地震數(shù)據(jù)處理解釋技術(shù)發(fā)展研究

1、地震數(shù)據(jù)處理解釋技術(shù)發(fā)展研究地震數(shù)據(jù)處理解釋是地震勘探的主要組成部分，是石油天然氣勘探開發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈中對油田勘探開發(fā)效益影響最大、技術(shù)含量最高的一環(huán)。 一、地震數(shù)據(jù)處理解釋是地震勘探的主要組成部分 地震勘探就是通過人工地震反射波“給地球做CT”，讓油氣勘探者能夠“看見”地層的地質(zhì)構(gòu)造和油藏情況，為石油公司“找油”做出含油氣評價、提出鉆井位置、模擬油藏未來的生產(chǎn)動態(tài)以便為后續(xù)油氣藏開采和開發(fā)提供技術(shù)資料。地震勘探包括地震采集、處理和解釋三大部分：地震采集是利用野外地震采集系統(tǒng)獲取地震數(shù)據(jù)處理所需的反射波數(shù)據(jù)；地震數(shù)據(jù)處理的目的是對地震采集數(shù)據(jù)做各種處理提高反射波數(shù)據(jù)的信噪比、分辨率和保真度以便于解釋

2、；地震解釋分為構(gòu)造解釋、地層解釋，巖性和烴類檢測解釋及綜合解釋，目的是利用地震反射波的地質(zhì)特征和意義確定井位尋找石油。地震數(shù)據(jù)處理依賴于地震采集數(shù)據(jù)的質(zhì)量，處理結(jié)果直接影響解釋的正確性和精確度和找油的成功率。圖1 地震勘探產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成 地震數(shù)據(jù)處理解釋是地震勘探的主要組成部分，是石油天然氣勘探開發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈中對油田勘探開發(fā)效益影響最大、技術(shù)含量最高的一環(huán)。其原因有四：1、石油勘探地震數(shù)據(jù)處理解釋與井位部署成功率、油田發(fā)現(xiàn)、油田采收率、油田增儲上產(chǎn)等經(jīng)濟效益直接相關(guān)，是尋找油氣資源的關(guān)鍵技術(shù)； 2、石油勘探技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)主要體現(xiàn)在地震數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)中地震成像技術(shù)的發(fā)展；3、地震數(shù)據(jù)處理解釋下游鉆井業(yè)務(wù)等

3、油氣開采技術(shù)均十分成熟；4、上游地震數(shù)據(jù)采集依賴于先進的儀器設(shè)備，理論簡單。綜合而言，地震數(shù)據(jù)處理的質(zhì)量和地震成像的準確度與清晰度直接決定油氣資源的發(fā)現(xiàn)的成敗和勘探成功率，是影響后期油田生產(chǎn)建設(shè)最重要的環(huán)節(jié)。BP公司北海油田日產(chǎn)量與地震數(shù)據(jù)處理解釋新技術(shù)的關(guān)系表明，新技術(shù)尤其是地震成像技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用對于油田產(chǎn)量的增加影響極大。 圖2 石油勘探地震數(shù)據(jù)處理解釋技術(shù)對北海油田的產(chǎn)量的影響由此可見，地震數(shù)據(jù)處理解釋是地震勘探的主要組成部分，其發(fā)展和技術(shù)進步對于解決人類能源供應(yīng)問題具有十分重要的意義。二、地震數(shù)據(jù)處理解釋技術(shù)發(fā)展歷程 地震數(shù)據(jù)處理解釋技術(shù)中最核心的就是地震成像技術(shù)，因此地震數(shù)據(jù)處理解

4、釋技術(shù)的發(fā)展歷程主要依據(jù)地震成像技術(shù)的發(fā)展水平進行劃分。地震數(shù)據(jù)處理解釋最早出現(xiàn)于20世紀20年代初期。隨后的40年間由于是對光點記錄（19201950）和模擬記錄（19501965）進行處理，在這一階段地震處理解釋技術(shù)發(fā)展緩慢，也沒有可實用的地震成像技術(shù)出現(xiàn)。20世紀60年代中期，隨著數(shù)字計算機的出現(xiàn)，地震數(shù)據(jù)處理解釋進入了計算機引領(lǐng)的數(shù)字時代。計算機及數(shù)字技術(shù)解決了地震成像問題從而為地震數(shù)據(jù)處理解釋技術(shù)的發(fā)展提供了廣闊的前景。著名物探專家熊煮表示，射線理論、波動方程理論、疊后三維偏移成像技術(shù)、疊前時間域/深度域偏移成像、AVO、速度建模、反褶積、靜校正、偏移疊加、共聚焦點成像理論、聲阻抗反

