李 勝，唐建華，袁 霽，趙衛(wèi)軍，霍進(jìn)杰

（1. 中國(guó)石油新疆油田分公司勘探開發(fā)研究院地球物理研究所，新疆烏魯木齊 830013；2. 中國(guó)石油新疆油田分公司準(zhǔn)東采油廠，新疆阜康 831511）

準(zhǔn)噶爾盆地南緣中深構(gòu)造成像特征與規(guī)律

李 勝1，唐建華1，袁 霽2，趙衛(wèi)軍1，霍進(jìn)杰1

（1. 中國(guó)石油新疆油田分公司勘探開發(fā)研究院地球物理研究所，新疆烏魯木齊 830013；2. 中國(guó)石油新疆油田分公司準(zhǔn)東采油廠，新疆阜康 831511）

從西湖1井實(shí)鉆與預(yù)測(cè)的垂深差距遠(yuǎn)小于物探精度誤差范圍的現(xiàn)象出發(fā)，引出具有南緣區(qū)域特征的正演模型并進(jìn)行正演模擬分析，從臨界狀態(tài)的角度來審視深度域模型到時(shí)間域模型的定量關(guān)系，試圖尋找模型坐標(biāo)域變化所引起的相關(guān)參數(shù)變化是否存在內(nèi)在的規(guī)律性。模擬表明：在中深構(gòu)造，時(shí)間域與深度域的變形不可能一一對(duì)應(yīng)，存在變形因子；在復(fù)雜構(gòu)造疊合的地區(qū)，速度呈現(xiàn)“低初速、多非線性變化”特征，以及衡量速度變化高低對(duì)構(gòu)造的影響呈現(xiàn)“高提低拉”的規(guī)律。

中深構(gòu)造；疊合構(gòu)造；高提低拉

1 問題的提出

2009年底，新疆油田公司在準(zhǔn)噶爾盆地南緣部署了西湖1井，該井位于新疆維吾爾自治區(qū)烏蘇縣，距烏蘇縣城西南約4.5 km，地質(zhì)上隸屬四棵樹凹陷中部，車排子凸起和齊古斷褶帶之間（見圖1左下角小圖），是一口風(fēng)險(xiǎn)探井，預(yù)測(cè)井深6 200 m，目的是主探侏羅系齊古組的低幅度構(gòu)造背斜的含油氣性。實(shí)際鉆井鉆至6 197 m處鉆穿目的層，與實(shí)際預(yù)測(cè)深度相差不到3 m，這個(gè)精度從物探分辨率預(yù)測(cè)角度上是很難達(dá)到的。

從區(qū)域構(gòu)造概況和構(gòu)造解釋剖面可知，該區(qū)在中深層（侏羅紀(jì)到白堊系）受到強(qiáng)烈的構(gòu)造作用，斷裂較發(fā)育，中淺層（白堊系以上）構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相對(duì)平緩。從整個(gè)沉積與構(gòu)造主導(dǎo)關(guān)系角度上來看，該區(qū)整個(gè)中深部以構(gòu)造為主，淺層以沉積為主導(dǎo)。

從西湖1井的井位設(shè)計(jì)可知，由于鄰近區(qū)域未鉆遇類似深度的井，當(dāng)時(shí)的構(gòu)造成圖是基于周圍井的校深（以西參2、西3、西4和西5井為參考經(jīng)驗(yàn)性分析）。通過深度誤差表統(tǒng)計(jì)在其上覆層位進(jìn)行深度控制分析認(rèn)為只在相對(duì)誤差平均0.2%~0.4%的之內(nèi)才采用實(shí)際數(shù)據(jù)，利用偏移速度產(chǎn)生平均速度體，用T0網(wǎng)格沿層切速度，得到平均速度平面圖，然后進(jìn)行時(shí)深轉(zhuǎn)換針對(duì)單個(gè)目的層段采用如下公式來求取構(gòu)造深度：H = -vt/（2 000+800）（式中：H為海拔深度，m；v為平均速度，m/s；t為反射層雙程旅行時(shí)間，ms）。從以上公式可以認(rèn)為中深層是以一個(gè)線性規(guī)律進(jìn)行坐標(biāo)系變換的（時(shí)間域到深度域坐標(biāo)變換）[1,2]。

