TTI各向异性叠前深度偏移技术在青龙台地区的应用

◇中国石油辽河油田勘探事业部 刘康

经过40多年的生产，辽河东部青龙台地区已经进入了勘探开发的中后期，微构造、小断层、小断块、薄储层等的识别与解释是该区增储上产的关键。但青龙台地区的构造非常复杂、地震资料速度变化十分快，因此如何做好高精度速度建模和深度域偏移成像处理，以落实佟二堡断层、牛青断槽及青龙台/东凸潜山成像、寻找有利油气藏是该地区油气勘探的难点和难点。通过TTI各向异性叠前深度偏移处理，青龙台地区的地震资料成像精度和质量明显提高，偏移归位更准确，准确刻画了佟二堡断层，潜山边界及内幕，有效地指导了该区的油气勘探开发工作。

目前，石油及其衍生产品已经渗入到人们日常生产、生活的各个方面，石油的消费量以及需求量日益递增。作为世界第二大经济体，我国石油的消耗量巨大，截止到2020年12月，我国石油消费量7.37亿吨，排名世界第一，而产量却只有1.95亿吨，大部分石油需要依靠进口，对外依存度已经达到了73%，石油资源的短缺已经严重影响了我国的能源安全。经过数十年的勘探开发，我国很多油田都进入了生产的中后期阶段，勘探开发的目标越来越复杂，经济投入和生产风险越来越大，对地震资料处理与解释的要求也越来越高。

传统的深度叠前偏移技术是基于各向同性的假设条件，忽视了地下地层速度各向异性的客观现象，在地下构造非常复杂的地区，该技术极易造成偏移成像误差，严重影响了后续的地震资料解释和储层预测的可信度[1-2]。因此，本文以辽河东部青龙台地区的实际工区为例，对TTI各向异性叠前深度偏移技术进行了分析与研究。

1 工区概况

截止到2019年12月底，辽河油田东部凹陷的油气资源探明率仅有33.6%，仍然具有非常大的勘探开发潜力。青龙台地区位于辽河东部凹陷的北段，紧邻牛居-长滩生油洼陷以及大湾洼陷，构造上属于牛居-青龙台断裂背斜构造带的南部，经过了4个构造历史时期：①初陷期；②深陷期；③衰减期；④再陷期[3]。从油气成藏的角度而言，青龙台地区位于油气运移的优势路径上，具有比较好的成藏条件。但是，该区的构造活动较多，主干断裂复杂，沉积相带变化快，剩余油高度分散，导致地层速度变化十分快，严重影响了地震成像以及后续的解释的精度。经过多年的勘探开发，青龙台地区具有一定规模、构造较为简单、油层厚度较大的油气藏基本已经勘探殆尽，叠前时间偏移的地震资料无法满足当前勘探开发工作对微构造、小断层、小断块、薄储层等进行精细刻画的要求，更无法满足评价井、水平井、开发井部署精确描述油层空间展布和提高油层钻遇率的需求。

2 基本原理

速度是实际地下介质自身的固有属性，但是地下介质并不是各向同性的，地震波在其中传播时，速度会随着方向的改变而改变。在实际地下构造中，各向异性介质是广泛存在的。相比于各向同性的基本假设，TTI各向异性的假设条件更加接近于真实介质，因此可以利用基于TTI各向异性假设条件的相关理论来提高地震偏移成像的精度和可靠性[4]。

根据TTI各向异性介质的特性以及Thomson参数的描述，要表征TTI各向异性介质的特性只需要5个参数：。其中，为地层的纵波各向异性，用来解决由于各向同性导致的远偏移距道集校正不足的问题；为地震成像的深度与实际地下深度之间的误差，用来解决井震不吻合的问题；为垂直于地层传播的纵波速度；分别为TTI介质不同地层的倾角和方位角[4-5]。因此，只要求出这5个参数，就能够利用TTI各向异性叠前深度偏移的方法进行叠前地震偏移成像。

图1为不同方法的叠前深度偏移成像的结果，其中图1（a）为各向同性偏移，图1（b）为各向异性偏移[3]。从图中可以看出，各向同性偏移不能有效描述地震波在实际地下地层中的传播规律，地层台阶的成像位置明显右移，存在着偏移归位不准的问题，不符合实际情况；而各向异性偏移可以准确刻画地层台阶的实际位置以及形态。因此，TTI各向异性叠前深度偏移技术可以反映地震波在地下介质中真实的传播情况，偏移成像的精度更高，效果更好。

图1 叠前深度偏移成像方法对比（引自吴超等，2019年）

3 处理流程

本次叠前深度偏移处理在速度建模中考虑了各向异性的影响（图2）。在建模的过程中，首先建立各项同性的初始速度模型，然后进行目标线叠前深度偏移，进行2～3轮的网格层析速度更新。在各向同性速度模型的基础之上，结合测井信息及地质认识，建立TTI各向异性速度模型，通过非线性网格层析，结合地层信息及大的构造界面控制，进行速度模型及各向异性场的更新[4-5]。在模型更新和迭代方面，除了依靠道集拉平原则的网格层析反演方法更新速度之外，还引进了地层和构造约束的网格层析和深度域建模方法。在对工区地质、测井的充分认识的基础上，建立层位面，通过反射波自动拾取，并在地质倾角场约束下进行层位和地质约束的网格层析迭代，求取剩余速度差[5-6]。综合利用地层背景控制速度趋势，40m×40m的精细网格，在构造和倾角的约束下进行高密度的网格层析迭代，同时利用声波测井信息约束质控，提高深度域建模的精度。

图2 TTI各向异性叠前深度偏移成像处理流程

4 实际应用分析

利用TTI各向异性叠前深度偏移技术对辽河东部青龙台地区三维地震资料进行处理，经过处理，该技术偏移剖面的信噪比和成像质量要好于以往叠前时间偏移的攻关结果，处理效果比较显著。图3是工区内一条典型质控线的叠前时间偏移、TTI各向异性叠前深度偏移的对比剖面。从图中可以看出，随着偏移方法的改进，地震剖面成像质量稳步提高，主要表现在同相轴更加聚焦、构造归位更加准确、同相轴的连续性更好、地层结构更加合理、大的构造边缘（佟二堡断层，潜山边界及内幕）刻画更加准确，从而可以说明TTI各向异性叠前深度偏移是该地区构造成像的必要方法。

图3 青龙台地区叠前偏移成像方法对比

5 结论与认识

TTI各向异性叠前深度偏移处理技术在辽河东部青龙台地区的应用实践证实，该技术是解决构造复杂地震资料成像问题的关键。通过使用该技术，地震资料的成像质量和精度，全面优于叠前时间偏移，实现了青龙台主体构造带、佟二堡断层及牛青断槽的精细刻画，断点干脆，青龙台潜山边界及内幕成像清晰，为认识和解决深层潜山内幕提供新的地震资料处理手段，并且也为后续的地震解释和储层预测提供了比较可靠的地震资料。TTI各向异性叠前深度偏移处理技术为辽河坳陷的油气勘探提供了坚实的技术保障。