让纳若尔油田盐下速度场的研究

文山师,毛宁波 (油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学),湖北荆州434023)

让纳若尔油田位于哈萨克斯坦共和国西部的阿克纠宾州穆戈贾尔地区,在含油层系上部的下二叠孔谷阶发育众多大小各异的盐丘。根据声波测井分析,盐岩的速度大约在4500m/s左右,因部分盐丘夹杂泥质层或灰质层,导致速度存在一定变化。围岩岩性主要为砂岩和泥岩,其速度大约在 2900～3900m/s。由于存在较高的盐丘速度,导致盐丘下方目的层在时间偏移剖面上出现 “上拉”和 “假断层”等构造假象。通过建立准确速度场,可消除构造假象。如果已知盐丘的厚度和速度,就可以计算出目的层 “上拉”的幅度。通过对该区测井资料进行分析,发现盐丘速度变化大,其速度和反射能量很难建立一个确定的关系[1]。笔者在充分利用该区井资料和速度谱资料的基础上,运用地质统计学原理,通过层速度约束建立有效适用的速度场,采用变速成图技术将构造误差控制在合理范围内。

1 工区概况

让纳若尔油田构造位置处于滨里海盆地东缘扎尔卡梅斯基底隆起带上,该区主要目的层上部的碳酸盐岩层 (KTⅠ段)为一套浅海相浅灰色、灰色灰岩和白云岩,其下部的碳酸盐岩层 (KTⅡ段)以灰岩为主,偶夹泥岩薄层。受浅层不同厚度盐丘影响,目的层 “上拉”幅度各不相同。在盐丘厚度大的地方,“上拉”作用比盐丘厚度较薄地区要明显,导致解释T0图高点和井分层反映的构造高点位置不一致,KTⅠ层顶面的构造高点偏离T0图高点约500m(见图1)。

图1 盐丘导致构造高点偏移

2 速度场的研究

2.1 异常均方根速度谱资料校正

由于时间偏移速度分析方法的局限性及地震信噪比低等原因,可能使地震叠加速度或均方根速度出现偏差或误差。该区受盐丘和强烈构造作用影响,导致盐下目的层速度在速度谱上出现低速度异常[2],必须进行均方根速度资料校正,即将主要目的层 (KTⅠ顶和KTⅡ顶)的均方根速度平面图通过DIX公式转化为平均速度图,再结合周边井点处的平均速度和周边速度谱来予以校正。通过交汇分析发现,KTⅠ顶修改前速度谱上对应的速度与井点处速度相关系数为0.766,修改后相关系数为0.791。KTⅡ顶修改前速度谱上对应的速度与井点处速度相关系数为0.777,修改后相关系数为0.790。上述数据说明盐丘高速对靠近盐丘的层位的速度谱资料影响较大,经过校正后,均方根速度资料质量确实有所提高。

2.2 速度场的建立

在进行均方根速度谱资料校正后可建立速度场。根据该区现有资料及地质特征,可选用的速度场建立方法主要有模型层析法、层位控制法。让纳若尔油田受后期强烈构造运动影响,盐岩同围岩边界难以确定,同时层速度变化较大,射线的传播路径复杂,若用模型层析法计算出的浅层地质模型存在误差,若误差累积则会对深层构造造成很大影响。由于层位控制法不考虑浅层复杂构造,可直接利用工区大量井资料和均方根速度谱资料,并将KTⅠ顶以上地层视为一个大层,对小层层速度进行约束,再结合速度梯度建立平均速度场,这样可确保准确成图[3]。应用层位控制法的具体流程如下:

1)基准面校正。由于钻井分层数据主要参考地表高程,而地震解释的时间层位参考地震基准面,因而在做层位标定时,要将钻井分层数据校正到地震基准面上来。

2)找出各个解释层位在井点处对应的T0值,计算出井点处对应该层的平均速度。通过对该区南部347口井KTⅠ顶平均速度的16个方位做变差函数分析,发现各个方位速度变化较大,所以采用二次漂移的泛克里金方法[4]来估计KTⅠ顶和KTⅡ顶速度变化趋势,从而生成平均速度图。

