0 引言
石臼坨凸起南部地区历经多轮次勘探,在西段陡坡带终获得重大发现,已钻井显示油层单层厚度大、累计厚度大、测试产能高,初现大油田曙光。在后续评价中发现该含油气构造东营组地层沉积环境复杂,邻近井之间存在明显速度差异,给时深转换带来一定困难。因此,开展石臼坨凸起陡坡带东营组地层地震地质联合时深转换研究,对于顺利完成储量评价并合理开发该油田具有重要的指导意义。
在地震资料解释中,时深转换是将地震数据从时间域向深度域转换的一个重要桥梁[1,2]。为了求取精准地震速度,探索出多种时深转换方法,如区域平均速度法、井点拟合法、井建速度场法、地质构造约束层速度模型法、地震速度场法等。井点拟合法[3,4,5,6]在地层速度变化不大时能取到较好的效果,但在速度存在横向变化的区域会产生较大的误差;井建速度场法和地质构造约束层速度模型法[7,8,9,10]虽考虑了横向速度变化,但其要求这种速度变化在正常区和异常区之间均匀、平缓过渡,对速度剧烈变化的区域适用性较差;地震速度场时深转换方法[11,12,13,14,15,16]因速度谱能量团纵横向拾取精度均较低、速度谱建模存在较大奇异值、地震速度场精度无法满足要求等原因,时深转换结果具有较大误差。前人对时深转换方法和变速成图的探索在特定地质条件下取得了显著的成效并推动了技术的发展。但前人主要利用井、震联合的时深转换方法,对于地震和地质信息的挖掘不够,且未对高速异常带的边界进行准确刻画,在本研究区地质条件下存在适用性不足。
1 研究区概况
研究区位于渤海中西部海域石臼坨凸起西段南部石南一号边界断层下降盘陡坡带,构造区内东营组地层整体表现为受石南一号边界断层控制的大型断鼻构造,进一步又被派生断裂分隔为多个断块。沿边界断层走向,其东西两段断裂发育特征存在一定的差异,东段构造样式以坡坪式为主,而西段构造样式以板式为主。在该构造的有利断块钻探的第一口探井A1井共解释油层180 m,其中于东三段钻遇140 m厚油层,证实该区为具有潜在商业价值的含油区域。为进一步探索东营组储层发育特征和含油气性并落实储量规模,相继钻探了A2~A6D井。已钻井显示研究区东营组地层存在明显的横向高速异常:A2井距A1井约6 km,A2井钻遇的东营组地层比A1井厚度更薄、构造更高,但A2井东营组层速度表现为明显的高速异常,相差约400 m/s。已钻井时深关系曲线(图1)对比显示,进入东营组地层后A2时深关系曲线向高速发生明显偏离。
图1
由此可见研究区内东营组地层存在剧烈横向速度变化,且速度异常带范围不易刻画。针对石臼坨凸起陡坡带东营组地层沉积特点以及时深转换难点,笔者在前人研究基础上通过分析高速异常的成因、刻画高速异常带的发育范围和横向变化趋势、应用适合的时深转换方法以获得更准确的构造图,时深转换结果表明该方法对速度异常区的转换更具针对性,并取得了良好的应用效果。
2 石臼坨凸起陡坡带东营组地层高速异常区时深转换的难点及技术对策
石臼坨凸起陡坡带东营组地层高速异常区的时深转换主要存在以下难点:①东营组地层存在不可忽略的明显高速异常。A2井东营组地层存在约400 m/s的层速度异常,应用常速时深转换方法将存在100 m左右的差异。②速度异常在一定区域内剧烈变化。已钻井显示仅A2井存在异常而其他井速度关系叠合较好,各井平面分布距离较近,分析认为速度异常并非缓慢过渡,而是局限在A2井附近一定范围内,并且在速度边界处剧烈变化。③地震速度精度较低。地震速度谱拾取精度在横向上间距500 m,纵向上约400 ms,且转换平均速度存在较大奇异值,无法直接用于时深转换。④现有时深转换技术对高速异常带边界未做准确刻画。
针对石臼坨凸起陡坡带东营组地层高速异常区时深转换的难点,笔者采用地震、地质、钻井相结合的方法,建立了适用于研究范围内高速异常区的时深转换研究对策(图2)。与传统方法相比,本方法精确刻画了高速异常体的边界,并充分利用了速度横向变化趋势,具体为:首先,通过凸起区物源、录井和壁芯、边界断层几何特征等分析高速异常的成因,并在此基础上利用地震相技术对高速异常区的发育范围进行刻画;其次,通过地震速度异常识别技术对高速异常的幅度进行刻画;最后,地震地质钻井相结合,在地震相范围约束下通过高速异常幅度与井点误差的映射实现时深转换。通过此技术,很好地实现了研究区东营组地层高速异常区的时深转换,为储量评价和后续油田开发提供了支持。
图2
3 石臼坨凸起陡坡带东营组地层高速异常区时深转换技术
为了解决研究区高速异常带时深转换的难题,通过地震、地质、钻井相结合,提出了一种新的误差求取和校正的时深转换思路,即在高速沉积体展布范围刻画的基础上,以地震速度横向变化趋势为依据,实现井点误差的精细校正,该技术主要包括以下几个部分。
3.1 基于成因分析的高速异常范围刻画
