萬 歡，逄建東，楊平華，劉 揚，何玉梅

（1.中海油能源發(fā)展股份有限公司 采油技術(shù)服務(wù)分公司，天津 300000；2.中海油能源發(fā)展股份有限公司 采油技術(shù)服務(wù)公司，廣東 湛江 524057）

0 前言

隨著海洋油氣勘探向深水區(qū)發(fā)展，海洋深水區(qū)速度的復(fù)雜性導(dǎo)致了沉積層構(gòu)造畸變、深度預(yù)測難度大，嚴重制約了深水區(qū)油氣勘探。

在對白云凹陷深水區(qū)B構(gòu)造進行井位部署時，根據(jù)淺水區(qū)鉆井速度預(yù)測B－3井21Ma的深度為4 140m，而該井實際鉆達21Ma層的深度為3 655m，誤差為485m；若將淺水區(qū)鉆井和深水區(qū)L－1井速度作漸變處理，預(yù)測深度誤差為205m；這個誤差足以導(dǎo)致油氣勘探的失利或大大延遲勘探進程。利用鉆井速度校正地震疊加速度場建立的時深轉(zhuǎn)換速度場預(yù)測B－3井21Ma層深度時，誤差為130m左右。雖然誤差有所減小，但仍無法滿足勘探生產(chǎn)的需求。如何建立大尺度較為準確的速度場，是關(guān)系到海洋深水區(qū)油氣勘探成功與否的關(guān)鍵。

1 技術(shù)方法探討

為了得到準確的深度成圖，目前國內(nèi)、外速度場建立方法一般采用下面幾種方法：

（1）鉆井VSP速度擬合得到綜合速度進行時深轉(zhuǎn)換，適合沉積穩(wěn)定，速度橫向變化小的地區(qū)。

（2）多個VSP速度采用不同插值方法建立速度場，適合鉆井較多的小范圍工區(qū)。

（3）采用地震疊加速度建立平均速度場，在鉆井速度校正下，建立時深轉(zhuǎn)換速度場。

白云凹陷范圍廣，跨陸架、陸坡、深海平原，沉積環(huán)境非常復(fù)雜，淺水陸架區(qū)地層速度較高，且較為穩(wěn)定，利用鉆井VSP速度擬合得到綜合速度進行時深轉(zhuǎn)換誤差較小。陸坡區(qū)和深海平原海水深度變化大，海底崎嶇嚴重，海底底質(zhì)成份復(fù)雜，厚度變化大，欠壓實泥巖發(fā)育，導(dǎo)致地層速度異常明顯。考慮到該區(qū)地層速度的結(jié)構(gòu)特征和影響因素，用單一速度場建立方法顯然難以適應(yīng)全部工區(qū)條件，所以采取的針對性措施應(yīng)當考慮以下幾點。

（1）利用雙層模型（即海水層、海底至目的層）將沉積層和海水層分離，消除海水層的影響。

（2）白云凹陷鉆井主要集中分布在番禺低隆起區(qū)，僅靠鉆井資料建立速度場無疑會產(chǎn)生較大誤差。地震疊加速度來自于速度譜的拾取，不同時間、不同人員處理的地震資料速度譜差異較大，速度譜往往會產(chǎn)生抖動，可能導(dǎo)致速度場建立的較大誤差。

（3）尋求一種精度高且較為穩(wěn)定，規(guī)律性強的地震速度反演方法，與鉆井速度、地震疊加速度優(yōu)勢互補，建立較為準確的時深轉(zhuǎn)換速度場。

2 理論模型模擬確定速度反演方法

作者為確定最佳的速度反演方法，建立了反映工區(qū)特征的構(gòu)造模型和變速模型（既存在速度漸變，又存在低速透鏡體），如圖1所示。利用速度模型正演出的道集進行疊加速度反演，橫向變速和低速現(xiàn)象有所體現(xiàn)（見圖2左圖），但速度特征與速度模型存在較大差異。在此基礎(chǔ)上進行的疊前深度偏移結(jié)果表明，變速帶下伏地層成像扭曲，斷層歸位不合理（見圖2右圖），證明速度反演結(jié)果欠準確。

利用道集速度分析得到的疊加速度進行疊前相干速度反演（見圖3左圖），其橫向變速和低速透鏡體的體現(xiàn)與原速度模型基本一致，而且在此基礎(chǔ)上進行的疊前深度偏移結(jié)果與構(gòu)造模型一致，成像準確，斷層歸位合理（見圖3右圖）。這說明了疊前相干速度反演是解決速度異常的較為有效的方法。

雖然疊前相干速度反演方法準確、有效，但由于整個白云～荔灣凹陷面積近4×104km2，地震資料非常豐富，包括十六個年度的二維測線988條和六塊三維地震資料，要在短期內(nèi)全部完成疊前相干速度反演建立速度場是不現(xiàn)實的。所以既有效又經(jīng)濟的技術(shù)方法是：利用地震疊加速度建立平均速度場，用疊前相干反演速度、鉆井速度，以及剔除海水層來校正，建立較為準確的時深轉(zhuǎn)換速度場。

3 二維地震疊前相干速度反演

考慮到海水深度變化，地層發(fā)育情況，崎嶇海底及平面上的分布等，作者選擇了具有代表性的九條測線（如圖4所示），在地震資料前置處理基礎(chǔ)上，根據(jù)地震解釋的各層序界面逐層進行疊前相干速度反演。作者在本文僅以B－5二維測線為例，對疊前相干速度反演的結(jié)果進行分析。

圖4 疊前相干速度反演的代表測線位置Fig.4 The lines location for pre－stack coherent inversion of velocity

