VSP技术在敦煌盆地五墩凹陷勘探中的应用

蔡利飘

摘   要：敦煌盆地五墩凹陷勘探程度低，面临许多急需解决的地质问题。墩1井是中石化在该区部署的预探井，获得了较好的油气显示，压裂后累产油7.485方。墩1井是五墩凹陷首次采集了零偏和非零偏VSP资料的钻井，通多对墩1井VSP资料的细致分析，完成了该井声波曲线的拼接与校正，有效判定了井区地震剖面的极性，求取了井区地层层速度，准确标定了墩1井处地震反射波组的地质属性，建立了相对准确的时深关系，落实了有效圈闭，此技术的应用在该区的油气勘探中发挥了积极的作用。

关键词：敦煌盆地;五墩凹陷;VSP

1    区域地质背景

垂直地震剖面（Vertical Seismic Profile，VSP）是一种井中地震观测技术，VSP技术的应用非常广泛，它能够提供准确的速度参数、准确标定层位、识别井旁断层、准确描述地层岩性，为精细的地震解释、储层预测和油藏描述提供可靠的资料。受研究区资料限制，在敦煌盆地五墩凹陷开展VSP技术的应用研究还是首次。

敦煌盆地五墩勘探区块面积2 002.46 km?，地理位置在甘肃省敦煌市，构造位置在敦煌盆地中东部，夹持与玉门山斜坡带与三危山隆起之间，东临甜水井凸起，西靠南湖低凸起。五墩凹陷的油气勘探始于20世纪50年代，但直到2013年中石化部署西参1井，才首次获得了突破，该井钻遇侏罗系优质烃源岩并见到了良好的油气显示，压裂后累产油12.1方，是敦煌盆地第一口见油气显示的钻井。但该区整体勘探程度较低，截至2019年，该区共有二维地震17条，共715 km，探井3口，但仅有墩1井有VSP资料。墩1井自下而上钻遇了下侏罗统大山口组（J1d）、中侏罗统中间沟组（J2z）和新河组（J2x）、上侏罗统博罗组（J3b）、新近系和第四系地层，烃源岩及油气显示层段均发育在中下侏罗统地层中，因此勘探的主要目的层是中间沟组下部与大山口组。

由于该区勘探程度低，面临许多急需解决的地质问题，如地震反射波组的地质属性、地层界限的划分、地层速度的分析等基础地质问题，严重制约该区的勘探工作。作者在广泛调研区内及其周缘资料的基础上，在该区开展VSP技术的应用，发挥VSP技术的优势，为解决这些问题提供可靠的参考资料，为下一步的圈闭预测等打下坚实的基础。

2    VSP资料应用及效果

2.1  判定地震剖面极性

地震剖面极性问题越来越受到油气勘探工作者的重视，尤其在隐蔽性油藏勘探阶段，地震剖面中每个反射界面所代表的地层含义直接影响到砂体描述的准确性。五墩凹陷虽然目前处于早期的勘探阶段，无论剖面极性如何，构造高点的偏移只是波峰与波谷之间半个相位的偏移，对现阶段油气勘探影响不大，但对后期的储层描述有非常大的影响，因此准确判断剖面极性对储层精细描述具有非常重要的意义。

从正极性的VSPLOG剖面与地震剖面对应关系良好，选取VSP曲线中A（608 m），B（1 083 m），C（1 152 m），D（1 904 m），E（1 920 m）5点，其中A，B，C，E为速度从低到高的点其反射系数为正，对应的是波峰的点。D为速度降低的点，反射系数为负，对应波谷。据此可以判定，敦煌盆地五墩凹陷的地震剖面为正极性剖面，即正反射系数界面应标定为波峰，负反射系数界面应标定为波谷。

2.2  曲线拼接与校正

墩2井，由于工程故障，测井曲线是分段完成，再声波曲线拼接过程中，发现1 800 m至井底段与上部曲线差异较大。因此，借助于VSP曲线，可以看到声波曲线上段（0～1 800 m），VSP曲线与声波曲线基本能一致，但是下段（1 800～2 200 m）两者有差距，因此，结合参考VSP曲线，将AC曲线完美地拼接起来。

2.3  标定地震反射波组的地质属性

VSP资料是确定地震反射波组所对应地质层位最直接的方法[1]。利用零偏VSP时间深度关系可以建立地震反射波组与地下地质层位之间的联系。

由于墩1井是区内唯一一口有VSP资料的钻井，所以确定地震反射波组的地质属性具有非常重要的意义。根据VSP、钻井岩性和测井等資料，确定中间沟组（J2z）底界面深度为2 050 m，墩1井钻遇大山口组（J1d）地层50 m。大山口组的岩性为深灰色泥岩、砂质泥岩夹薄层灰色泥质砂岩，在地震剖面上呈现出连续性差，呈短轴状，其表现为填平补齐的特征。中间沟组下段为深灰色泥岩、砂质泥岩、含砾砂岩等形成正旋回，多层含砾砂岩中见油气显示，泥岩发育稳定，在地震剖面上表现为连续强反射，为暗色泥岩与砾岩，含砾砂岩形成的强反射，可作为全区的标志层。中间沟组中部为深紫色、紫红色泥岩、砂岩，顶部为紫红色砂泥岩互层，地震剖面上表现为一组频率低、信噪比略高的特征。新河组地层与中间沟组顶部相似，但是粒度变粗，博罗组地层与上部的新生界地层有一个明显的不整合面，整体以紫红色、棕红色砂砾岩泥岩为主，自下而上由细变粗，形成一个完整的正旋回。在准确标定每一个地层界面的基础上，估算了各地层速度。

（1）VSP层速度与声波速度的变化趋势基本相似，随着深度的增加，速度变大。但随着深度增加，两者之间偏差加大。

（2）从墩1井VSP资料上看，该区存在3个明显的速度界面，其深度分别为410 m，650 m，2 100 m。结合岩性，地震资料等分析认为650 m为新生界与中生界之间不整合面，2 100 m为中生界与基底之间不整合面。

（3）烃源岩段（1 904～1 920 m）岩性以泥岩、砂质泥岩为主，层速度明显减小。随着泥质含量的降低，层速度迅速增大。

3    结语

（1）应用VSP资料可以对声波测井曲线进行有效拼接与校正，使其在合成记录等后期的应用中更为准确。

（2）利用VSP资料能获得相对精确的速度参数和时深关系，通过标定，能将地震资料和钻井资料有效地结合起来。

（3）利用VSP资料，能准确识别速度界面，结合其他地震钻井等资料，可分析其界面属性。

[参考文献]

[1]王广北，薛亚琴，玉浩.西部新区VSP层位标定问题研究[J].石油物探，2005（44）：46-49.