三湖地区真假含气地震异常的识别与处理技术

王海立 翟俊伟 宁宏晓 于宝华 赵荣艳

东方地球物理勘探有限责任公司敦煌经理部

三湖地区真假含气地震异常的识别与处理技术

王海立 翟俊伟 宁宏晓 于宝华 赵荣艳

东方地球物理勘探有限责任公司敦煌经理部

柴达木盆地三湖地区地震剖面上的“低频、同相轴下拉”现象是寻找气藏的有效手段。但是随着勘探的深入，发现地震反射异常现象并不都是由于地层含气引起的，一些特殊的地表条件（表层结构异常）也会造成类似的异常现象，致使一些探井钻探失利。在近两年的该区高精度二维地震勘探中，通过针对性的表层调查方法和对近地表结构的精细解剖，弄清楚了地震反射异常与表层结构的对应关系，对表层结构引起的地震异常有了较深刻的认识；通过分析总结，提出了用反射时间法来甄别表层异常与地下含气异常；在此基础上，通过高精度折射静校正处理技术消除了这些由于表层结构异常变化带来的地震资料异常。这些技术措施的实施，为三湖地区地震资料真假异常的识别提供了比较实用的方法，在实际的生产应用中见到了较好的效果。

柴达木盆地 三湖地区 表层 地震资料 异常 反射时间 静校正 消除

柴达木盆地三湖地区已经发现的含气构造大多是幅度很低的同沉积背斜，三大气田的发现和储量的大幅度增加，很大程度上都是依赖于低频、同相轴下拉等地震资料异常现象来识别和发现的。但随着勘探的深入，按照地震资料异常特点确定的油气钻探井出现了很多失利，使得油气勘探陷入困境［1］。为此对该区域的地震资料异常进行了深入的研究，认识到地震剖面上的异常不仅仅和地下含气有关，也和近地表结构有关［2］。该区地表相对比较平缓，地表岩性比较单一。一般都认为该区域表层结构相对简单，静校正问题不突出，地震资料处理过程中通常都是采用简单的高程静校正方法。近两年来，在该区域开展了高精度二维地震勘探，在表层调查和静校正方面有了长足的进步。在对表层结构研究的基础上，对表层结构引起的地震资料异常进行了细致的分析和研究。

1 存在问题与技术需求

图1 含气异常与非含气异常地震剖面图

如图1－a所示，在三湖地区地震剖面上出现的低频、同相轴下拉现象是典型的含气识别标志。在图1－b所示的地震资料异常与图1－a含气地震响应类似，但钻探的结果未发现工业气流。通过对该区域表层结构的调查和分析认识到，巨厚疏松的低降速带也可以造成类似的地震异常［2］。如何有效识别近地表结构引起的地震异常，一直未得到很好的解决。从技术上讲，需要有效的方法来识别和区分近地表结构引起的地震异常和地层含气造成的地震异常，在识别的基础上，采取一定的方法和措施对地表结构异常带来的地震异常进行处理和消除。

2 主要技术方法及效果

2.1 精细表层调查及建模技术

2.1.1 基于分区的表层调查技术

表层调查应结合控制点的目的和作用来考虑。从表层调查所要完成的地质任务出发，针对不同的地表特点，采用不同的表层调查方法提高表层调查精度和施工效率。如在速度为正序的层状介质区主要采用小折射调查；在低降速带较厚的连续介质区采取层析表层调查；在结晶盐夹层区采用小折射—微测井联合调查；在低降速带巨厚区采用超深微测井调查。同时，分区布设一定数量的微测井调查进行控制和验证。

2.1.2 模型迭代的表层调查技术

为建立高精度的表层模型，采用模型迭代的调查技术提高对近地表的解剖精度。该流程通过对初次调查的地表模型进行综合分析，对初次模型不合理的地方采取加密控制点或进行二次调查，然后加入新的调查结果重新建立模型。采取这种重复迭代的方式使最终建立的模型精度达到满意的结果。

