瓊東南盆地井震平均速度誤差分析及校正

王麗君，李強(qiáng)，劉愛群，嚴(yán)恒

(1.中海石油(中國)有限公司湛江分公司，廣東湛江524057;2.西南石油大學(xué)，四川成都610500)

瓊東南盆地井震平均速度誤差分析及校正

王麗君1，李強(qiáng)1，劉愛群1，嚴(yán)恒2

(1.中海石油(中國)有限公司湛江分公司，廣東湛江524057;2.西南石油大學(xué)，四川成都610500)

瓊東南盆地是南海深水勘探的重要目標(biāo)，該盆地目前情況是鉆井較少，勘探程度較低，勘探前景廣闊。時(shí)深轉(zhuǎn)換一直是瓊東南盆地研究工作的重點(diǎn)，其中速度作為解釋成果從時(shí)間到深度轉(zhuǎn)換的重要橋梁，對于地質(zhì)構(gòu)造的勘探、鉆孔的布置和設(shè)計(jì)都起著決定性的作用。瓊東南盆地橫向上平均速度變化較大，且井上速度與地震速度之間存在著井震誤差。據(jù)統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，該區(qū)井震誤差主要有3種類型，按形態(tài)特征分別命名為鐵軌差、喇叭口差、剪刀差。研究了不同類型誤差的校正方法，再應(yīng)用于瓊東南盆地深水區(qū)YL1井的時(shí)深關(guān)系預(yù)測，鉆井結(jié)果證實(shí)預(yù)測時(shí)深關(guān)系準(zhǔn)確。

井震誤差;鐵軌差;喇叭口差;剪刀差;瓊東南盆地;海南

0 引言

在無井區(qū)或少井區(qū)進(jìn)行勘探工作時(shí)，時(shí)深轉(zhuǎn)換是一個(gè)重、難點(diǎn)問題，而在這個(gè)過程中可供使用的只有處理提供的地震速度。根據(jù)理論分析及實(shí)際經(jīng)驗(yàn)可知，處理過程中的地震速度與實(shí)際地層速度存在一定的誤差，該誤差導(dǎo)致時(shí)深轉(zhuǎn)換的深度偏深，誤差偏大。因此，在實(shí)際工作中，需要對兩者之間的誤差進(jìn)行分析，并采用合適的方法進(jìn)行校正，以求得到的時(shí)深轉(zhuǎn)換速度接近于地層真實(shí)速度，達(dá)到準(zhǔn)確落實(shí)構(gòu)造形態(tài)的目的(劉愛群等，2008)。

瓊東南盆地正處于勘探開發(fā)的重要時(shí)期，地質(zhì)構(gòu)造確定和儲層評價(jià)都需要利用準(zhǔn)確的速度進(jìn)行時(shí)深轉(zhuǎn)換，因此，很有必要開展對井震誤差分析和校正的工作，以求獲得滿足勘探開發(fā)要求的時(shí)深轉(zhuǎn)換速度。

1 井震誤差類型及常規(guī)校正方法

井震誤差是指地震平均速度與井上平均速度之間的誤差，其中地震平均速度是通過對地震資料進(jìn)行處理，得到速度譜資料，再從速度譜資料中獲得均方根速度，通過DIX公式轉(zhuǎn)換為層速度，最后轉(zhuǎn)化為平均速度(陸基孟等，1993)。井上的平均速度是通過地震測井獲得垂直地震剖面，再通過初至拾取得到時(shí)間－深度對，由此求得井上的平均速度，垂直地震剖面(VSP)測井求取的平均速度比較準(zhǔn)確，可以認(rèn)為是地層真實(shí)的平均速度(張衛(wèi)紅，2002)。

通過對已鉆井進(jìn)行井震誤差分析，發(fā)現(xiàn)瓊東南盆地的各個(gè)地區(qū)都存在井震誤差，統(tǒng)計(jì)這些井震誤差主要有3種類型，根據(jù)其形態(tài)特征分別命名為鐵軌差、喇叭口差、剪刀差。常規(guī)的誤差校正方法有2種，即差值法和比值法。顧名思義，差值法是利用井震之間的差值平均進(jìn)行校正，而比值法是利用井震之間的比值平均進(jìn)行校正。下面分別介紹這3種誤差類型以及合適的校正方法。

第一種井震誤差為鐵軌差。鐵軌差是指地震平均速度大于井上平均速度，且井震之間的誤差量隨著深度的變化基本保持不變，深層與淺層的誤差量基本相同，在形態(tài)上像鐵軌一樣。分別采用差值法和比值法對它進(jìn)行校正。從圖1可以看出，差值法的校正效果較好。通過誤差分析發(fā)現(xiàn)差值法校正后的誤差為0.66%，而比值法校正后的誤差為0.74%。