通过对相邻研究区的地层对比和地震相分析认为,A1井所对应的凸起区地层为新生界覆盖于中生界之上,而A2井所对应的凸起区地层为新生界直接覆盖于太古宇之上,凸起区新生界底面的能量半衰时属性可清晰的反映这种差别(图3),因此两口井的沉积物物源有所不同。同时边界断层的倾角属性显示(图4),A1井区的边界断层为坡坪式正断层,在东营组地层内其断层倾角较为平缓;沿边界断层走向,向西断层倾角逐渐变陡,在A2井区逐渐过渡为板式正断层。高陡的板式正断层其沉积物堆积速度比倾角较缓的坡坪式正断层更快,沉积物粒度更粗。已钻井的录井和壁芯分析对此提供了有利证据:A1井区岩性组合为含砾砂岩和粗砂岩沉积,A2井区岩性组合主要以厚层砂砾岩和含砾砂岩为主,从A1井到A2井有岩性变粗、砾石增多的特点。因此,综合分析认为古潜山出露母岩类型不同以及边界断层断面几何特征差异共同造成了近源扇体沉积物的砾石含量不同,高速砾石含量差异进一步影响了沉积物层速度,这是形成该层系速度横向变化的主要原因。
图3
图4
在成因分析的基础上,通过地震反射特征可精确识别该近源扇体,即在地震剖面上这一砂砾岩和含砾砂岩近源扇体表现为中高频强振幅杂乱发射特征。运用地震相技术在地震资料上对该扇体进行精细追踪和描述,结合凸起区地质认识可得到A2井区近源扇体沉积相图(图5),该近源扇体边界即为高速异常区的边界。
图5
3.2 基于地震速度场的高速异常幅度刻画
图6
对研究区应用上述地震速度异常识别技术可得到石臼坨凸起陡坡带东营组地层横向速度异常平面属性(图7),该属性大部分区域速度缓慢变化,整体属于常速区,而在边界断层西段下降盘根部位存在北西轴向、狭长条带状的高速异常区,虽受地震速度横向拾取精度的影响其边界模糊,但整体形态与地震相所刻画的近源扇体展布范围相似,属性数值指示了该含砾近源扇体所造成的高速异常的幅度。
图7
3.3 地震地质钻井相结合的时深转换方法
由于研究区已钻井显示东营组地层已经出现了不可忽略的高速异常现象,因此传统井点拟合法将造成构造形态失真。通过地震相技术可描述高速异常的范围,但无法确定速度异常大小;通过地震速度异常识别技术可反映高速异常的相对值,但无法求得其绝对值,对边界的刻画亦不如地震相准确;已钻井可在井点处精确指示异常的大小,但在井点之外无法外推。
笔者综合利用地震相、地震速度、已钻井3个维度信息,充发挥各方优势,形成适用于本研究区的地震地质钻井相结合的时深转换方法,其主要经过两步校正,第一步校正趋势,第二步校正精度,具体实现步骤如下:
1)在高速异常带处建立虚拟井,以常速区内的多井拟合时深关系为依据进行时深转换,并求取各井(实钻井、虚拟井)误差。
2)交汇分析各井(实钻井、虚拟井)误差值与速度异常平面属性值得到拟合关系,将速度异常平面映射为误差平面,并进行第一次校正。
3)在第一次校正后的构造图上对实钻井再次提取井点误差,并进行第二次校正,即可得到最终时深转换结果。
4 应用效果
应用传统井点拟合时深转换方法与地震地质钻井相结合的时深转换方法的结果对比如图8所示,其中A2井区附近蓝线代表近源扇体边界。常规井点拟合方法将高速异常区的井点误差均匀分布在各井之间而并未局限在速度异常区域内,这使高速异常的影响范围超出其实际边界。而地震地质钻井相结合的时深转换方法在常速区仍应用常速时深转换思路,仅在速度异常区内进行变速成图,将速度异常限定在一定区域内更符合地质认识。在A2井附近的高速异常区,常规方法得到的等值线突然变密再回归正常,显示了地层由缓突然先变陡再突然变缓的过程,这更多反映的是高速近源扇体所造成的时间域地层形态,与沉积规律不符;在新方法的时深转换结果上,速度异常区边界处等值线的疏密更加合理,反映构造的缓慢抬升,更符合地质规律。因此,地震地质钻井相结合的时深转换方法可得到更符合地质意义的时深转换结果。
图8
5 结论
1)凸起陡坡带易发育近源扇体沉积,当近源扇体砾石含量增多时常伴随高速异常现象,给时深转换带来较大多解性。应充分考虑到高速近源扇体所带来的地层速度横向变化风险,并在时深转换中进行变速成图。
2)受地震速度场精度不足、奇异值较多、异常体边界表征不清等因素的制约, 地震速度资料无法直接用于时深转换,但其趋势仍可反映地层速度的横向变化。
3)利用地震精细解释可得到高速异常扇体的展布范围,利用地震速度场可反映地层速度横向变化规律,利用已钻井可获取深度值,三者联合应用能获得更符合地质规律的构造图。
参考文献
A simple seismic imaging exercise
