許海濤，景海璐，阿依努爾，常慶龍

(中油東方地球物理公司，新疆 烏魯木齊 830016)

準(zhǔn)噶爾盆地南緣復(fù)雜構(gòu)造變速成圖方法及效果分析

許海濤，景海璐，阿依努爾，常慶龍

(中油東方地球物理公司，新疆 烏魯木齊 830016)

準(zhǔn)噶爾盆地南緣沖斷帶西段淺層發(fā)育有巨厚礫巖段，由于礫巖段在地震速度上沒有能量團(tuán)聚焦，不能反映礫巖段的真實(shí)地層速度，造成未準(zhǔn)確落實(shí)礫巖影響的情況下速度成圖精度較低;準(zhǔn)南緣中東段有利目標(biāo)多為高陡構(gòu)造，地層逆掩嚴(yán)重，地層速度縱橫向變化大，由于前期速度成圖中無法實(shí)現(xiàn)考慮淺層逆掩地層的速度建模，造成深層目的層的變速成圖精度較低。針對(duì)準(zhǔn)南緣速度成圖特點(diǎn)，應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)層校正速度異常方法，消除了地震異常譜點(diǎn)影響，提升了地震速度品質(zhì);應(yīng)用速度異常分析方法，基本搞清了深層速度異常的分布和影響;應(yīng)用鉆井地層速度變速充填方法，在考慮地層逆掩的情況下建立速度模型，形成較為合理的速度場。通過以上技術(shù)措施的應(yīng)用，為準(zhǔn)南緣沖斷帶的油氣勘探提供了比較可靠的構(gòu)造圖，在該區(qū)的油氣勘探中發(fā)揮了重要作用。

準(zhǔn)噶爾盆地南緣;淺層礫巖;速度異常;變速成圖

引 言

準(zhǔn)噶爾盆地南緣沖斷帶西起四棵樹凹陷，東至阜康斷裂帶，南起依林黑比爾根山前，北至莫南凸起，勘探面積約為24 000 km2。準(zhǔn)南緣鉆及古近系紫泥泉子組有46口井，已發(fā)現(xiàn)的中上組合的圈閉都已進(jìn)行了鉆探，先后發(fā)現(xiàn)了卡因迪克油氣田、安集海油田、瑪河氣田、呼圖壁氣田等眾多油氣田，針對(duì)以侏羅系為主要目地層的下組合只鉆探了西湖1井，獲得低產(chǎn)油氣流，充分說明準(zhǔn)南緣沖斷帶油氣勘探潛力巨大。

準(zhǔn)南緣沖斷帶是新疆油田勘探的重點(diǎn)區(qū)域，中組合的主要目的層是古近系紫泥泉子組，地層埋深在3 000 m以下;下組合的主要目的層是侏羅系齊古組，地層埋深在6 000 m以下。準(zhǔn)南緣已鉆的46口較深的鉆井中，有34口井失利，分析認(rèn)為，圈閉的構(gòu)造形態(tài)不落實(shí)是造成鉆井失利的主要原因。

分析認(rèn)為，沖斷帶西段山前沉積的巨厚礫巖是影響構(gòu)造落實(shí)的主要因素，西湖1井正是受礫巖影響而未能鉆探到構(gòu)造高點(diǎn)。前期成圖雖然對(duì)淺層礫巖的分布進(jìn)行了追蹤解釋，但在沒有搞清礫巖地層速度的平面變化規(guī)律的情況下，地震速度建場成圖無法準(zhǔn)確落實(shí)礫巖下伏構(gòu)造形態(tài)［1］。中東段有利勘探目標(biāo)多為高陡構(gòu)造，淺層地層逆掩嚴(yán)重，地層速度縱橫向變化大，個(gè)別構(gòu)造深層還存在著低速異常現(xiàn)象，在未考慮逆掩地層和地震速度異常影響情況下速度建場，變速成圖精度較低。

