變速成圖技術(shù)在準(zhǔn)噶爾盆地南緣沖斷帶的應(yīng)用

摘 要

摘要：準(zhǔn)噶爾盆地南緣沖斷帶地區(qū)的地震資料長(zhǎng)期以來(lái)由于基準(zhǔn)面、填充速度不統(tǒng)一，存在地震解釋層位不閉合，新、老資料難以統(tǒng)一使用的問(wèn)題，各年度的地震地質(zhì)成果解決的也僅是局部構(gòu)
摘要：準(zhǔn)噶爾盆地南緣沖斷帶地區(qū)的地震資料長(zhǎng)期以來(lái)由于基準(zhǔn)面、填充速度不統(tǒng)一，存在地震解釋層位不閉合，新、老資料難以統(tǒng)一使用的問(wèn)題，各年度的地震地質(zhì)成果解決的也僅是局部構(gòu)造的分布問(wèn)題，不適應(yīng)該區(qū)以“整體評(píng)價(jià)、重點(diǎn)突破”為指導(dǎo)思想的油氣勘探、開(kāi)發(fā)的需要?；鶞?zhǔn)面統(tǒng)一處理后的地震資料較好地解決了以上問(wèn)題，使該區(qū)的地震資料能進(jìn)行區(qū)域性的速度分析、速度建模和構(gòu)造轉(zhuǎn)深連片成圖，變速成圖技術(shù)在該區(qū)取得了較好的應(yīng)用效果；解釋成果也能從較大區(qū)域上連片成圖及構(gòu)造分析研究，區(qū)域成圖和構(gòu)造轉(zhuǎn)深的精度有較大提高；還發(fā)現(xiàn)了瑪北潛伏構(gòu)造及霍、瑪、吐下盤構(gòu)造，較客觀地查明了南緣沖斷帶各構(gòu)造的形態(tài)、圈閉規(guī)模、構(gòu)造細(xì)節(jié)變化及構(gòu)造間的接觸關(guān)系。為該區(qū)的勘探開(kāi)發(fā)提供了重要的基礎(chǔ)資料，效果顯著。
關(guān)鍵詞：準(zhǔn)噶爾盆地；構(gòu)造；地震勘探；基準(zhǔn)面；填充；速度；數(shù)學(xué)模型；圖
1 南緣沖斷帶地震資料特點(diǎn)
研究區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地南緣的中、西段，西起奎屯，東至昌吉，東西長(zhǎng)約500km、南北寬40km，勘探面積約20000km2。區(qū)域構(gòu)造位置為準(zhǔn)噶爾盆地南緣山前斷褶帶二、三排構(gòu)造帶(圖1)。其二、三維地震剖面的年度跨度大，涉及1979、1985～1993、1996～1999、2000～2008年等多年度采集、處理的資料。連片解釋選用了其中的二維測(cè)線共147條段，剖面總長(zhǎng)4072.05km，三維資料639km2。分析這些資料可以看出，資料處理的年度、單位及參數(shù)等都不盡相同，特別是基準(zhǔn)面和填充速度的不統(tǒng)一，導(dǎo)致剖面形式(含浮動(dòng)面及多種固定基準(zhǔn)面)相差較大，存在老資料難以統(tǒng)一使用的問(wèn)題。
 

