井控處理中的真振幅恢復(fù)與Q補(bǔ)償方法及應(yīng)用

井控處理中的真振幅恢復(fù)與Q補(bǔ)償方法及應(yīng)用王正和;崔永福;向東【摘要】在地震資料處理中,可以使用井控地震處理技術(shù)，即通過(guò)井資料求取球面擴(kuò)散補(bǔ)償因子和Q補(bǔ)償因子.在獲得的Q值附近進(jìn)行掃描,將不同Q補(bǔ)償?shù)钠破拭媾c井資料進(jìn)行匹配分析，最終獲得精確的Q值.實(shí)際資料真振幅恢復(fù)和Q補(bǔ)償結(jié)果表明，該方法有效地實(shí)現(xiàn)了地震資料真振幅恢復(fù)和Q補(bǔ)償，并取得了滿意的結(jié)果.【期刊名稱】《物探與化探》【年(卷)，期】2008(032)004【總頁(yè)數(shù)】4頁(yè)(P434-437)【關(guān)鍵詞】真振幅恢復(fù);VSP;Q補(bǔ)償;井匹配【作者】王正和;崔永福;向東【作者單位】中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，北京,100083;中國(guó)石油，塔里木油田公司，勘探開(kāi)發(fā)研究院新疆，庫(kù)爾勒,841000;中國(guó)石油，塔里木油田公司，勘探開(kāi)發(fā)研究院，新疆，庫(kù)爾勒841000【正文語(yǔ)種】中文【中圖分類】P631.4地震波在地下介質(zhì)中傳播時(shí)，由于球面擴(kuò)散和地層吸收衰減，振幅減弱，在地震資料處理中，須對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償，這是地震數(shù)據(jù)處理中的必要工作。一般的地震數(shù)據(jù)處理中，球面擴(kuò)散補(bǔ)償是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)給定補(bǔ)償參數(shù)，地層衰減的補(bǔ)償則是利用疊加（或偏移）速度進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到Q補(bǔ)償參數(shù)。這樣的補(bǔ)償精度取決于處理人員的經(jīng)驗(yàn)和疊加（或偏移）速度的精度。為了提高補(bǔ)償精度，筆者提出一種井控補(bǔ)償技術(shù)，即利用井資料求取球面擴(kuò)散補(bǔ)償因子和Q補(bǔ)償因子，并在獲得的Q值附近進(jìn)行掃描，然后將做過(guò)不同Q補(bǔ)償?shù)钠破拭媾c井資料進(jìn)行匹配分析，最終獲得精確的Q值。這樣的井控地震處理技術(shù)最大程度地利用已有井的測(cè)井或VSP等資料，將井點(diǎn)數(shù)據(jù)和地面地震數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，從而生成一系列的匹配屬性（包括基于頻率的可信度、可預(yù)測(cè)度、測(cè)井資料的固有子波和地震子波的傳遞函數(shù)、零相位算子等等），然后用這些屬性來(lái)檢驗(yàn)地震資料與井資料的匹配程度以達(dá)到最佳匹配，最終便可得到高保真、高分辨率的地震資料［1-3］。實(shí)際資料處理表明，利用井控處理技術(shù)進(jìn)行真振幅恢復(fù)和Q補(bǔ)償可取得較好效果。1真振幅恢復(fù)方法及效果1.1真振幅恢復(fù)方法真振幅恢復(fù)是從地面檢波器記錄到的振幅中消除波前擴(kuò)散的影響，使其恢復(fù)到僅與地下反射界面的反射系數(shù)大小有關(guān)的真振幅值。真振幅的恢復(fù)是基于球面波傳播假設(shè)，在處理過(guò)程中首先根據(jù)均方根振幅值對(duì)每個(gè)記錄道S（t）進(jìn)行振幅歸一化處理，然后用時(shí)變?cè)鲆婵刂品?，?duì)幅度的球面擴(kuò)散效應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償。