現(xiàn)在的問題是：中深部的速度分布按線性分布是不是普遍現(xiàn)象？在中深部的空間展布中這個(gè)低幅度（<100 ms）構(gòu)造是否是真的存在？

圖1 過西湖背斜三維xline440線地震地質(zhì)解釋剖面及工區(qū)位置圖

2 中深構(gòu)造定量化模擬基礎(chǔ)

從波的傳播規(guī)律惠更斯原理上來講，淺層地震波的傳播成像相對(duì)較簡(jiǎn)單，影響因素較簡(jiǎn)單，而中深層地震波由于地震波的多次相互作用而影響相對(duì)較復(fù)雜。而從處理成像速度變化規(guī)律的經(jīng)驗(yàn)來看，在淺層成像速度由于初速度小速度變化率很大，很容易造成成像差異的急劇變化，而在中深層成像速度基數(shù)已經(jīng)很大而實(shí)際速度的變化率小幅度的變化并不造成劇烈的成像變化，在這個(gè)角度上成像失真的敏感性降低。實(shí)際在縱向上速度隨埋深的變化規(guī)律也是和處理成像的速度變化規(guī)律是一致的，即在中深層壓實(shí)效應(yīng)比較穩(wěn)定而導(dǎo)致速度變化率是比較小的。在進(jìn)行定量模擬時(shí)中深層的縱向速度變化可以遵循上述規(guī)律。在橫向速度變化規(guī)律上同一層內(nèi)也遵循漸變規(guī)律[3]。

正演模擬是在一個(gè)在相對(duì)抽象簡(jiǎn)化的條件下進(jìn)行模擬的，這就面臨一個(gè)臨界地質(zhì)模型的問題。比如在一個(gè)比西湖1井構(gòu)造格局更復(fù)雜條件下，局部速度填充在線性規(guī)律變化的前提下向著整體速度填充非線性發(fā)散規(guī)律或收斂規(guī)律變化，成像的比例因子的變化趨勢(shì)會(huì)指示出類似西湖1井現(xiàn)象是偶然的還是必然的。同時(shí)根據(jù)淺層與深層的變形規(guī)律對(duì)中深層的影響也能查明低幅度構(gòu)造的真實(shí)與否。正演模擬能否正確的表達(dá)和解決實(shí)際問題的關(guān)鍵在于正演模型的選取和速度數(shù)據(jù)填充的可控性和正確性，下面簡(jiǎn)要的介紹一下各個(gè)環(huán)節(jié)及其解決方法。

2.1 定量化的地質(zhì)模型

本文的理論地質(zhì)模型是來自John Shaw所著的《擠壓構(gòu)造地震解釋》里的一個(gè)經(jīng)典地質(zhì)模型（圖2），選取這個(gè)模型基于兩點(diǎn)考慮：第一點(diǎn)是該理論模型都是通過生產(chǎn)實(shí)踐中抽象出來的復(fù)雜構(gòu)造模型，具有一定的代表性；第二點(diǎn)是這些理論模型都是通過定量化理論可以進(jìn)行構(gòu)造恢復(fù)的[4,5]。

2.2 速度填充規(guī)律及質(zhì)控方法

前面已經(jīng)從生產(chǎn)實(shí)踐論述了中深層構(gòu)造的速度變化特征和規(guī)律，基于本次正演的實(shí)際需求是對(duì)南緣構(gòu)造復(fù)雜、空間速度變化劇烈的特點(diǎn)，本文數(shù)據(jù)的選擇是基于地層速度與埋深壓實(shí)規(guī)律特征用井控內(nèi)插方法進(jìn)行整體控制層速度的變化。遵循圖3的變化規(guī)律，或者說整個(gè)速度的變化遵循非線性收斂的特征規(guī)律。整體的速度變化可以通過散點(diǎn)圖來進(jìn)行控制的。

