深水气田坡折海底速度体构建技术研究及应用

2018-11-02邓海东

物探化探计算技术 2018年5期

张亮，刘巍，秦明，邓海东

(中海石油(中国)有限公司湛江分公司,湛江 524057)

0 引言

图1 L气田海底坡折带地震剖面Fig.1 Seismic profiles of the bottom slope of the L gas field

L构造位于琼东南盆地深水区中央坳陷带西部的中央峡谷陵水段，主要目的层为黄流组水道砂岩，具有埋深适中、运移条件好、资源规模大等特点[1-2]。但是L气田目的层位置处于海底坡折带转折端，水深变化异常剧烈，最大处海底深度陡降近500 m(图1)。由于地形突然变陡导致采集时这一段无法接收到满覆盖的有效信号，对于该种情况后续的处理方式是去掉坡折带转折端位置的速度谱资料，参考陆架与坡折带以下平缓区域的速度谱信息，按照两边的速度变化趋势对转折端重新进行速度解释[3-4]。这样虽然可以实现坡折带转折端的地震成像，但坡折带转折端两侧不同速度趋势平滑过渡，导致在靠近陆架或坡折带下方平缓区域的部分，分别出现地震同相轴整体上拉和下压的现象，而且随着深度地增加，这种地震同相轴上拉下压的现象愈发明显，时间域构造存在较大不确定性，不能反映真实的构造形态(图2)

图2 II砂体时间构造图Fig.2 The time structure of II sand

L气田深水区钻井少、砂体面积大，且目的层钻遇近200 m厚砂岩，砂体含气后速度横向变化剧烈，加之多期水道发育对砂体的改造，导致L气田构造落实工作面临挑战，使常规时深转换方法(如单井VSP、常速剥层法等)均存在各自的不足，无法满足储量评价过程中构造、含气面积等关键参数的落实工作。

为可靠地对井控范围大的区域或无井区砂体储层进行精细可靠评价，必须深入挖掘地震资料中潜在的地球物理信息。笔者针对性开展海底坡折带速度体构建技术研究，解决气田储量研究中的地球物理难题，为储量合理计算提供支持。

1 海底坡折带精细速度模型构建技术

海底坡折带精细速度模型构建必须考虑两点关键因素：①研究区为陆坡向海盆方向的坡折带，水深变化异常剧烈，需解决海水对地层速度的影响；②目的层井上钻遇近200 m厚砂岩，由于受海底水道的改造作用，砂体速度横向变化大。鉴于以上问题，以地质模型为约束条件，以中值滤波方法为技术手段，结合钻井资料的速度信息，建立沿反射层变化的更为精准的速度模型，实现三维地震资料精确时深转换。其主要的技术路线包含以下四个方面：①地震速度体优选；②优化；③地质模型精细构建；④速度控制层井震精细标定。

1.1 地震速度体优选

L气田由于海底坡折带的存在，地层速度横向变化特别剧烈[5]，叠前时间偏移地震资料在海底坡折带下方的成像效果存在较大不确定性，与之对应的叠前时间偏移近似均方根速度体在此处的区域速度趋势也不符合地质认识。从已钻井L3井可以看出，L3井目的层非II砂体，但是测井解释L3井钻遇II砂体边部，而叠前时间偏移(PSTM)地震资料显示L3井没有钻遇II砂体，证实L气田叠前时间偏移近似均方根速度体，达不到储量研究过程中构造落实的精度要求(图3)。

叠前深度偏移(PSDM)地震资料显示，L3井钻遇II砂体边界(图4)，证实叠前深度偏移资料在复杂构造或速度横向变化特别剧烈区域成像效果要优于叠前时间偏移[6-7]。但是直接利用叠前深度偏移资料又存在较大的深度预测系统误差，达不到储量研究中气藏描述的要求(表1)。因此L气田最终优选叠前深度偏移等比例到时间域的速度体，作为海底坡折带精细速度建模的基础速度体，它具有叠前深度偏移的成像优点，对其进行地质约束与速度校正后可较好保证深度预测精度。

图3 叠前时间偏移地震剖面Fig.3 Prestack time migration seismic profile

图4 叠前深度偏移地震剖面Fig.4 Prestack depth migration seismic profile

1.2 地震速度体优化

L气田地震资料信噪比低、目的层主频15 Hz，可分辨地层厚度40 m左右，目的层强非均质性，导致横向速度变化剧烈，加之不同处理人员的经验都使得最终得到的速度体中存在很多的噪音速度[8-10]，这些噪音速度会严重影响后续速度建模的精度(图5)。因此优选出的地震速度体仍需做进一步的优化去除速度噪音，结合不同滤波方法的优缺点，中值滤波能很好地剔除噪音速度，同时保留有效速度信息，因此笔者选用中值滤波方法对地震速度体进行处理。

