性振幅补偿时，假设子波是稳定的和振幅是相对均衡的两个条件，实现起来更加方便；③在应用稳健反褶积的环节，还可以通过对比地表一致性拟合出来的频谱，采用谱约束的方式使得反褶积后的结果只把有效信号的频带拓展，而没有把噪音抬起来；④在性能和表现方面，稳健反褶积对大工区的计算能力远远高于常规地表一致性反褶积，且可将多工区数据混在一起进行计算；⑤从处理流程上也大大简化了整个处理流程，提高了处理效率^[4]。

通过对比稳健反褶积与常规地表一致性反褶积，常规地表一致性反褶积后，虽然提高了分辨率，但高频噪音也随之抬升，影响了资料的信噪比，而稳健反褶积可同时完成地表一致性振幅补偿和地表一致性反褶积，采用谱约束的方式有效拓宽频带，还压制了高频噪音。

以往采用地表一致性反褶积，受系统内存限制，需要对大数据进行分块处理，才能完成炮域高分辨率处理，子波一致性的统计存在误差，而采用稳健反褶积，可以一次输入所有数据统一做稳健反褶积，子波一致性的统计更优。从叠加效果来看，叠前数据的分辨率得到提高，剖面波组特征清晰；较常规地表一致性反褶积，稳健反褶积能量在空间上更加均匀，剖面从时间上过度更加自然。从频谱上来看，原始资料的频带为6-54Hz，稳健反褶积后频带为5-76Hz，常规地表一致性反褶积的频带为8-78Hz，稳健反褶积在拓宽地震资料频带的同时，保护了原始资料的低频信息，在高频端与常规地表一致性反褶积的表现基本相当，从频谱上看，在有效频带内，稳健反褶积较常规反褶积的能量更加均匀。

a.反褶积前叠加剖面 b.常规反褶积叠加剖面 c.稳健反褶积叠加剖面

图1 叠加剖面对比

图2 反褶积频谱前后对比（红色a,绿色b,蓝色c）

4、结论

沙漠区低降速带厚度变化快，稳健反褶积更好地消除激发和接收因素的差异，改善了地表一致性的处理质量，且根据原始资料的信噪比确定频带范围，有效的保护高低频信息，提高了地震资料处理的成像精度，为征X井区侏罗系及三叠系的储层描述提供了数据基础。

[1]渥.伊尔马兹.地震数据处理[M].黄绪德，袁明德，译.北京：石油工业出版社，1994:300

[2]仲伯军，印兴耀.复杂地区三维地震资料拼接中的一致性处理技术[J].石油物探，2008,47（4）：393～397

[3]郭爱华，叶明月，臧梅，李立胜，李玉存，吴吉忠.老爷庙火成岩发育区低信噪比资料处理关键技术探讨[J]地球物理学进展2018,33（3）1043～1050

[4]许磊明，李美.稳健反褶积在苏里格气田召X井区提高地震分辨率中的应用[J]内蒙古石油化工，2017,2:91～93

作者简介：柳光华，男（1987），山东，助理研究员，地震资料处理