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After years of teaching courses on seismic techniques, from introductory to advanced, I have observed two things: (1) we learn best when we can visualize a concept, and (2) we learn by doing, not by observing what others do (Mike Graul taught me this). I have let these two principles guide my development of this tutorial on imaging, which I have used many times in a course titled “Advances in seismic processing.” In this exercise I use a simple dipping reflector to develop the concepts of NMO, prestack time migration, DMO, and poststack migration, and show how they are closely interrelated. The specific geometry was suggested to me years ago by Joong Chun and, although I never saw his development of the full exercise, I’m sure it would have gone something like this. By the time you get to the last figure, you will all say: “But that is so obvious!” What you won’t appreciate is the blood, sweat, and tears I have put in to make it so obvious!
复杂断块构造时深转换方法探讨——以涠西南凹陷为例
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<p>涠西南凹陷具有复杂的断裂体系和沉积体系，圈闭以复杂断块为主，传统时深转换方法精度低，深度误差大.在实际工作中，通过对传统时深转换方法进行改进优化，提出三种新的时深转换方法.通过与实钻深度对比，误差小，成图精度高.最后对适用于复杂断块构造的六种时深转换方法进行对比归纳，为复杂断块区的时深转换提供参考.</p>
海外深水复杂地质条件下时深转换难点及技术对策
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我国油气勘探向海外进军已成为全球油气勘探的趋势,深水区更是当今油气勘探的热点,然而海外深水区块经常会遇到井少,水深变化大,海底水道发育,重力滑塌,盐底辟活动等问题,采用传统时深转换方法精度低且容易出现"假构造"现象,给时深转换带来新的挑战。本文提出了海底水道填平解释模式及引入"虚拟井"方法,有效提高了时深转换的精度,避免了传统时深转换方法出现的"假构造"现象,通过与实钻深度对比,误差小,成图精度高。最后总结归纳了一套适用于海外深水复杂地质条件下的时深转换方法,对深水区块的时深转换具有一定的借鉴意义。
构造复杂地区地震资料速度和成图方法研究与应用
[J].<p>目前的地震资料解释、速度分析、时深转换往往在一个解释软件上完成,而每个软件都有其优缺点,对于构造复杂地区来说,只用一个解释软件进行构造成图不能满足工作的需要。对Geo Quest和Landmark解释软件中的两个绘图模块CPS- 3和Z- MAP Plus的优缺点进行了分析,对速度分析模块In Depth的功能进行了完善,实现了两绘图模块间的数据传输。在地震剖面的基准面与速度谱的基准面不一致的构造复杂地区,提出了一种时深转换及构造成图新方法:在In Depth模块中建立高精度的三维速度场,时深转换在速度谱基准面上完成,结合绘图模块CPS- 3和Z-MAP Plus优势来编制构造图,并利用Earth Vision可视化软件对构造成果图进行三维可视化显示;此方法首次应用于C工区,获得成功.</p>
地质构造约束层速度模型在时深转换中的应用
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钻井资料与海量的地震数据相比总是显得太少,大区域速度场的建立必须借助数学插值方式,把井点速度外推至全区.以纯数学的距离内插方式生成速度场而不考虑实际地质结构变化,生成的速度场与实际速度规律是有差距的,在复杂构造区,这种差异非常大.以地层反射界面和断层面为约束条件,建立起沿反射层变化的、更为精确的层速度场,从而实现三维资料的精确时深转换.该方法应用灵活,建场方式直观,适合于各种复杂构造的时深转换.