图5 优化前速度体剖面Fig.5 The velocity profit before optimize

图6 滤波窗口的选择依据Fig.6 The choice of adjacent windows

中值滤波是建立在误差绝对值之和最小基础上的最优滤波方法[11-12]。通过选择合适的滤波时窗，排序统计时窗内出现的数据点，将孤立的异常值置于时窗序列的两端，异常值用其邻域内其余各点值的中值代替，从而消除孤立的异常点。

滤波窗口的选择以II砂体为例，从图6可以得出，深度预测误差随着滤波窗口的增大，先逐渐减少后增大，滤波窗口为2 m×125 m时达到最小。因此，利用中值滤波优化速度体时滤波窗口选择为2 m×125 m。

从理论上来说，中值滤波相比于其他滤波方法，更适应于地震速度体的去噪处理[13-15]。以均值滤波为例，对于同一个速度噪音，均值滤波会将其纳入计算结果，最终影响速度体的精度。而中值滤波由于只取中位数，所以选取时窗内的速度噪音对最终结果不产生影响，但对于某些特殊地质异常体(如碳酸盐岩、盐体、断层发育区、水道厚砂岩沉积等)速度可能是突变的，这时需要结合相应地质条件与沉积规律的认识，反复调试中值滤波的窗口大小和滤波次数，在尽量消除噪音速度的基础上保留相关有效速度信息。

1.3 地质模型精细构建

地质模型的构建需要选择既满足地震垂向分辨能力，又具有连续可追踪的反射同相轴，并能控制住储层附近时深转换精度的标志层作为速度控制面[16-18]。针对L气田的特殊性，首先精细解释海底反射层THD将其作为速度控制层的顶层，以控制海水深度变化对速度的影响；而在储层附近，L-1井钻遇了近200 m的厚层砂岩。为了控制如此厚的砂体速度纵、横向变化，选择距离储层最近的砂体顶部T30(标志层)和底部TX作为速度控制层。除此之外，为了兼顾工区整体的速度变化趋势，又重新加密解释了T27、T29和T40三套标志层作为速度控制层(图7)。

图7 L气田地质模型的构建Fig.7 Construction geological model of L gas field

1.4 速度控制层井震精细标定

在实际工作中，速度控制层的井震标定往往会被忽视，因为这种井震标定关系上下偏移几十乃至上百毫秒，并不会影响储层的标定和精细解释[19-20]，但对于速度建模而言，它会严重影响时深转换的精度，因此在保证储层已标定井震关系不变的前提下，进行速度控制层的井震标定是十分必要的。速度控制层的精细标定，充分利用了井点实钻的速度信息，直接对速度体进行了相应的井点校正，使速度体更加精准。

2 时深转换效果分析

基于优选的速度体，以中值滤波为手段、以地质模型为约束条件、结合钻井资料的速度信息，建立起沿着反射层变化的更为精准的速度体。它包含了地形地貌的变化、消除了海底坡折带的影响、考虑了目的层厚砂岩速度横向变化(图8)。利用此速度体进行时深转换，从图9可以看出：II砂体构造整体上为西低东高，构造主体部位沿水道展布方向分别向南向北抬起、中间通过一个稍低的鞍部相连通，东西两翼是与水道展布方向相似的低洼沟槽，总体表现表现为“工”字形。

图8 海底坡折带速度体构建Fig.8 The velocity volume of slope bottom

图9 II砂体深度构造图Fig.9 The depth structure of II sand

图10 过II砂体构造的深度域地震剖面Fig.10 Depth domain seismic profile with II sand structure

图11 Ⅱ砂体东西两侧遭受后期侵蚀剖面Fig.11 The profile of II sand subjected to the later erosion in east and west sides

1)深度构造为西低东高，而时间构造由于受海底坡折带的影响呈西高东低，与深度构造恰恰相反。从过L构造的深度地震剖面可以看出在L构造主体部位基底存在一古隆起，后期沉积发育的地层继承性抬起，解释了L地区出现构造整体西低东高的原因(图10)。因此速度体消除了海底波折带对速度的影响还原了目的层真实的构造特征。

2)沿着构造分布范围从西到东每间隔1 km选取了16条地震剖面(图11)，从剖面上可以明显发现Ⅱ砂体水道砂体东西两翼中间部位被后期水道切割改造，这也解释了L气田Ⅱ砂体水道构造图东西两翼出现沟槽的原因。

3)从深度预测误差分析发现，实钻井L1井及L3井的深度预测误差均在5 m左右，时深转换精度更高，构造落实可靠(表1)。