圖2 基于John Show的復(fù)雜構(gòu)造及其井控速度的深度模型

圖3 基于層速度與埋深壓實(shí)規(guī)律的數(shù)據(jù)控制圖（系列1、2、3為自左向右井速度）

2.3 定量化的模擬方法

為了使模擬的結(jié)果和實(shí)際地質(zhì)模型具有更好的可比性以及貼切生產(chǎn)，地震子波以主頻30 Hz的Ricker來進(jìn)行模擬，模擬的方法以能產(chǎn)生較理想的處理后的地震剖面（Virtical Incident方法）為基準(zhǔn)進(jìn)行正演模擬。通過正演模擬成果（圖4）可以知道，在時(shí)間域的正演結(jié)果與深度域的模型除了底部有一些輕微的變形，整體構(gòu)造的格局幾乎是一致的，這也從另外一個(gè)角度反映了基于生產(chǎn)實(shí)踐的理論抽象和假設(shè)所產(chǎn)生的模擬結(jié)果與實(shí)際是相符的。同時(shí)，通過檢查調(diào)整速度分布趨勢(shì)，可以查明降低中部中深層速度變化趨勢(shì)，構(gòu)造底部平層局部隆起慢慢趨于平齊，可以證明是由速度填充偏大造成的。

通過對(duì)中部井速度的微調(diào)可以得到上述成果（圖5），在整個(gè)速度填充變化過程中出現(xiàn)了充填速度過大則中深部層位上提，充填速度過小則中部層位下拉即“高提低拉”的現(xiàn)象，通過逐步微調(diào)中深部速度變化控制在速度變化區(qū)間在150 m/s之內(nèi)，這也反映出在中深部速度變化不大但收斂很難實(shí)現(xiàn)線性的趨勢(shì)。另外在微調(diào)過程中，出現(xiàn)了中部構(gòu)造疊置層位較多而速度變化不快的現(xiàn)象，這在層速度研究是值得借鑒的規(guī)律認(rèn)識(shí)。

最后值得一說的是，理論模型深度域的中深部是水平的但在不同的速度填充下則會(huì)出現(xiàn)低幅度構(gòu)造或小型凹陷，這也加劇了識(shí)別低幅度構(gòu)造真實(shí)性的難度[6]。

圖4 速度填充偏大導(dǎo)致底部局部平層隆起

圖5 速度填充偏小導(dǎo)致底部平層局部凹陷

3 模擬結(jié)果分析及認(rèn)識(shí)

通過上述各個(gè)環(huán)節(jié)的分析，可以得到以下認(rèn)識(shí)：

（1）復(fù)雜構(gòu)造模型速度填充在構(gòu)造迭置復(fù)雜的區(qū)域呈現(xiàn)“低初速、高變化率”而在沉積相對(duì)穩(wěn)定的壓實(shí)的區(qū)域呈現(xiàn)“高初速、低變化率”的特征，由于多層速度迭置累積效應(yīng)而導(dǎo)致復(fù)雜區(qū)上提，而在低迭置區(qū)相對(duì)低拉即在構(gòu)造上呈現(xiàn)“高提低拉”的現(xiàn)象，可以通過斷層轉(zhuǎn)折褶皺的地質(zhì)構(gòu)造理論指導(dǎo)下初步判斷處理過程中速度填充的合適與否。

（2）構(gòu)造速度填充整體呈現(xiàn)非線性收斂的趨勢(shì)（存在變形因子），即在中深層速度的變化率是逐步縮小的，這一規(guī)律也說明西湖1井的時(shí)深轉(zhuǎn)換是內(nèi)在規(guī)律的一個(gè)外在表現(xiàn)，其結(jié)果是一種對(duì)速度變化規(guī)律趨勢(shì)落腳點(diǎn)的認(rèn)識(shí)結(jié)果（至少在中深層單一層位是這樣的）。

（3）通過反復(fù)的速度填充調(diào)整研究表明，中深層構(gòu)造形態(tài)受淺層構(gòu)造速度變化影響較大且速度填充結(jié)構(gòu)趨近于沉積的結(jié)構(gòu)模式。

[1] 新疆準(zhǔn)噶爾盆地南緣西湖1井地質(zhì)設(shè)計(jì)報(bào)告（內(nèi)部資料）.