2.1.3 内插控制点联合建模技术

三湖台吉乃尔湖区受施工条件的限制，表层调查工作难以开展。因此提出了内插控制点联合建模技术：结合大炮初至反演结果，内插控制点和常规表层调查结果联合起来建立整个台南地区的近地表结构模型。内插控制点联合建模技术主要有两部分：①基于表层调查控制点数据插值建模，在表层调查资料质量好、数据完整，具有稳定高速层顶界面的地区，以实际表层调查数据为基础，合理优化参数，采用层间关系系数法建模；②基于初至波反演建模，湖区等不具备表层调查施工条件的空白区，利用初至层析反演模型结果，内插出空白区的控制点后联合实际调查点建立模型。

2.1.4 表层数据处理分析技术

三湖盐碱地表多为盐泥交互层，表层结构构成方面非常复杂：如低速层＋高速层（两层结构）、低速层＋高速层＋低速层（三层结构）、低速层＋多层降速、高速互层＋高速层（多层结构），以及高速层直接出露于地表的盐碱层结构。这些结构广泛存在，且在空间分布上又相互交融，给表层调查数据的分析带来了较大困难。为提高建模精度，在数据分析上，主要采取了两种技术：①等效层分析技术——通过等效原理对多层结构进行统层归一；②平面优化分析技术——通过各种辅助软件将各类表层物理参数绘制在平面图上分析，剔除奇异值，保证数据符合地质变化规律。在分析中主要把握两个原则：一是确保低降速静校正相等；二是确保基准面静校正相等。

2.1.5 近地表整体解剖技术

首先利用小折射、微测井资料、野外近地表岩性调查资料，以及攻关区域内的地物、地貌资料，查明表层结构基本特征，理清表层岩性、速度的分布规律；然后比对地震大炮资料，搞清表层岩性和剖面上可疑异常的对应关系；最后与大炮初至反演模型相结合，通过对比分析，弄清楚近地表结构变化规律，建立起精确的三维近地表模型。

2.2 反射时间法异常识别技术

表层异常指地表附近一定区域的速度、厚度异常变化，表层异常范围一般比含气异常范围要浅得多。含气异常范围和天然气的埋藏深度有关，如台南气田近地表基本无含气影响，从一定深度开始，到深层均有异常；涩北气田从浅至深均受含气异常的影响［3］。因此，对于一定深度的某一反射层来说，表层异常影响范围一般在界面以上，而含气异常范围影响到了反射界面。基于这一特点，表层异常、地下含气异常对某一界面的反射时间的响应特征是不一样的［4－5］。

研究结果表明，不同位置单炮对于某一反射界面，表层异常和地下含气异常的反射时间响应在检波点域和CMP域是正好相反的。在检波点域里，表层异常导致的反射时移是对齐的，在CMP域里是分散的；对于地下含气异常，在检波点域里，含气异常导致的反射时移是分散的，在CMP域里是对齐的。实际资料应用表明（图2），利用反射时间法识别表层异常与含气异常是可行的，从而为甄别该区域的表层结构异常提供了一种新的思路和方法。

2.3 表层结构与地震异常关系分析

从近两年高精度二维勘探剖面分析来看，三湖地区存在11处主要地震异常（图3）。从图3可以看到，台南气区南侧条带状分布的地震异常对应的低降速带相对较厚，该条带状异常区域对应着低降速带厚度较厚的疏松砂体，在调查中也发现该区域含水量较多，频率衰减严重，属于受低降速带和含水量两种因素影响的表层结构异常区。涩东地震异常带存在速度较低的巨厚胶泥体且微测井施工时发现浅表气发育，属于表层结构和含气同时影响的地震异常。工区东北角位于驼峰山前斜坡上，低降速带也较厚，但探井显示同时也含有天然气。通过静校正应用后，异常幅度有所降低，但依然存在，因此该区域也存在表层结构与含气的双重影响。涩北1、2号气区、台吉乃尔气区、驼西区域从地表高程来看，位于地势较高的山丘上，低降速带厚度相对也较厚。但是从测线上看，发生异常的区域变化并不是非常剧烈，地震异常区域小于低降速带的厚度变化区域，和相邻部位比，是一个渐变的过程，没有明显的突变，低降速带双程旅行时没有异常，因此异常主要是受含气的影响。对这些异常，通过精细表层调查及建模技术建立的表层模型，结合反射时间法分析，进行了有效的识别。

