春光區(qū)塊三維速度場(chǎng)的研究與應(yīng)用

龔琴 馬玉

（1.油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室·長(zhǎng)江大學(xué)，湖北 武漢 430100；2.中國(guó)石化河南油田分公司石油物探技術(shù)研究院，河南 鄭州 450046）

春光區(qū)塊三維速度場(chǎng)的研究與應(yīng)用

龔琴1馬玉2

（1.油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室·長(zhǎng)江大學(xué)，湖北 武漢 430100；2.中國(guó)石化河南油田分公司石油物探技術(shù)研究院，河南 鄭州 450046）

三維速度場(chǎng)在石油勘探中有著重要的作用，通過對(duì)春光區(qū)塊速度資料收集與整理，結(jié)合該區(qū)塊地層傾角比較平緩的地質(zhì)特征，根據(jù)DIX公式直接將疊加速度轉(zhuǎn)換為平均速度，對(duì)空間各數(shù)據(jù)點(diǎn)處平均速度進(jìn)行空間網(wǎng)格平滑處理，建立了該區(qū)塊三維空間速度場(chǎng)。在對(duì)速度場(chǎng)校正過程中，由于區(qū)塊地震合成記錄資料與速度譜對(duì)比差異較小，加上本區(qū)塊VSP資料較少，因此選擇用地震合成記錄對(duì)速度場(chǎng)進(jìn)行校正，經(jīng)多次校正提高了速度場(chǎng)的精度。這為后續(xù)變速成圖提供了準(zhǔn)確的速度模型，進(jìn)而提高構(gòu)造圈閉的落實(shí)精度。

春光區(qū)塊 速度場(chǎng) 疊加速度 速度模型

0 引言

地震波速度參數(shù)是地震勘探［1］中非常重要的參數(shù)，速度參數(shù)可以提供關(guān)于地下構(gòu)造和巖性等有價(jià)值的信息，因此，速度研究是地震勘探永恒的話題，獲取準(zhǔn)確的速度參數(shù)是正確處理和解釋地震資料的核心問題之一，是直接關(guān)系著勘探成敗的重要因素之一。

隨著數(shù)字地震技術(shù)的不斷發(fā)展，速度分析［2］和研究也有了較快的發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)外速度場(chǎng)建立和變速構(gòu)造成圖方法可歸納為兩種類型，即基于DIX公式法和基于射線法。第一種方法適用于地層傾角較小的地區(qū)，第二種類型適用于各種地層傾角，精度較高，為識(shí)別地層巖性乃至尋找地下油氣藏提供有力的手段。根據(jù)春光區(qū)塊的實(shí)際地震地質(zhì)情況及具體分析，基于該區(qū)的地層傾角小于30°，因此選用DIX公式來建立速度場(chǎng)并進(jìn)行研究應(yīng)用。

1 工區(qū)地質(zhì)概況

春光區(qū)塊位于準(zhǔn)噶爾盆地西緣車排子凸起，是一向東、東南傾的大型單斜構(gòu)造，面積為1023 km2。該區(qū)是長(zhǎng)期繼承發(fā)展的古凸起，缺失二疊系和三疊系，侏羅系在局部殘存分布，白堊系、古近系和新近系超覆沉積在基底之上。從現(xiàn)有資料的分析來看，往往井與井之間的地質(zhì)分層深度存在差異，一方面說明該區(qū)的構(gòu)造復(fù)雜，另一方面也說明該區(qū)的地層速度平面變化大，單一的時(shí)深對(duì)應(yīng)關(guān)系并不存在。因此客觀、真實(shí)地展現(xiàn)地下地質(zhì)構(gòu)造必須進(jìn)行變速成圖［3-4］。

