下扬子古生界构造成图方法研究

2020-01-18薛曙张宏健马金鹤黄志度曾菊林中石化江苏油田分公司物探研究院江苏南京0046

化工管理 2020年18期

关键词：古生界井点层位

薛曙张宏健马金鹤黄志度曾菊林（.中石化江苏油田分公司物探研究院，江苏南京0046；

2.中石化华东油气分公司勘探开发研究院，江苏南京210007）

1 中古生界速度特征与常规作图方法存在问题

1.1 中古生界速度特征分析

（1）单井Tg上下速度纵向变化特征

从现有的钻井资料统计分析，下扬子北部地区印支面以上为陆相碎屑岩，地层速度随埋深变化较明显，而印支面以下为海陆过渡相、海相沉积，基本为灰岩、白云岩，此类岩性速度很大，层速度随深度变化不大。从统计单井层速度和平均速度图看，印支面以下速度较以上的速度大，但古生界的地层速度随埋深变化较中、新生界小。

（2）地区综合速度Tg上下速度横向变化特征

下扬子地区海相中古生界地层经过多期的构造运动，现今各地区古生界地层遭受剥蚀程度差异较大，阜宁和涟水靠近苏鲁造山带，受应力较强，古生界地层抬升幅度大，上古地层遭受剥蚀严重，只有零星残存，钻井揭示的都是下古奥陶系、寒武系地层，而宝应和盐城地区所受应力稍弱，古生界地层剥蚀较少，中上古地层广泛保存，钻井见到二叠、石炭、泥盆系地层较多。这些都造成了下扬子地区Tg上下速度横向变化较快。

1.2 应用常规作图方法存在问题

地球物理勘探中，地下介质的速度是个非常关键的因素。准确的速度求取一直是地震勘探的核心问题，速度求取的准确与否直接影响着地震勘探的各个环节及最终成果。只有得到准确的速度，才能准确的确定地层的深度位置，以及根据速度研究岩石和空隙液体的性质。

常规的作图方法主要是应用全区有声波资料的井来拟合一个综合速度，将解释层位时间深度转换，形成初步成果图，最后计算井点误差，网格校正。常规作图法适用于地层分布稳定、横向速度变化不大的小面积地区，而如果应用在下扬子北部地区，最终的构造图误差普遍较大，主要有以下几点原因：

(1)本区经历多期构造运动，中古生界地层遭受改造强烈，早期的挤压推覆，晚期走滑拉张，各个地区剥蚀程度及埋深差异较大，在诸如盐城断层上下盘的地区，同一地层埋深相差达到上千米，速度肯定不同，用一个拟合综合速度成图，必然误差较大；

(2)中古生界地层抬升遭受剥蚀的程度不同，残留的厚度也不同，同样造成速度差异，导致作图误差；

(3)下扬子北部地区针对中古钻井共有80 余口，但钻探到古生界且有声波资料的探井更少，其中盐阜地区仅有8口，且分布不均，造成拟合速度更偏向于井点多的地区；

(4)井点分布不均同样导致最后的深度校正只是校正了有井区、多井区，如此会给无井区、少井区的新井层位设计带来较大误差。

2 中古生界作图方法及应用效果

针对下扬子各区的实际情况，分别采用了变深度比值系数校正成图法、分层剥皮成图法、模型层析变速成图法来研究。

2.1 变深度比值系数校正作图法在李堡地区的应用

（1）变深度系数校正作图法研究思路

采用常规作图法得到的目的层初始埋深与探井地质分层的深度结合，生成一个以初始深度为变量的函数关系式，从而对常规成图结果校正，生成最终成果。

变深度比值系数校正作图法带有部分的变速理念，对全区目的层深度校正相对合理，成图精度较高，适用于无速度谱区的大范围的成图。但对于剥蚀强烈区不适用，此外，对于区内的井点分布和数量有一定要求。

（2）主要成图步骤①常规构造图：由井拟合综合速度，采用常规方法成图h1；②建立深度函数关系：利用井点实际埋深与初始构造图中的埋深h1，建立校正函数关系：Q=ƒ（h1）；

