准噶尔盆地西北缘哈山构造带速度建场方法研究

谭绍泉 （中石化胜利油田分公司西部新区研究中心，山东 东营257000）

准噶尔盆地西北缘哈山构造带主要是指哈拉阿拉特山地区，包括和什托洛盖盆地南部斜坡带、哈拉阿拉特－德伦山褶皱带、乌夏断阶带等构造单元，勘探面积约1000km2，是胜利油田西部具有较大勘探潜力的区带之一。但由于该区位于准噶尔盆地与和什托洛盖盆地之间的山前褶皱带，构造变形强烈，逆冲推覆使得不同时代的地层重复，造成地层速度在横向和纵向上变化较大，严重制约了该区构造等基础油气地质方面的研究。因此，该区油气勘探研究的关键之一就是如何较为准确地把握其速度变化的规律，并在此基础之上落实构造。笔者从速度谱基准面统一校正方面入手，结合测井、VSP（垂直地震剖面）测井等基础资料，通过制作合成记录进行层位标定与解释，建立该区高精度空间速度场。通过对其速度变化规律的研究，结合油气地质特点总结了一套符合该区的变速成图方法，较好地解决了制约该区油气勘探的瓶颈问题，为其油气勘探的突破起到了重要的作用。

1 速度场建立与技术研究

1．1 速度谱基准面统一校正

地震剖面的处理是基于浮动基准面或统一基准面进行的，剖面上的时间记录以浮动基准面或统一基准面为起算点，在资料处理过程中，剖面上的时间记录与速度谱上的时间记录有的时候是不相同的，所以在做变速成图时必须对速度谱做校正，将速度谱的起算时间点与解释的T0的起算时间统一到一个面上，这就需要进行基准面统一校正。

如图1所示，速度的基准面是浮动面，解释的T0的基准面是统一面700m，校正量Δt为浮动面到700m统一面的时间；v表示浮动面到统一面700m的充填速度。根据公式：

图1 速度谱基准面统一校正

式中：h为地表高程，m。

求出Δt，然后利用Dix公式由速度谱上的叠加速度计算第n层的层速度［1］：

式中：vl，n为第n 层层速度，m／s；vs，n、vs，n－1分别为第n、n－1层叠加速度，m／s；tn、tn－1分别为第n、n－1层时间，s。

由层速度反算叠加速度：

式中：Δti为在i层沿法向射线的双程时间，s。

1．2 速度谱质量控制

速度谱的质量直接影响到速度场的精度，也就是影响到构造成图的精度。在地表起伏较小、地下地层比较平缓的地区速度谱资料的质量往往比较好。而在地表复杂、地下地层比较陡的山地，采集处理难度比较大，获得的速度谱资料往往较差。在建立速度场时，首先要对速度谱的资料品质进行分析，对一些明显异常的点进行去噪处理 （图2、3）。

图2 原始叠加速度剖面图

在速度谱资料分析过程中，通过剖面分析去除异常点，能够获得速度在剖面方向的变化规律，但速度建场不仅需要剖面上的变化规律，更主要的是速度的平面变化规律，因此还要对速度进行平面分析，并对其进行速度的闭合差校正与数据趋势分析 （平滑），为层速度的求取与速度建场打好坚实的基础。

1．3 模型层析法计算层速度和空间偏移量

一般情况下，层速度的求取多采用Dix公式，它是假设在水平层状介质的情况下，叠加速度就是均方根速度。但是在山前高陡构造地区，地层介质不是水平的，因此采用Dix公式求层速度显然就不适用了。

图3 去掉异常点后的叠加速度剖面图

模型层析法计算层速度是解决高陡构造区层速度求取的有效方法。其基本思路是：在已知第n－1层的层速度和反射界面时，利用射线传播理论 （入射角等于反射角的原理），通过迭代求取第n层的层速度和确定第n个反射界面（图4）。