2 三維速度場(chǎng)的建立

應(yīng)用速度譜資料建立速度場(chǎng)［5］，求取平均速度是建場(chǎng)的核心。環(huán)波軟件有3種求取平均速度的方法：一是DIX公式法。應(yīng)用這種方法的前提條件是地層傾角不大于30°；二是模型層析法，它采用射線追蹤的方法求取平均速度。這種方法適于復(fù)雜條件下的平均速度求取，理論上講地層傾角小于90°就可以。但是，應(yīng)用該方法求取平均速度需要層位解釋數(shù)據(jù)，依據(jù)層位解釋數(shù)據(jù)確定地層的產(chǎn)狀，以便為射線追蹤奠定模型基礎(chǔ)；三是層位控制法，主要是依據(jù)層位解釋數(shù)據(jù)，用相鄰質(zhì)量較好區(qū)域速度譜資料求取的平均速度填充質(zhì)量比較差區(qū)域的地層速度。該方法的應(yīng)用條件是，地層傾角相對(duì)較小，而且還需要有層位解釋數(shù)據(jù)。春光區(qū)塊的地層傾角較

緩，因此可采用DIX公式法求取平均速度。

2.1 速度資料的獲取

獲得速度資料的主要途徑如下：①垂直地震剖面VSP求取的層速度、平均速度；②聲波測(cè)井獲得的聲波速度；③地震資料處理中獲得的疊加速度譜；④由準(zhǔn)確的層位標(biāo)定和鉆井地質(zhì)分層求取的反算平均速度。

反算平均速度的縱向精度高，但要受層位確定的影響，不一定是真實(shí)的平均速度。VSP求取的速度是真實(shí)的準(zhǔn)確速度。聲波測(cè)井求取的平均速度也要求作checkshot校正。所以直接由地震資料處理求取的疊加速度用DIX公式轉(zhuǎn)換為平均速度最為簡(jiǎn)便。但由于地震平均速度在平面上分布密度大，能夠控制速度橫向變化規(guī)律，其他3種速度受工區(qū)鉆井?dāng)?shù)目的多少、鉆井分布的均勻程度的影響較大，只能作為速度在橫向上變化的控制點(diǎn)，而不能控制井間速度變化的細(xì)節(jié)及速度變化的總體趨勢(shì)。因此，根據(jù)各種速度［6］（疊加速度、VSP層速度、平均速度等）的特點(diǎn)，將其有機(jī)地結(jié)合起來，才能得到符合本區(qū)地質(zhì)規(guī)律的速度場(chǎng)，滿足構(gòu)造成圖精度要求。

2.2 DIX公式法建立速度場(chǎng)及流程

DIX公式在速度場(chǎng)建立和構(gòu)造成圖方面仍發(fā)揮主要作用，現(xiàn)在還難以找到能完全替代它的有效方法。

2.2.1 基本原理

1）由疊加速度計(jì)算均方根速度：在水平層狀介質(zhì)中：φ＝0；Va＝VR；

2）當(dāng)界面傾角為φ，覆蓋層為均勻介質(zhì)時(shí)，求得的疊加速度Va是等效速度V?，這時(shí)要做傾角校正：

式中，VR為均方根速度，m／s；V?為疊加速度，m／s；φ為界面傾角，°。

經(jīng)驗(yàn)校正公式：

式中，t0是地震反射中自激自收旅行時(shí)，ms。

3）由均方根速度計(jì)算層速度：

式中，Vn為第n層的層速度，m／s；VR.n為第n層的均方根速度，m／s；VR.n－1為第n-1層的均方根速度，m／s；t0.n為第n層的自激自收旅行時(shí)，ms；t0.n－1為第n-1層的自激自收旅行時(shí)，ms。

