龔琴 馬玉

（1.油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室·長江大學，湖北 武漢 430100；2.中國石化河南油田分公司石油物探技術研究院，河南 鄭州 450046）

春光區(qū)塊三維速度場的研究與應用

龔琴1馬玉2

（1.油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室·長江大學，湖北 武漢 430100；2.中國石化河南油田分公司石油物探技術研究院，河南 鄭州 450046）

三維速度場在石油勘探中有著重要的作用，通過對春光區(qū)塊速度資料收集與整理，結合該區(qū)塊地層傾角比較平緩的地質特征，根據DIX公式直接將疊加速度轉換為平均速度，對空間各數據點處平均速度進行空間網格平滑處理，建立了該區(qū)塊三維空間速度場。在對速度場校正過程中，由于區(qū)塊地震合成記錄資料與速度譜對比差異較小，加上本區(qū)塊VSP資料較少，因此選擇用地震合成記錄對速度場進行校正，經多次校正提高了速度場的精度。這為后續(xù)變速成圖提供了準確的速度模型，進而提高構造圈閉的落實精度。

春光區(qū)塊 速度場 疊加速度 速度模型

0 引言

地震波速度參數是地震勘探［1］中非常重要的參數，速度參數可以提供關于地下構造和巖性等有價值的信息，因此，速度研究是地震勘探永恒的話題，獲取準確的速度參數是正確處理和解釋地震資料的核心問題之一，是直接關系著勘探成敗的重要因素之一。

隨著數字地震技術的不斷發(fā)展，速度分析［2］和研究也有了較快的發(fā)展。目前國內外速度場建立和變速構造成圖方法可歸納為兩種類型，即基于DIX公式法和基于射線法。第一種方法適用于地層傾角較小的地區(qū)，第二種類型適用于各種地層傾角，精度較高，為識別地層巖性乃至尋找地下油氣藏提供有力的手段。根據春光區(qū)塊的實際地震地質情況及具體分析，基于該區(qū)的地層傾角小于30°，因此選用DIX公式來建立速度場并進行研究應用。

1 工區(qū)地質概況

春光區(qū)塊位于準噶爾盆地西緣車排子凸起，是一向東、東南傾的大型單斜構造，面積為1023 km2。該區(qū)是長期繼承發(fā)展的古凸起，缺失二疊系和三疊系，侏羅系在局部殘存分布，白堊系、古近系和新近系超覆沉積在基底之上。從現有資料的分析來看，往往井與井之間的地質分層深度存在差異，一方面說明該區(qū)的構造復雜，另一方面也說明該區(qū)的地層速度平面變化大，單一的時深對應關系并不存在。因此客觀、真實地展現地下地質構造必須進行變速成圖［3-4］。

2 三維速度場的建立

應用速度譜資料建立速度場［5］，求取平均速度是建場的核心。環(huán)波軟件有3種求取平均速度的方法：一是DIX公式法。應用這種方法的前提條件是地層傾角不大于30°；二是模型層析法，它采用射線追蹤的方法求取平均速度。這種方法適于復雜條件下的平均速度求取，理論上講地層傾角小于90°就可以。但是，應用該方法求取平均速度需要層位解釋數據，依據層位解釋數據確定地層的產狀，以便為射線追蹤奠定模型基礎；三是層位控制法，主要是依據層位解釋數據，用相鄰質量較好區(qū)域速度譜資料求取的平均速度填充質量比較差區(qū)域的地層速度。該方法的應用條件是，地層傾角相對較小，而且還需要有層位解釋數據。春光區(qū)塊的地層傾角較

緩，因此可采用DIX公式法求取平均速度。

2.1 速度資料的獲取

獲得速度資料的主要途徑如下：①垂直地震剖面VSP求取的層速度、平均速度；②聲波測井獲得的聲波速度；③地震資料處理中獲得的疊加速度譜；④由準確的層位標定和鉆井地質分層求取的反算平均速度。