地震速度场建立与变速构造成图的一种方法
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本文剖析了地震速度场建立与变速构造成图传统方法中影响成图精度的主要因素,指出了传统方法中造成误差较大、准确性较低的原因。从解决传统方法中存在的问题入手,提出了相应的速度场建立与变速构造成图方法,指出了在浮动基准面地震工区中使用本方法的条件和要求,并将其扩展为适合于深度偏移的层速度建模方法。本方法采用层位反偏移技术、沿层横向叠加速度谱剖面技术、三维空间射线追踪层速度相干反演技术和图形偏移构造成图技术,对各反射目的层位进行单层速度场建立与构造成图,解决了传统方法中影响速度场和构造图精度的主要问题。实际应用表明,该方法提高了速度场建立与构造成图的精度,是一套技术先进、省时实用的速度建模与构造成图方法
地震速度谱在精细深度图制作中的应用
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常规制图方法是用一个区域平均 速度或用井点平均速度进行时深转换,这在构造较平缓地区,可以满足勘探精度要求。对于构造变化剧烈,即地层纵、横向速度变化很大的地区,用常规制图方法作 出的构造图就会存在较大的误差,难以满足精细油藏描述的要求。因此,提出了用层位约束拾取速度谱,在求取平均速度后用井点平均速度进行校正,再进行时深转 换的方法。将该方法应用于山东胜利油区曲堤油田,大大提高了深度图的精度,减少了深度误差。
南海北部陆缘盆地基底结构及其油气勘探意义
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南海北部陆缘地区中生代受太平洋板块对东亚大陆俯冲挤压作用,发生多期次不均衡隆升,表现为以琼海断裂和阳江—一统暗沙东断裂为界,基底呈现西老东新、侧向分块的3个阶梯式分布。而在垂向上则表现为不同分带结构特征,琼海断裂以西的琼东南盆地基底为两层结构,下部元古界,上部古生界,缺失中生界;琼海断裂与阳江—一统暗沙东断裂之间的珠江口盆地西部基底为不完全三层结构,中生界呈孤岛状分布;而阳江—一统暗沙东断裂以东的珠江口盆地东部基底则为三层结构,元古界、古生界、中生界均保存较好。对基底结构研究结果表明,在珠江口盆地东部潮汕坳陷及东沙隆起带分布有巨厚的中生界,发育大型宽缓褶皱带,并且具有较厚的暗色泥岩分布,烃源岩条件较好,而在基底之上厚度较大的古近系可作为与之配套的盖层。因此,借鉴台西南盆地成功的勘探经验,推测南海北部陆缘前新生代地层也具有良好的油气勘探前景。
复杂地区油气地球物理勘探技术集成
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随着我国油气勘探程度的不断提高,勘探难度不断加大.全国油气资源战略选区调查与评价项目历经六年,通过对深水海域、西部复杂山地、西藏高原、南方碳酸盐岩、火山岩覆盖区等几类典型地球物理勘探久攻不克的复杂地区开展地震、重磁电、综合地球物理勘探联合攻关,以及天然地震层析成像攻关实验,取得了长足进步,直接带动获得了一批有价值的油气勘探发现和成果,形成了针对深水海域的长电缆地震勘探技术、适用于西部复杂山地和南方碳酸盐岩裸露区的宽线地震勘探技术、高原地震调查技术、复杂地区三维重磁电勘探技术、针对火山岩覆盖区和南方碳酸盐岩裸露区的综合地球物理勘探技术、可应用于复杂山地的天然地震层析成像技术等六项地球物理勘探技术攻关集成.本文介绍了全国油气资源战略选区调查与评价项目所取得的这六项地球物理勘探技术攻关成果.提出了今后在复杂地区开展油气地球物理勘探工作的有关思路.
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传统上认为渤海海域浅层层速度横向变化不大,通常采用单井常速或多井拟合的办法进行时深转化,但随着勘探开发程度的不断提高,由于地质非均质性原因导致的层速度横向变化问题日益凸显,对地下构造形态特别是低幅度构造形态产生了较大影响。以Q油田为研究对象,借鉴压力预测中经常采用的去除压实效应的思路,通过消除构造背景对层速度的影响,定性或半定量判断层速度横向变化是否存在异常,为浅层层速度异常预测和低幅度构造时深转化提供了方法和手段。