當(dāng)已知第n、n-1層的均方根速度以及這兩層的時(shí)間即可求出第n層的層速度。

4）由層速度計(jì)算平均速度：

式中，Vav為平均速度，m／s；vi為第i層的層速度，m／s；ti為第i層的反射時(shí)間，ms。

2.2.2 流程圖

利用環(huán)波軟件建立該區(qū)速度場(chǎng)流程圖如圖1所示。

圖1 速度場(chǎng)建立流程圖

2.3 速度場(chǎng)校正

2.3.1 優(yōu)選井對(duì)建立的速度場(chǎng)進(jìn)行校正

在地震資料處理過程中，為了使速度在縱橫向上都能得到較好的控制，本次研究在對(duì)區(qū)內(nèi)38口井進(jìn)行合成記錄精細(xì)標(biāo)定的基礎(chǔ)上，按以下方法優(yōu)選控制井：首先，初步優(yōu)選標(biāo)定較好的井合成記錄以及VSP測(cè)井，根據(jù)井點(diǎn)位置的平面分布情況和所鉆遇層位，分別選取在橫向和縱向上能夠控制的井，再利用這些井的各種時(shí)深曲線進(jìn)行單井的層位標(biāo)定，最后根據(jù)地質(zhì)分層與解釋層位的吻合情況，選出用于速度場(chǎng)校正的控制井。圖2是速度譜與合成記錄對(duì)比疊合曲線圖，紅色代表速度譜資料，黑色代表地震合成記錄資料。從圖2中可以看出，在井資料與速度譜資料的對(duì)比分析過程中，由于該區(qū)塊的地震合成記錄資料與速度譜資料的差異較小，因此選

用地震合成記錄資料可對(duì)速度場(chǎng)進(jìn)行校正。

2.3.2 地震速度場(chǎng)校正

由于實(shí)際速度分析的精度影響因素較多，即使利用有效的方法對(duì)速度做過校正，仍然有必要進(jìn)行由井控制進(jìn)行平均速度場(chǎng)誤差空間校正。一般來說，地震速度空間上密度大，但精度低，提供了變化的趨勢(shì)；測(cè)井速度（時(shí)深數(shù)據(jù)）空間上比較稀，但精度較高；地質(zhì)分層數(shù)據(jù)空間上比速度測(cè)井要多，且精度最高。因此綜合地震速度、速度測(cè)井和地質(zhì)分層相應(yīng)的時(shí)間建立的速度場(chǎng)既保持了地震速度的整體趨勢(shì)，又具有鉆井速度的精度，并且精度隨鉆井?dāng)?shù)量的增加而提高。

環(huán)波中提供了4種校正速度場(chǎng)的模型：①VSP校正法；②相對(duì)誤差系數(shù)校正法；③絕對(duì)誤差系數(shù)校正法；④沿層速度校正法。結(jié)合本工區(qū)的實(shí)際地質(zhì)情況，選擇相對(duì)誤差系數(shù)校正法進(jìn)行校正。

校正原理：?jiǎn)吸c(diǎn)實(shí)際速度除以場(chǎng)速度→單點(diǎn)速度場(chǎng)系數(shù)→單點(diǎn)速度場(chǎng)系數(shù)立體網(wǎng)格化→系數(shù)場(chǎng)→系數(shù)場(chǎng)乘以速度場(chǎng)→正確速度場(chǎng)

每次校正后可提取誤差進(jìn)行分析，比較相鄰兩次速度場(chǎng)的誤差系數(shù)，直到誤差系數(shù)接近即趨于穩(wěn)定時(shí)，速度場(chǎng)校正完成。

圖2 速度譜與合成記錄對(duì)比疊合曲線圖

3 速度場(chǎng)的應(yīng)用

速度場(chǎng)的建立為勘探研究工作提供了豐富的速度基礎(chǔ)資料。如基于三維空間速度體，提取包括沿層反射平均速度體、層速度體等，根據(jù)研究需要也可以切取譜點(diǎn)、任意測(cè)線的速度分析剖面。由速度場(chǎng)可以提取的速度資料為儲(chǔ)層預(yù)測(cè)研究工作提供了強(qiáng)大的支持。此外，還可依據(jù)速度場(chǎng)將時(shí)間域轉(zhuǎn)為深度域。

3.1 速度規(guī)律分析

由該區(qū)塊沙灣組一段沿層平均速度圖（圖3a）和石炭系沿層平均速度圖（圖3b）可以看出，沿層平均速度總體上具有西北低、東南高的變化規(guī)律。通過對(duì)已有的速度資料綜合分析得出具體規(guī)律如下：

