ISSN 1004-4140
CN 11-3017/P

双宽地震资料在东海X气田河道砂体预测中的应用

胡伟, 秦德文, 李琴, 俞伟哲, 黄鋆

胡伟, 秦德文, 李琴, 等. 双宽地震资料在东海X气田河道砂体预测中的应用[J]. CT理论与应用研究, 2022, 31(3): 293-304. DOI: 10.15953/j.ctta.2021.017.
引用本文: 胡伟, 秦德文, 李琴, 等. 双宽地震资料在东海X气田河道砂体预测中的应用[J]. CT理论与应用研究, 2022, 31(3): 293-304. DOI: 10.15953/j.ctta.2021.017.
HU W, QIN D W, LI Q, et al. Application of double width seismic data to channel sand body prediction of X gas field in the East China Sea[J]. CT Theory and Applications, 2022, 31(3): 293-304. DOI: 10.15953/j.ctta.2021.017. (in Chinese).
Citation: HU W, QIN D W, LI Q, et al. Application of double width seismic data to channel sand body prediction of X gas field in the East China Sea[J]. CT Theory and Applications, 2022, 31(3): 293-304. DOI: 10.15953/j.ctta.2021.017. (in Chinese).

双宽地震资料在东海X气田河道砂体预测中的应用

基金项目: 中国海油“七年行动计划”东海专项课题(西湖凹陷西部地区勘探开发关键技术研究(CNOOC-KJ 135 ZDXM39 SH01))
详细信息
    作者简介:

    胡伟: 男,中海石油(中国)有限公司上海分公司研究院工程师,主要从事海洋石油勘探研究工作,E-mail:huwei3@cnooc.com.cn

  • 中图分类号: P  315;P  631

Application of Double Width Seismic Data to Channel Sand Body Prediction of X Gas Field in the East China Sea

  • 摘要: 东海X气田主力储层埋藏深、横向变化大,常规地震资料品质较差、分辨率低,满足不了勘探开发中日益精细的地质需求。采用三船四源斜缆的采集方式获得宽频宽方位的地震资料,其具有高分辨率、高信噪比、高保真度的特征。应用宽频宽方位地震资料高分辨率、各向异性的优势信息,结合叠前同时反演,求取分方位的河道砂体敏感弹性参数反演体,并且把垂直于河道走向的多个方位反演体进行叠加,从而进行河道砂体的精细预测。相比于常规地震资料,基于宽频宽方位地震资料的储层反演提高了河道砂体的预测精度,为东海X气田的滚动勘探与开发开采奠定了基础。
    Abstract: Due to that the main reservoirs of the X gas field in the East China Sea were deeply buried and have large lateral changes, the conventional seismic data resulted in poor quality and low resolution, which couldn’t meet the increasingly refined geological requirements in exploration and development. Seismic data with wideband and wide azimuth was obtained by using the acquisition method of three ships and four sources with oblique cables, which held the characteristics of high resolution, high signal-to-noise ratio and high fidelity. By taking advantage of the superior information of wideband and wide azimuth seismic data which was high-resolutional and anisotropic, combined with the simultaneous prestack inversion, the inversion body of sensitive elastic parameters of channel sand bodies in different azimuths can be obtained, and superimpose multiple azimuth inversion bodies perpendicular to the direction of the river channel to carry out fine predictions of channel sand bodies. Compared the conventional seismic data, reservoir inversion based on wideband and wide azimuth seismic data improved the prediction accuracy of channel sand bodies, laying a foundation for the progressive exploration and development of the X gas field in the East China Sea.
  • 缺血性脑卒中(ischemic stroke,IS)是缺血性脑血管病(ischemic cerebrovascilar disease,ICVD)的一种,严重危害人类的身体健康和生存质量,普通CT平扫对早期急性缺血性脑卒中检出率低,可能延误患者治疗。宝石能谱CT平扫不但能够获得基物质密度及其分布图像、不同kVp水平的单能量图像,而且还能根据所得到的能谱曲线计算出该病变或组织的有效原子序数[1]。自2009年应用于临床以来,在心脑血管成像、肿瘤的鉴别及分期、骨质疏松等研究方面取得了广泛进展[2-5]。将宝石CT的能谱平扫技术与宝石CT脑灌注(computed tomography perfusion,CTP)及CT血管造影术(computed tomography angiography, CTA)技术相结合,应用于急性缺血性脑卒中的影像学检查中,可获得更多参数的全新成像模式,为临床诊疗提供更多有用的信息,有利于对缺血性脑梗死进行分型分期并制定相应个体化治疗方案[6-7]

    本研究将能谱CT平扫+CTP+CTA 多模态形式应用于缺血性脑卒中的早期诊断,发现急性缺血性脑梗死的责任血管、分辨梗死区及缺血半暗带,以期协助临床改善脑卒中患者治疗效果及判定预后疗效。