图2 台南气田南侧表层异常反射时间响应特征图

图3 地震异常带与表层结构对应关系图

2.4 高精度初至折射静校正技术

三湖地区地表相对平坦，以往该区资料处理主要采用高程静校正，导致在很多近地表异常地区地震剖面资料较差。通过近两年的研究，认识到该区的低降速带变化剧烈，存在较多的局部低降速带异常。通过对静校正方法的分析，最终确定了适合本区的方法——折射静校正方法。基于模型约束的折射静校正方法能提供高质量的中、长波长分量，同时，其短波长静校正精度也较高。在实际静校正工作中，主要把握了以下技术要点：①通过详细的近地表结构的整体解剖，准确建立近地表模型，为折射静校正提供了合理的模型约束参数；②通过对湖区、盐碱地、盐碱沼泽和浅层含气区等表层结构对大炮初至质量影响较大的地区，采用处理手段提高初至质量，提高了折射静校正在这些区域的应用精度；③通过提高折射波的识别、合理的折射分层、消除排列边界效应的延迟时延拓，对比层析反演模型，确定合理的静校正计算标志层，最大限度地解决了该区存在的静校正问题，消除了一些表层异常的影响（图4）。

图4 经静校正后表层异常得到解决的地震剖面图

3 结论

1）精细的表层调查及建模技术是识别异常的基础。

2）通过对异常反射时间响应特征分析，可以有效识别出表层异常，这提供了一种新的思路和方法。

3）大炮初至包含了丰富的近地表资料，对表层异常反应较灵敏，因而模型约束下的折射静校正方法精度较高，能较好消除一些表层异常的影响。

［1］张绍胜，曾富英，孔骅.柴达木盆地三湖地区地震异常分析［J］.天然气工业，2007，27（增刊1）：176－177.

［2］王西文，徐凤银，冯云发，等.三湖地区地震资料处理中的静校正方法研究［J］.石油地球物理勘探，2007，42（5）：572－580.

［3］张林，孙平，张绍胜.柴达木盆地第四系岩性气藏成藏条件［J］.天然气工业，2009，29（9）：32－34.

［4］MIKECOX.反射地震勘探静校正技术［M］.李培明，柯本喜，译.北京：石油工业出版社，2004.

［5］陆基孟.地震勘探原理［M］.东营：石油大学出版社，1993.

Identification and elimination of non－gas－related seismic anomalies in the Sanhu area，Qaidam Basin

Wang Haili，Zhai Junwei，Ning Hongxiao，Yu Baohua，Zhao Rongyan
（Dunhuang Management Department，BGP Inc.，CNPC，Dunhuang，Gansu 736202，China）

NATUR.GAS IND.VOLUME 31，ISSUE 6，pp.39－41，6／25／2011.（ISSN 1000－0976；In Chinese）

Seismic anomaly of"low frequency and event down－pulling"was previously believed to be indicators of gas reservoirs on seismic section in the Sanhu area，Qaidam Basin.However，along with the deepening of exploration，it is discovered that not all the seismic anomalies are caused by gas in reservoirs and some surface structures can also induce similar anomalies，leading to the failure of some exploratory wells.During the high－resolution 2D seismic exploration in recent two years，we have discovered the relationship between this kind of anomaly and surface structures based on a detailed analysis of surface structures.A reflection time method is presented for differentiating seismic anomalies caused by surface structures and those by subsurface gas reservoirs.The high－resolution refraction static correction technique is used to eliminate the anomalies caused by surface structures.These methods are practical for the differentiation of non－gas－related and gas－related seismic anomalies.

Qaidam Basin，Sanhu area，surface，seismic data，anomaly，reflection time，static correction，elimination

王海立，1976年生，工程师；主要从事地球物理勘探研究工作。地址：（736202）甘肃省敦煌市七里镇。电话：13993743968。E－mail：wanghaili555＠sohu.com

王海立等.三湖地区真假含气地震异常的识别与处理技术.天然气工业，2011，31（6）：39－41.

10.3787／j.issn.1000－0976.2011.06.006

（修改回稿日期 2011－03－26 编辑 韩晓渝）

DOI：10.3787／j.issn.1000－0976.2011.06.006

Wang Haili，engineer，born in 1976，is mainly engaged in geophysical exploration research.

Add：Qilizhen，Dunhuang，Gansu 736202，P.R.China

Mobile：＋86－13993743968 E－mail：wanghaili555＠sohu.com