洪浩爾舒特凹陷變速成圖方法研究及應(yīng)用

易遠元 （ 油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室 （長江大學(xué)）長江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院，湖北 武漢430100）

王攀 （長江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院，湖北 武漢430100）

盧永合 （中石油華北油田分公司地球物理勘探研究院，河北 任丘062552）

曾波 （中石油華北油田分公司勘探開發(fā)研究院，河北 任丘062552）

楊會麗 （中石油華北油田分公司地球物理勘探研究院，河北 任丘062552）

洪浩爾舒特凹陷位于二連盆地邊緣，不同時期的構(gòu)造活動比較劇烈，造就了其復(fù)雜的斷裂結(jié)構(gòu)和地質(zhì)特征，速度變化情況復(fù)雜。此外，凹陷內(nèi)分布多期次發(fā)育的安山巖，造成該區(qū)地層速度變化復(fù)雜、橫向速度變化梯度快的特征，開展精細(xì)速度研究難度比較大。該凹陷中洼槽陡坡帶的h71井，鉆前分析該井目的層下白堊統(tǒng)騰格爾組一段 （K1t1）底 （地震反射波組T8）高出陡坡帶的h33井450m，鉆后發(fā)現(xiàn)該井低于h33井近200m?？疾靸删谠摼蔚膸r性柱子發(fā)現(xiàn)：h71井主要從砂礫巖為主，而h33井的巖性以泥巖為主，由于砂礫巖速度較高，造成了h71井區(qū)地震反射軸 （時間域）出現(xiàn)隆起假象，這種時間域與深度域的差異是造成勘探預(yù)測失誤的根本原因。結(jié)合測井速度資料與疊加速度譜，應(yīng)用模型層析法建立精細(xì)速度場，將地震解釋的層位數(shù)據(jù)從時間域準(zhǔn)確轉(zhuǎn)變?yōu)樯疃扔?，能夠還原地下真實形態(tài)，有效避免特殊高速巖體分布引起的勘探失利。

1 工區(qū)概況與地震資料品質(zhì)分析

洪浩爾舒特凹陷構(gòu)造上隸屬二連盆地烏尼特坳陷，是一個典型的半地塹凹陷，該次研究區(qū)域位于洪浩爾舒特凹陷中洼槽的洼槽帶和陡坡帶部位，主要包括巴爾和海北2個構(gòu)造，斷層發(fā)育以北東向和近南北向繼承性發(fā)育為主。

在開展研究之前，筆者先對收集到的資料進行了資料品質(zhì)分析。在對全區(qū)資料有一個定性認(rèn)識以后，再有的放矢，展開后面的定量研究。資料品質(zhì)主要從下面3方面進行分析：地震數(shù)據(jù)、速度譜數(shù)據(jù)、井?dāng)?shù)據(jù)。

1．1 地震數(shù)據(jù)品質(zhì)分析

對收集到的地震資料進行主頻和有效頻帶寬度分析，發(fā)現(xiàn)其主要目的層段的主頻約為25～30Hz，有效頻帶寬度約為10～60Hz，垂向分辨率約為25m。同時對工區(qū)的地震資料的品質(zhì)按照如下標(biāo)準(zhǔn)進行了等級評價和劃分：地震波波組的清楚程度、能量強弱、相位穩(wěn)定性、連續(xù)性，地質(zhì)現(xiàn)象是否清楚，能否可靠用于構(gòu)造解釋和儲層預(yù)測。

1．2 速度譜數(shù)據(jù)品質(zhì)分析

對工區(qū)的速度資料的品質(zhì)按照如下標(biāo)準(zhǔn)進行了等級評價和劃分：速度譜能量是否集中，速度拾取的準(zhǔn)確性，速度樣點多少，與井速度符合程度，能否詳盡刻畫地層速度變化。

1．3 井?dāng)?shù)據(jù)品質(zhì)分析

在速度研究中，井?dāng)?shù)據(jù)品質(zhì)的好壞主要由井震標(biāo)定的好壞來決定。由井震標(biāo)定得到的井口速度，對井口處的解釋層位進行時深轉(zhuǎn)換得到對應(yīng)的深度，然后與井分層進行對比，統(tǒng)計誤差，根據(jù)誤差大小對井?dāng)?shù)據(jù)的好壞進行分類。