    选取本院2020年1月至2021年4月经临床证实的35~80岁脑卒中病例共58例行回顾性分析。病人均有一侧肢体乏力、偏瘫、失语等临床诊断缺血性症状,有脑出血、脑肿瘤、脑外伤、脑部手术及感染等病史者不含在本组内。其中男性32例(55.17%),女性26例(44.83%)。

    采用美国GE大宝石能谱CT(Discovery CT 750 HD)扫描,ADW 4.6后处理工作站。能谱CT横轴位平扫:以听眦线为水平基线,范围从颅底到颅顶;管电压80 kVp与140 kVp瞬时(0.5 ms)高速切换,自动毫安秒(mAs),探测器覆盖范围20 mm、层厚5 mm,获取单能量图像与基物质图像;宝石能谱CT容积螺旋穿梭技术CTP;管电压80 kV,管电流100 mA,管球转速0.5 r/s,扫描层厚5 mm,FOV 25 cm,探测器覆盖范围40.00 mm,适应性统计迭代重建40%。采用双筒高压注射器(NEMOTO),经肘静脉团注碘佛醇(350 mgI/mL),造影剂总量100 mL,生理盐水25 mL,注射速度4~5 mL/s(根据血管情况调整)。

    血管狭窄程度评判分为轻度狭窄、中度狭窄、重度狭窄和闭塞。按照血管阻塞程度<30% 为轻度狭窄,血管阻塞程度30%~69% 为中度狭窄,血管阻塞程度70%~99% 是重度狭窄,血管狭窄100% 为闭塞。

    开始注药后4 s进行扫描,扫描时间约50 s,从颅底至颅顶来回自动穿梭扫描共30次,自动重建CTP图像。CTA:在CTP图像上找出颈内动脉最大峰值时间,选择动脉显影最好的图像作为CTA原始图进行CTA减影处理,并获取最佳图像进行CTA三维重建。

    能谱CT平扫测量感兴趣区与镜面侧能谱曲线斜率(slope of the curve,SOC)、能谱CT基物质碘(水)、水(碘)值及70 keV图CT值进行差异对比分析,要避开陈旧性病变及其他可引起密度差异的病灶。感兴趣区即为通过CTP联合CTA检查后或后期复查平扫有脑实质密度差异所得出的脑梗死区。

    对比存在显著差异(表1)。后重建CTA结果显示,颅内动脉狭窄55例(94.8%),未见明显狭窄血管3例(5.5%),轻度狭窄21例(38.18%),中度狭窄14例(25.45%),重度狭窄9例(16.36%),闭塞11例(20%)。CTA原始轴位图显示颅内血管4~5级分支血管清晰,三维重建图显示血管结构清晰,壁稍毛糙,但不影响诊断,可快速发现狭窄、闭塞的责任血管。

    表  1  能谱CT检查结果对比
    Table  1.  Comparison of energy spectrum CT examination results
    组别/项目 能谱曲线斜率 碘(水)值/(100 ug/cm3 水(碘)值/(mg/cm3 单能量 CT 值/HU
    患侧 0.21±0.08 1.32±0.94 1020.36±3.00 22.78±1.89
    镜像对侧 0.23±0.09 0.86±0.97 1023.44±3.76 22.42±2.09
    t -1.932 -4.843 -3.060 -1.061
    P 0.062 0.001 0.004 0.311
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    能谱CT动态500排扫描得出脑血流量(cerebral blood flow,CBF)、脑血容量(cerebral blood volume,CBV)、平均通过时间(mean transit time,MTT)及对比剂达峰时间(time to peak,TTP)图像,通过对比健侧、患侧CTP图像,分析脑梗死病灶中心及缺血半暗带范围。在CTP原始轴位图像,分析脑血管显示清晰程度,寻找病变的责任血管及其血管狭窄程度,并重建CTA三维图像,统计颅内动脉狭窄情况。

    应用SPSS 19.0软件包对数据进行分析。资料采用均数 ± 标准差( $\bar{{{{{x}}}}}$ ±s),行t检验;以P<0.05为检验标准,符合即为差异具有统计学意义。

    本研究显示,发病6 h内常规CT平扫显示梗死低密度区6例,其余均为阴性结果。能谱CT显示17例结果未见明显差异,41例可见4个能谱参数的结果存在差异,为患侧碘(水)值(0.86±0.97)明显低于健侧(1.32±0.94),患侧水(碘)含量(1019.36±3.00)明显低于健侧(1023.44±3.76),结果存在显著差异,能谱曲线斜率及能谱CT值两个指标无明显差异(表1)。