③二次成图：网格化函数关系式，得到系数面，校正成规方法成图h1，得到二次构造图h2；

④最终成果：最后进行井点误差校正，得到最终成果图。

（3）应用效果分析

通过李堡地区的成图思路及方法研究，从结果对比看，临古1井实际埋深为2200米，变深度比值系数校正法结果为2250米,常规成图法该井井点处埋深为2050 米，误差较变深度比值系数校正法明显偏大，也说明变深度比值系数校正法对本区而言成图精度更高，更合理。

2.2 分层剥皮成图方法在小海地区的应用

（1）分层剥皮成图法研究思路

这种方法存在一定的局限性，只分析了速度在纵向上的变化，而没有考虑横向上的变化，因此在采用此法作图前，需分析印支面地层横向上剥蚀程度是否相对均衡，作图的范围不宜太大。此外，分层剥皮法没有考虑相同地层随埋深变化，层速度也存在差异。

小海地区下古生界Ts反射层现有2个重点目标：大桥及花舍构造。Ts成图的精度关系到这2个目标的构造形态。

（2）主要成图步骤

①采用常规作图法对印支面埋深成图Hg，并校正；

②利用区内探井N 参2 和老塘1 井，以及本区的速度谱资料，分析古生界的地层速度，求得旅行时差△T 与深度差△H函数关系式△H=2.8056*△T-123.2；

③通过解释层位Ts及Tg，求得△T=Ts-Tg；

④最终成果：志留系的埋深Hs=Hg+△H，并井点误差校正，形成最终的构造图。

（3）应用效果分析

通过分层剥皮法与常规作图法成果比较，整体构造形态变化较小，但层位埋深相差较大。

2.3 模型层析变速成图方法在盐阜地区的应用

常规变速空校是基于迪克斯（Dix）公式进行速度计算的，它是假设在地层倾角不大的情况下，叠加速度近似于均方根速度。但对于下扬子北部的中古生界地层，由于构造运动，地层倾角很大，迪克斯（Dix）公式已经不实用，必须寻求新的速度计算方法。模型层析法是解决高陡构造速度计算的很好解决方法。

（1）模型层析法变速成图思路

当第一层的层速度已知，由T0 时间图和第一层层速度可以计算射线的初始入射角和第一层的初始深度，由入射角等于反射角的原理，修改第二层层速度，利用曲射线追踪迭代和非双曲线拟合，当拟合的叠加速度与已知速度相等时停止跌代，即求出第二层的层速度，同时求出射线路径，有射线路径就可以计算反射界面和反射点偏离入射点的位置（即偏移量）。以此类推，逐层计算。

与平均速度变速成图方法比较，模型层析法在数据准备方面多出了控制层位的解释，也就是在作图目的层上面的地层需要尽可能多的解释，特别是剥蚀面的解释。

（2）模型层析法成图步骤

①叠加速度数据准备：主要是叠加速度资料的收集，以及叠加速度体三维空间立体网格化，需要保证速度在横向和纵向上的规律性；

②时间层位数据准备：主要是作图目的层和其上的控制层位的解释，及网格化；

③时间倾角网格化：时间倾角确定了射线的入射角，由于地层的倾角变化是比较稳定的，同时也为了保证射线追踪的稳定性，那么就必须获得倾角的光滑曲面，在这里通过对时间倾角体即（x,y,t,dx）和（x,y,t,dy）做三维立体空间网格化来获得，在网格化的时候进行大平滑，但不能太大，否则反映不出真正的倾角变化情况；

④射线追踪：追踪过程需要每层的T0 时间、叠加速度、时间倾角，然后由上而下计算每个控制层及目的层的层速度及射线路径；

⑤生成结果数据体：通过前面的各层射线追踪，在空间上就可以形成时间－深度、时间－x 方向偏移量、时间－y 方向偏移量的数据体；

⑥初步成图：对任意给定的T0 时间层位，要做变速，就可以用时间层位到上面形成的三个数据体中去插值求对应深度和x、y反向的偏移量，并进行偏移归位；

⑦最终成图：通过井点误差校正，形成最终成果。

（3）应用效果分析

与常规作图方法比较，在宏观上总体构造形态基本相似。微观上，等值线形态与构造高点略有变动，这种情况正是变速空校成图向联络线方向偏移的优点体现。从统计的各钻井的Tg面埋深误差来看，模型层析法更为准确。