基于井控層速度插值模型的鹽下氣藏地震精細(xì)解釋
——以川中磨溪地區(qū)雷口坡組為例

楊歐文 李睿璇 夏文鵬 錢(qián)楊嬌嬌 馬梓珂 唐 松 陳安清 羅 倩 劉博文 李正勇

（1. 中國(guó)石油西南油氣田公司川中油氣礦，四川 遂寧 629018；2. 成都理工大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開(kāi)發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610059；3. 成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，四川 成都 610059）

0 引 言

四川盆地海相碳酸鹽巖作為油氣勘探的熱點(diǎn)領(lǐng)域，是“氣大慶”建設(shè)的主要勘探目標(biāo)。自2003年普光氣田發(fā)現(xiàn)以來(lái)，連續(xù)發(fā)現(xiàn)了龍崗、元壩、安岳等大氣田，探明了震旦—寒武系和二疊—三疊系2 個(gè)萬(wàn)億方的大型油氣聚集帶［1-10］。

川中磨溪地區(qū)中三疊統(tǒng)雷口坡組一段氣藏持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)多年，已進(jìn)入開(kāi)發(fā)中后期。鉆探發(fā)現(xiàn)雷口坡組一段（T2l1）的構(gòu)造解釋與部分新鉆井揭露的地質(zhì)情況不吻合［11-12］。如磨溪121 井的實(shí)鉆結(jié)果與地震預(yù)測(cè)海拔相差46.0 m，磨溪203 井和磨36 井的實(shí)鉆結(jié)果與地震預(yù)測(cè)海拔分別相差50.0 m 和83.5 m。由于雷口坡組三段（T2l3）低速鹽體的存在，造成下伏地層的成像出現(xiàn)“上拉”或“下拉”現(xiàn)象，嚴(yán)重阻礙了鹽下儲(chǔ)層的精細(xì)刻畫(huà)與預(yù)測(cè)［13］。

地震正演模擬技術(shù)是利用鉆測(cè)井資料建立地質(zhì)模型來(lái)模擬真實(shí)地質(zhì)結(jié)構(gòu)條件下的地震波場(chǎng)［14-15］，主要用于地震資料解釋方案的驗(yàn)證和特殊地質(zhì)體的識(shí)別，能有效提高儲(chǔ)層成像的精度［16-19］。

為克服雷口坡組三段（T2l3）鹽層對(duì)下伏地質(zhì)體成像的影響，本文對(duì)地層巖性進(jìn)行精細(xì)標(biāo)定，合成地震記錄建立了過(guò)井剖面的井控層速度插值的正演模型，為鹽下氣藏儲(chǔ)層預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)提供依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

四川盆地是中國(guó)西部三大含油氣疊合盆地之一，磨溪?dú)馓镂挥谂璧刂胁康拇ㄖ械推綐?gòu)造區(qū)的南斜坡地帶［11，16］（圖1）。

圖1 磨西地區(qū)構(gòu)造位置Fig.1 Structual location in Moxi area

雷口坡組下與嘉陵江組（T1j）碳酸鹽巖整合接觸，上與須家河組（T3x）碎屑巖呈平行不整合接觸，主要為白云巖和鹽巖互層［20-23］。根據(jù)地層電性特征，雷口坡組可劃分為T(mén)2l11亞段、T2l12亞段、T2l2段、T2l31亞段、T2l32亞段（含鹽層段）、T2l33亞段、T2l41亞段、T2l4 2亞段、T2l43亞段（含鹽層段）。T2l11亞段的潮坪相針孔狀白云巖是主要產(chǎn)氣層［16］。T2l11亞段厚度橫向變化小，為穩(wěn)定的陸表海潮坪沉積［23］。T2l32亞段鹽巖厚度變化大，分布不穩(wěn)定。由于鹽層具流變性，表現(xiàn)為較強(qiáng)的塑性滑動(dòng)，形成強(qiáng)烈褶皺變形，在地震剖面上表現(xiàn)為緊密的相間背斜［12］。