設(shè)能量密度E以球面波形式向外傳播，即E=1/r2，其中，r為球形波前面的半徑。因此，振幅以1/r規(guī)律衰減。設(shè)均勻介質(zhì)中的速度為v，則有r=vt，t為單程旅行時(shí)。假設(shè)速度隨深度增加而增加，則平均速度正比于t的a次方。a為球面擴(kuò)散因子。這樣，以t1+a形式衰減的振幅可以利用時(shí)變?cè)鲆鍳（t）進(jìn)行恢復(fù),即G（t）=（t/t0）1+a。式中^為記錄時(shí)間，t0為每個(gè)記錄道的初至?xí)r間。該指數(shù)值一般在0.1~0.5?？紤]到球面擴(kuò)散和透射損失，利用指數(shù)增益可以模擬球面波場(chǎng)。求取球面擴(kuò)散補(bǔ)償因子采用的方法是從VSP資料處理過(guò)程中求取球面擴(kuò)散補(bǔ)償因子，然后進(jìn)行真振幅恢復(fù)。1.2實(shí)際資料應(yīng)用效果圖1是由A井的VSP資料求取的TAR（真振幅恢復(fù)）因子，該井的TAR因子大約為1.91。用該因子對(duì)該井區(qū)的地震資料進(jìn)行真振幅恢復(fù)，恢復(fù)前后的對(duì)比如圖2?？梢钥闯觯貉a(bǔ)償后的單炮記錄淺、中、深層均得到較好的補(bǔ)償，低、中、高頻能量總體均衡，同相軸豐富。圖1由A井的VSP資料求得TAR因子圖2球面擴(kuò)散振幅補(bǔ)償前（上）與補(bǔ)償后（下）的單炮對(duì)比2Q補(bǔ)償方法及效果[4-7]2.1Q補(bǔ)償方法Q值是一個(gè)表征巖石特性的參數(shù)，是儲(chǔ)能和耗散能的比率，它是描述不同頻率的地震波在粘彈性介質(zhì)中衰減的參數(shù)，并直接影響地震信號(hào)的相位和分辨率。Q值越大，表示衰減越?。环粗?，Q值越小，表示衰減越嚴(yán)重。影響Q值的因素主要有：①溫度和壓力增加導(dǎo)致Q值減小；②不同巖性其Q值不同，一般來(lái)說(shuō)，灰質(zhì)巖吸收較小，砂巖吸收較大，泥巖介乎其中間；③巖石中孔隙形狀及裂縫發(fā)育程度也極大地影響Q值的變化；④頻率不同，Q值也不同；⑤孔隙中流體的性質(zhì)也會(huì)對(duì)Q值產(chǎn)生影響。通常情況下都可以觀察到地震波高頻衰減現(xiàn)象。Q值測(cè)量的就是地震波隨傳播距離的變化而弓I起的不同頻率成分信號(hào)的能量（振幅）的變化。地震波波場(chǎng)在沿地層向下傳播的過(guò)程中，可以在井眼中通過(guò)檢波器對(duì)波場(chǎng)數(shù)據(jù)采樣。所以，VSP采集到的下行波場(chǎng)數(shù)據(jù)是進(jìn)行Q分析的理想數(shù)據(jù)。一般情況下，我們選取一定長(zhǎng)度的時(shí)窗(一般包含直達(dá)縱波即可)，利用速度濾波提取下行直達(dá)縱波，然后對(duì)時(shí)窗內(nèi)的直達(dá)縱波數(shù)據(jù)進(jìn)行Q分析。通過(guò)VSP分析得到的Q值質(zhì)量取決于資料的信噪比，波的散射和檢波器的耦合情況。計(jì)算Q值的最常用方法是譜比法。該方法針對(duì)某頻率范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)，分析給定頻率成分的振幅隨深度的變化，得到的斜率就是Q值。其基本原理如下：假設(shè)2個(gè)接收器之間的地層的Q值是一個(gè)常量，那么某頻率f的地震波的振幅A隨時(shí)間t變化的振幅值可以用下面的公式表示A(f,t2)=A(f,t1)e-nf(t2-t1)/Q。(1)對(duì)該公式兩邊求自然對(duì)數(shù)，得到(2)從上式可以看出，振幅取對(duì)數(shù)之后，隨頻率呈線性衰減函數(shù)，其衰減的斜率為-nf(t2-t1)/Q。多譜比法原理與譜比法原理相同。