反算平均速度的縱向精度高，但要受層位確定的影響，不一定是真實的平均速度。VSP求取的速度是真實的準確速度。聲波測井求取的平均速度也要求作checkshot校正。所以直接由地震資料處理求取的疊加速度用DIX公式轉換為平均速度最為簡便。但由于地震平均速度在平面上分布密度大，能夠控制速度橫向變化規(guī)律，其他3種速度受工區(qū)鉆井數目的多少、鉆井分布的均勻程度的影響較大，只能作為速度在橫向上變化的控制點，而不能控制井間速度變化的細節(jié)及速度變化的總體趨勢。因此，根據各種速度［6］（疊加速度、VSP層速度、平均速度等）的特點，將其有機地結合起來，才能得到符合本區(qū)地質規(guī)律的速度場，滿足構造成圖精度要求。

2.2 DIX公式法建立速度場及流程

DIX公式在速度場建立和構造成圖方面仍發(fā)揮主要作用，現在還難以找到能完全替代它的有效方法。

2.2.1 基本原理

1）由疊加速度計算均方根速度：在水平層狀介質中：φ＝0；Va＝VR；

2）當界面傾角為φ，覆蓋層為均勻介質時，求得的疊加速度Va是等效速度V?，這時要做傾角校正：

式中，VR為均方根速度，m／s；V?為疊加速度，m／s；φ為界面傾角，°。

經驗校正公式：

式中，t0是地震反射中自激自收旅行時，ms。

3）由均方根速度計算層速度：

式中，Vn為第n層的層速度，m／s；VR.n為第n層的均方根速度，m／s；VR.n－1為第n-1層的均方根速度，m／s；t0.n為第n層的自激自收旅行時，ms；t0.n－1為第n-1層的自激自收旅行時，ms。

當已知第n、n-1層的均方根速度以及這兩層的時間即可求出第n層的層速度。

4）由層速度計算平均速度：

式中，Vav為平均速度，m／s；vi為第i層的層速度，m／s；ti為第i層的反射時間，ms。

2.2.2 流程圖

利用環(huán)波軟件建立該區(qū)速度場流程圖如圖1所示。

圖1 速度場建立流程圖

2.3 速度場校正

2.3.1 優(yōu)選井對建立的速度場進行校正

在地震資料處理過程中，為了使速度在縱橫向上都能得到較好的控制，本次研究在對區(qū)內38口井進行合成記錄精細標定的基礎上，按以下方法優(yōu)選控制井：首先，初步優(yōu)選標定較好的井合成記錄以及VSP測井，根據井點位置的平面分布情況和所鉆遇層位，分別選取在橫向和縱向上能夠控制的井，再利用這些井的各種時深曲線進行單井的層位標定，最后根據地質分層與解釋層位的吻合情況，選出用于速度場校正的控制井。圖2是速度譜與合成記錄對比疊合曲線圖，紅色代表速度譜資料，黑色代表地震合成記錄資料。從圖2中可以看出，在井資料與速度譜資料的對比分析過程中，由于該區(qū)塊的地震合成記錄資料與速度譜資料的差異較小，因此選

用地震合成記錄資料可對速度場進行校正。

2.3.2 地震速度場校正

由于實際速度分析的精度影響因素較多，即使利用有效的方法對速度做過校正，仍然有必要進行由井控制進行平均速度場誤差空間校正。一般來說，地震速度空間上密度大，但精度低，提供了變化的趨勢；測井速度（時深數據）空間上比較稀，但精度較高；地質分層數據空間上比速度測井要多，且精度最高。因此綜合地震速度、速度測井和地質分層相應的時間建立的速度場既保持了地震速度的整體趨勢，又具有鉆井速度的精度，并且精度隨鉆井數量的增加而提高。

環(huán)波中提供了4種校正速度場的模型：①VSP校正法；②相對誤差系數校正法；③絕對誤差系數校正法；④沿層速度校正法。結合本工區(qū)的實際地質情況，選擇相對誤差系數校正法進行校正。

校正原理：單點實際速度除以場速度→單點速度場系數→單點速度場系數立體網格化→系數場→系數場乘以速度場→正確速度場

每次校正后可提取誤差進行分析，比較相鄰兩次速度場的誤差系數，直到誤差系數接近即趨于穩(wěn)定時，速度場校正完成。

圖2 速度譜與合成記錄對比疊合曲線圖

3 速度場的應用

速度場的建立為勘探研究工作提供了豐富的速度基礎資料。如基于三維空間速度體，提取包括沿層反射平均速度體、層速度體等，根據研究需要也可以切取譜點、任意測線的速度分析剖面。由速度場可以提取的速度資料為儲層預測研究工作提供了強大的支持。此外，還可依據速度場將時間域轉為深度域。

