地震伪井速度点宏观校正方法与应用——以珠江口盆地M 气田为例

罗 泽，谢明英，梁 杰，涂志勇，侯 凯

（中海石油（中国）有限公司深圳分公司，广东深圳 518000）

0 引言

地震资料解释是油田勘探开发的一项重要工作，而时深转换是将时间域地震资料解释成果转化成构造图的桥梁。时深转换方法越精确，最后得到的构造图越能最真实地还原地下实际地质构造［1-2］。关于时深转换方法，国内学者［3-6］作了大量研究，探索出多种时深转换方法，如变速成图法、井时深关系拟合法、地质构造约束层速度模型法、地震速度场法和分层统一速度成图法等。这些常规时深转换方法在速度横向变化小的区域效果较好［7-10］，但对于速度场非均质性较强的区域，这些方法却具有其局限性，且会导致最终构造图误差较大。为此，Slotnick［11］和Keydar 等［12］提出了地震走时计算方法，由于底层速度随深度是线性变化的(v=vo+az)，所以这些方法对构造图精度提高虽具有一定效果［9］，但在开发阶段对构造的精细要求仍然存在一定差距。

时深转换的核心是速度的求取，速度一般来源于叠加速度和钻井速度。叠加速度具有全区均匀分布且横向分辨率高的特点［13-14］，钻井速度具有纵向分辨率高且准确可靠的特点［15-17］，若能将二者紧密结合起来，实现地震和测井速度协同研究，预计能得到三维空间高精度速度场［18］。鉴于此，凌云等［19-20］和梁卫等［21］提出了井震结合的速度研究方法，通过模型正演和实际研究区证实，井震结合时深转换方法能够较准确地反映实际地质构造的时深关系，最终得到精度较高的构造图，后续开发方案实钻井也证实了这种井震结合法得到的构造图误差较小且精度较高，大部分实钻井误差保持在2 m 左右，对复杂地质环境的低幅度构造也有很好的应用效果［21-22］。在此基础上，针对井震结合时深转换方法展开进一步研究，对井震结合法进行优化和改进，并提出地震伪井速度点宏观校正时深转换方法，以期得到更高精度的构造图。

1 地震伪井速度点宏观校正时深转换方法

目前，比较常用且精度较高的时深转换方法是变速成图法，但是其对速度横向变化大的区域构造成图效果不佳，原因是速度不仅受埋藏深度的影响，还受到岩性、沉积相带等特殊地质因素的影响。对于地质条件复杂，速度横向非均质性强的地区，地震伪井速度点宏观校正是行之有效的时深转换方法，其主要分为层速度求取、平均速度求取和速度宏观趋势校正三大步骤。

（1）层速度求取，利用高精度速度拾取和沿层速度分析。具体做法为先采用地震叠加剖面拾取宏观速度场，然后在参考层约束下沿层重新提取叠加速度和偏移速度等地震速度。

（2）平均速度求取。先追踪出等时界面，确定层位倾角，再进行模型层析法处理，即在已知第n层层速度和反射界面的基础上，利用射线追踪原理迭代求取第n+1 层的层速度并确定第n+1 层反射界面，依次循环类推，逐层计算得到地震速度场。

（3）速度宏观趋势校正。在对时间域地震资料和深度域测井资料进行标准参考层解释的基础上，假定时间域地震相对等时界面与相对应的深度域测井层位满足时深转换速度的概率统计分布特征［21］，当ε趋于最小值时，可以求取时深转换中速度的拟合系数V0，即

式中：Zi为测井层位的深度，m；i为测井的点数，总点数为N；tj为井旁地震层位的双程旅行时，ms；j为参考层的数量，总层数为M；vo为顶面速度，m/s；βi为随深度变化而变化的系数。

