王 偉，陳易周，劉曉暉，王臘梅，李洋森，焦社保

（中海石油（中國）有限公司上海分公司，上海 200335）

地震速度場的建立在油氣勘探開發(fā)研究中一直扮演著至關重要的角色[1-4]，尤其在海上井少的地區(qū)，準確的速度場可以降低地下地質目標體的構造和儲層風險，因而尋找適合研究區(qū)的構造和地質條件的速度研究方法是推動油氣勘探評價或者調整挖潛的關鍵。目前，常用的速度場建立是有兩種，即井點直接插值法和地震速度體建模法[5-6]，前者以純數學的距離內插方式生成，僅適用于簡單的地質目標，即地質條件較穩(wěn)定，構造比較平緩，速度橫向變化小的區(qū)域[7]；后者是利用Dix公式將疊加速度轉換為層速度和平均速度獲取，可適用于中等復雜的地質目標，但僅限類似水平層狀地層且層間不存在速度突變，否則直接用于時深轉換會產生不確定性，引起較大誤差[8]。因而，當研究區(qū)塊遭受不同時期構造運動和沉積作用的影響，形成非常復雜的地層結構，常用的速度研究方法難以實現(xiàn)反映地下復雜的速度規(guī)律，急需在真實的構造結構背景下，開展井震速度融合的速度建模方法研究。

1 工區(qū)概況

B氣田處于東海西湖凹陷中央反轉構造帶南部，中央反轉構造帶受拉張和擠壓兩種應力場的影響，構造形態(tài)復雜，多呈雁行排列，且?guī)r漿活動強烈[9-11]，氣田主體構造為北北東向展布的擠壓背斜構造帶，具有東翼緩、西翼陡的特征。研究區(qū)內地震三維面積約100km2（圖1），四口探井分布在不同斷塊內，有聲波資料，其中1、2井區(qū)屬于開發(fā)井區(qū)，但兩井區(qū)直接被大斷層F1分割，斷層兩側由于對接巖性不一致、地層年代不同而具有速度突變（圖2、圖3）。目前氣田生產狀況顯示動態(tài)儲量與靜態(tài)儲量不符，而且工區(qū)內鉆井少又分布局限，為了尋找氣田剩余油氣的潛力，需落實內部構造可靠性，聚焦于速度精細研究中。

圖1 工區(qū)示意圖Fig.1 The schematic diagram of work area

圖2 過Well-1和Well-2井地震剖面圖Fig.2 The seismic profiles across well-1 and well-2

圖3 Well-1和Well-2井的速度分析Fig.3 Velocity analysis of well-1 and well-2

2 方法流程

本文采用的基于三維地質模型約束下的速度建模技術是以地層反射界面和斷層面為約束條件[12]，充分結合測井速度和地震速度建立三維速度場的方法，能夠解決速度在斷層兩側由于新老地層對接造成速度突變的問題。

2.1 地質構造格架建立

基于三維地質模型約束下的速度建模技術是以三維構造格架模型為初始框架，然后對速度插值采樣進行約束，從而獲取三維體內的速度分布規(guī)律[13]。三維地質格架建立首先要保證地震構造解釋成果的可靠性與準確性[14]，其中包括斷層解釋的組合、層位的閉合以及層位與斷層的耦合。然后在構造解釋的基礎上，開展三維斷層格架搭建、地層格架建立、設計空間網格等地質構造格架建立關鍵環(huán)節(jié)（圖4）。其中關鍵點是定義各斷裂及各層位在三維空間的位置關系，在后續(xù)建模中保證速度在斷層上下盤的分布規(guī)律，避免速度連續(xù)插值穿過斷層導致的斷層兩側速度錯誤[15]。此外設計空間網格時盡量小，以保證后續(xù)速度空間采樣。

2.2 井震速度聯(lián)合建模

速度建模需充分利用井上速度縱向準確性和地震速度的橫向規(guī)律性[16-17]。首先將地震精細處理輸出的偏移速度依據Dix公式轉換為平均速度，然后在三維地質構造初始框架內進行網格化作為背景速度,最后對其建立的地震速度初始模型在三維網格內進行校正（圖5）。校正主要思

圖4 地質構造格架建立關鍵環(huán)節(jié)

(a.三維斷層格架搭建；b.地層格架建立；c.空間網格設計)

(a.

F3Dig fa.4ul t f rTamheew koreky c olnisntrku cotiofn s; eb.t tsitrnatgig ruapph igc efroamloegwiocrka le sstatbrluischteud;r ce. sfpraatimal gerwid odreskig n)路流程：（1）從地震速度初始模型中沿井軌跡抽取地震平均速度曲線；（2）根據井上時深關系提取平均速度曲線，然后重新采樣，保證與地震平均速度曲線一致；（3）將采樣后的測井平均速度曲線和地震平均速度曲線做一般運算，相除得到平均速度比例因子曲線，如出現(xiàn)異常值，即測井平均速度和地震平均速度差異非常大，應檢查該井時深關系的正確性；（4）然后將計算的平均速度比例因子曲線在三維地質格架約束下插值重采樣得到平均速度比例因子速度場；（5）最后用平均速度比例因子速度場與原始地震速度做運算，兩者相乘得到一個準確的速度場。