3.1 速度規(guī)律分析

由該區(qū)塊沙灣組一段沿層平均速度圖（圖3a）和石炭系沿層平均速度圖（圖3b）可以看出，沿層平均速度總體上具有西北低、東南高的變化規(guī)律。通過對已有的速度資料綜合分析得出具體規(guī)律如下：

1）縱向上，由淺到深，速度隨地層埋深增加逐漸加快。淺層速度變化幅度較小，深層速度變化幅度較大，這可能與淺層巖性，深層受壓實等有關。

2）橫向上，速度表現為主要受構造演化的控制外，還受巖性尖滅、地層壓實及含流體性質等多因素綜合影響。

3.2 構造圖精度分析

用于時深轉換的平均速度準確程度直接聯(lián)系著構造成圖精度，此次研究利用建立的三維空間速度場進行變速成圖，提高時深關系轉換后的構造精度，使其能夠清楚反映地層構造形態(tài)，從而可以提高勘探效率。井上的變速成圖得到的值與地質分層值（表1、表2）相對誤差控制在5%以內，得到高精度構造圖。

圖3 春光區(qū)塊沿層平均速度圖

4 結論與認識

1）分析多方面地震速度譜資料，在保持速度譜趨勢的前提下，加強對地震速度譜的處理，以保證后期建立速度場的精度需要。

2）對于地層傾角小，速度縱向變化相對較小的區(qū)塊仍采用DIX公式的變速成圖方法。對于地層傾角較大及構造較為復雜的地區(qū)，需要結合多種方法求取層速度。

表1 春6井和春9井的構造圖深度和地質分層深度誤差比較表

表2 排208井和排204井的構造圖深度和地質分層深度誤差比較表

3）用于校正速度場的井的優(yōu)選方法。井的優(yōu)選時，要全面考慮以下因素：合成記錄與速度譜的吻合程度；井的地質分層與解釋層位的吻合狀況等。只有全面分析基礎資料，才能滿足速度場建立的精度要求，為后續(xù)油氣勘探提供有力的支持。

［1］陸基孟.地震勘探原理［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1990.

［2］萬志超，滕吉文，張秉明，等.各向異性介質中地震波速度的研究現狀［J］.地球物理學進展，1997，12（3）：35-44.

［3］戰(zhàn)春光，王學軍，張家震，等.應用變速成圖技術解釋富臺油田砂礫巖體構造［J］.石油勘探與開發(fā)，2003，30（5）：75-76.

［4］張保銀，孫建國，黃偉傳，等.塔中地區(qū)速度場建立及變速成圖［J］.石油物探，2004，43（6）：608-611.

［5］尚延安.塔里木盆地輪南地區(qū)速度場的建立和應用［J］.油氣地質與采收率，2008，15（4）：49-51.

［6］王玉梅，李東波，馬麗芳，等.速度異常分析與構造成圖技術研究［J］.石油物探，2003，42（1）：102-106.

（編輯：盧櫟羽）

中國石油西南油氣田安岳氣田磨溪009-X2井順利投產

8月11日，中國石油西南油氣田安岳氣田龍王廟組氣藏磨溪009-X2井正式投產，日產氣量90×104m3。009-X2井是繼磨溪009-X1、磨溪008-H1井之后第3口獲高產的龍王廟組氣藏開發(fā)井。該井位于四川盆地樂山—龍女寺古隆起磨溪構造西高點，2013年10月18日開鉆，2014年3月1日完鉆，完鉆井深5425m。

（信息來源：中國石油西南油氣田公司網 2014－08－13）

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2095-1132（2014）04-0017-04

10.3969／j.issn.2095-1132.2014.04.005

修訂回稿日期：2014－07－04

龔琴（1987－），女，碩士研究生，研究方向為地震資料綜合解釋及儲層預測。E-mail：cdgongqin2007@126. com。