    本次研究的58例患者中,55例患者存在CTP灌注异常,因此敏感度为94.82%(55/58)。患者患侧和对侧的MTT、TTP及CBF等指标都存在明显差异。其中,患侧的MTT(6.36±0.862)s、TTP(24.47±1.594)s明显长于对侧MTT(3.57±0.54)s、TTP(19.58±1.53)s,对比存在显著差异;患侧CBF(39.23±5.47)低于对侧(34.89±4.78),对比存在显著差异(表2)。

    表  2  CTP检查结果对比
    Table  2.  Comparison of CTP examination results
    组别/项目 CBV/(mL/100 g) CBF/(mL/100 g) MTT/s TTP/s
    患侧 30.11±6.45 39.23±5.47 6.36±0.862 24.47±1.594
    镜像对侧 29.54±6.65 34.89±4.78 3.57±0.54 19.58±1.53
    t 1.946 -1.032 -3.050 -4.631
    P 0.311 0.002 0.000 0.000
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    2018年国际卒中大会上公布的《2018 ASA/AHA急性缺血性脑卒中患者早期管理指南》中指出,不推荐对所有急性脑梗死患者常规进行颅脑磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)检查,不推荐常规应用 CTA或磁共振血管造影(magnetic resonance angiography, MRA)检查确定急性脑梗死患者是否存在颅内动脉狭窄或闭塞9。在我国广大基层医院中,普遍不具备MRI及数字减影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)等大型设备,大部分医院MRI不开设夜、急诊,部分基层医院尚未开展CT增强项目,因此,提高CT平扫对急性缺血性脑卒中的诊断水平对临床诊疗尤为重要10

    由于CTP可以反映脑组织的灌注情况,通过一些参数来进行脑梗死的分期、判定缺血半暗带与梗死核心范围,而CTA能够反映脑血管狭窄程度及侧支循环的状况,所以联合CTP和CTA对AIS患者的诊疗具有十分重要的意义[11-12]。AHA/ASA不推荐对发病6 h内的急性脑梗死患者运用灌注检查来选择适于机械取栓的患者,推荐对于距最后正常时间6~24 h的前循环大动脉闭塞患者,进行包括CT灌注、MRI-DWI或MRI灌注成像在内的多模态影像辅助患者的评估、筛选是否进行血管内机械取栓治疗。对一些急性脑梗死患者,通过CTA或MRA影像学检查为后续二级预防性治疗提供附加信息是合理的[9]。因此,CT由于其快速、高效、禁忌症少等优点在急性缺血性脑卒中发挥着巨大作用,尤其是一些不具备MRI和DSA的基层医院,多模态能谱CT的应用尤为重要。

    多参数成像是能谱CT不同于常规CT的显著特征,在原有空间分辨率、时间分辨率的基础上能谱CT增加了能量分辨率及理化性质的分辨率[13],可提供更多的技术参数、物质定量分析、低剂量、高清成像等先进技术手段,而在越来越多的临床研究和应用上得以广泛应用[1]。常规CT平扫主要用于发现颅内出血及部分非缺血性病变(如脑肿瘤、脑感染性病变),可以避免对这部分患者进行抗栓治疗[14]。然而,常规CT平扫因各种伪影影响导致不准确,而且超急性期脑梗死脑实质密度一般未能出现差异,常规CT只依靠CT值单一的参数作为诊断标准,大大降低了其在急性缺血性脑卒中的诊断价值。

    能谱CT成像可以通过基物质的解析技术获得任一能量点的单能量(kVp)图像,使得物质的衰减系数只取决于其本身密度,从而得出精准的CT值,再结合去金属伪影技术(metal artifacts reduction system,MARS),更能有效避免了各种因素形成的伪影[15-16]

    本文通过回顾性分析缺血性脑卒中的病变区域,获得了超急性期脑梗死患侧脑实质碘(水)、水(碘)值的异常结果,碘(水)图是在碘密度图上去除了水的成分,水(碘)图是在水密度图上去除了碘的成分,得出相应的数值差异可以作为脑实质病变的参考,虽然机理尚不明确,但给CT平扫诊断超急性期脑缺血灶提供了CT值以外的其他更多参数(图1)。

    图  1  女,71岁。(a)CT平扫双侧大脑半球未见异常。(b)(c)CTA检查及三维重建示左侧大脑中动脉M1段重度狭窄、闭塞。(d)术后CT平扫复查,示左侧大脑半球额、颞、顶叶多发片状低密度灶。(e)~(g)能谱模式平扫后获取的单能量CT图、碘(水)图、水(碘)图。(h)能谱斜率曲线两者重叠无明显差异
    Figure  1.  Female, 71 years old. (a) Plain CT scan showed no abnormality in both cerebral hemispheres. (B)(C) CTA examination and THREE-DIMENSIONAL reconstruction showed severe stenosis and occlusion of M1 segment of left middle cerebral artery. (d) postoperative CT scan reexamination showed multiple patchy low-density foci in the frontal, temporal and parietal lobes of the left cerebral hemisphere. (e)-(g) Single-energy CT image, iodine (water) image and water (iodine) image obtained after plain scanning in energy spectrum mode. (h) There is no significant difference between the overlap of energy spectrum slope curves