1 技術(shù)方法原理

1.1 地震速度校正方法

地震速度場的精度主要取決于速度場基準(zhǔn)面的選取、速度模型的精度、地震疊加速度的品質(zhì)、速度建場方法等，其中地震疊加速度是認(rèn)識(shí)速度平面變化的基礎(chǔ)，能否準(zhǔn)確消除速度異常譜點(diǎn)和異常值的影響是落實(shí)速度變化趨勢的關(guān)鍵［2］。針對(duì)如何準(zhǔn)確識(shí)別速度異常譜點(diǎn)和異常值的問題，提出了標(biāo)準(zhǔn)層校正速度異常方法，消除速度異常，提升地震速度的平面變化規(guī)律［3］。標(biāo)準(zhǔn)層校正速度異常方法的主要流程為：①對(duì)研究區(qū)內(nèi)的地震時(shí)間剖面的品質(zhì)進(jìn)行分析，制作地震資料品質(zhì)評(píng)價(jià)圖，形成參與速度平面變化分析的初選測線清單;②對(duì)初選測線清單內(nèi)測線的地震速度品質(zhì)進(jìn)行分析，剔除地震速度異常較多的測線，形成開展速度平面變化分析的最終測線清單;③選擇地震反射連續(xù)、振幅強(qiáng)的反射界面為標(biāo)準(zhǔn)層，以清單內(nèi)的地震速度建立速度場，提取該層的平均速度，剔出個(gè)別異常值后，初步明確速度平面變化規(guī)律;④應(yīng)用研究區(qū)內(nèi)的全部地震速度譜點(diǎn)建場，提取標(biāo)準(zhǔn)層的平均速度，以未平滑散點(diǎn)和等值線結(jié)合的方式，與優(yōu)選測線清單內(nèi)形成的平均速度對(duì)比，準(zhǔn)確識(shí)別速度異常譜點(diǎn);⑤對(duì)識(shí)別出的速度異常譜點(diǎn)，在原始速度數(shù)據(jù)中進(jìn)行刪除、編輯、調(diào)整，消除速度異常;⑥應(yīng)用經(jīng)過校正后地震速度建場，提取標(biāo)準(zhǔn)層平均速度，進(jìn)一步細(xì)化速度平面變化認(rèn)識(shí)。

1.2 淺層礫巖影響分析方法

中國西部山前地區(qū)淺層普遍沉積有多期沖積扇體疊置的較厚的礫巖地層，礫巖厚度和速度平面變化大，對(duì)下伏構(gòu)造形態(tài)影響較大。由于礫巖地層在地震剖面上為雜亂反射，速度能量團(tuán)上沒有能量聚焦，處理中拾取的疊加速度不能反映礫巖地層速度的真實(shí)變化，造成直接利用地震速度建場成圖精度較低，不能準(zhǔn)確反映圈閉的構(gòu)造形態(tài)變化［4］。如何利用其他資料，準(zhǔn)確落實(shí)礫巖地層的影響，是山前礫巖沉積區(qū)提升速度場精度的關(guān)鍵。

研究中應(yīng)用了淺層礫巖影響分析方法來解決礫巖地層對(duì)下伏構(gòu)造影響的問題。該方法的主要流程為：①對(duì)鉆遇淺層礫巖鉆井的聲波時(shí)差資料和VSP資料進(jìn)行分析，明確礫巖地層速度縱向變化特征;②應(yīng)用鉆井巖性錄井資料和測井速度資料，劃分淺層礫巖為低速地表礫巖段、高速礫巖段和泥巖地層中礫巖夾層段;③應(yīng)用VSP資料和合成記錄標(biāo)定資料，確定礫巖地層各段的地震反射特征并平面追蹤成圖;④應(yīng)用小折射資料、微測井資料和VSP資料確定地表礫巖段速度平面變化規(guī)律，應(yīng)用多鉆井速度擬合深度－速度曲線，確定高速礫巖段速度變化規(guī)律，應(yīng)用地震速度建場、鉆井速度約束的方法確定泥巖地層中礫巖夾層段速度變化規(guī)律;⑤礫巖下伏地層地震速度建場，變速成圖，準(zhǔn)確落實(shí)淺層礫巖速度和厚度對(duì)下伏構(gòu)造形態(tài)的影響。

1.3 地震速度異常分析方法

地震資料處理中，速度分析得到的疊加速度是為了得到最佳成像效果而采用的速度參數(shù)，該速度并不能完全反映地下介質(zhì)的真實(shí)速度情況［5－6］地震速度異常較為可能出現(xiàn)2種情況：①高陡構(gòu)造的淺層地層傾角大，由于遠(yuǎn)近炮檢距資料成像速度差異，在高傾角地層下方可能會(huì)出現(xiàn)低速異常;②地下地層巖性變化或蘊(yùn)含流體后，特別是含氣地層段及下方會(huì)出現(xiàn)低速異常顯示。

在構(gòu)造較為簡單區(qū)，如何準(zhǔn)確落實(shí)深層速度異常的分布情況，判斷引起低速異常的可能原因，進(jìn)而落實(shí)低速異常對(duì)構(gòu)造形態(tài)的影響是速度研究的關(guān)鍵。此次研究提出了疊加速度分析和地層速度分析2種方法來分析速度異常的分布情況。

疊加速度分析法是建立速度體后，與地震解釋層位結(jié)合分析速度異常的分布情況;地層速度法是應(yīng)用解釋層位和疊加速度建立速度場［7］，反演反射層間的地層速度，應(yīng)用線面體不同分析手段落實(shí)速度異常分布規(guī)律(圖1)。