圖5 井震速度聯(lián)合建模關鍵環(huán)節(jié)(a.地震速度初始模型；b.速度校正誤差模型；c.地震速度最終模型)Fig.5 The key link of joint modeling of well velocity(a. initial seismic velocity model; b. velocaintyd c osrreeicstimoni ecr rvore mloodceilt;y c . seismic velocity fnial model)

3 實際應用

通過基于三維地質模型約束下的速度建模方法，得到了B氣田的三維速度模型，從平均速度模型連井剖面上看（圖6），基本解決了斷層兩側由于新老地層對接造成速度突問題，保證了橫向上吻合井上規(guī)律，縱向上與壓實作用規(guī)律一致。

圖6 過連井平均速度模型剖面圖Fig.6 The average velocity model profile across wells

3.1 時深轉換

為了檢驗速度建模新方法的可靠性，將其與三種常規(guī)速度研究方法進行對比，常速擬合法是利用工區(qū)內探井VSP擬合時深關系公式，地震速度法是用Dix公式將地震處理速度體轉換成平均速度的方法[18]，多井插值法是利用井上平均速度曲線空間內插。利用不同速度方法進行時深轉換，對主力層L3層進行9口開發(fā)井的深度預測，統(tǒng)計實鉆深度與預測深度的誤差。通過分析（如圖7），常規(guī)方法預測深度誤差明顯偏大，而新方法變速成圖的誤差均小于10m，明顯提高了研究區(qū)深度預測的精度。

圖7 不同速度建模方法的誤差對比Fig.7 Error comparison of different velocity modeling method

在開發(fā)調整井或評價井的井位設計中，一般選用相鄰井的時深關系進行設計井的深度預測。本次利用新方法得到的速度模型對W12驗證井進行井位設計并對各目的層進行深度預測,對比常用相鄰井的時深關系深度預測結果（圖8），常用的方法預測深度整體偏深，而速度建模新方法進行的深度預測明顯更加準確，各目的層深度預測誤差均變小，基本在誤差10m允許范圍內。通過分析W12井與相鄰探井Well-3的速度分析（圖9），W12井速度小于Well-3井，與平面上速度反映的一致（圖10），橫向上有變化且W12井平均速度變化小，證實了深度預測的合理性。

圖8 W12井深度預測誤差統(tǒng)計圖Fig.8 The statistical chart of depth prediction error of W12 well

基于最新的構造成圖結果（圖11）對目的層L3層地質儲量進行了核算，含油氣面積較之前變大一倍，儲量隨之增加近一倍，據目前生產動態(tài)反映，靜態(tài)儲量增加更吻合動態(tài)儲量。

3.2 低頻建模

圖9 Well-2和W12井的速度分析Fig.9 Velocity analysis of Well-1 and W12

圖10 Well-2井區(qū)L3層平均速度平面圖Fig.10 The average velocity plan of well-2 area

圖11 Well-2井區(qū)L3層深度構造圖Fig.11 The L3 depth tectonic map of well-2 area

低頻模型的精度可以對確定性反演結果產生很明顯的影響，尤其在復雜構造地質的情況下。通常情況下，低頻模型是用測井曲線沿著解釋的構造層位創(chuàng)建的，而單純用井曲線的插值結果，可能會帶有很大的不確定性。為了解決此難題，可以利用速度場空間規(guī)律聯(lián)合井曲線創(chuàng)建一個改進的低頻模型。將本次方法所得速度模型參與反演低頻模型建立，對比速度參與低頻模型與井插值模型的切片（圖12），可以看出改進后的低頻模型避免了“牛眼”現(xiàn)象，橫向上與構造趨勢一致；通過改進前后反演效果的對比（圖13），改進前為井間插值低頻建模，改進后為速度場參與低頻建模，低頻改進后的疊前反演Vp/Vs剖面在橫向上能量更加均衡，分辨能力也有一定的提高，特別是增加了橫向連續(xù)性，總之，明顯改善了儲層反演效果。

圖12 改進前（左）后（右）的低頻模型平面圖Fig.12 The plan of low-frequency model before (L) and after (R)improvement

圖13 改進前（左）后（右）的反演效果對比圖（前為井間插值低頻，后為速度場參與低頻）Fig.13 The comparison of inversion effects before (L) and after (R)improvement

4 結論

（1）基于三維地質模型約束下的速度建模技術是一種在真實三維構造格架約束下，充分結合測井速度和地震速度建立速度場的方法，既有縱向較高的測井速度準確性，又有橫向地震速度復雜規(guī)律性，在復雜構造地區(qū)速度研究中是可行的。

（2）新方法得到速度模型基本能滿足油氣藏勘探開發(fā)階段進行構造成圖和儲層預測的需求，在東海B氣田深度預測、井位設計、油藏評價、低頻建模中獲得了良好的應用效果。此外，還可以為后續(xù)地質屬性建模、油藏模擬等研究打下良好的基礎，從而實現(xiàn)地震、地質、油藏一體化研究流程。