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摘要：在碳酸盐岩岩溶储层预测中，溶洞的“串珠状”地震反射特征是一项很重要的标志，为了更好的分析“串珠状”的成因，本文进行了详细的正演模拟，展示了地震波场遇到溶洞时的传播特征，分析了模型中“串珠状”在炮集及剖面中出现的特征及规律，得出利用正演模拟获得最佳的观测系统参数。
关键词：溶洞 串珠状 正演模拟 叠加 偏移
一、前 言
为了更有效地认识碳酸盐岩储层，应用物理模型技术模拟碳酸盐岩溶洞型储层，研究该类储层的地震响应特征和地震属性特点，是十分必要的。在一般情况下，溶洞中充填油、气、水，充填后的溶洞和地层之间以及溶洞顶底的波阻抗界面可以形成多次绕射，对多次绕射波进行叠前成像，即可在垂直方向形成多个强能量团即“串珠”。本文旨在通过针对塔河油田“串珠状”构造特征进行正演模拟，来获得有利于野外地震采集的观测系统参数，以更好的指导地震资料采集任务。
二、塔河地区“串珠状”构造的普遍性
目前，塔河油田的勘探程度比较高，油田中的孔、缝、洞储油模式十分发育，并且该地区的“串珠状”构造特征清晰、明显，并且“串珠状”结构的存在具有普遍性，许多前期表现为弱反射的反射特征，这是由于地震采集资料的道距减小、相同大小面元的覆盖次数提高，“串珠”反射体能量增强，提高了缝洞体的识别能力。
依据S48井区和6-7区的高精度采集证明了：高精度资料对缝洞体的识别能力有较大的提高，因此有必要利用现有的采集技术及硬件条件进行重新采集，以下主要针对目标层进行正演模拟，分析与选取最佳的观测系统采集参数。
三、正演模拟分析
地震信号的垂向分辨能力：
设地层速度为V，子波的主周期为，主频为，则能分辨的地层厚度为：
其中为地震有效信号的主频。
通过调研分析塔河地区的资料，针对溶洞模型的正演来研究塔河地区溶洞储层的波场特征与目标层中可分辨的溶洞大小，参数设定为：测线长8000m，深度2000m，速度参数如图5所示，溶洞尺度从左至右直径分别为10m、20m、30m、40m、50m、60m、70m，采用最小相位子波。
（1）不同频率相同道间距成像分析
由信号分析理论可知：地震信号的主频越高，垂向分辨能力就越强。通过针对目标层中不同溶洞大小进行正演模拟得出，当主频至少为30Hz时，能满足塔河奥陶系的内幕成像所需要的频率要求，下面进行道间距的分析。
（2）同频率不同道间距成像分析
通过在同一频率下对目标体的分析发现：当道间距为30m，在主频为30Hz时，可以有效识别直径为20m的溶洞，能很好的完成对地震地质目标的成像。
最终确定该地区的观测系统参数：目标层主频不得小于30Hz，道间距采用30m就可以满足该十区东地区地质任务。
（3）不同溶洞组合方式模拟
1、纵向溶洞叠合模型一
在深度200m出存在一个水平层，深度400m、500m、700m处三个溶洞尺寸分别为10m、50m、90m。
2、纵向溶洞叠合模型二
在深度200m出存在一个水平层，深度400m、600m、700m处三个溶洞尺寸分别为90m、50m、10m。
通过模型一和模型二的正演模拟得出：（1）串珠状在单炮记录上，特征表现为反射信息不明显并产生较强的绕射，通过不同时刻的波场快照可以明显的体现出来；（2）同样尺度的地质体埋藏越深，由于地震信号的衰减越严重，可有效识别溶洞的能力就越差；（3）串珠状地质体上小下大的模式在偏移后可以对地质体进行有效成像，而上大下小的模式中上层大地质体产生的强绕射能量形成一个强屏蔽层，将下层小地质体屏蔽掉，致使在偏移剖面中会损失掉一些有效的地质信息。
