0 引言
番禺A构造位于珠江口盆地珠一坳陷西江主洼南缘隆起带,为一具有基底古隆起背景的中浅层小型背斜构造,整体呈现NE—SW向展布趋势,东南侧发育一排雁列式断层,预计构造幅度在40 m以内,属于低幅背斜。作为西江主洼油气主要汇聚区之一的南缘隆起带,具有较好的成藏条件,自1979年钻探南海东部第一口油流井证实了西江主洼具有较强的生烃能力后,后续又经多轮研究和钻井,但受限于地质异常体的不均匀发育,速度横向变化大,圈闭形态落实难,虽DST测试产能高,但一直未形成商业规模,因此,西江主洼虽经多轮勘探仍未建成油田,阻碍了该区的进一步探索。
为加快南缘隆起带勘探进程,2019年进行了二次三维地震资料采集,并在此资料基础上,优选具有自圈背景的番禺A构造作为接替目标,提出番禺A构造的评价井A3。受异常地质体影响速度横向变化大,导致A3井钻探深度误差仍达27 m,相对构造幅度40 m的圈闭来说,误差偏大。但A3井钻探后在主要目的层ZH110层发现了十多米的油层,并成功取得油样。因此,为加快番禺A构造开发上产,如何准确落实构造形态,确定储量规模,降低开发风险,显得尤为重要。
在构造解释合理的前提下,圈闭落实程度取决于时深转换所用速度模型的合理性,而速度模型是否准确,又与目标区地层的复杂程度、基础资料的数量、速度的计算方法等紧密相关,因此,速度求取是圈闭落实的最核心问题[1⇓-3]。一般情况下,若研究区内速度稳定,常规的单井时深关系便可准确预测深度;反之,若研究区内速度变化较快,可采用变速成图求取深度构造图[4⇓⇓-7],但随之又带来新的问题,即变速成图所采用的速度体是否合理。对于构造变化剧烈的地区,其速度平面展布求取是比较困难的[8⇓⇓⇓-12],若地质沉积单元尺度较小,地震资料分辨率不足以准确追踪,就难以精细刻画构造形态。虽然目前高精度叠前深度偏移对复杂地质条件的刻画更加精细[13⇓-15],可通过构造解释直接得到深度构造图,但由于速度横向变化和地震资料的纵向分辨率低,叠前深度偏移速度场精度仍然不足,大规模推广应用存在一定的困难。
在考虑地质因素的基础上,分析了番禺A地区速度异常的成因机理和构造畸变的根本原因,建立了地震数据振幅属性与地层速度之间的关系,将地质异常体融入到速度修正中进行相控速度修正,在一定程度上构建了相控指导的层速度,打破了传统数学插值法校正层速度的方式;然后采用层剥离法落实构造,从而落实了圈闭形态,确定了储量规模。
1 番禺A地区常规速度分析及存在的问题
番禺A地区位于西江主洼凹陷南缘隆起带(图1),为一具有自圈背景的中浅层背斜构造。第一口探井A1井从珠江组到珠海组录井显示丰富,但未发现油层。第二口探井A2井同样具有丰富的油气显示,且在珠海组ZH110层解释出油层,油层目的层具有埋深浅、物性好的优势,但由于A2井钻前预测深度与实测深度误差大,构造难以落实,导致原油探明储量无法得到准确衡量。2021年,评价井A3井在ZH110层发现了超10 m厚的油层,虽钻井深度误差大,但进一步证实了该构造具有较大的储量规模和开发潜力,因此,对该区域构造的准确落实显得尤为重要。
图1
图1
西江凹陷古近系地层厚度及番禺A构造位置
Fig.1
Thickness of Paleogene strata in Xijiang depression base and location of Panyu A structure
1.1 单井速度分析
基于叠前深度偏移(PSDM)速度分析,钻前采用PSDM深度资料成图,钻探结果显示从主要目的层ZH110层至基底,预测深度均比实钻深度偏浅27 m,通过对比A3井的垂直地震剖面(VSP)数据、声波标定时深关系和PSDM时深对(图2)可知,从韩江组(T32)到珠海组顶部(ZH110),VSP速度低于声波速度,珠海组以深,VSP和声波时深曲线平行,说明两者所得速度相近;而PSDM在珠海组顶部与VSP深部一致,但明显低于声波(DT)深度,导致深度误差可达20~30 m,因此直接利用PSDM资料构造成图,无法落实圈闭形态。
图2
图2
A3井3种数据时深关系对比
Fig.2
The comparison chart of time-depth relationship of three kinds of data in well A3
图3
图3
番禺A地区3口井时间—深度对应关系
Fig.3
The time-depth mapping of three wells in Panyu A area
表1 番禺A地区多井拟合时深预测深度误差
Table 1
| 井名 | 预测深度/m | 实钻深度/m | 误差/m |
|---|---|---|---|
| A1 | 2 619 | 2 608 | -11 |
| A2 | 2 584 | 2 594 | 10 |
| A3 | 2 577 | 2 586 | 9 |
因此,当目标区横向速度变化较快时,若仍然以某一特定的时深关系描述整个构造范围内的速度场,那么必定会导致较大的深度构造误差,为解决这一问题,亟需建立精细的三维速度场进行时深转换。
1.2 PSDM速度分析
图4
图4
韩江组、珠江组DT速度与井校前后PSDM速度对比
Fig.4
Comparison of DT velocity with PSDM velocity before and after well calibration in Hanjiang Formation and Zhujiang Formation
井震标定后,在时间域地震资料上ZH110标定在波谷,而在PSDM地震剖面呈现A3井的ZH110实际分层明显偏离波谷现象(图5),表明在A3井区,PSDM速度在珠江组下段相对于地下真实速度偏低。
图5
图5
ZH110层在PSDM-T和PSDM两套资料上的分层位置
Fig.5
Layered position map of ZH110 layer on two sets of PSDM-T and PSDM data
