山前礫巖區(qū)下伏構(gòu)造速度建場(chǎng)及成圖技術(shù)

許海濤 景海璐 常慶龍 阿依努爾

摘要:盆地周緣的山前沖斷帶圈閉的發(fā)現(xiàn)與落實(shí)受淺層礫石層影響嚴(yán)重,需要準(zhǔn)確刻畫(huà)巨厚、不等厚礫石層下伏構(gòu)造。而直接利用地震速度建立速度場(chǎng),變速成圖時(shí)深轉(zhuǎn)換的方法不能滿足成圖精度要求。針對(duì)巨厚、不等厚礫石層下伏構(gòu)造的特點(diǎn),總結(jié)多年山前復(fù)雜構(gòu)造區(qū)速度建場(chǎng)及成圖方法經(jīng)驗(yàn),運(yùn)用適宜于巨厚、不等厚礫石層下伏構(gòu)造速度建場(chǎng)及成圖方法——礫石厚度雕刻成圖法,消除巨厚礫巖影響,落實(shí)了獨(dú)南構(gòu)造,為下步獨(dú)南構(gòu)造的鉆探提供了依據(jù)。

關(guān)鍵詞:地震解釋;速度建場(chǎng);變速成圖;巨厚不等厚礫石;獨(dú)南構(gòu)造

中圖分類號(hào):TE132;P631文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

引 言

準(zhǔn)噶爾盆地南緣山前沖斷帶的油氣勘探中,巨厚、不等厚礫石層的存在會(huì)影響對(duì)下伏構(gòu)造的識(shí)別,需要格外重視對(duì)巨厚、不等厚礫石層的下伏構(gòu)造的落實(shí),因此,速度研究的重要性越來(lái)越突出,速度分析方法的研究則成為打破時(shí)間剖面假象,還原真實(shí)構(gòu)造形態(tài)的“排頭軍”。

準(zhǔn)噶爾盆地南緣獨(dú)南背斜已鉆探的獨(dú)南a井揭示,自地表向下礫石層厚度近2 000 m,前期研究確定影響巨厚、不等厚礫石層下伏構(gòu)造落實(shí)的主要因素為礫巖厚度的準(zhǔn)確落實(shí)。以往直接利用地震速度建場(chǎng)[1],進(jìn)行變速成圖無(wú)法準(zhǔn)確反映礫石層對(duì)下伏構(gòu)造的影響,極大地限制了目的層構(gòu)造圖的準(zhǔn)確性[2]。本次速度成圖在區(qū)域鉆井速度分析的基礎(chǔ)上,把握各層系速度的縱橫向變化趨勢(shì),提出了適用于巨厚、不等厚礫石層下伏構(gòu)造速度建場(chǎng)及成圖方法——礫石厚度雕刻成圖方法,有效提高了構(gòu)造圖精度,進(jìn)一步落實(shí)了獨(dú)南構(gòu)造,為獨(dú)南構(gòu)造下步鉆探提供了依據(jù)。

1 區(qū)域概況

1.1 勘探概況

獨(dú)南背斜位于準(zhǔn)噶爾盆地南緣山前沖斷帶中西段,霍爾果斯油氣田、獨(dú)山子油田、安集海油田與依林黑比爾根山之間,區(qū)域位置非常有利。獨(dú)南背斜地震勘探歷經(jīng)2個(gè)階段:1985至1989年為地震普查階段;1998至2004年為測(cè)網(wǎng)加密,重點(diǎn)落實(shí)階段。目前測(cè)網(wǎng)密度為1 km×1 km～1 km×2 km,主測(cè)線與聯(lián)絡(luò)線共30條,1998至2004年度測(cè)線與1985至1989年測(cè)線相比,整體品質(zhì)有較大提高,地震反射特征更為明顯,斷點(diǎn)更為清晰。獨(dú)南背斜現(xiàn)有完鉆井1口——獨(dú)南a井,完鉆井深4 257 m。獨(dú)南a井鉆遇第四系和第三系上部礫石層近2 000 m。獨(dú)山子油田和車排子油田主力產(chǎn)層為第三系塔西河組和沙灣組,在本月未見(jiàn)油氣顯示。