依据多溶洞不同组合方式的正演模型可知：在地震资料时间域分辨率以内，单个地震反射体的反射能量与缝洞体的大小近似成正比；与相同面积的较大地质体相比，小尺度多溶洞成面积状组合成较大的地质体时在地震剖面上产生的绕射能量不强，主要是由于面积组合内界面分布密集，且极性相反，造成能量的内部耗散严重，不利于成像；小尺度溶洞成横向分布时近似于一个连续的分层界面，波阻抗连续，有效反射信息强，成像效果较好；小尺度溶洞呈纵向分布时，当地震波遇到地质体时，反射能量继续下传，使接收到的能量更弱，成像效果最差。
四、十区东开发地震采集应用效果
从塔河油田十区东工区区块第48束线的叠加剖面和偏移剖面对比中可以看到，塔河十区东奥陶系目标层3500ms以下，通过开不同位置、时间的时窗进行频谱分析发现，本次针对目标层3500-3800ms的地震资料采集的信号主频达到了30Hz，有效频带4-51Hz。
通过成果剖面可看出：叠加剖面中，绕射信息异常丰富；偏移处理后，绕射波得到很好地归位；“串珠状”构造在该区十分发育，并且“串珠状”的成像效果好，分辨率高，很好地完成了地震勘探采集任务。
五、结论与认识
在碳酸盐岩较发育的地区，溶洞型的储集层十分常见，针对塔河油田资料，得出对“串珠状”结构的结论与认识：
（1）通过目标层不同参数的正演模拟得出，道距越小，主频越高、有效频带越宽，能刻画的串珠状尺度越小，越有利于地震资料的解释；
（2）区分“串珠状”结构的真假，首先要对资料进行自相关分析，如果该地区多次波不发育，那么该区偏移剖面上的“串珠结构”是真实的地下地质体反映；
（3）研究串珠状构造的出现特征及表现方式，需要从工区的地质背景、运动学和动力学方面着手，多分析该区的重磁电、测井资料来约束地震资料解释的多解性，以达到对“串珠状”构造更好的认识。
关键词：溶洞 串珠状 正演模拟 叠加 偏移
一、前 言
为了更有效地认识碳酸盐岩储层，应用物理模型技术模拟碳酸盐岩溶洞型储层，研究该类储层的地震响应特征和地震属性特点，是十分必要的。在一般情况下，溶洞中充填油、气、水，充填后的溶洞和地层之间以及溶洞顶底的波阻抗界面可以形成多次绕射，对多次绕射波进行叠前成像，即可在垂直方向形成多个强能量团即“串珠”。本文旨在通过针对塔河油田“串珠状”构造特征进行正演模拟，来获得有利于野外地震采集的观测系统参数，以更好的指导地震资料采集任务。
二、塔河地区“串珠状”构造的普遍性
目前，塔河油田的勘探程度比较高，油田中的孔、缝、洞储油模式十分发育，并且该地区的“串珠状”构造特征清晰、明显，并且“串珠状”结构的存在具有普遍性，许多前期表现为弱反射的反射特征，这是由于地震采集资料的道距减小、相同大小面元的覆盖次数提高，“串珠”反射体能量增强，提高了缝洞体的识别能力。
依据S48井区和6-7区的高精度采集证明了：高精度资料对缝洞体的识别能力有较大的提高，因此有必要利用现有的采集技术及硬件条件进行重新采集，以下主要针对目标层进行正演模拟，分析与选取最佳的观测系统采集参数。
三、正演模拟分析
地震信号的垂向分辨能力：
设地层速度为V，子波的主周期为，主频为，则能分辨的地层厚度为：
其中为地震有效信号的主频。