    传统的头颅CTP+CTA扫描,需要分两次注入造影剂进行扫描,增加了照射剂量且错过了同时观察灌注与血管的关系,总照射剂量较一般的头颅CT增加达7倍之多[17];纵使随着CT排数的增加,如320排螺旋CT的Z轴覆盖范围达160 mm,真正实现了全脑一站式(CT平扫、CTP及CTA)检查[18],但宽体探测器存在的物理效应,会导致铸形束伪影及CT值的偏移。

    宝石能谱CT的容积穿梭扫描技术使CTP的扫描范围达到了312.5 mm,行一站式CTP+CTA扫描时,只需一次注射造影剂且只需进行一次扫描,便可同时获得全脑CTP及原始CTA轴位图像[6],并通过后期处理可获得较为满意的CTA三维图像。同时,宝石能谱CT通过硬件和软件平台的提升,在只需原先一半的扫描照射和一半的造影剂条件下得到相同质量的图像,降低了对比剂用量及检查程序、减少了不良反应的发生,更好的满足临床诊疗需要[19-20]图2)。

    图  2  男,55岁。(a)右侧大脑半球额颞顶岛叶、基底节、放射冠、半卵圆中心(中动脉供血区)见大片状血流灌注下降,梗死核心区周围可见缺血半暗带,CBF较对侧减低,MTT、TTP延长。(b)和(c)右侧大脑中动脉M1以远段重度狭窄-闭塞
    Figure  2.  Male, 55 years old. (a) Large patchy blood perfusion decreased in the right cerebral hemisphere frontotemporal parietal insula, basal ganglia, radiographic corona, and the center of semicovale (middle artery blood supply area); ischemic penumbra was observed around the infarct core area; CBF decreased compared with the contralateral side, and MTT and TTP were prolonged. (b)(C) The right middle cerebral artery M1 was severely constricted and occluded at a far segment

    脑血流量与脑血容量不匹配是快速评价缺血半暗带的最简便方法[21],相对MTT>145%,或残余功能达峰时间(Tmax)>6 s作为缺血半暗带的外界阈值,相对脑血容量(rCBF)<l30% 为梗死核心,研究证实rCBF<30% 是最终梗死体积和患者预后的较强预测因素[22]

    本文将能谱CT平扫+CTP+CTA多模态形式应用于缺血性脑卒中的早期诊断过程中,具有检查速度快、成像参数多的优点,能够及时发现急性缺血性脑梗死的责任血管、分辨梗死区及缺血半暗带,较之常规CT更能提高对早期缺血性脑卒中的诊断水平。能谱CT可能有更多的基物质选择,未来可进行广泛的深入研究。

  • 图  1   宽方位地震采集观测系统

    Figure  1.   Observation system for wide azimuth seismic data acquisition

    图  2   宽方位地震方位角玫瑰图

    Figure  2.   Rose diagram of azimuth of wide azimuth seismic data

    图  3   双宽地震资料与常规地震资料剖面对比

    Figure  3.   Comparison of profiles between double width seismic data and conventional seismic data

    图  4   双宽地震资料与常规地震资料时间切片对比

    Figure  4.   Comparison of time slices between double width seismic data and conventional seismic data

    图  5   双宽地震资料与常规地震资料频宽对比

    Figure  5.   Comparison of bandwidth between double width seismic data and conventional seismic data

    图  6   双宽地震资料与常规地震资料反演对比

    Figure  6.   Comparison of Inversion result between double width seismic data and conventional seismic data

    图  7   河道砂体预测示意图

    Figure  7.   Schematic diagram of channel sand body prediction

    图  8   河道砂体预测流程

    Figure  8.   Channel sand body prediction process

    图  11   H5层河道砂体预测平面展布

    Figure  11.   Prediction plane distribution of channel sand body in layer H5

    图  9   岩石物理交汇分析

    Figure  9.   Petrophysical intersection analysis

    图  10   优势方位角反演剖面

    Figure  10.   Inversion profile of dominant azimuth

    图  12   双宽地震资料与常规地震资料H5层反演对比

    Figure  12.   Comparison of inversion results of layer H5 between double width seismic data and conventional seismic data

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出版历程
  • 收稿日期:  2021-10-14
  • 录用日期:  2021-11-28
  • 网络出版日期:  2021-12-08
  • 发布日期:  2022-05-22

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