2 合成地震記錄標(biāo)定

根據(jù)精細(xì)的井震標(biāo)定結(jié)果，通過(guò)連井地質(zhì)—地震剖面對(duì)比分析，鹽層的不同厚度部位所對(duì)應(yīng)的亞段頂界的反射界面均存在不同程度的“下拉”成像（圖2）。

磨溪128 井T2l32亞段的鹽層厚度約為66 m，磨溪12 井的鹽層厚度約為8.7 m。在連井地層對(duì)比圖2 中，磨 溪128 井T2l1～T2l31亞段海拔比磨溪12 井高，而在過(guò)井地震剖面中，磨溪128 井T2l12亞段底界則較磨溪12 井更低，出現(xiàn)了明顯的不一致現(xiàn)象。

圖2 過(guò)磨溪12井—磨溪128井—磨溪127井的井—震對(duì)比剖面Fig.2 Well-seismic correlation sections crossing Well Moxi 12-Moxi1 28-Moxi1 27

受厚度快速變化的低速鹽層影響，利用常規(guī)地震解釋速度模型對(duì)下伏雷口坡組氣藏的構(gòu)造形態(tài)刻畫(huà)困難，制約了氣藏的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)。

2.1 標(biāo)志層識(shí)別

基于地震剖面反射特征和鉆井地層約束，對(duì)地層地震反射特征進(jìn)行了識(shí)別，確定了研究目的層上覆地層的地震標(biāo)志層，主要包括T3x5和T3x。T3x5底界為上三疊統(tǒng)須家河組五段底部與四段頂部的界面。T3x5在測(cè)井上表現(xiàn)為高自然伽馬、高聲波時(shí)差的黑色頁(yè)巖，T3x4在測(cè)井上表現(xiàn)為低自然伽馬、低聲波時(shí)差的細(xì)—中砂巖，這二者之間為一較強(qiáng)波峰反射。T3x 底界為須家河組與下伏雷口坡組碳酸鹽巖的界面，該界面在地震剖面上表現(xiàn)為一強(qiáng)連續(xù)的波峰。在部分地區(qū)T2l32亞段的鹽層頂界及底界亦可以被識(shí)別，可作反射標(biāo)志層。在層位標(biāo)定中，依據(jù)這幾個(gè)標(biāo)志層，結(jié)合VSP（垂直地震剖面）時(shí)深關(guān)系，對(duì)合成記錄進(jìn)行精細(xì)標(biāo)定，根據(jù)波的同相性、波組特征、層間厚度等特征，開(kāi)展地震反射層位的精確對(duì)比和解釋。

2.2 主要界面的地震反射特征

圖3 有鹽層和無(wú)鹽層鉆井合成記錄標(biāo)定與井旁地震道對(duì)比Fig.3 Correlation betwen drilled synthetic record calibration and near-well seismic traces of salt and non-salt beds

2.3 雷口坡組鹽層速度統(tǒng)計(jì)

磨溪?dú)馓锢卓谄陆M鹽層以石鹽巖為主，偶夾少量石膏，因此層速度變化不大。通過(guò)聲波時(shí)差換算層速度與基于層位標(biāo)定的時(shí)深關(guān)系計(jì)算得到的層速度對(duì)比，而知二者速度非常接近，即與鹽層厚度無(wú)關(guān)（表1）。

表1 磨西地區(qū)鹽層的2種層速度換算對(duì)比Table 1 Comparison of 2 kinds of interval velocity conversion of salt bed of Moxi area

通過(guò)統(tǒng)計(jì)2 種速度換算結(jié)果，得到雷口坡組鹽巖的層速度為4 380 m/s，確定該層速度作為正演模型的速度參數(shù)，作為低速鹽層對(duì)下伏地層成像影響的約束條件。