第二種井震誤差為喇叭口差。喇叭口差是指地震平均速度大于井上平均速度，且井震之間的誤差量隨著深度增加而逐漸增大，在形態(tài)上，像一個(gè)喇叭口，也采用差值法和比值法對其進(jìn)行校正。從圖2可以看出，對于喇叭口差，比值法的校正效果較好。通過誤差分析發(fā)現(xiàn)差值法校正后的誤差為1.82%，而比值法校正后的誤差為1.38%。

圖1 LS1井井震誤差(鐵軌差)

圖2 LS2井井震誤差(喇叭口差)

第三種井震誤差為剪刀差。剪刀差是指在淺層的時(shí)候，地震平均速度小于井上平均速度，隨著深度增加，兩者逐漸接近，相交之后隨著深度增加，地震平均速度大于井上平均速度。從形態(tài)上看，上述喇叭口差是剪刀差的一種特例，它是剪刀差的下半部分。同樣采用差值法和比值法進(jìn)行校正，從圖3中的BD1井可以看出校正效果較差，這是因?yàn)榧舻恫钌舷碌恼`差量相互抵消的原因。誤差分析發(fā)現(xiàn)，差值法校正后的誤差為4.63%，而比值法校正后的誤差為4.77%(圖3)。

圖3 BD1井井震誤差(剪刀差)

2 剪刀差的校正方法

由以上誤差類型分析及校正中可以看出，常規(guī)的誤差校正方法能夠解決井震誤差為鐵軌差和喇叭口差的問題，但是對于剪刀差的效果卻較差。既然常規(guī)校正方法效果不明顯，考慮到地震速度來自于地震資料處理過程，處理方法的不同應(yīng)該對速度有一定的影響，因此考慮從地震資料處理的角度來減小誤差。

針對剪刀差的特殊情況，嘗試從資料處理上來對它進(jìn)行校正，其思路是根據(jù)實(shí)際的地震資料建立地質(zhì)模型，然后通過正演得到正演炮集，在對它進(jìn)行預(yù)處理之后，采用不同的去多次波方法(陳瑜等，2004)對其進(jìn)行處理，得到不同的速度譜，然后通過速度轉(zhuǎn)換得到平均速度，再與鉆孔處VSP平均速度對比，優(yōu)選出速度保真的去多次波方法(圖4)。

圖4 剪刀差誤差校正思路

根據(jù)實(shí)際地震資料，進(jìn)行正演模型設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)參數(shù)如下:炮數(shù)100，炮間距25 m，接收道數(shù)321道，道間距12.5 m，覆蓋次數(shù)80次，最小偏移距0 m，最大偏移距4 000 m。圖5是設(shè)計(jì)的正演模型及正演炮集記錄。

圖5 正演模型及正演炮集

對炮集進(jìn)行預(yù)處理之后，抽CDP道集，再采用不同的去多次波方法進(jìn)行處理(劉后順等，1999)，提取井點(diǎn)處的速度譜進(jìn)行對比，從圖6中可以看出頻率波數(shù)域?yàn)V波(fk)，預(yù)測反褶積(mcd)得到的速度譜資料質(zhì)量較差，能量團(tuán)較分散，不易準(zhǔn)確拾取;而τ－p域?yàn)V波(τp)，拉東變換(radon)得到的速度譜資料質(zhì)量較好，易于拾取。

圖6 不同去多次方法的速度譜對比(CDP380)

鉆孔處地層傾角較小，可將其認(rèn)為是水平層狀介質(zhì)(劉江平等，1999)，因此井點(diǎn)處速度譜得到的疊加速度近似等于均方根速度，經(jīng)DIX公式轉(zhuǎn)化為層速度，再轉(zhuǎn)化為平均速度，再與井點(diǎn)處的VSP平均速度對比(曾照榮等，2004)。圖7是不同去多次波方法得到的BD1井的井震誤差，圖中虛線為VSP平均速度，從圖中可以看出不同處理方法得到的速度譜平均速度與VSP平均速度之間仍然存在著明顯的剪刀差，而不同處理方法得到的速度譜平均速度在淺層基本上是重合的，在深層，經(jīng)過拉東變換后得到的速度譜平均速度與VSP平均速度最接近，其次是做過mcd和τ－p變換得到的平均速度，而距離最遠(yuǎn)的為進(jìn)行fk濾波后得到的平均速度，誤差分析也發(fā)現(xiàn)拉東變換后得到的平均速度誤差最小，為3.44%，fk最大，為6.92%。由此可以得出結(jié)論，拉東變換去多次波的速度保真性最好。因此，在存在剪刀差的區(qū)域，處理資料時(shí)，采用拉東變換去多次進(jìn)行處理能夠使速度譜平均速度與VSP平均速度更加接近。

3 實(shí)際應(yīng)用

YL1井是深水區(qū)鉆的第三口井，通過對已鉆的LS3、LS4井進(jìn)行井震誤差分析，發(fā)現(xiàn)兩井的井震誤差均為喇叭口差。因此，可以認(rèn)為YL1井的井震誤差也為喇叭口差(圖8)。從前面的分析可知，對于喇叭口差，比值法校正效果較好，因此在鉆前采用比值法對YL1井的地震平均速度進(jìn)行校正，再利用校正后的平均速度進(jìn)行時(shí)深轉(zhuǎn)換。