1）縱向上，由淺到深，速度隨地層埋深增加逐漸加快。淺層速度變化幅度較小，深層速度變化幅度較大，這可能與淺層巖性，深層受壓實(shí)等有關(guān)。

2）橫向上，速度表現(xiàn)為主要受構(gòu)造演化的控制外，還受巖性尖滅、地層壓實(shí)及含流體性質(zhì)等多因素綜合影響。

3.2 構(gòu)造圖精度分析

用于時(shí)深轉(zhuǎn)換的平均速度準(zhǔn)確程度直接聯(lián)系著構(gòu)造成圖精度，此次研究利用建立的三維空間速度場(chǎng)進(jìn)行變速成圖，提高時(shí)深關(guān)系轉(zhuǎn)換后的構(gòu)造精度，使其能夠清楚反映地層構(gòu)造形態(tài)，從而可以提高勘探效率。井上的變速成圖得到的值與地質(zhì)分層值（表1、表2）相對(duì)誤差控制在5%以內(nèi)，得到高精度構(gòu)造圖。

圖3 春光區(qū)塊沿層平均速度圖

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

1）分析多方面地震速度譜資料，在保持速度譜趨勢(shì)的前提下，加強(qiáng)對(duì)地震速度譜的處理，以保證后期建立速度場(chǎng)的精度需要。

2）對(duì)于地層傾角小，速度縱向變化相對(duì)較小的區(qū)塊仍采用DIX公式的變速成圖方法。對(duì)于地層傾角較大及構(gòu)造較為復(fù)雜的地區(qū)，需要結(jié)合多種方法求取層速度。

表1 春6井和春9井的構(gòu)造圖深度和地質(zhì)分層深度誤差比較表

表2 排208井和排204井的構(gòu)造圖深度和地質(zhì)分層深度誤差比較表

3）用于校正速度場(chǎng)的井的優(yōu)選方法。井的優(yōu)選時(shí)，要全面考慮以下因素：合成記錄與速度譜的吻合程度；井的地質(zhì)分層與解釋層位的吻合狀況等。只有全面分析基礎(chǔ)資料，才能滿足速度場(chǎng)建立的精度要求，為后續(xù)油氣勘探提供有力的支持。

［1］陸基孟.地震勘探原理［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1990.

［2］萬志超，滕吉文，張秉明，等.各向異性介質(zhì)中地震波速度的研究現(xiàn)狀［J］.地球物理學(xué)進(jìn)展，1997，12（3）：35-44.

［3］戰(zhàn)春光，王學(xué)軍，張家震，等.應(yīng)用變速成圖技術(shù)解釋富臺(tái)油田砂礫巖體構(gòu)造［J］.石油勘探與開發(fā)，2003，30（5）：75-76.

［4］張保銀，孫建國(guó)，黃偉傳，等.塔中地區(qū)速度場(chǎng)建立及變速成圖［J］.石油物探，2004，43（6）：608-611.

［5］尚延安.塔里木盆地輪南地區(qū)速度場(chǎng)的建立和應(yīng)用［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2008，15（4）：49-51.

［6］王玉梅，李東波，馬麗芳，等.速度異常分析與構(gòu)造成圖技術(shù)研究［J］.石油物探，2003，42（1）：102-106.

（編輯：盧櫟羽）

中國(guó)石油西南油氣田安岳氣田磨溪009-X2井順利投產(chǎn)

8月11日，中國(guó)石油西南油氣田安岳氣田龍王廟組氣藏磨溪009-X2井正式投產(chǎn)，日產(chǎn)氣量90×104m3。009-X2井是繼磨溪009-X1、磨溪008-H1井之后第3口獲高產(chǎn)的龍王廟組氣藏開發(fā)井。該井位于四川盆地樂山—龍女寺古隆起磨溪構(gòu)造西高點(diǎn)，2013年10月18日開鉆，2014年3月1日完鉆，完鉆井深5425m。

（信息來源：中國(guó)石油西南油氣田公司網(wǎng) 2014－08－13）

B

2095-1132（2014）04-0017-04

10.3969／j.issn.2095-1132.2014.04.005

修訂回稿日期：2014－07－04

龔琴（1987－），女，碩士研究生，研究方向?yàn)榈卣鹳Y料綜合解釋及儲(chǔ)層預(yù)測(cè)。E-mail：cdgongqin2007@126. com。