1.2 難點(diǎn)分析

隨著獨(dú)南背斜相鄰的霍爾果斯油背斜、安集海背斜和瑪納斯背斜通過(guò)技術(shù)攻關(guān),先后獲得工業(yè)油氣流,對(duì)獨(dú)南背斜深層構(gòu)造精細(xì)落實(shí)成為準(zhǔn)噶爾盆地南緣油氣勘探的迫切要求,但技術(shù)上存在一定的難點(diǎn)。

(1) 獨(dú)南背斜自地表向下沉積有巨厚、不等厚礫石層,礫石層在剖面顯示為雜亂反射,沒(méi)有能量團(tuán)對(duì)地震速度控制,利用地震速度計(jì)算礫巖速度準(zhǔn)確性低。

(2) 不同年度采集測(cè)線品質(zhì)差異較大,1998至2004年采集主測(cè)線與1985至1989年聯(lián)絡(luò)線成圖基準(zhǔn)面RG面線[3]有較大的閉和差,相鄰測(cè)線閉合差無(wú)規(guī)律。

(3) 地震速度規(guī)律性不強(qiáng),對(duì)礫巖沒(méi)有明顯反映。

(4) 僅有獨(dú)南a井1口鉆井,缺乏對(duì)獨(dú)南背斜深層地層速度的控制。

受地質(zhì)條件和地震資料品質(zhì)限制,直接利用地震速度建立速度場(chǎng)進(jìn)行變速成圖得到的構(gòu)造圖不能滿足準(zhǔn)確落實(shí)獨(dú)南背斜構(gòu)造細(xì)節(jié)的要求,不能準(zhǔn)確刻畫(huà)礫巖體變化,不能真正反映地下構(gòu)造形態(tài)。

2 速度研究及措施應(yīng)用

能否準(zhǔn)確落實(shí)獨(dú)南背斜巨厚、不等厚礫巖下伏構(gòu)造,關(guān)鍵在于以準(zhǔn)確落實(shí)礫巖體厚度、速度變化為基礎(chǔ),準(zhǔn)確分析目的層以上各層速度變化[4],落實(shí)目的層構(gòu)造形態(tài)。因此,從鉆測(cè)井速度分析、地震速度資料規(guī)律性校正、合理速度模型建立[5-6]及鉆測(cè)井速度約束等方面著手,以精細(xì)礫巖厚度雕刻為研究重點(diǎn),地震速度建場(chǎng)平面控制結(jié)合不同速度充填驗(yàn)證速度變化影響,量化分析巨厚、不等厚礫巖對(duì)下伏構(gòu)造影響。

充分借鑒塔里木盆地庫(kù)車地區(qū)和吐哈盆地北部山前帶礫巖覆蓋區(qū)油氣勘探的成功經(jīng)驗(yàn)和有效技術(shù)措施,結(jié)合準(zhǔn)噶爾盆地南緣山前礫巖沉積特點(diǎn),以獨(dú)南背斜實(shí)驗(yàn)靶區(qū)為例,總結(jié)了巨厚、不等厚礫巖下伏構(gòu)造速度建場(chǎng)和構(gòu)造成圖方法,并形成標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化研究流程(圖1)。

2.1 時(shí)間域礫巖體精細(xì)刻畫(huà)

完鉆探井獨(dú)南a井揭示地表下巨厚礫石層,前期研究證實(shí)巨厚礫石對(duì)下伏構(gòu)造形態(tài)具有很大影響,甚至可能產(chǎn)生虛假構(gòu)造顯示。目前,對(duì)礫石層的平面刻畫(huà)主要依賴地震資料進(jìn)行追蹤,但礫石層在地震剖面顯示為雜亂反射,準(zhǔn)確識(shí)別高速礫巖底界困難。為準(zhǔn)確識(shí)別高速礫巖層地震反射特征,對(duì)獨(dú)南a井巖性與測(cè)井速度進(jìn)行對(duì)比分析,根據(jù)測(cè)井速度對(duì)不同沉積時(shí)期地層的響應(yīng)特征,結(jié)合巖性錄井中地層界面,建立正演模型,分析地震波組特征。再據(jù)正演模型分析得到的各地層地震波組響應(yīng)特征,綜合地震合成記錄等信息,對(duì)獨(dú)南a井進(jìn)行已鉆遇地層的綜合標(biāo)定。對(duì)于未鉆遇的深層,可以充分利用區(qū)域資料,采用區(qū)域引層,地層厚度、速度分析等方法,對(duì)下第三系安集海河組和紫泥泉子組底界進(jìn)行標(biāo)定(圖2)。在此基礎(chǔ)上,可根據(jù)綜合標(biāo)定結(jié)果,對(duì)獨(dú)南背斜各地層反射特征進(jìn)行追蹤,并對(duì)礫巖體進(jìn)行重點(diǎn)刻畫(huà),本著“特征優(yōu)先,沉積合理”的原則,對(duì)礫巖體主測(cè)線和聯(lián)絡(luò)線地震響應(yīng)精細(xì)追蹤,盡可能準(zhǔn)確刻畫(huà)礫巖體細(xì)節(jié)。