圖1 時(shí)間剖面－速度剖面疊合顯示

1.4 鉆井地層速度充填建場方法

針對(duì)如何準(zhǔn)確落實(shí)高陡構(gòu)造地層速度變化對(duì)構(gòu)造形態(tài)影響的問題，提出了鉆井地層速度充填建場方法，建立與地質(zhì)認(rèn)識(shí)和鉆井吻合的速度場，較為準(zhǔn)確地落實(shí)目的層構(gòu)造［8］。

該方法的主要流程為：①應(yīng)用鉆井聲波時(shí)差資料和VSP資料，明確各地層速度縱向變化規(guī)律;②確定速度場的時(shí)間控制層位，解釋追蹤構(gòu)建速度控制模型;③應(yīng)用多鉆井速度進(jìn)行交匯分析，形成各地層的深度－速度充填量板;④在速度控制模型內(nèi)逐層變速充填鉆井速度，建立較為符合地質(zhì)特點(diǎn)的速度場;⑤變速成圖，運(yùn)用鉆井分層約束，形成主要目的層構(gòu)造圖。

2 應(yīng)用效果分析

2.1 落實(shí)礫巖下伏的西湖背斜構(gòu)造

西湖背斜侏羅系頂界等T0圖上表現(xiàn)為東西2個(gè)局部構(gòu)造，東構(gòu)造高點(diǎn)反射時(shí)間較西湖1井處淺40 ms，應(yīng)用淺層礫巖影響分析方法后侏羅系頂界構(gòu)造圖上東構(gòu)造變?yōu)樾逼拢鳂?gòu)造高點(diǎn)向西偏移，西湖1井處侏羅系海拔深度較時(shí)間上的東高點(diǎn)淺了150 m。

通過淺層礫巖劃分的3套層段的厚度和速度變化，發(fā)現(xiàn)地表礫巖段厚度和速度變化均較小，泥巖地層中礫巖夾層段速度變化較小，構(gòu)造形態(tài)變化主要受高速礫巖厚度和速度影響。由于高速礫巖速度隨埋深增大而快速變大，速度變化范圍為3 000～4 500 m/s，東高點(diǎn)高速礫巖厚度為750 m，造成構(gòu)造深度下拉180 m，西湖1井處高速礫巖厚度為250 m，影響構(gòu)造深度下拉30 m。受高速影響，侏羅系頂界海拔深度處的比時(shí)間東高點(diǎn)淺150 m，充分驗(yàn)證了淺層礫巖是速度變化的主要影響因素(表1)。

表1 構(gòu)造受高速礫巖影響分析

2.2 呼圖壁背斜深層低速異常分析

呼圖壁背斜二、三維地震速度在深層都有低速異常反映，應(yīng)用地震速度異常分析方法基本落實(shí)了低速異常的分布規(guī)律。通過疊加速度建立速度場發(fā)現(xiàn)低速異常主要存在于白堊系地層和侏羅系地層，淺層未見低速異常顯示。應(yīng)用地層速度與地震時(shí)間剖面疊置、地層速度切片、地層速度體顯示等手段，發(fā)現(xiàn)低速異常與呼圖壁構(gòu)造形態(tài)具有較強(qiáng)的吻合度，低速異常沿構(gòu)造軸向分布，低速區(qū)中心位于呼001井和呼003井之間。通過綜合分析，呼圖壁背斜構(gòu)造簡單，地表較為平緩，低速異常可能是白堊系和侏羅系地層存在多套含氣地層引起，低速異常是地層含氣后速度降低的真實(shí)表現(xiàn)。

應(yīng)用二、三維地震速度分別建立速度場，古近系紫泥泉子組以上地層采用呼圖壁背斜已鉆井進(jìn)行約束，白堊系和侏羅系在考慮低速異常分布的情況下引入鄰區(qū)鉆井的地層速度約束，較為準(zhǔn)確地落實(shí)了呼圖壁深層構(gòu)造。根據(jù)該方法應(yīng)用后得到的構(gòu)造圖部署了呼克1井，即將開鉆(圖2)。

圖2 準(zhǔn)南緣呼圖壁地區(qū)侏羅系頂界構(gòu)造

2.3 落實(shí)獨(dú)山子背斜深層構(gòu)造

獨(dú)山子背斜地表為工業(yè)區(qū)，無法進(jìn)行三維地震勘探，2007年部署采集了18條二維地震測線，其中11條測線穿過構(gòu)造主體部位。由于獨(dú)山子背斜淺層地層高角度逆掩推覆，側(cè)翼發(fā)育有巨厚礫巖地層，造成地震速度不能反映地下速度的真實(shí)變化，在該區(qū)應(yīng)用鉆井地層速度充填建場方法建立速度場，進(jìn)行變速成圖。