3 正演模型建立

由于速度異常體對(duì)下伏地層的時(shí)間域成像結(jié)果產(chǎn)生不同程度的影響，如果不預(yù)先刻畫(huà)速度異常體，則無(wú)法保證速度建模和構(gòu)造成圖的精度。為此，基于各地層的層速度和前文獲得的鹽層速度，對(duì)研究區(qū)內(nèi)的過(guò)井剖面制作了正演模型Ⅰ，以明確鹽層對(duì)下伏地層成像產(chǎn)生的影響（圖4（a））。該模型包含了5 個(gè)速度層，由下至上分別為：（1）亞段，層速度為6 000 m/s，密度為2.75 g/cm3；（2）亞 段， 層 速 度 為5 000 m/s，密度為2.7 g/cm3；（3）鹽層，層速度為4 380 m/s，密度為2.1 g/cm3；（4）T2l33—T2l4亞 段，層速度為6 000 m/s，密度為2.7 g/cm3；（5）T2x，層速度為4 500 m/s，密度為2.5 g/cm3。其中，亞段的頂界設(shè)定為平面，其他速度層參照過(guò)井地震剖面，鹽巖體厚度變化較大。正演模型Ⅰ的成像結(jié)果（圖4（b））揭示：（1）厚層的低速鹽層對(duì)下伏地層產(chǎn)生明顯的“下拉”作用；（2）鹽層楔形體高角度邊緣成像差，其下伏地層相應(yīng)部位同相軸出現(xiàn)“假錯(cuò)斷”現(xiàn)象。

為了更加直觀(guān)地反映低速鹽層對(duì)下伏地層成像產(chǎn)生的影響，量化“下拉”程度的大小，制作了正演模型Ⅱ（圖4（c））。該模型包含了4 個(gè)速度層：（1）速度層1，層速度為6 000 m/s，密度為2.75 g/cm3；（2）速度層2 ，層速度為5 000 m/s，密度為2.7 g/cm3；（3）速度層3，層速度為4 380 m/s，密度為2.1 g/cm3；（4）速度層4，層速度為6 000 m/s，密度為2.7 g/cm3。模擬鹽層的速度層3 設(shè)為1 個(gè)楔形體和3 個(gè)厚度（H）分別為0、20、50 和100 m的規(guī)則體。成像結(jié)果（圖4（d））顯示：隨著楔形體厚度的增大，下伏地層反射界面呈拋物線(xiàn)式“下拉”；不同厚度的鹽層下伏地層反射界面“下拉”的程度不同，鹽層越厚，“下拉”幅度越強(qiáng)。

圖4 含鹽層地質(zhì)體的2個(gè)正演模型及成像結(jié)果Fig.4 2 forward models and imaging results of salt-bearing geological body

根據(jù)正演模型Ⅱ分別計(jì)算了不同厚度鹽層下伏地層界面的反射時(shí)間（表2）。結(jié)果顯示，鹽層每增厚10 m，下伏地層反射“下拉”約1.3 ms（雙程旅行走時(shí)）。

表2 模型Ⅱ計(jì)算的不同厚度鹽層下伏地層界面的反射時(shí)間Table 2 Reflection time of underlying strata interface under salt bed of different thickness calculated by Model Ⅱ

4 鹽層頂?shù)讓游唤忉?/h2>

通過(guò)切取過(guò)井地震剖面，對(duì)合成記錄標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行評(píng)估及修正，并建立解釋格架。通過(guò)種子點(diǎn)自動(dòng)追蹤及人工加密解釋?zhuān)瑢?duì)亞段鹽層頂?shù)捉邕M(jìn)行精細(xì)解釋。研究區(qū)亞段鹽層的頂?shù)捉缑娣瓷涮卣髅黠@，鹽層頂界為強(qiáng)波谷連續(xù)反射，鹽層底界為強(qiáng)波峰之上的零相位。在鹽層包絡(luò)線(xiàn)的上部及下部分別可見(jiàn)1 套強(qiáng)波峰反射。無(wú)鹽層發(fā)育的井，亞段為1 套強(qiáng)波谷及中—強(qiáng)波峰反射。以10×10 解釋網(wǎng)格對(duì)該層位進(jìn)行追蹤解釋?zhuān)谱髁四ハ貐^(qū)亞段鹽層頂?shù)捉绲葓D，圈定出磨溪地區(qū)的亞段鹽層分布在中西部及北部局部（圖5）。亞段鹽層頂界時(shí)間深度為1 138～1 280 ms，底界時(shí)間深度為1 155～1 287 ms。由鹽層頂?shù)捉缑娅@得了鹽層的厚度（圖6）。鹽層時(shí)間厚度為0～58 ms，磨溪13 井北部、磨溪203 井東部等井區(qū)厚度較大。