圖7 不同去多次波方法得到的BD1井井震誤差

圖8 深水區(qū)已鉆井喇叭口差

根據(jù)前人分析可知，水深對地層平均速度有很大的影響，因此，首先剝掉海水對平均速度的影響，得到從海底起算的平均速度，從圖8中可以看出去除水深的影響之后，YL1井與LS3井的地震速度相似，與LS4井差別較大。而儲層研究認(rèn)為LS3井與YL1井都位于中央水道。因此，采用LS3井的誤差量對YL1井點(diǎn)處的地震速度進(jìn)行校正，得到校正后平均速度，再進(jìn)行時(shí)深轉(zhuǎn)換，得到鉆孔處預(yù)測深度。從鉆后對比可以看出，預(yù)測的深度與實(shí)鉆深度差異較小，預(yù)測深度誤差小于1%，證明鉆前進(jìn)行的地震速度校正是準(zhǔn)確的(圖9)。

圖9 YL1井鉆后對比圖(從海底起算)

4 結(jié)論

(1)通過已鉆井井震誤差分析發(fā)現(xiàn)瓊東南盆地主要有3種井震誤差類型，分別為鐵軌差，喇叭口差和剪刀差。

(2)經(jīng)過常規(guī)校正及誤差分析，認(rèn)為差值法對鐵軌差校正效果較好，而比值法對喇叭口差校正效果較好。這兩種校正方法對于剪刀差校正效果都不好。

(3)結(jié)合正演模擬及地震資料處理研究縮小剪刀差的方法，認(rèn)為在地震資料處理時(shí)采用拉東變換能夠有效地縮小井震之間的誤差。

(4)根據(jù)深水區(qū)井震速度分析，YL1井的井震誤差為喇叭口差，采用比值法對其地震速度進(jìn)行校正再進(jìn)行時(shí)深轉(zhuǎn)換，鉆井深度資料證實(shí)校正結(jié)果比較準(zhǔn)確。

陳瑜，魏赟，葛勇.2004.東海盆地L凹陷多次波分析與壓制［J］.中國海上油氣工程，16(6):373－376.

陸基孟，王永剛.1993.地震勘探原理［M］.北京:中國石油大學(xué)出版社.

劉后順，王曉華.1999.伊寧凹陷壓制多次波方法研究及應(yīng)用［J］.斷塊油氣田，6(2):17－20.

劉江平，李修忠.1999.復(fù)雜地形條件下地震速度提取方法及分析［J］.物探與化探，23(4):258－264.

劉愛群，童傳新，李林.2008.鶯東斜坡帶速度分析方法研究及速度影響因素分析［J］.地球物理學(xué)進(jìn)展，23(6): 1909－1917.

張衛(wèi)紅.2002.VSP和聲波測井資料在巖性解釋中的聯(lián)合應(yīng)用［J］.石油物探，41(2):149－153.

曾照榮，肖玲，白興盈，等.2004.聲波測井與VSP測井平均速度的對比分析［J］.新疆石油地質(zhì)，25(1):50－52.

Analysis and correction of well-seismic average velocity deviation in Qiongdongnan Basin

WANG Li-jun1，LI Qiang1，LIU Ai-qun1，YAN Heng2
(1.Zhanjiang Branch of CNOOC Ltd，Zhanjiang 524057，Guangdong;2.Southwest Petroleum University，Chengdu 610500，China)

Qiongdongnan Basin is an important research object for deep-water exploration in the South China Sea.The Basin was currently less drilled and explorated，but it had a wide exploration prospect.Time-depth conversion had been the focus of research in Qiongdongnan Basin.Velocity，as an important bridge of transforming the results of exploration from time to depth，played a decisive role in the exploration of geological structure and design of drill hole.The average velocity changed largely on the horizon in Qiongdongnan Basin and there was a large deviation between seismic velocity and well velocity.According to statistical analysis，it was found that there were three types of deviation between seismic velocity and well velocity.Based on their morphological characteristics，they were named as track deviation，bell deviation and scissors deviation.The suitable correction methods of different types of well-seismic deviation were researched in the text，and were applied to the prediction of the time-depth relationship of Well YL1 which was located in Qiongdongnan Basin，and the result was proved accurate through drilling of the well.

Well-seismic deviation;Track deviation;Bell deviation;Scissors deviation;Qiongdongnan Basin;Hainan

book=2,ebook=39

P631.44

A

1674－3636(2012)02－0142－05

10.3969/j.issn.1674-3636.2012.02.142

2011－11－09;

2011－12－23;編輯:陸李萍

王麗君(1985—)，女，工程師，碩士，主要從事地震勘探研究，E-mail:wanglijun157359@163.com