分別按照以上標(biāo)準(zhǔn)對3種資料進行品質(zhì)分析，發(fā)現(xiàn)資料品質(zhì)較差的區(qū)域主要集中在工區(qū)西南部的陡坡帶部位。當(dāng)?shù)卣饠?shù)據(jù)的信噪比較低時，速度譜能量團較為分散，所以在信噪比低和構(gòu)造復(fù)雜部位拾取的速度譜精度較低，與井速度的差異較大，這正是該次研究區(qū)西南部陡坡帶部位區(qū)域資料品質(zhì)較差的原因。所以，該次研究工作的難點區(qū)域在工區(qū)西南部的陡坡帶部位。在這些難點區(qū)域，由于疊加速度譜精度不夠，需要以井速度為約束，對速度譜進行時變系數(shù)校正，以確保疊加速度譜能夠真實反映地層速度。

圖1 速度研究流程圖

2 精細(xì)速度場的建立

針對該區(qū)復(fù)雜地質(zhì)情況和有安山巖特殊巖體分布，特制定了速度研究流程 （圖1）。

2．1 速度譜校正

速度譜的校正主要包括以下方面：①速度譜與井口時深關(guān)系疊合顯示；②找出速度譜的整體校正系數(shù)；③整體校正后的速度譜再與井口時深關(guān)系疊合顯示，并統(tǒng)計兩者誤差，當(dāng)兩者充分接近時校正結(jié)束；④針對整體校正后誤差依然較大的井點，對速度譜進行時變系數(shù)校正，使速度譜與井速度保證一致 （圖2）。

2．2 安山巖速度的恢復(fù)

由于該區(qū)安山巖分布零散，厚度較薄，在地震剖面中反映不明顯，不能進行連續(xù)追蹤，所以最終統(tǒng)計出13口鉆井的安山巖頂?shù)咨疃?，結(jié)合聲波測井曲線求出安山巖頂?shù)讜r間，以此計算出安山巖的層速度，最后運用這個速度對速度譜進行安山巖層速度恢復(fù)［5］。安山巖層速度恢復(fù)后速度譜與井速度的契合度更高，提高了速度譜的精度，這將會對落實低幅度構(gòu)造起到一定的作用。

2．3 速度場的建立與校正

由于該區(qū)構(gòu)造復(fù)雜多變，同時海北地區(qū)的緩坡帶和陡坡帶位置地震資料的品質(zhì)差異較大，結(jié)合之前的資料品質(zhì)分析，將全區(qū)分成上面3個區(qū)塊，分別運用模型層析法建立速度場，最后再合并，在時變建場的同時實現(xiàn)空變建場。

速度場的校正主要是利用井點速度標(biāo)定速度場，然后采用 “層位控制法”完成校正工作。層位控制法的具體做法是：首先從速度場中提取沿層平均速度，依據(jù)井點的速度值對其進行標(biāo)定校正，然后將多層校正后的沿層平均速度作為基準(zhǔn)速度標(biāo)定、校正速度場，以實現(xiàn)對速度場的整體校正。

2．4 速度場合理性論證

校正完速度場之后，需要對速度場的可靠性進行論證分析。速度的變化受構(gòu)造埋深和巖性變化等多方面綜合影響，該項目主要從構(gòu)造埋深和巖性特征2個方面來分析?；跇?gòu)造上的分析，主要是通過提取等時間平均速度切片、沿層平均速度切片和巖層層速度，與構(gòu)造解釋進行對比；基于巖性分析，主要通過提取層速度剖面和巖層剩余層速度圖，與井柱子上的巖性特征比較，同時還需要和地震屬性與波阻抗反演來進行對比論證。

該次研究重點應(yīng)用剩余層速度分析法。影響地層速度的主要因素有深度、地質(zhì)年代和巖性等，所以消除深度、地質(zhì)年代對層速度的影響后，可以得到與地層巖性一一對應(yīng)的剩余層速度值。將某一時代的一套地層的層速度進行深度校正，就可以得到這套地層同一個深度下的剩余層速度值［2］。