圖5 B－5測線偏移成果剖面Fig.5 The migration results section of B－5line

B－5測線為北西～南東方向（如圖5所示），跨陸架、陸坡、深海平原，沉積厚度相差懸殊，海水深度差異大，海底崎嶇嚴重。

逐層疊前相干反演層速度譜能量比較收斂，峰值較為突出，速度變化規(guī)律性較強（見下頁圖6）。從層速度譜和層速度剖面（層間速度進行線性漸變插值）可以看出（如下頁圖7所示），陸架區(qū)層速度較高且相對穩(wěn)定，陸坡區(qū)層速度沿海水變深方向具有整體變低的趨勢，但在不同層位、不同位置速度異常明顯，深海平原區(qū)層速度相對穩(wěn)定，但較陸架區(qū)低。

4 地震平均速度場的建立

4.1 大三維方式建立地震疊加速度場

研究區(qū)面積大（近4×104km2），地震資料（二維、三維）豐富，共有二維地震測線約3×104km（除去3D重合區(qū)），三維工區(qū)六塊，約1×104km2。為充分利用地震資料，作者將540條整理后的二維測線和六塊三維工區(qū)內(nèi)的速度文件進行加載、合并、異常值編輯，以大三維方式將二維、三維地震資料有機的結(jié)合在一起（見下頁圖8）。

圖8 連片大三維工區(qū)最終所有速度點平面圖Fig.8 Final speed points plan of contiguous large 3Darea

4.2 沿層地震平均速度場的建立

從全區(qū)均方根速度函數(shù)中，應(yīng)用DIX公式提取沿層平均速度控制點，得到海水層和沉積層的平均速度，受海水層影響，精度受到限制。作者采用雙模型法將海水層和沉積層剝離，消除海水層對平均速度的影響。

地層平均速度與沉積層厚度，應(yīng)該具有較好相關(guān)性的規(guī)律。但從建立的海平面至目的層的平均速度與時間深度交匯圖來看（見下頁圖9左圖），規(guī)律很差。但當剝除海水之后，速度具有隨深度增加而增大的較強規(guī)律性，將異常值編輯掉之后（見下頁圖9中圖），速度規(guī)律更強（見下頁圖9右圖）。

在工區(qū)內(nèi)速度場是由二維和三維速度文件產(chǎn)生的，受地震速度解釋精度限制，速度點分布不均勻，在修正好的速度控制點基礎(chǔ)上進行內(nèi)插和外推，可以得到與解釋層位相對應(yīng)的地震平均速度場（海底至目的層）。

5 時深轉(zhuǎn)換速度場的建立

鉆井速度準確度高，但只是一孔之見。在鉆井少且集中分布在陸架區(qū)的情況下，由于深水區(qū)速度異常嚴重，僅靠鉆井速度進行深度換算，將產(chǎn)生較大誤差。而利用鉆井速度校正地震平均速度場，將會在一定程度減小誤差，但難以滿足深水區(qū)勘探生產(chǎn)的需求。在目前資料狀況和研究程度下，利用雙層模型將鉆井速度、地震平均速度，以及疊前相干反演速度有機的結(jié)合，是建立合理的時深轉(zhuǎn)換速度場的最佳方法。

在研究區(qū)內(nèi)，作者選擇了二十四口代表井進行地震平均速度與鉆井速度之間的誤差分析，SB23.8層序界面以上沉積層鉆井平均速度與地震平均速度的誤差，均在－150m／s～0m／s之間（見圖10），符合地震速度大于鉆井速度的一般規(guī)律。

圖9 SB21.0地震平均速度與時間深度交匯圖Fig.9 Average speed and T－D intersection map of SB21.0

圖10 SB23.8鉆井與地震平均速度誤差Fig.10 Average speed error of drilling and seismic for SB23.8

從疊前相干反演速度與地震平均速度的比較來看，三級層序界面SB13.8、SB21.0的疊前相干反演速度與地震平均速度的差值均在0m／s～100m／s之間。

在雙模型法得到的最終地震平均速度場的基礎(chǔ)上，利用鉆井速度（二十四口井中二十二口井參與校正，預(yù)留二口井作為驗證井）和疊前相干反演速度進行校正，得到白云～荔灣凹陷相應(yīng)層位較為準確的時深轉(zhuǎn)換速度場（見圖11）。

作者利用最終的時深轉(zhuǎn)換速度場進行時深轉(zhuǎn)換，從得到的過井剖面和深度構(gòu)造圖來看（如圖12所示），崎嶇海底造成的構(gòu)造畸變得到較好的解決，與勘探成果較為吻合。

預(yù)留的二口井B－3和B－6井，實際鉆井深度與利用時深轉(zhuǎn)換速度場換算得到的深度相比，SB13.8誤差分別為23m和28m，SB21.0誤差分別為35m和59m（見表1），與B－3井僅用鉆井速度預(yù)測的SB21.0深度誤差（485m）相比，精度大幅提高，基本能夠滿足深水區(qū)油氣勘探的需求。

表1 鉆井深度與換算深度誤差分析表Tab.1 Error analysis of drilling depth and calculate depth

6 結(jié)論

（1）由于受到速度異常的影響，如果僅用鉆井速度預(yù)測深水區(qū)地層深度，將會產(chǎn)生較大誤差。

（2）雙模型法將海水層和沉積層剝離分析，可以較好地消除海水對地層平均速度的影響。

（3）將鉆井速度、地震平均速度和疊前相干速度反演有機地結(jié)合，是建立海洋深水大尺度研究區(qū)速度場的較為有效的方法，適應(yīng)性較強，可以在具有類似條件的其它海洋深水區(qū)加以運用。

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