井控處理中Q因子的求取是通過(guò)多譜比法，針對(duì)某頻率范圍內(nèi)的VSP數(shù)據(jù)，分析頻率隨深度的變化，從而得到一系列不同深度點(diǎn)的Q值，然后統(tǒng)計(jì)出一個(gè)全局Q值作為該深度段的Q值。2.2實(shí)際資料Q補(bǔ)償效果圖3由A井的VSP資料求出的時(shí)變Q值圖3是根據(jù)A井的VSP資料求出的時(shí)變Q值。在分析Q值的過(guò)程中，我們一方面利用VSP資料來(lái)估計(jì)井眼周圍的Q因子，同時(shí)也利用了地面地震資料在經(jīng)多譜比法得出的Q值附近掃描，并將以不同Q補(bǔ)償?shù)玫降钠破拭媾c井資料(VSP)進(jìn)行匹配分析，達(dá)到最佳匹配的就是精確的Q值。由不同Q值的可預(yù)測(cè)度、可信度、匹配度對(duì)比圖可知最佳的Q值為105(如圖4~圖6)。圖4不同Q值的可預(yù)測(cè)度對(duì)比圖5不同Q值的可信度對(duì)比圖6不同Q值的匹配度對(duì)比關(guān)于Q值的可預(yù)測(cè)度、可信度及匹配度分別定義如下?？深A(yù)測(cè)度P(predictability)定義為⑶式中，Acor1(t)為某一定義的時(shí)窗范圍內(nèi)井?dāng)?shù)據(jù)的自相關(guān)；Acor2(t)某一定義的時(shí)窗范圍內(nèi)地震資料的自相關(guān)；Xcor(t)為井?dāng)?shù)據(jù)和地震資料的互相關(guān)。將上式(3)轉(zhuǎn)化到頻率域，則：(4)可信度C(confidence)定義為：令則C(f)=100[1-e(-kPow(f))]。(5)匹配度Fit定義為(6)式中,X1(t)為地震數(shù)據(jù)和子波的褶積；X2(t)為井?dāng)?shù)據(jù)和子波的褶積。對(duì)于以上所定義的可預(yù)測(cè)度、可信度及匹配度，其值越大，則表示相應(yīng)的Q值越佳。從Q補(bǔ)償前與Q補(bǔ)償后的疊前時(shí)間偏移對(duì)比結(jié)果可以看出(如圖7),補(bǔ)償后比補(bǔ)償前的疊前時(shí)間偏移剖面在信噪比和分辨率方面有了較大程度的提高，同相軸變得豐宣B富o圖7Q補(bǔ)償前(左)與Q補(bǔ)償后(右)的疊前時(shí)間偏移剖面對(duì)比3認(rèn)識(shí)與結(jié)論實(shí)際資料處理結(jié)果表明：由VSP資料獲得的球面擴(kuò)散補(bǔ)償因子對(duì)地震資料進(jìn)行真振幅恢復(fù)效果較好；利用VSP資料來(lái)估計(jì)井眼周圍的Q因子，同時(shí)也利用了地面地震資料在經(jīng)多譜比法得出的Q值附近進(jìn)行掃描，并將以不同Q補(bǔ)償?shù)钠破拭媾cVSP資料進(jìn)行匹配分析，最終獲得最佳的Q值。補(bǔ)償后的地震剖面的信噪比和分辨率有了較大程度的提高，為解釋人員提供了可信的、高質(zhì)量的地震數(shù)據(jù)。所以，利用井資料進(jìn)行真振幅恢復(fù)與Q補(bǔ)償?shù)倪@一處理方法值得更多的嘗試。參考文獻(xiàn)：姚姚,張玉芬.轉(zhuǎn)換波振幅補(bǔ)償[J].中國(guó)海上油氣(地質(zhì)),1999,13(5):346.劉財(cái)，劉洋，王典.一種頻域吸收衰減補(bǔ)償方法[J].石油物探,2005,44(2):116.馬昭軍，劉洋.地震波衰減反演研究綜述[J].地球物理學(xué)進(jìn)展,2005,20(4):1074.李淑寧，劉榮.利用VSP資料研究地層吸收衰減規(guī)律[J].石油物探，1992,38(4):114GopaSDe,WintersteinDF,MarkA.ComparisonofP-andS-waveelocitiesandQ'svaluefromVSPandsoniclogdata[J].Gephysics,1994,59(10):1512.HaugePS.Measureme