通過對(duì)研究區(qū)內(nèi)鉆井及鄰區(qū)鉆井各地層的速度進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該區(qū)的地層速度主要受壓實(shí)作用影響，隨埋深增大而增大，制作各套地層的深度—地層速度變化量板，逐層換算成時(shí)間—地層速度變化量板，在速度控制模型內(nèi)逐層變速充填鉆井速度，建立速度場，變速成圖后較為準(zhǔn)確地落實(shí)了主要目的層侏羅系頂界的構(gòu)造形態(tài)。根據(jù)該方法應(yīng)用后得到的構(gòu)造圖部署了獨(dú)山1井，即將開鉆(圖3)。

圖3 準(zhǔn)南緣獨(dú)山子背斜侏羅系齊古組頂界構(gòu)造

3 結(jié)論與建議

(1)準(zhǔn)南緣復(fù)雜構(gòu)造的落實(shí)仍是制約油氣勘探的主要問題，其中速度成圖的問題尤為凸顯，重要性也日益顯現(xiàn)。

(2)準(zhǔn)南緣目前初步形成了淺層礫巖影響分析方法、地震速度異常分析方法、鉆井地層速度充填建場方法等實(shí)用技術(shù)措施，在實(shí)際生產(chǎn)中取得了較好的效果。

(3)結(jié)合高精度非地震信息劃分淺層礫巖結(jié)構(gòu)，落實(shí)礫巖對(duì)構(gòu)造形態(tài)的影響，是下一步山前礫巖沉積區(qū)速度研究的重要攻關(guān)目標(biāo)。

(4)山前高陡構(gòu)造速度縱橫向變化劇烈，建立較為準(zhǔn)確的速度模型提升疊前深度偏移處理成像精度，是處理解釋一體化攻關(guān)的重點(diǎn)之一。

［1］許海濤，等.山前礫巖區(qū)下伏構(gòu)造速度建場及成圖技術(shù)［J］.特種油氣藏，2010，17(1)：29－32.

［2］馮許魁，等.復(fù)雜高陡構(gòu)造區(qū)變速成圖技術(shù)［J］.石油地球物理勘探，2002，37(?？?：172 －175.

［3］楊長春，冷傳波，李幼銘.適用于復(fù)雜地質(zhì)模型的三維射線追蹤方法［J］.地球物理學(xué)報(bào)，1997，40(3)：414－420.

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［5］羅濤，劉傳川.構(gòu)造復(fù)雜區(qū)變速成圖方法探討［J］.江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，26(4)：80－81.

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［7］邵雨，李學(xué)義，孔志勇，等.模型速度建場方法的研究［J］.石油地球物理勘探，2003，38(6)：675 －679.

［8］蔡剛，屈志毅.構(gòu)造復(fù)雜地區(qū)地震資料速度和成圖方法研究與應(yīng)用［J］.天然氣地球科學(xué)，2005，16(2)：24－249.

Variable velocity mapping method and effect analysis for the complex structure on the south margin of Junggar Basin

XU Hai－tao，JING Hai－lu，Aynur，CHANG Qing－long
(BGP INC．，China National Petroleum Corporation，Urumqi，Xinjiang 830016，China)

Thick conglomerate had developed in the shallow formation in the west part of the thrust belt on the south margin of Junggar Basin．The conglomerate segment shows no energy group on seismic velocity spectrum，the true formation velocity of the conglomerate segment can not be reflected，thereby resulted in low accuracy in velocity mapping．In the middle and east part of the south margin，favorable targets are mostly steep structures，overthrust structures are common，both lateral and vertical formation velocities change drastically，the previous velocity modeling did not represent the shallow overthrust structures，thus resulted in low accuracy in variable velocity mapping for deep target formations．Based on the characteristics of variable velocity mapping for the south margin of Junggar Basin，marker bed has been used to correct velocity anomaly，eliminate the effect of abnormal seismic spectral points，and improve the quality of seismic velocity．The distribution and impact of velocity anomaly in deep formations are basically understood by using velocity anomaly analysis method．A velocity model has been set up to establish a reasonable velocity field by using variable velocity filling with drilling formation velocity and considering overthrust structures．The application of the above technical measures has provided reliable structure maps for oil and gas exploration in the thrust belt of the south margin of Junggar Basin，and has played an important role in the exploration in this area．

south margin of Junggar Basin;shallow conglomerate;velocity anomaly;variable velocity mapping

TE132;P631

A

1006－6535(2012)02－0050－04

20110907;改回日期：20111028

中油新疆油田公司“準(zhǔn)南前陸盆地油氣富集規(guī)律與勘探目標(biāo)評(píng)價(jià)”(y2011－090);中油東方公司“準(zhǔn)南前陸盆地油氣富集規(guī)律與勘探目標(biāo)評(píng)價(jià)”(BGP201102745)

許海濤(1975－)，男，工程師，2004年畢業(yè)于中國石油大學(xué)(華東)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，現(xiàn)從事地震資料解釋方法研究工作。

編輯林樹龍