通过调研分析塔河地区的资料，针对溶洞模型的正演来研究塔河地区溶洞储层的波场特征与目标层中可分辨的溶洞大小，参数设定为：测线长8000m，深度2000m，速度参数如图5所示，溶洞尺度从左至右直径分别为10m、20m、30m、40m、50m、60m、70m，采用最小相位子波。
（1）不同频率相同道间距成像分析
由信号分析理论可知：地震信号的主频越高，垂向分辨能力就越强。通过针对目标层中不同溶洞大小进行正演模拟得出，当主频至少为30Hz时，能满足塔河奥陶系的内幕成像所需要的频率要求，下面进行道间距的分析。
（2）同频率不同道间距成像分析
通过在同一频率下对目标体的分析发现：当道间距为30m，在主频为30Hz时，可以有效识别直径为20m的溶洞，能很好的完成对地震地质目标的成像。
最终确定该地区的观测系统参数：目标层主频不得小于30Hz，道间距采用30m就可以满足该十区东地区地质任务。
（3）不同溶洞组合方式模拟
1、纵向溶洞叠合模型一
在深度200m出存在一个水平层，深度400m、500m、700m处三个溶洞尺寸分别为10m、50m、90m。
2、纵向溶洞叠合模型二
在深度200m出存在一个水平层，深度400m、600m、700m处三个溶洞尺寸分别为90m、50m、10m。
通过模型一和模型二的正演模拟得出：（1）串珠状在单炮记录上，特征表现为反射信息不明显并产生较强的绕射，通过不同时刻的波场快照可以明显的体现出来；（2）同样尺度的地质体埋藏越深，由于地震信号的衰减越严重，可有效识别溶洞的能力就越差；（3）串珠状地质体上小下大的模式在偏移后可以对地质体进行有效成像，而上大下小的模式中上层大地质体产生的强绕射能量形成一个强屏蔽层，将下层小地质体屏蔽掉，致使在偏移剖面中会损失掉一些有效的地质信息。
依据多溶洞不同组合方式的正演模型可知：在地震资料时间域分辨率以内，单个地震反射体的反射能量与缝洞体的大小近似成正比；与相同面积的较大地质体相比，小尺度多溶洞成面积状组合成较大的地质体时在地震剖面上产生的绕射能量不强，主要是由于面积组合内界面分布密集，且极性相反，造成能量的内部耗散严重，不利于成像；小尺度溶洞成横向分布时近似于一个连续的分层界面，波阻抗连续，有效反射信息强，成像效果较好；小尺度溶洞呈纵向分布时，当地震波遇到地质体时，反射能量继续下传，使接收到的能量更弱，成像效果最差。
四、十区东开发地震采集应用效果
从塔河油田十区东工区区块第48束线的叠加剖面和偏移剖面对比中可以看到，塔河十区东奥陶系目标层3500ms以下，通过开不同位置、时间的时窗进行频谱分析发现，本次针对目标层3500-3800ms的地震资料采集的信号主频达到了30Hz，有效频带4-51Hz。
通过成果剖面可看出：叠加剖面中，绕射信息异常丰富；偏移处理后，绕射波得到很好地归位；“串珠状”构造在该区十分发育，并且“串珠状”的成像效果好，分辨率高，很好地完成了地震勘探采集任务。
五、结论与认识
在碳酸盐岩较发育的地区，溶洞型的储集层十分常见，针对塔河油田资料，得出对“串珠状”结构的结论与认识：
（1）通过目标层不同参数的正演模拟得出，道距越小，主频越高、有效频带越宽，能刻画的串珠状尺度越小，越有利于地震资料的解释；
（2）区分“串珠状”结构的真假，首先要对资料进行自相关分析，如果该地区多次波不发育，那么该区偏移剖面上的“串珠结构”是真实的地下地质体反映；
（3）研究串珠状构造的出现特征及表现方式，需要从工区的地质背景、运动学和动力学方面着手，多分析该区的重磁电、测井资料来约束地震资料解释的多解性，以达到对“串珠状”构造更好的认识。