利用式（1）可以求取最佳平均速度。地震伪井速度点宏观校正时深转换方法即是基于此理论求取的最佳时深转换速度，技术流程为：①由地震处理叠加速度体计算平均速度体；②利用解释的时间层位沿平均速度体提取层平均速度，再沿测井轨迹提取伪井速度，然后利用伪井速度时间函数与测井速度时间函数的差值对地震速度进行校正，再由校正的地震速度进行时深转换得到初始的深度域构造图；③结合地质认识，利用井点误差拟合一个横向上具有地质意义的误差趋势面；④将这个误差趋势面加到初始的深度域构造图上得到最终的高精度深度构造图（图1）。

图1 地震伪井速度点宏观校正时深转换方法技术流程Fig.1 Technical flow chart of time-depth conversion method for macro-correction of pseudowell velocity point

新提出的地震伪井速度点宏观校正方法是在井震宏观速度校正方法的基础上进行改进而得到的。井震宏观速度校正方法是用井速度宏观校正地震速度网格，校正量为沿层地震速度时间函数与测井速度时间函数之间的差值。优化后的地震伪井速度点宏观校正方法是综合伪井速度与测井速度对地震速度进行校正，采用伪井速度时间函数与测井速度时间函数的差值对地震速度进行校正，将井纵向分辨率高和地震横向分辨率高的优势更好地结合在一起，在提高工作效率的同时也能降低构造的不确定性。

2 应用效果

珠江口盆地M 气田是一个发育在基底隆起之上的翘倾半背斜气田，构造主体部位受雁行式排列正断层所控制，速度的横向变化受断层影响明显。区域研究认为，造成这种现象的机理主要为受断层挤压力学作用影响，沿垂直于断层方向存在明显的速度变化趋势，从而导致速度的横向变化受断层的影响明显。图2 是M 气田时间域地震双程旅行时层位与深度域测井层位之间换算的各个井点的沿层平均速度散点图及井震拟合趋势线，黑色散点为伪井速度，蓝色散点为钻井实测VSP 速度，浅绿色散点为进行地震伪井速度点宏观校正后得到的沿层平均速度，从图中可明显看出，地震速度与测井速度之间存在差异，通常这二者之间的速度差异是由地层各向异性引起的［23］，这种差异在地震速度和测井速度之间是普遍存在的。鉴于此，进行地震伪井速度点宏观校正是十分必要的。

针对M 气田主力层H40 层利用常规变速成图、井震宏观速度校正和地震伪井速度点宏观校正等3 种方法得到沿层平均速度平面对比图（图3），分析图3 发现：三者形态大体相似，但井震宏观速度校正和地震伪井速度点宏观校正有测井速度参与校正，在数值上多一个低频分量，反映的地质信息更多，相对于常规变速成图得到的平均速度更准确；而地震伪井速度点宏观校正方法能保证在井点处将地震速度精确校正到测井速度，校正后得到的速度更接近真实地层速度，是对井震宏观速度校正方法的优化和改进。利用3 种方法得到层平均速度后，利用时间构造图求取得到初始的深度构造图，提取的勘探井的误差如表1 所列。从表1 可看出，勘探井的最大误差分别为93.30 m，44.17 m 和29.55 m 等，误差逐步减小。综合对比可知，地震伪井速度点宏观校正方法得到的构造图精度最高且效果最好。

通过对比以上时深转换速度方法发现，地震伪井速度点宏观校正后，精度得到了明显改善，但误差趋势还存在东西分带现象，产生这种现象的原因可能是沉积体在横向分布上存在差异所导致的。为了进一步研究以消除这一现象，在研究区选择一条近东西向的联井地震剖面（图4），发现研究区东部的T-3 井区浅层存在一个厚度很大的低速带。

图2 珠江口盆地M 气田速度场对比Fig.2 Velocity field contrast chart of M gas field in Pearl River Mouth Basin

图3 珠江口盆地M 气田H40 层不同方法求取平均速度平面对比图Fig.3 Comparisons of average velocity by different methods of H40 layer in M gas field of Pearl River Mouth Basin

表1 珠江口盆地M 气田H40 层误差校正前探井误差统计Table 1 Exploration well errors before correction of H40 layer in M gas field of Pearl River Mouth Basin

