准噶尔盆地南缘中深构造成像特征与规律

李 胜，唐建华，袁 霁，赵卫军，霍进杰

（1. 中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院地球物理研究所，新疆乌鲁木齐 830013；2. 中国石油新疆油田分公司准东采油厂，新疆阜康 831511）

准噶尔盆地南缘中深构造成像特征与规律

李 胜1，唐建华1，袁 霁2，赵卫军1，霍进杰1

（1. 中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院地球物理研究所，新疆乌鲁木齐 830013；2. 中国石油新疆油田分公司准东采油厂，新疆阜康 831511）

从西湖1井实钻与预测的垂深差距远小于物探精度误差范围的现象出发，引出具有南缘区域特征的正演模型并进行正演模拟分析，从临界状态的角度来审视深度域模型到时间域模型的定量关系，试图寻找模型坐标域变化所引起的相关参数变化是否存在内在的规律性。模拟表明：在中深构造，时间域与深度域的变形不可能一一对应，存在变形因子；在复杂构造叠合的地区，速度呈现“低初速、多非线性变化”特征，以及衡量速度变化高低对构造的影响呈现“高提低拉”的规律。

中深构造；叠合构造；高提低拉

1 问题的提出

2009年底，新疆油田公司在准噶尔盆地南缘部署了西湖1井，该井位于新疆维吾尔自治区乌苏县，距乌苏县城西南约4.5 km，地质上隶属四棵树凹陷中部，车排子凸起和齐古断褶带之间（见图1左下角小图），是一口风险探井，预测井深6 200 m，目的是主探侏罗系齐古组的低幅度构造背斜的含油气性。实际钻井钻至6 197 m处钻穿目的层，与实际预测深度相差不到3 m，这个精度从物探分辨率预测角度上是很难达到的。

从区域构造概况和构造解释剖面可知，该区在中深层（侏罗纪到白垩系）受到强烈的构造作用，断裂较发育，中浅层（白垩系以上）构造运动相对平缓。从整个沉积与构造主导关系角度上来看，该区整个中深部以构造为主，浅层以沉积为主导。

从西湖1井的井位设计可知，由于邻近区域未钻遇类似深度的井，当时的构造成图是基于周围井的校深（以西参2、西3、西4和西5井为参考经验性分析）。通过深度误差表统计在其上覆层位进行深度控制分析认为只在相对误差平均0.2%~0.4%的之内才采用实际数据，利用偏移速度产生平均速度体，用T0网格沿层切速度，得到平均速度平面图，然后进行时深转换针对单个目的层段采用如下公式来求取构造深度：H = -vt/（2 000+800）（式中：H为海拔深度，m；v为平均速度，m/s；t为反射层双程旅行时间，ms）。从以上公式可以认为中深层是以一个线性规律进行坐标系变换的（时间域到深度域坐标变换）[1,2]。

现在的问题是：中深部的速度分布按线性分布是不是普遍现象？在中深部的空间展布中这个低幅度（<100 ms）构造是否是真的存在？

图1 过西湖背斜三维xline440线地震地质解释剖面及工区位置图

2 中深构造定量化模拟基础

从波的传播规律惠更斯原理上来讲，浅层地震波的传播成像相对较简单，影响因素较简单，而中深层地震波由于地震波的多次相互作用而影响相对较复杂。而从处理成像速度变化规律的经验来看，在浅层成像速度由于初速度小速度变化率很大，很容易造成成像差异的急剧变化，而在中深层成像速度基数已经很大而实际速度的变化率小幅度的变化并不造成剧烈的成像变化，在这个角度上成像失真的敏感性降低。实际在纵向上速度随埋深的变化规律也是和处理成像的速度变化规律是一致的，即在中深层压实效应比较稳定而导致速度变化率是比较小的。在进行定量模拟时中深层的纵向速度变化可以遵循上述规律。在横向速度变化规律上同一层内也遵循渐变规律[3]。

正演模拟是在一个在相对抽象简化的条件下进行模拟的，这就面临一个临界地质模型的问题。比如在一个比西湖1井构造格局更复杂条件下，局部速度填充在线性规律变化的前提下向着整体速度填充非线性发散规律或收敛规律变化，成像的比例因子的变化趋势会指示出类似西湖1井现象是偶然的还是必然的。同时根据浅层与深层的变形规律对中深层的影响也能查明低幅度构造的真实与否。正演模拟能否正确的表达和解决实际问题的关键在于正演模型的选取和速度数据填充的可控性和正确性，下面简要的介绍一下各个环节及其解决方法。

2.1 定量化的地质模型

本文的理论地质模型是来自John Shaw所著的《挤压构造地震解释》里的一个经典地质模型（图2），选取这个模型基于两点考虑：第一点是该理论模型都是通过生产实践中抽象出来的复杂构造模型，具有一定的代表性；第二点是这些理论模型都是通过定量化理论可以进行构造恢复的[4,5]。

2.2 速度填充规律及质控方法

前面已经从生产实践论述了中深层构造的速度变化特征和规律，基于本次正演的实际需求是对南缘构造复杂、空间速度变化剧烈的特点，本文数据的选择是基于地层速度与埋深压实规律特征用井控内插方法进行整体控制层速度的变化。遵循图3的变化规律，或者说整个速度的变化遵循非线性收敛的特征规律。整体的速度变化可以通过散点图来进行控制的。