2.2 地震速度建模校正

地震速度是反映研究區(qū)地層速度平面變化的基礎(chǔ)資料,提高地震速度的規(guī)律性和準(zhǔn)確度是準(zhǔn)確建立地震速度場(chǎng)的關(guān)鍵[7]。受巨厚礫石層影響,缺乏能量團(tuán)對(duì)地震速度進(jìn)行控制,造成地震速度建立的速度場(chǎng)時(shí)深轉(zhuǎn)換精度不高。地震速度對(duì)礫巖有一定程度的反映,但整體形態(tài)與鉆井速度反算的疊加速度還存在一定的差異。1998至2004年間采集的地震速度與鉆井速度形態(tài)較為接近,但1985至1989年間采集的地震速度與鉆井速度形態(tài)相差較大。

對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地南緣獨(dú)南背斜附近區(qū)域鉆探到礫巖的鉆井速度進(jìn)行整理,結(jié)合礫巖沉積模式,綜合分析礫巖速度認(rèn)為:獨(dú)南背斜礫巖速度隨深度增大而增加,速度變化范圍為3 000～4 100 m/s。確定礫巖起始速度及礫巖速度變化梯度后,即可以地震剖面解釋層位數(shù)據(jù)及地層速度繪制深度剖面,建立格架地震測(cè)線所對(duì)應(yīng)的理論速度模型。反復(fù)對(duì)比速度模型與實(shí)際地震速度,在“體現(xiàn)趨勢(shì)、保留數(shù)值”的原則下對(duì)地震速度進(jìn)行校正,即可有效消除速度異常,增強(qiáng)速度變化規(guī)律性,提升速度資料品質(zhì)。

2.3 礫巖體不同速度充填替換

時(shí)間剖面上深層反射軸受巨厚、不等厚高速礫巖影響,可能產(chǎn)生虛假構(gòu)造顯示或構(gòu)造高點(diǎn)、面積和幅度等的改變。獨(dú)南背斜深層目的層構(gòu)造高點(diǎn)在礫巖體沉積最厚點(diǎn)偏北約1.0～1.5 km,礫巖體速度變化直接影響礫巖解釋厚度,而礫巖厚度對(duì)下伏構(gòu)造的落實(shí)和認(rèn)識(shí)具有決定性影響。根據(jù)鉆測(cè)井速度對(duì)地層速度進(jìn)行縱向劃分,確定地震速度場(chǎng)的控制層位,精細(xì)解釋建立地震速度場(chǎng)控制模型。利用正演速度模型校正后的地震速度資料可以求取各層層速度,對(duì)構(gòu)造影響最大的礫巖體采用不同速度充填、替換[8],即可獲得對(duì)應(yīng)的深層構(gòu)造形態(tài)。

第1期許海濤等:山前礫巖區(qū)下伏構(gòu)造速度建場(chǎng)及成圖技術(shù)

獨(dú)南背斜礫巖體的速度替換依據(jù)礫巖速度變化范圍選取了3個(gè)恒速:3 000、3 500和4 000 m/s。地震速度建場(chǎng)求取礫巖速度,在保留地震速度求取的礫巖體速度整體形態(tài)的前提下,按礫巖深度—速度變化曲線約束地震速度變化梯度,可以更加準(zhǔn)確地對(duì)深度域礫巖體進(jìn)行刻畫(huà)。