洪浩尔舒特凹陷变速成图方法研究及应用

2013-03-06易远元油气资源与勘探技术教育部重点实验室长江大学长江大学地球物理与石油资源学院湖北武汉430100

石油天然气学报 2013年5期

关键词：安山岩岩性校正

易远元（油气资源与勘探技术教育部重点实验室（长江大学）长江大学地球物理与石油资源学院，湖北武汉430100）

王攀（长江大学地球物理与石油资源学院，湖北武汉430100）

卢永合（中石油华北油田分公司地球物理勘探研究院，河北任丘062552）

曾波（中石油华北油田分公司勘探开发研究院，河北任丘062552）

杨会丽（中石油华北油田分公司地球物理勘探研究院，河北任丘062552）

洪浩尔舒特凹陷位于二连盆地边缘，不同时期的构造活动比较剧烈，造就了其复杂的断裂结构和地质特征，速度变化情况复杂。此外，凹陷内分布多期次发育的安山岩，造成该区地层速度变化复杂、横向速度变化梯度快的特征，开展精细速度研究难度比较大。该凹陷中洼槽陡坡带的h71井，钻前分析该井目的层下白垩统腾格尔组一段（K1t1）底（地震反射波组T8）高出陡坡带的h33井450m，钻后发现该井低于h33井近200m。考察两井在该井段的岩性柱子发现：h71井主要从砂砾岩为主，而h33井的岩性以泥岩为主，由于砂砾岩速度较高，造成了h71井区地震反射轴（时间域）出现隆起假象，这种时间域与深度域的差异是造成勘探预测失误的根本原因。结合测井速度资料与叠加速度谱，应用模型层析法建立精细速度场，将地震解释的层位数据从时间域准确转变为深度域，能够还原地下真实形态，有效避免特殊高速岩体分布引起的勘探失利。

1 工区概况与地震资料品质分析

洪浩尔舒特凹陷构造上隶属二连盆地乌尼特坳陷，是一个典型的半地堑凹陷，该次研究区域位于洪浩尔舒特凹陷中洼槽的洼槽带和陡坡带部位，主要包括巴尔和海北2个构造，断层发育以北东向和近南北向继承性发育为主。

在开展研究之前，笔者先对收集到的资料进行了资料品质分析。在对全区资料有一个定性认识以后，再有的放矢，展开后面的定量研究。资料品质主要从下面3方面进行分析：地震数据、速度谱数据、井数据。

1．1 地震数据品质分析

对收集到的地震资料进行主频和有效频带宽度分析，发现其主要目的层段的主频约为25～30Hz，有效频带宽度约为10～60Hz，垂向分辨率约为25m。同时对工区的地震资料的品质按照如下标准进行了等级评价和划分：地震波波组的清楚程度、能量强弱、相位稳定性、连续性，地质现象是否清楚，能否可靠用于构造解释和储层预测。

1．2 速度谱数据品质分析

对工区的速度资料的品质按照如下标准进行了等级评价和划分：速度谱能量是否集中，速度拾取的准确性，速度样点多少，与井速度符合程度，能否详尽刻画地层速度变化。

1．3 井数据品质分析

在速度研究中，井数据品质的好坏主要由井震标定的好坏来决定。由井震标定得到的井口速度，对井口处的解释层位进行时深转换得到对应的深度，然后与井分层进行对比，统计误差，根据误差大小对井数据的好坏进行分类。

分别按照以上标准对3种资料进行品质分析，发现资料品质较差的区域主要集中在工区西南部的陡坡带部位。当地震数据的信噪比较低时，速度谱能量团较为分散，所以在信噪比低和构造复杂部位拾取的速度谱精度较低，与井速度的差异较大，这正是该次研究区西南部陡坡带部位区域资料品质较差的原因。所以，该次研究工作的难点区域在工区西南部的陡坡带部位。在这些难点区域，由于叠加速度谱精度不够，需要以井速度为约束，对速度谱进行时变系数校正，以确保叠加速度谱能够真实反映地层速度。

图1 速度研究流程图

2 精细速度场的建立

针对该区复杂地质情况和有安山岩特殊岩体分布，特制定了速度研究流程（图1）。

2．1 速度谱校正

速度谱的校正主要包括以下方面：①速度谱与井口时深关系叠合显示；②找出速度谱的整体校正系数；③整体校正后的速度谱再与井口时深关系叠合显示，并统计两者误差，当两者充分接近时校正结束；④针对整体校正后误差依然较大的井点，对速度谱进行时变系数校正，使速度谱与井速度保证一致（图2）。