图2 基于John Show的复杂构造及其井控速度的深度模型

图3 基于层速度与埋深压实规律的数据控制图（系列1、2、3为自左向右井速度）

2.3 定量化的模拟方法

为了使模拟的结果和实际地质模型具有更好的可比性以及贴切生产，地震子波以主频30 Hz的Ricker来进行模拟，模拟的方法以能产生较理想的处理后的地震剖面（Virtical Incident方法）为基准进行正演模拟。通过正演模拟成果（图4）可以知道，在时间域的正演结果与深度域的模型除了底部有一些轻微的变形，整体构造的格局几乎是一致的，这也从另外一个角度反映了基于生产实践的理论抽象和假设所产生的模拟结果与实际是相符的。同时，通过检查调整速度分布趋势，可以查明降低中部中深层速度变化趋势，构造底部平层局部隆起慢慢趋于平齐，可以证明是由速度填充偏大造成的。

通过对中部井速度的微调可以得到上述成果（图5），在整个速度填充变化过程中出现了充填速度过大则中深部层位上提，充填速度过小则中部层位下拉即“高提低拉”的现象，通过逐步微调中深部速度变化控制在速度变化区间在150 m/s之内，这也反映出在中深部速度变化不大但收敛很难实现线性的趋势。另外在微调过程中，出现了中部构造叠置层位较多而速度变化不快的现象，这在层速度研究是值得借鉴的规律认识。

最后值得一说的是，理论模型深度域的中深部是水平的但在不同的速度填充下则会出现低幅度构造或小型凹陷，这也加剧了识别低幅度构造真实性的难度[6]。

图4 速度填充偏大导致底部局部平层隆起

图5 速度填充偏小导致底部平层局部凹陷

3 模拟结果分析及认识

通过上述各个环节的分析，可以得到以下认识：

（1）复杂构造模型速度填充在构造迭置复杂的区域呈现“低初速、高变化率”而在沉积相对稳定的压实的区域呈现“高初速、低变化率”的特征，由于多层速度迭置累积效应而导致复杂区上提，而在低迭置区相对低拉即在构造上呈现“高提低拉”的现象，可以通过断层转折褶皱的地质构造理论指导下初步判断处理过程中速度填充的合适与否。

（2）构造速度填充整体呈现非线性收敛的趋势（存在变形因子），即在中深层速度的变化率是逐步缩小的，这一规律也说明西湖1井的时深转换是内在规律的一个外在表现，其结果是一种对速度变化规律趋势落脚点的认识结果（至少在中深层单一层位是这样的）。

（3）通过反复的速度填充调整研究表明，中深层构造形态受浅层构造速度变化影响较大且速度填充结构趋近于沉积的结构模式。

[1] 新疆准噶尔盆地南缘西湖1井地质设计报告（内部资料）.

[2] 新疆准噶尔盆地南缘西湖1井井位设计书（内部资料）.

[3] 陆孟基.地震勘探原理[M]. 山东东营：中国石油大学出版社，1993.

[4] Suppe J. Geometry and kinematics of fault-bend folding[J]. American Journal of Science, 1983, 283:684-721.

[5] 刘传虎. 模型正演技术在油气藏描述中的应用[J]. 石油地球物理勘探，1993(4):477-483.

[6] 张军华，王伟，谭明友，等.地震解释的误区与对策[J].天然气工业，2007，27(增刊A):100-103.

沙特仍将保持世界第一大产油国地位

据来自《利雅得报》的消息：美国哈佛大学一份最新的研究报告称，鉴于沙特庞大的石油蕴藏量以及石油开采领域的先进技术确保沙特油田的持续高产，沙特直到2020年仍将继续保持世界第一产油国的名号。

报告预计，世界原油日产量到2020年将高达1.1亿桶，比目前日产量增长1 700万桶，届时沙特的原油日产量将达到1 300万桶，仍将保持世界第一产油国地位，而美国届时的原油日产量将高达1 150万桶，伊拉克、加拿大、巴西等国的原油产量也将大幅度提高。

摘编自《中华人民共和国商务部网站》2012年11月18日

The Imagery Characteristics and Regularity for the Middle-deep Structures in the Southern Margin of the Zhunger Basin

LI Sheng1, TANG Jianhua1, YUAN Ji2, ZHAO Weijun1, HUO Jinjie1
（1. Xinjiang Branch Institute of the Research Institute of Petroleum Exploration and Development, Urumqi 830011, China; 2. Zhundong Production Plant, Xinjiang Oil fi eld Company, PetroChina, Fukang Xinjiang 831511, China）

The vertical depth differential value between the real depth drilled in well Xihu-1 and the predicted depth is much less than the geophysical accuracy error range. According to this phenomenon, forward model which can show the regional structural characteristics of the southern margin of the Zhunger Basin has been constructed, and forward modeling analysis has been conducted. From the perspective of the critical state, the quantitative relationship between depth-domain and time-domain model has been analyzed in order to fi nd out the inherent regularity in parameter changes caused by model coordinate system changes .The modeling results show that in the middle-deep structure, the deformation in time domain can not correspond to deformation in depth domain, and distortion factor existed. In complex structural superimposed areas, the velocity is characterized by low initial velocity, non-linear velocity variation. The velocity change has certain inf l uence on structure, showing the regularity of “high put low pull”.

middle-deep structure; superimposed structure; high put low pull

P631.4

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2012.04.051

1008-2336（2012）04-0051-04

2012-02-17；改回日期：2012-03-31

李胜，男，1976年生，工程师，2008年硕士毕业于西南石油大学，主要从事地震地质解释及方法研究工作。

E-mail：lisheng33@petrochina.com.cn。