图4 珠江口盆地M 气田联井三维地震剖面Fig.4 Three-dimensional seismic profile of combined wells in M gas field of Pearl River Mouth Basin

为了进一步落实误差趋势东西分带现象，研究了海底起伏和东部低速体空间展布情况。通过地震资料对海底、低速体顶和低速体底的精细解释进行追踪，最后得到了研究区的海底深度图和浅层低速体厚度图（图5—6）。研究发现，研究区海底起伏和浅层低速体影响存在明显的北西西—南东东向趋势，鉴于这一特征，利用误差面板定量校正减小速度陷阱问题造成的影响，以此提高构造图的精度。具体做法是利用井资料的地质分层数据，结合此特征，最后拟合出一个具有地质意义的误差趋势面（图7），以实现对构造图误差校正，最终得到深度构造图（图8）。对比3 种时深转换方法得到的构造图结果发现，变速成图方法得到的构造倾角最大，误差最大，构造形态与地质认识较符合；井震宏观速度校正后得到的构造图精度比变速成图高，构造倾角变缓，与地质认识更符合；地震伪井速度点宏观校正法对井震宏观校正进行了优化和改进，得到的构造图误差最小，精度最高，构造形态最平缓，与地质认识最吻合，效果最好。

图5 珠江口盆地M 气田海底深度Fig.5 Seabed depth map of M gas field in Pearl River Mouth Basin

图6 珠江口盆地M 气田浅层低速带厚度Fig.6 Thickness map of shallow low velocity zone in M gas field of Pearl River Mouth Basin

图7 地震伪井速度点宏观校正误差趋势面Fig.7 Macro-correction error trend chart of pseudo-well velocity point

图8 3 种时深转换方法得到的珠江口盆地M 气田H40 层构造对比图Fig.8 Structural contrast before and after macro-correction of pseudo-well velocity point of H40 layer in M gas field of Pearl River Mouth Basin

基于珠江口盆地M 气田的构造研究工作，后期在珠江口盆地M 气田实施了4 口生产开发井（k1—k4），其平面分布位置如图9 所示，实钻误差统计对比结果见表2。从表2 可知：井震宏观速度趋势校正前最大误差高达14.28 m，误差普遍在10 m 左右；井震宏观速度趋势校正后最大误差为1.37 m，误差控制在2 m 以内，精度具有一定提高；地震伪井速度点宏观校正后最大误差仅有0.89 m，误差控制在1 m 以内，相对比而言，误差最小，精度最高。综上可知，地震伪井速度点宏观校正后构造精度最高，总体上地震伪井速度点宏观校正方法得到的构造图误差最小，精度最高。

图9 珠江口盆地M 气田H40 层井点分布Fig.9 Distribution of well points of H40 Layer in M gas field of Pearl River Mouth Basin

表2 珠江口盆地M 气田H40 层地震伪井速度点宏观校正前后开发井预测误差统计Table 2 Development well prediction errors before and after macro-correction of pseudo-well velocity point of H40 layer in M gas field of Pearl River Mouth Basin

3 结论

（1）地震伪井速度点宏观校正法是在井震精细标定和层位精细解释的基础上，以多口测井速度数据为基础，在宏观上校正地震速度，既利用了地震速度的横向高分辨率，又结合了测井速度的垂向高分辨率，得到的速度更接近地下真实地层速度。经过综合评价，证实了地震伪井速度点宏观校正时深转换方法对珠江口盆地M 气田是适用的。

（2）通过对珠江口盆地M 气田构造的精细研究，并对传统变速成图时深转换方法进行了改进和完善，提出地震伪井速度点宏观校正方法，得到的构造图精度高，误差小。通过地震伪井速度点宏观校正方法可以得到精度较高的构造图，减小实钻深度与预测深度的误差，得到的高精度构造图很好地解决了开发阶段对构造的精细要求，为珠江口盆地M 气田的高效开发提供了一定的指导作用。

（3）实践证明地震伪井速度点宏观校正方法是一种行之有效的时深转换方法。此方法能为南海东部其他区域的油气田精细构造研究提供借鉴和帮助。