圖5 磨溪地區(qū)亞段鹽層頂?shù)捉绲萒0圖Fig.5 T0 maps of top and bottom surfaces of Sub-member salt bed in Moxi area

圖6 磨溪地區(qū)?亞段鹽層厚度Fig.6 Thicknessesof Sub-member?salt bed in Moxi area

5 基于速度建模的地震解釋

5.1 井控層變速度模型的建立

由井—震對(duì)比和正演模型可知，鹽層的低速異常影響地震構(gòu)造解釋。為避免鹽層對(duì)下伏地質(zhì)體成像干擾，采用井控層速度插值方法，建立了研究區(qū)的速度模型。該模型主要利用合成記錄標(biāo)定后得到的時(shí)深關(guān)系（校正后的井速度），在地震層位的控制下進(jìn)行層間速度插值，以消除不同厚度的鹽巖低速異常對(duì)下伏地質(zhì)體成像的影響?？紤]了鹽層速度的井控層變速度模型能夠更精準(zhǔn)地刻畫(huà)鹽層下伏氣藏的構(gòu)造形態(tài)，原因?yàn)椋海?）充分利用井的速度，在鉆井?dāng)?shù)量較多的地區(qū)可以保證速度模型的準(zhǔn)確性；（2）在井?dāng)?shù)較少、速度變化大或存在異常速度體的情況下，利用層位控制（主要標(biāo)志層及異常速度體的頂?shù)捉缑妫┰趯娱g進(jìn)行速度充填，保證了無(wú)井區(qū)速度模型的準(zhǔn)確性。

5.2 時(shí)深轉(zhuǎn)換及誤差

利用井控層速度插值方法建立的速度模型，對(duì)研究區(qū)的三維地震進(jìn)行了重新解釋?zhuān)?duì)磨溪地區(qū)的T2l11亞段頂界等T0圖進(jìn)行時(shí)深轉(zhuǎn)換。對(duì)比等T0圖及構(gòu)造圖（圖7）可知大的構(gòu)造單元基本一致，但構(gòu)造細(xì)節(jié)上有所差異。

圖7 應(yīng)用井控層速度解釋前、后的等T0頂面構(gòu)造對(duì)比Fig.7 Comparison of T0 contour top surface structures before and after well controlled interval velocity model

在井控層速度插值模型地震解釋的基礎(chǔ)上，基于統(tǒng)計(jì)區(qū)內(nèi)180 余口井的T2l11亞段頂界海拔，對(duì)頂面構(gòu)造圖進(jìn)行了第2 次校正，最終得到的頂面構(gòu)造圖井—震相對(duì)誤差均在1%以下。通過(guò)誤差分析及新老構(gòu)造圖對(duì)比，新模型解釋的構(gòu)造圖對(duì)頂面構(gòu)造形態(tài)的細(xì)節(jié)刻畫(huà)更為精準(zhǔn)，研究區(qū)的頂面構(gòu)造等值線(xiàn)間隔由20 m 縮小至10 m，井—震誤差大大縮小。

6 結(jié) 論

（2）通過(guò)井—震剖面，對(duì)合成記錄標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行評(píng)估及修正，并建立解釋格架，以10×10 解釋網(wǎng)格對(duì)層位進(jìn)行追蹤解釋?zhuān)沂灸ハ貐^(qū)亞段鹽層分布在中西部及北部局部。