5、演等主要的地震數(shù)據(jù)處理解釋技術(shù)理論均在19651985年這段時間構(gòu)建完成。在此期間，基于野外多次覆蓋、室內(nèi)共中心點疊加、疊后偏移的第一代成像技術(shù)實現(xiàn)并應(yīng)用于工業(yè)界（19651970）。1970年后，為了滿足石油勘探難度增加對地震數(shù)據(jù)處理解釋技術(shù)不斷進步的要求，基于kinchhoff（積分法）、波動方程（微分法）疊前偏移的第二代成像技術(shù)逐漸發(fā)展起來。在這一時期，國際石油勘探也逐漸從簡單構(gòu)造油藏勘探時代轉(zhuǎn)入復(fù)雜構(gòu)造和地層巖性油藏勘探時代。進入20世紀80年代中期，地震數(shù)據(jù)處理解釋行業(yè)新技術(shù)新理論呈現(xiàn)快速發(fā)展勢頭。逆時偏移技術(shù)、交互處理解釋技術(shù)、儲層預(yù)測與綜合解釋技術(shù)、常規(guī)技術(shù)的精細化、四維地震等成

6、為行業(yè)熱點。以上述新技術(shù)新理論為依托，進入21世紀初，第三代基于共聚焦點理論的三維疊前偏移地震成像技術(shù)在2000年后逐步發(fā)展起來。中國民營企業(yè)潛能恒信在這一領(lǐng)域率先取得了突破，其基于雙向聚焦理論的WEFOX三維疊前偏移地震成像系統(tǒng)成為世界第一個實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用的第三代地震成像技術(shù)平臺。展望未來，地震數(shù)據(jù)處理解釋技術(shù)的發(fā)展還會加快，新技術(shù)新理論的不斷推出將會給全球石油勘探帶來新的革命。三、當前地震數(shù)據(jù)處理解釋行業(yè)技術(shù)水平經(jīng)過幾十年的發(fā)展，進入21世紀后，地震數(shù)據(jù)處理解釋行業(yè)在技術(shù)、軟硬件系統(tǒng)、應(yīng)用范圍、工作方式、工作量、處理質(zhì)量、處理周期和應(yīng)用效果等諸多方面發(fā)生了巨大的變化和進步。地震數(shù)據(jù)處理解釋

7、技術(shù)水平的提升為縮短油氣勘探開發(fā)周期、提高油田勘探開發(fā)效益、降低鉆井風險作出了巨大貢獻。當前行業(yè)技術(shù)水平表現(xiàn)在以下幾點：1、地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)向以三維疊前數(shù)據(jù)為主，第二代成像技術(shù)基本成熟。幾乎所有處理軟件都包含三維DMO、三參量速度分析、地表一致反褶積、地表一致相位校正、三維靜校正和三維一步法偏移等。2、預(yù)處理、靜校正、壓噪、速度建模等常規(guī)處理技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用而且已經(jīng)并向精細化方向發(fā)展，并行計算處理技術(shù)、交互處理和解釋性處理等技術(shù)在少數(shù)企業(yè)獲得突破。3、國外三維疊前深度偏移處理技術(shù)逐漸應(yīng)用成熟，國內(nèi)仍以三維疊前時間偏移處理技術(shù)應(yīng)用為主。4、第三代基于共聚焦理論的疊前偏移成像技術(shù)逐漸發(fā)展起來，除中國企業(yè)

8、潛能恒信的WEFOX基于雙向聚焦理論的三維疊前偏移地震成像系統(tǒng)外大部分技術(shù)平臺還研發(fā)階段，大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用還未開始。5、井中數(shù)據(jù)和井間數(shù)據(jù)處理技術(shù)基本成熟并形成了商品化的軟件，相應(yīng)的處理服務(wù)逐漸增加。6、陸上復(fù)雜地區(qū)靜校正技術(shù)、疊前壓噪技術(shù)、速度建模技術(shù)、偏移歸位技術(shù)等難度較大的問題解決方法和理論不斷涌現(xiàn)，已經(jīng)獲得了較大的勘探效益。速度的各向異性問題已經(jīng)開始研究并在實踐中推廣應(yīng)用。7、基于GPU的并行處理技術(shù)軟件平臺正在開發(fā)過程中，但離實際應(yīng)用還有差距。8、技術(shù)優(yōu)秀企業(yè)可以提供地震數(shù)據(jù)處理解釋、地震地質(zhì)分析、井位部署等一體化服務(wù)。四、21世紀地震數(shù)據(jù)處理解釋行業(yè)技術(shù)發(fā)展展望展望未來，隨著油氣田

9、勘探和開發(fā)難度的不斷增加，石油公司對地震勘探的精度要求越來越高。地震數(shù)據(jù)處理解釋行業(yè)技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)以下趨勢：1、第三代成像技術(shù)走向?qū)嵱没S著地震數(shù)據(jù)處理從時間域向深度域發(fā)展，預(yù)計第三代基于聚焦理論的疊前偏移成像技術(shù)逐漸走向?qū)嵱没⒁I(lǐng)成像技術(shù)發(fā)展潮流。前兩代地震成像技術(shù)對速度依賴性很強，而在復(fù)雜地質(zhì)條件下，速度是很難測準的，這就造成了依賴速度模型常規(guī)成像技術(shù)取得的地震剖面效果及準確度均較差。第三代基于聚焦理論的疊前偏移成像技術(shù)則對速度依賴性顯著下降，這使得地震剖面的成像質(zhì)量大大提升，從而給石油勘探技術(shù)水平帶來質(zhì)的飛躍。2、復(fù)雜地區(qū)低信噪比數(shù)據(jù)處理技術(shù)不斷涌現(xiàn)隨著勘探程度提高，地面和地下的條件更加

