零偏VSP井資料在地震層位標(biāo)定中的應(yīng)用

吳景超

（成都理工大學(xué)，成都 610059）

零偏VSP井資料在地震層位標(biāo)定中的應(yīng)用

吳景超

（成都理工大學(xué)，成都 610059）

利用零偏VSP井資料可以精確標(biāo)定地震層位，從而提高地震解釋、儲(chǔ)層反演及綜合預(yù)測(cè)精度。地震層位的標(biāo)定主要依靠零偏VSP井資料所提供的速度參數(shù)，通過零偏VSP上行波疊加剖面，走廊疊加剖面和常規(guī)地震水平疊加剖面，組成L圖進(jìn)一步標(biāo)定層位。

VSP；層位標(biāo)定；相位掃描；地震層位

層位標(biāo)定是確定地震剖面上反射層相當(dāng)?shù)牡刭|(zhì)層位。由于地震時(shí)間剖面是地震信號(hào)時(shí)間序列的圖像，層位標(biāo)定的實(shí)質(zhì)是賦予地震信號(hào)一個(gè)準(zhǔn)確的深度刻度，因此，層位標(biāo)定必須具有鉆井資料及VSP資料或井中速度測(cè)量資料。

精細(xì)的地震層位標(biāo)定對(duì)提高地震解釋、儲(chǔ)層反演及綜合預(yù)測(cè)精度十分重要，其中零偏VSP測(cè)井所提供的時(shí)深尺，提供了可靠的時(shí)深轉(zhuǎn)換，為精確標(biāo)定地震、地質(zhì)層位奠定了基礎(chǔ)。

1 方法原理

1.1 速度參數(shù)的提取

速度是聯(lián)系地震反射和地質(zhì)層位的橋梁，速度的準(zhǔn)確與否，不但直接影響到地震地質(zhì)層位的標(biāo)定，而且還會(huì)影響到解釋成果的準(zhǔn)確性和油氣預(yù)測(cè)的精度。準(zhǔn)確提取速度參數(shù)是零偏VSP測(cè)井的重要目的。基于零偏VSP測(cè)井偏移距小，只經(jīng)過一次低降速帶，在大井中安置檢波器，接收的波場(chǎng)受各種干擾小，近于垂直等特點(diǎn)，從Z分量原始記錄中直接提取深度與初至?xí)r間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而得到層速度、平均速度以及時(shí)深關(guān)系。

VSP測(cè)井時(shí)，檢波器下井深度是從井口或鉆井平臺(tái)起算的，震源在地面或炮井底激發(fā)的。另外由于地形起伏，各VSP井的井口高程，炮井深度等一般是不同的。求取平均速度的主要目的是作時(shí)深轉(zhuǎn)換，將地震剖面上的時(shí)間轉(zhuǎn)換為深度。而地震剖面上的時(shí)間是從工區(qū)統(tǒng)一的基準(zhǔn)面起算的。為了各VSP井和地震剖面的時(shí)深零線一致，同時(shí)為了使各VSP井間的平均速度可以比較分析，需對(duì)VSP井測(cè)量結(jié)果作基準(zhǔn)面校正：將VSP井中檢波器深度從工區(qū)統(tǒng)一基準(zhǔn)面起算，將震源校正到統(tǒng)一基準(zhǔn)面上，然后計(jì)算垂直旅行時(shí)間t和平均速度va。圖1為一種最簡(jiǎn)單的情況,地面為基準(zhǔn)面，且震源在地面。

圖1 VSP觀測(cè)方法

基準(zhǔn)面校正后可按下式計(jì)算波沿垂直方向從基準(zhǔn)面到井中檢波器的單程旅行時(shí)間t：

式中：H—從基準(zhǔn)面起算的井中檢波器觀測(cè)深度；

D—井震源；

tr—波從震源(校正到基準(zhǔn)面上后)到井中深度H的旅行時(shí)間。

于是

根據(jù)井中兩個(gè)相鄰測(cè)點(diǎn)Hi+1和Hi及對(duì)應(yīng)的單程垂直旅行時(shí)間ti+1和ti，可計(jì)算出層速度vn，i：

1.2 用L圖作層位標(biāo)定

當(dāng)工區(qū)內(nèi)有VSP測(cè)井資料時(shí)，可制作走廊疊加剖面。迄今為止，人們可以使用的層位標(biāo)定資料中，能準(zhǔn)確地兼具標(biāo)定震波垂直旅行時(shí)和深度功能的只有零偏VSP資料。走廊疊加剖面（Corridor Stack），也稱 VSP提取道（VSP Extracted Trace），簡(jiǎn)寫VET。它是將靜校正后拉平的上行波只保留下初至后的一窄條，切去其余部分（這一窄條通常為初至后約200ms左右），將其疊加得到一個(gè)輸出道。通常重復(fù)顯示若干道，變?yōu)樾问缴系亩嗟?，以便觀測(cè)分析。由于初至后窄條內(nèi)很有上行多次波，疊加后保留下來(lái)的基本上都是一次波。顯然，走廊疊加里反射波與VSP上行波剖面里的反射波屬一一對(duì)應(yīng)，它也與常規(guī)水平疊加剖面上井旁地道的的反射波相對(duì)應(yīng)。制作走廊疊加剖面的過程分別如圖2、圖3和圖4所示。