根据易远元等人的研究［2］，射线波前曲率半径R0与层速度和入射角之间满足如下关系：

式中：t（0）是在CDP（共深度点）上的震源、接收器重合对应的法向反射波的双程时间，s；Rn－1为第n层顶面On－1点的曲率半径，s。

图4 模型层析法计算层速度原理

利用模型层析法求取层速度，在计算出层速度和反射界面的同时，也计算出了反射点偏离入射点的水平距离，也就是空间偏移量。从而可以由反射界面和时间模型求出反射层之上的平均速度，即在已知第n－1层的层速度和反射界面时，通过迭代求取第n层的层速度和确定第n个反射界面，最终建立工区的各反射层位控制的平均速度场 。

2 实际应用与效果分析

2．1 速度场的标定与校正

利用速度谱资料建立的速度场，由于受各种因素的影响与实际地层速度还存在一定的偏差，找出这种偏差称之为速度场的标定［4］。速度场标定有3种方法：①用VSP测井速度标定，这是最好的方法；②由声波测井资料制作合成地震记录，在进行了精确的地震地质层位标定后换算出平均速度来标定速度场；③如果钻井资料较少，单纯用井资料不足以控制整个速度场的速度变化，还可以虚拟几个速度点，根据人为给定的速度标定速度场。由于该区没有搜集到VSP测井资料，所以采用的是第②种方法。

速度场的校正同样也有3种方法：①相对误差校正法，即单点实际速度除以场速度得到单点速度场系数，单点速度场系数立体网格化得到系数场，用系数场乘以速度场得到最终速度场；②绝对误差校正法，也就是用单点实际速度减去场速度得到单点速度误差，单点速度误差立体网格化得到误差场，用误差场加上速度场得到最终速度场；③沿层速度校正法，它是提取沿层速度，并进行网格化处理，再用井点速度标定沿层速度，得到沿层速度误差，对沿层速度误差进行二维网格化处理，得到速度误差网格，合并沿层速度与速度误差网格，得到正确的沿层速度，将多层的沿层速度作为标定速度，再去校正速度场。在该区的研究中，采用了第①种方法对模型层析法求取的场速度进行了校正 （见表1）。

表1 准噶尔盆地西北缘哈山构造带速度场校正前后统计分析表

2．2 应用效果分析

应用建立的速度场 （图5），应用变速成图的方法分别制作了该区K1tg、J1s、J1b以及T1b等有关地层底界反射层的构造图。从目前已钻井的情况来看，最大误差为9．4%，最小误差为0．1% （见表2），完全符合油气勘探的要求，为其油气勘探的突破奠定了坚实的基础。尤其是在研究后所部署的第1口探井——哈浅1井，在钻探过程中见到良好的油气显示：白垩系见油浸、油斑级显示16m／3层；T1b见油浸、油斑、荧光级显示39m／9层；测井解释白垩系油层18．1m／1层，T1b油层15．5m／2层；射开T1b油层438～445m，日产原油10．55m3。并由此发现了石油地质储量约5000×104t的春晖油田［5］。

图5 准噶尔盆地西北缘哈山构造带速度场立体显示

表2 准噶尔盆地西北缘哈山构造带速度研究与时深转换统计分析表

3 结 语

速度的研究，既是油气勘探最基础的问题，又是地震勘探永恒的课题。尽管准噶尔盆地西北缘哈山构造带存在构造复杂、地层重叠等一系列的复杂问题，笔者从基础数据的校正入手，结合该区的地质规律和钻井信息建立相应的速度场、并通过变速成图技术，解决了制约该区勘探研究的基础问题。这既是对现行速度分析技术与变速成图技术的一次成功验证，也为准噶尔盆地西北缘哈山构造带研究积累了一种较为科学的方法技术。

［1］陆基孟 ．地震勘探原理 ［M］．东营：石油大学出版社，2001．219～220．

［2］易远元，姜建莉，赵殿君 ．基于模型层析法的地震速度研究 ［J］．江汉石油学院学报，2003，25（1）：47～49．

［3］王树华，刘怀山，张云银，等 ．变速成图方法及应用研究 ［J］．中国海洋大学学报，2004，34（1）：139～146．

［4］易远元 ．浅谈地震速度场建立的意义和方法 ［J］．科协论坛 （下半月），2010，（10）：94～95．

［5］贾玉涛，史元良，边广治，等 ．西部诞生新油田——春晖油田 ［DB／OL］．http：／／sd．people．com．cn，2011－11－01．