[2] 新疆準(zhǔn)噶爾盆地南緣西湖1井井位設(shè)計(jì)書（內(nèi)部資料）.

[3] 陸孟基.地震勘探原理[M]. 山東東營(yíng)：中國(guó)石油大學(xué)出版社，1993.

[4] Suppe J. Geometry and kinematics of fault-bend folding[J]. American Journal of Science, 1983, 283:684-721.

[5] 劉傳虎. 模型正演技術(shù)在油氣藏描述中的應(yīng)用[J]. 石油地球物理勘探，1993(4):477-483.

[6] 張軍華，王偉，譚明友，等.地震解釋的誤區(qū)與對(duì)策[J].天然氣工業(yè)，2007，27(增刊A):100-103.

沙特仍將保持世界第一大產(chǎn)油國(guó)地位

據(jù)來自《利雅得報(bào)》的消息：美國(guó)哈佛大學(xué)一份最新的研究報(bào)告稱，鑒于沙特龐大的石油蘊(yùn)藏量以及石油開采領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)確保沙特油田的持續(xù)高產(chǎn)，沙特直到2020年仍將繼續(xù)保持世界第一產(chǎn)油國(guó)的名號(hào)。

報(bào)告預(yù)計(jì)，世界原油日產(chǎn)量到2020年將高達(dá)1.1億桶，比目前日產(chǎn)量增長(zhǎng)1 700萬桶，屆時(shí)沙特的原油日產(chǎn)量將達(dá)到1 300萬桶，仍將保持世界第一產(chǎn)油國(guó)地位，而美國(guó)屆時(shí)的原油日產(chǎn)量將高達(dá)1 150萬桶，伊拉克、加拿大、巴西等國(guó)的原油產(chǎn)量也將大幅度提高。

摘編自《中華人民共和國(guó)商務(wù)部網(wǎng)站》2012年11月18日

The Imagery Characteristics and Regularity for the Middle-deep Structures in the Southern Margin of the Zhunger Basin

LI Sheng1, TANG Jianhua1, YUAN Ji2, ZHAO Weijun1, HUO Jinjie1
（1. Xinjiang Branch Institute of the Research Institute of Petroleum Exploration and Development, Urumqi 830011, China; 2. Zhundong Production Plant, Xinjiang Oil fi eld Company, PetroChina, Fukang Xinjiang 831511, China）

The vertical depth differential value between the real depth drilled in well Xihu-1 and the predicted depth is much less than the geophysical accuracy error range. According to this phenomenon, forward model which can show the regional structural characteristics of the southern margin of the Zhunger Basin has been constructed, and forward modeling analysis has been conducted. From the perspective of the critical state, the quantitative relationship between depth-domain and time-domain model has been analyzed in order to fi nd out the inherent regularity in parameter changes caused by model coordinate system changes .The modeling results show that in the middle-deep structure, the deformation in time domain can not correspond to deformation in depth domain, and distortion factor existed. In complex structural superimposed areas, the velocity is characterized by low initial velocity, non-linear velocity variation. The velocity change has certain inf l uence on structure, showing the regularity of “high put low pull”.

middle-deep structure; superimposed structure; high put low pull

P631.4

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2012.04.051

1008-2336（2012）04-0051-04

2012-02-17；改回日期：2012-03-31

李勝，男，1976年生，工程師，2008年碩士畢業(yè)于西南石油大學(xué)，主要從事地震地質(zhì)解釋及方法研究工作。

E-mail：lisheng33@petrochina.com.cn。