3)计算井点处平均速度和地震平均速度 (校正后速度谱)的误差,然后将误差加到对应的速度谱拾取点上,再运用协同克里金方法[4]生成井控的平均速度图。

4)由于盐丘厚度对平均速度的影响较大,因而必须结合盐丘的分布及厚度等特点对 KTI顶和KTII顶平均速度进行合理调整。对于其他小层,由于目的层厚度较薄和解释层位T0值的误差,这样通过井分层和T0值计算出的层速度变化较大,对此可用泛克里金方法予以平滑,重新计算井点处的层速度,再通过层速度与时间的交汇剔除部分异常值,采用外推和平滑来控制层速度的变化。

5)对KTⅠ顶、KTⅡ顶的平均速度和小层的层速度进行计算得到各层的平均速度。由于泥岩隔层(位于KTⅠ段和KTⅡ段之间)和B层 (位于KTⅠ段内)比其他小层厚度略大,为保证速度的准确,对该区VSP井资料和合成记录确定的时深关系进行拟合,得出B层垂向速度梯度在1.34左右,而泥岩隔层拟合出的垂向速度梯度接近1,因而可不考虑隔层垂向速度变化。最后结合解释层位 T0值以及速度梯度运用内插和平滑形成平均速度体。

3 变速成图

在建立速度场后,根据该区现有叠后时间偏移地震资料,可采用射线偏移时深转换和垂向比例时深转换方法进行变速成图。实际资料表明,该区整个目的层上方速度横向纵向变化剧烈,其射线的传播方向难以确定,由于射线偏移对层速度敏感,若采用精度难以控制的层速度模型,即使考虑了射线的弯曲,也会给构造图带来误差。

常规时间偏移地震数据体在界面倾斜的情况下,由于成像射线和法向射线不重合,会产生构造偏移偏差[5]。该工区浅层构造复杂,倾向多变,根据随机反射面倾角假说[6],可认为成像射线在地面的出射位置通常在绕射点正上方。通过对比分析该区时间偏移和叠前深度偏移资料 (见图2),发现构造偏移偏差很小,不会对地震成像造成重要影响,所以可采用垂向比例转换方法解决目的层 “上拉”现象以恢复真实构造。通过与该区3口未参与成图的井 (靠近工区边缘)的KTⅠ顶分层数据对比,发现成图误差控制在15m以内 (见表1)。

图2 时间偏移剖面 (左)和叠前深度偏移剖面 (右)

4 结 论

1)由于盐丘的存在,盐下目的层均方根速度出现低速度异常,必须对异常均方根速度进行校正。在用层位控制法建立速度场过程中,考虑到目的层厚度较薄,通过井分层计算出的层速度存在一定误差,有必要通过交汇和平滑处理来控制层速度的变化。

表1 3口未参与成图的井KTⅠ顶分层数据和构造图上垂深对比

2)通过和叠前深度偏移剖面相比较,除目的层 “上拉”影响外,因成像射线和法向射线不重合引起的偏差对让纳若尔油田地震成像影响较小,采用垂向比例时深法可以准确恢复盐下构造。

[1]张延庆,吴清龙.“层位控制法”速度场在巨厚盐丘覆盖区的应用 [J].石油地球物理勘探,2007,42(2):212-215.

[2]温铁民,苏世龙,钱豫.盐下速度场异常问题分析 [J].石油地球物理勘探,2007,42(增刊):5-7.

[3]满益志,黄录中,苏永斌.模型层析成图技术在山前高陡构造区的应用 [J].石油地球物理勘探,2002,37(增刊):125-127.

[4]王仁铎,胡光道.线性地质统计学[M].北京:地质出版社,1988.

[5]Robinson E A.地球物理数据偏移 [M].汪贤驯 译.北京:石油工业出版社,1985.

[6]伊尔马滋.地震资料分析[M].刘怀山,王克斌,童思友译.北京:石油工业出版社,2006.