2．2 安山岩速度的恢复

由于该区安山岩分布零散，厚度较薄，在地震剖面中反映不明显，不能进行连续追踪，所以最终统计出13口钻井的安山岩顶底深度，结合声波测井曲线求出安山岩顶底时间，以此计算出安山岩的层速度，最后运用这个速度对速度谱进行安山岩层速度恢复［5］。安山岩层速度恢复后速度谱与井速度的契合度更高，提高了速度谱的精度，这将会对落实低幅度构造起到一定的作用。

2．3 速度场的建立与校正

由于该区构造复杂多变，同时海北地区的缓坡带和陡坡带位置地震资料的品质差异较大，结合之前的资料品质分析，将全区分成上面3个区块，分别运用模型层析法建立速度场，最后再合并，在时变建场的同时实现空变建场。

速度场的校正主要是利用井点速度标定速度场，然后采用 “层位控制法”完成校正工作。层位控制法的具体做法是：首先从速度场中提取沿层平均速度，依据井点的速度值对其进行标定校正，然后将多层校正后的沿层平均速度作为基准速度标定、校正速度场，以实现对速度场的整体校正。

2．4 速度场合理性论证

校正完速度场之后，需要对速度场的可靠性进行论证分析。速度的变化受构造埋深和岩性变化等多方面综合影响，该项目主要从构造埋深和岩性特征2个方面来分析。基于构造上的分析，主要是通过提取等时间平均速度切片、沿层平均速度切片和岩层层速度，与构造解释进行对比；基于岩性分析，主要通过提取层速度剖面和岩层剩余层速度图，与井柱子上的岩性特征比较，同时还需要和地震属性与波阻抗反演来进行对比论证。

该次研究重点应用剩余层速度分析法。影响地层速度的主要因素有深度、地质年代和岩性等，所以消除深度、地质年代对层速度的影响后，可以得到与地层岩性一一对应的剩余层速度值。将某一时代的一套地层的层速度进行深度校正，就可以得到这套地层同一个深度下的剩余层速度值［2］。

考察剩余层速度分布图，h68井位于高速区域，该井在下白垩统阿尔善组（K1a）上段的岩性柱子显示岩性以砂砾岩为主，所以在剩余层速度图上该井显示为高速区。考察位于低值区域的h55井，在该井段岩性以泥岩为主，所以在剩余层速度图上显示为低速区（图3）。类似地将全区所有井在该段的岩性与各井在剩余层速度图上的岩性响应进行对比，发现两者均具有以上两井的对应关系。由此可得，剩余层速度对于岩性的响应和钻井的实际情况一致，在可分辨的条件下能反映岩性变化特征，适用于变速成图。

图2 时变系数校正示意图

图3 速度场求取的剩余层速度分布图

3 变速成图效果分析

统计井误差发现，深度构造图上的井点处深度与地质分层深度相比，各层构造图误差均小于1%，成图精度高。此外，通过对比深度构造图与等t0图，发现经过变速成图，复杂区域构造形态的刻画变得更加详尽，还新发现了一些小幅度圈闭。

从下白垩统腾格尔组二段（K1t2）底界（地震反射波组T6）等t0图（图4）上看，h33井低于h71井，而变速成图后得到的深度构造图（图5）上显示h33井高于h71井，与实际钻井情况相符。所以，通过变速成图，恢复了勘探失误的h71井区地下真实地貌。

图4 h33井与h71井区域等t0图

图5 h33井与h71井区域深度图

将T6等深度构造图与等t0图叠合显示可以清楚看到两者之间局部构造形态的差异，如某些背斜脊线不同，某区地层倾向不同等等。这些说明通过建立速度场，可以还原全区地下地层的真实展布情况，有利于寻找有利构造。

此外，分别基于变速成构造图和等t0图提出圈闭，由图6、7可以看出，有些小幅度圈闭在深度图上可以圈出，而在等t0图却无法圈出。同时，同一圈闭，两者的圈闭面积也有差异。

图7 h33井区等深度图

图6 h33井区等t0图

此外，部分变速成图的构造图上局部构造高点位置发生了变化，发生变化的构造高点，实际圈闭面积要大于恒速成图区域面积。

总之，深度图与等t0图大致形态一致，局部构造高点位置发生了变化，局部形态也有差异。微观上看，两者的一些小构造的形态也有所不同，部分小构造的构造线有差异。此外，在变速成构造图上还新发现了一些小的微幅度构造。基于叠加速度谱建立的变速速度场，充分考虑了速度的横向变化，用它进行时深转换，能够更加真实地对地下的构造形态进行展现。