考察剩余層速度分布圖，h68井位于高速區(qū)域，該井在下白堊統(tǒng)阿爾善組 （K1a）上段的巖性柱子顯示巖性以砂礫巖為主，所以在剩余層速度圖上該井顯示為高速區(qū)?？疾煳挥诘椭祬^(qū)域的h55井，在該井段巖性以泥巖為主，所以在剩余層速度圖上顯示為低速區(qū) （圖3）。類似地將全區(qū)所有井在該段的巖性與各井在剩余層速度圖上的巖性響應(yīng)進行對比，發(fā)現(xiàn)兩者均具有以上兩井的對應(yīng)關(guān)系。由此可得，剩余層速度對于巖性的響應(yīng)和鉆井的實際情況一致，在可分辨的條件下能反映巖性變化特征，適用于變速成圖。

圖2 時變系數(shù)校正示意圖

圖3 速度場求取的剩余層速度分布圖

3 變速成圖效果分析

統(tǒng)計井誤差發(fā)現(xiàn)，深度構(gòu)造圖上的井點處深度與地質(zhì)分層深度相比，各層構(gòu)造圖誤差均小于1%，成圖精度高。此外，通過對比深度構(gòu)造圖與等t0圖，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過變速成圖，復(fù)雜區(qū)域構(gòu)造形態(tài)的刻畫變得更加詳盡，還新發(fā)現(xiàn)了一些小幅度圈閉。

從下白堊統(tǒng)騰格爾組二段 （K1t2）底界 （地震反射波組T6）等t0圖 （圖4）上看，h33井低于h71井，而變速成圖后得到的深度構(gòu)造圖 （圖5）上顯示h33井高于h71井，與實際鉆井情況相符。所以，通過變速成圖，恢復(fù)了勘探失誤的h71井區(qū)地下真實地貌。

圖4 h33井與h71井區(qū)域等t0圖

圖5 h33井與h71井區(qū)域深度圖

將T6等深度構(gòu)造圖與等t0圖疊合顯示可以清楚看到兩者之間局部構(gòu)造形態(tài)的差異，如某些背斜脊線不同，某區(qū)地層傾向不同等等。這些說明通過建立速度場，可以還原全區(qū)地下地層的真實展布情況，有利于尋找有利構(gòu)造。

此外，分別基于變速成構(gòu)造圖和等t0圖提出圈閉，由圖6、7可以看出，有些小幅度圈閉在深度圖上可以圈出，而在等t0圖卻無法圈出。同時，同一圈閉，兩者的圈閉面積也有差異。

圖7 h33井區(qū)等深度圖

圖6 h33井區(qū)等t0圖

此外，部分變速成圖的構(gòu)造圖上局部構(gòu)造高點位置發(fā)生了變化，發(fā)生變化的構(gòu)造高點，實際圈閉面積要大于恒速成圖區(qū)域面積。

總之，深度圖與等t0圖大致形態(tài)一致，局部構(gòu)造高點位置發(fā)生了變化，局部形態(tài)也有差異。微觀上看，兩者的一些小構(gòu)造的形態(tài)也有所不同，部分小構(gòu)造的構(gòu)造線有差異。此外，在變速成構(gòu)造圖上還新發(fā)現(xiàn)了一些小的微幅度構(gòu)造?；诏B加速度譜建立的變速速度場，充分考慮了速度的橫向變化，用它進行時深轉(zhuǎn)換，能夠更加真實地對地下的構(gòu)造形態(tài)進行展現(xiàn)。

4 結(jié)論

1）通過地震資料分析認(rèn)為，洪浩爾舒特凹陷地質(zhì)情況復(fù)雜多變，局部地層起伏較大，且有安山巖分布。在運用模型層析法建立速度場之后，應(yīng)該在有井區(qū)域結(jié)合巖性反演，進行速度合理性的論證。

2）利用模型層析法實現(xiàn)疊加速度到層速度的轉(zhuǎn)換，建立空間速度場，能夠解決高陡構(gòu)造和低幅度構(gòu)造變速成圖等問題，還原地下真實構(gòu)造形態(tài)。

3）運用層速度分布圖可以理清地層速度變化規(guī)律，速度研究的方法應(yīng)具有多元化，應(yīng)結(jié)合多種技術(shù)手段 （如該次研究引入了剩余層速度分析法），著重于精細(xì)速度規(guī)律分析，以及速度變化因素研究，以確保建立的速度場與實際地質(zhì)情況一致。

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