10、復(fù)雜，數(shù)據(jù)信噪比普遍降低。因此復(fù)雜地區(qū)低信噪比數(shù)據(jù)處理已經(jīng)成為數(shù)據(jù)處理方法研究最熱門的課題，提高地震數(shù)據(jù)信噪比的方法和技術(shù)不斷涌現(xiàn)。3、各種技術(shù)綜合應(yīng)用程度提升隨著地下地質(zhì)構(gòu)造和地層巖性復(fù)雜性的增加，地震勘探和油氣勘探的難度會越來越大，對地震處理的質(zhì)量要求也越來越高。因此，各種地震數(shù)據(jù)處理技術(shù)的綜合應(yīng)用是行業(yè)技術(shù)發(fā)展的重要趨勢。4、新理論、新技術(shù)不斷推出并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化石油勘探地震數(shù)據(jù)處理解釋行業(yè)需要并不斷有新理論和新技術(shù)推出，這樣才能保證獲取高質(zhì)量的地震剖面和各種地震屬性剖面，以直接定量反演儲層參數(shù)、評價儲層質(zhì)量和預(yù)測油氣地質(zhì)儲量。5、全三維處理成為發(fā)展重點結(jié)合地質(zhì)解釋和地球物理解釋工具的全三維

11、疊前深度偏移等解釋性處理技術(shù)是當前地震數(shù)據(jù)處理技術(shù)發(fā)展的重點。6、交互處理解釋技術(shù)發(fā)展使地震勘探重新走向一體化增強交互處理能力，提供交匯處理環(huán)境、交互編碼和交互參數(shù)分析工具，結(jié)合三維可視化到地震屬性分析和反演過程是當前地震數(shù)據(jù)處理解釋技術(shù)發(fā)展的重要方向，典型代表就是交互處理和解釋性處理技術(shù)的發(fā)展。 圖3 地震勘探重新走向一體化7、地震數(shù)據(jù)處理解釋一體化成為地震勘探行業(yè)發(fā)展大趨勢隨著石油勘探進入復(fù)雜構(gòu)造和地層巖性油氣藏勘探階段，石油公司對地震數(shù)據(jù)處理解釋行業(yè)的技術(shù)要求顯著提升。先前地震數(shù)據(jù)處理和解釋分開執(zhí)行的模式正在向著處理解釋一體化方向發(fā)展。地震數(shù)據(jù)處理解釋一體化與傳統(tǒng)的地震數(shù)據(jù)處理和解釋差別

12、在于引入了基于交互處理思想的綜合解釋技術(shù)，其作用是將處理和解釋的結(jié)果綜合分析從而做出更準確的含油氣評價并為定井位提供依據(jù)。交互處理的實現(xiàn)得益于計算機技術(shù)及計算技術(shù)的發(fā)展以及WINDOWS、UNIX、MOTIF以及C+和C語言等先進軟件工具的出現(xiàn)。交互性處理就是將地震數(shù)據(jù)處理與地震數(shù)據(jù)解釋直接建立互動關(guān)系，實現(xiàn)在處理的同時執(zhí)行解釋工作，解釋工作執(zhí)行的同時不斷調(diào)整處理工作。這種相互校驗、同步執(zhí)行的技術(shù)模式使得地震數(shù)據(jù)處理和解釋工作溶為一體，這比單獨執(zhí)行處理或者解釋工作取得的結(jié)果更加準確。在使用的軟件工具上，一體化模式增加了綜合解釋軟件也就是在處理、解釋之外多了一道綜合解釋的工序。隨著石油勘探難度加大，石油公司越來越傾向于采用一體化技術(shù)對地震數(shù)據(jù)進行處理解釋。有采集優(yōu)勢的公司更是實現(xiàn)了采集、處理、解釋一體化的交互處理模式。由于采集環(huán)節(jié)一般少數(shù)大型物探服務(wù)企業(yè)掌握，因此地震數(shù)據(jù)處理和解釋的一體化是石油地震勘探領(lǐng)域的主要發(fā)展趨勢。中國石油經(jīng)濟技術(shù)研究院文獻中心數(shù)據(jù)顯示，2007年中國石油公司地震數(shù)據(jù)處理解釋業(yè)務(wù)需求中60%為處理業(yè)務(wù)，34%為解釋業(yè)務(wù)，處理解釋一體化業(yè)務(wù)僅占6%。到2009年地