圖2 井零偏VSP上行波場(chǎng)排齊記錄

圖3 井零偏VSP走廊切除剖面

圖4 井零偏VSP走廊疊加剖面

將聲波測(cè)井曲線或（井孔巖性柱狀圖）零偏VSP上行波疊加剖面，走廊疊加剖面和常規(guī)地震水平疊加剖面有時(shí)還加上合成地震記錄，一起組成所謂的“L圖”，走廊疊加VSP疊加剖面與常規(guī)地震剖面上同向軸一一對(duì)應(yīng)。由于VSP疊加剖面同時(shí)具有雙程垂直旅行時(shí)和深度，這樣常規(guī)地震剖面上的同相軸便通過VSP疊加剖面獲得深度刻度，而VSP疊加剖面的深度坐標(biāo)通過橫放在其正上方的井孔巖性柱狀圖（或聲波測(cè)井曲線）和地質(zhì)層位聯(lián)系起來(lái)。這樣常規(guī)地震剖面上的同相軸便獲得了地質(zhì)層位的標(biāo)記，完成了層位標(biāo)定。圖5就是利用VSP-log剖面對(duì)三維地震剖面層位進(jìn)行標(biāo)定。

2 應(yīng)用實(shí)例

錦XXX井所在的錦X井區(qū)位于歡西油田南部，北以鴛鴦溝大斷裂的西段為界。本次研究的工區(qū)面積約12km2左右,主要目的層為沙一下＋沙二段興隆臺(tái)及沙三上段熱河臺(tái)油層。

該區(qū)緊鄰鴛鴦溝大斷裂，其不同層系地層發(fā)育復(fù)雜，不同級(jí)次的斷層亦較發(fā)育，造成油藏類型多樣、油水關(guān)系復(fù)雜。長(zhǎng)期以來(lái)，由于該區(qū)油藏埋深較大、井?dāng)?shù)較少、地質(zhì)特征復(fù)雜、前期三維地震品質(zhì)較差等諸多因素的影響，較大程度地制約了對(duì)該區(qū)構(gòu)造等地下地質(zhì)情況的認(rèn)知程度，因此，有待于對(duì)該區(qū)進(jìn)行進(jìn)一步的地質(zhì)研究。

該區(qū)鄰近鴛鴦溝洼陷，具有較充足的油源條件，為近距離捕捉油氣提供了先機(jī)。由錦XXX井綜合錄井圖確定的各地質(zhì)層位對(duì)應(yīng)層速度變化規(guī)律見圖6。

圖5 錦XXX井VSP-LOG剖面對(duì)過井測(cè)線的對(duì)比圖

平均速度分析：圖7是錦XXX井VSP測(cè)井平均速度曲線，這條曲線整體上比較圓滑，與層速度曲線分析相一致，平均速度幅值在1 680～2 590m/s。

時(shí)深關(guān)系曲線：通過錦XXX井VSP測(cè)井時(shí)深關(guān)系曲線，能夠?yàn)楸緟^(qū)三維解釋提供可靠的時(shí)深尺，并根據(jù)最小二乘法擬合出適合本區(qū)的時(shí)深尺（其公式為V1=V0（1+βZ）1/n），具體擬合成：

轉(zhuǎn)換成時(shí)間和深度的關(guān)系為：

式中：T—毫秒雙程時(shí)；

Z—對(duì)應(yīng)深度，m。

地震層序劃分與標(biāo)定:圖5是錦XXX井VSPLOG剖面對(duì)過井測(cè)線的對(duì)比圖。標(biāo)定結(jié)果顯示，兩者目的層深度的地震反射特征吻合較好，只是VSPLOG剖面的信噪比分辨率高于三維剖面。標(biāo)定結(jié)果如表1所示。

3 結(jié) 論

在制作VSP-log圖用于層位標(biāo)定時(shí)應(yīng)注意幾個(gè)問題：

圖6 錦XXX井層速度曲線

圖7 錦XXX井平均速度曲線

表1 錦XXX井層位標(biāo)定成果表

（1）基準(zhǔn)面要一致。要將各種VSP圖的時(shí)間深度零線、常規(guī)地震剖面時(shí)間零線、聲波測(cè)井及井孔巖性柱狀圖的時(shí)深零線統(tǒng)一起來(lái)。

（2）是極性一致。常規(guī)地震剖面的正常極性是初至波下跳，而與此極性相同的VSP記錄的初至波上跳。

（3）濾波檔要匹配。要恰當(dāng)選擇VSP剖面和常規(guī)地震剖面濾波檔。

（4）注意井斜校正。當(dāng)是斜井VSP，或某些井段井斜較大時(shí)，應(yīng)對(duì)井斜作必要的校正。

總之,VSP勘探技術(shù)作為地震勘探方法之一 ,在歡西油田勘探中占據(jù)很重要的地位 ,起到了主要參數(shù)源的作用。經(jīng)過長(zhǎng)期研究總結(jié)出通過提取準(zhǔn)確的速度參數(shù)，提高了VSP資料層位標(biāo)定的精度。

[1]朱光明.垂直地震剖面技術(shù)[M].北京:石油工業(yè)出版社 ,1988:174-178.

[2]曹統(tǒng)仁.VSP和常規(guī)地震的水平分辨率[J].成都地質(zhì)學(xué)院學(xué)報(bào) ,1988,15(2)：54-57.

The Application of Zero Offset-VSP Well Data in Geologic Horizon Calibration

WU Jing-chao
(Chengdu University of Technology，Chengdu 610059)

The geologic horizon could be accurately calibrated by zero offset-vsp well data.So we can improve the seismic explanation,reservoir inversion and comprehensive prognosis.The geologic horizon calibration mainly relies on velocity parameters which are provided by zero offset-vsp well data.Through the zero offset-vsp uplink-wave stack section,passage stack section and convention seismic horizontal stack section together make up the so-called L chart.

VSP；horizon calibration；phase scan；geologic horizon calibration

P631

A

1673-1980（2011）06-0104-04

2011-05-26

吳景超（1987-），男，新疆人，成都理工大學(xué)地球物理學(xué)院在讀碩士研究生，研究方向?yàn)楣腆w地球物理。