过番禺A地区3口已钻井的速度连井剖面可知(图6),从ZJ420至ZH110的珠江组下段PSDM速度(红色曲线)与实测声波速度(黑色曲线)趋势基本一致,整体合理,但局部有所异常。相对于A1井和A2井,A3井的PSDM速度曲线明显低于DT速度,结合单井实测速度分析可知,实际上珠江组下段A3井速度最高,为3 830 m/s,而PSDM速度表现出A1井和A2井速度高于A3井速度的特征,表明A3井处的PSDM速度存在问题,需进行速度校正。
图6
图6
过番禺A地区3口已钻井PSDM速度与DT速度对比
Fig.6
Comparative map of PSDM speed and DT speed of three drilled wells in Panyu A area
2 基于振幅变化的速度校正与变速成图方法
2.1 速度异常原因分析
番禺A地区3口已钻井距离相近,均在5 km以内,而横向速度出现较大差异,为分析速度差异的根本原因,统计了3口井的含砂率、钙质含量(表2),发现在珠江组下段A1井和A2井含砂率高达60%以上,而A3井在珠江组下段含砂率只有54%,且钻遇了大量的灰质、粉砂质地层,砂岩粒度变细,导致地层速度随之增加,从而引起时间地震剖面上反射同相轴的变化,因此推测地震剖面上的振幅强反射为钙质砂岩含量增加引起。但若灰质、粉砂质地层含量不高,引起的地震反射特征不明显,容易被人们忽略,而其对速度的影响,是真实存在的。
表2 番禺A地区3口井含砂率统计
Table 2
| 井名 | 含砂率/% | 钙质含量(灰质、 粉砂质地层)/% | 速度 /(m·s-1) |
|---|---|---|---|
| A1 | 66 | 4 | 3 708 |
| A2 | 60 | 11 | 3 717 |
| A3 | 54 | 13 | 3 830 |
为刻画速度异常体的分布,过目标区地震剖面显示,ZJ420层到珠海组顶部ZH110之间均呈现出强反射特征(图7),结合地质分析,认为由于含灰地层发育,且呈现零散分布状态,从而引起特殊反射特征,但该反射异常难以通过叠前深度偏移速度有效展现。既然地震剖面上已呈现由灰质、粉砂质地层引起的振幅异常反射特征,那么如何将灰质的影响融入到速度模型校正中,建立精细的三维地震速度场进行时深转换,是当前研究的主要问题。
图7
图7
番禺A地区珠江组下段振幅异常反射特征
Fig.7
Characteristics of amplitude abnormal reflection in Panyu area A of lower the pearl River Formation
2.2 基于振幅变化校正的变速成图
速度模型构建是地震资料处理的核心问题,对圈闭形态和储层雕刻有着至关重要的控制作用,此外,速度异常体的识别,也影响着构造成图。一般情况下,速度校正常利用井上速度与计算所得速度的差值进行数学插值网格化运算,以求出速度误差分布的趋势面,再对地震速度进行校正。但该方法无法有效控制井点外速度误差的分布趋势,与真实的空间速度变化规律并不一致,无法真实刻画速度异常的平面分布,而且通常情况下所得校正结果在井点处精度较高,而非井点处容易引起扭曲变形,因此,常规的速度校正方法在研究区已不适用。基于研究区的钻井、地质和地球物理特征,要解决时深转换这一难题,关键在于如何刻画速度异常带的分布特征。
针对常规速度校正方法存在的不足,本文提出了基于地震数据振幅变化的速度精细研究技术。已知PSDM资料ZJ420层井震分层对应良好,且速度分析也表明珠江组上段以浅速度稳定可靠,而ZJ420到ZH110之间呈现分散发育的强反射特征,分析认为正是该套反射特征引起了速度异常,从而影响到了速度精度和构造落实。 因速度异常体的存在会引起振幅的局部反射异常,经分析发现珠江组下段均方根振幅属性与速度剩余校正量具有一定的相关性,随着振幅的增强,速度剩余校正量也随之增强(图8)。
图8
图8
番禺A地区珠江组下段振幅属性与速度剩余校正量关系
Fig.8
Relationship between amplitude properties and residual velocity corrections of the lower Zhujiang Formation in Panyu A area
因此,在对ZJ420到ZH110之间的PSDM速度进行井校时,舍弃常规的无地质意义的数学插值外推算法,引入地质异常体,参考振幅属性趋势进行校正,得到平面上的剩余速度校正网格(图9),赋予速度校正趋势一定的地质意义。
图9
图9
番禺A地区珠江组下段剩余速度校正量等值线平面
Fig.9
Residual velocity correction contour plane of the lower Zhujiang Formation in Panyu A area
图10
图11给出了番禺A地区的构造落实流程。
图11
图11
番禺A地区构造落实流程
Fig.11
The flow chart of the structural implementation in Panyu A area
3 结论
随着勘探开发工作的深入,对构造的预测精度要求也逐步提高,变速成图作为构造落实的关键,常受制于现有地震资料。本次研究针对番禺A地区构造落实问题,在分析速度异常成因机理基础之上,打破常规时深转换方式,将速度与地震属性紧密结合,形成了一套基于振幅变化的速度校正与变速成图技术,并经钻井数据验证取得较好效果,有效落实了构造形态。这种变速时深转换成图技术满足了受地质异常体影响地区的勘探需求,可有效提高地震速度和深度构造图的精度,为今后其他类似地区的速度研究和构造落实提供了借鉴和参考。
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