2 以往成果分析
    以往地震資料由于處理標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一，造成不同基準(zhǔn)面處理資料疊加速度存在差異，相鄰構(gòu)造的地震解釋層位不閉合，地震資料不能相融使用，解釋成果使用的地震測(cè)線實(shí)際控制程度較低[1]。各年度提交的成果獨(dú)立，解決的是局部構(gòu)造的分布問(wèn)題，各區(qū)塊間因存在無(wú)規(guī)律的深度誤差，構(gòu)造形態(tài)不能拼接，成果不能很好地反映區(qū)域構(gòu)造特征，相鄰構(gòu)造間斷層組合不合理，構(gòu)造間接觸關(guān)系不清楚，不能很好地進(jìn)行整體評(píng)價(jià)成藏機(jī)制、油氣富集規(guī)律和尋找新的油氣聚集區(qū)帶，不適應(yīng)準(zhǔn)噶爾盆地南緣地區(qū)油氣勘探、開(kāi)發(fā)的需要。
3 資料連片解釋的可行性
    為解決以上問(wèn)題，首先對(duì)該區(qū)資料進(jìn)行了疊后基準(zhǔn)面統(tǒng)一處理，處理后的地震剖面，基本解決了反射層相位的閉合問(wèn)題，相鄰剖面間的構(gòu)造形態(tài)、高點(diǎn)、軸線和斷層分布等符合地質(zhì)規(guī)律，為變速成圖所需的統(tǒng)一速度分析、速度建模[2]、時(shí)深轉(zhuǎn)換、資料連片解釋提供了基礎(chǔ)資料。
3.1 層位標(biāo)定
    測(cè)區(qū)內(nèi)有鉆井20余口，聲波測(cè)井和VSP測(cè)井資料較多，采用合成記錄與VSP走廊疊加剖面資料聯(lián)合標(biāo)定各反射層的地質(zhì)層位，保證了地震剖面上獨(dú)山子組底界-東溝組底界等各主要目的層層位的準(zhǔn)確標(biāo)定。
3.2 剖面對(duì)比
    層位標(biāo)定后首先對(duì)10條基干剖面及過(guò)井剖面資料進(jìn)行對(duì)比解釋，然后通過(guò)聯(lián)絡(luò)測(cè)線與其他剖面的交接點(diǎn)T0值進(jìn)行閉合檢查。從層位對(duì)比追蹤及全區(qū)的層位閉合檢查結(jié)果來(lái)看，地震剖面資料閉合情況較好，保證了連片解釋區(qū)內(nèi)層位的統(tǒng)一。
4 變速成圖技術(shù)的應(yīng)用
4.1 速度控制層的選取
    在對(duì)南緣地區(qū)的鉆、測(cè)井資料和地震資料進(jìn)行綜合分析中發(fā)現(xiàn)，該區(qū)的縱橫向速度變化大，不同層的層速度，同一地層在不同構(gòu)造部位的層速度都有較大差異。必須選取一定的速度控制層對(duì)速度結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)致的分析[3]，才能得到合理的時(shí)深轉(zhuǎn)換速度結(jié)構(gòu)。
    速度控制層的選取一般有幾個(gè)原則：①選取的速度控制層既能反映本區(qū)地震剖面上的構(gòu)造褶皺變形，也能反映本區(qū)層速度在縱向上的變化規(guī)律；②目的層；③在地震剖面上能可靠對(duì)比或能連續(xù)追蹤的標(biāo)準(zhǔn)層；④兩個(gè)速度控制層之間應(yīng)有一定的厚度。
    在精細(xì)構(gòu)造建模、剖面解釋及速度分析的基礎(chǔ)上，選取了本區(qū)的速度控制層為：基準(zhǔn)面-CMP面、CMP面-N1s、N1s-E1-2z、E1-2z-K2d、K2d-K1s、K1s-K1q、K1q-J2x和J2x以下共8套速度控制層。
    這里將浮動(dòng)面作為一個(gè)速度層面是為了消除資料處理中靜校正填充速度的影響。這是因?yàn)楣^(qū)地形起伏、高差較大。疊加和偏移處理時(shí)，地震剖面是校正到一個(gè)高于此面的水平基準(zhǔn)面之上，如果從固定基準(zhǔn)面起，求取各層速度值，高程校正所用固定替換速度對(duì)最后各井建立時(shí)間一深度關(guān)系有很大影響。當(dāng)浮動(dòng)面與基準(zhǔn)面接近時(shí)，替換速度在計(jì)算時(shí)深轉(zhuǎn)換速度時(shí)的影響是很小的，但當(dāng)浮動(dòng)面與基準(zhǔn)面相差太大時(shí)，替換速度的影響就很大了。因此，為避免這種影響，求取速度關(guān)系均是從浮動(dòng)面起算的，以避開(kāi)替換速度層。
4.2 橫向速度場(chǎng)的建立
    即使是同套地層，它所處的沉積環(huán)境是逐漸變化的，或由于后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的升降作用，導(dǎo)致地層的埋深及地層的壓實(shí)程度存在差異，這些都會(huì)造成地層速度橫向上的變化。結(jié)合鉆測(cè)井資料及地震剖面計(jì)算各層的速度數(shù)據(jù)，將每口井每套速度控制層的層速度值標(biāo)注在相應(yīng)的平面位置圖上，然后根據(jù)測(cè)井速度的橫向變化規(guī)律，并同時(shí)參考同層T0圖上等T0值的變化趨勢(shì)及埋深變化，用內(nèi)插的方法編制。這樣能確保速度在同一構(gòu)造層橫向上以一種逐漸平滑過(guò)渡方式實(shí)現(xiàn)速度梯度變化，避免因相鄰測(cè)線層速度的多變而造成的地下構(gòu)造形態(tài)的畸變，使構(gòu)造間的起伏和高低關(guān)系得到保障，合理反映構(gòu)造圈閉規(guī)模和埋藏深度。
4.3 縱向速度場(chǎng)的建立
    其實(shí)，無(wú)論是二維還是三維的地震剖面，都可視作為速度場(chǎng)中的縱切面，將平面速度圖中的速度值投影到這個(gè)縱切面上就得到了地震剖面在縱向上的速度場(chǎng)分布。其具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下。
    1) 首先建立時(shí)間域構(gòu)造模型[4]，在偏移剖面上對(duì)確定的反射層進(jìn)行對(duì)比，并準(zhǔn)確的定位斷層(包括斷點(diǎn)位置、斷面陡緩、斷層的消失層位等)。
    2) 以解釋好的層位及斷層為邊界條件，合理布設(shè)速度控制點(diǎn)，將層速度填充在控制點(diǎn)上，速度值由速度平面圖讀出，其變化范圍、變化梯度與速度平面圖上變化一致。
    3) 將生成的速度場(chǎng)作平滑處理[5]，得到平滑速度場(chǎng)(圖2)，平滑處理的目的主要是消除突變的速度點(diǎn)。平滑后即可進(jìn)行批量時(shí)深轉(zhuǎn)換得到深度域剖面。
 

    由于數(shù)據(jù)量很大，必須依靠計(jì)算機(jī)來(lái)完成這項(xiàng)工作。利用Landmark交互處理解釋系統(tǒng)中的時(shí)深轉(zhuǎn)換速度編輯模塊實(shí)現(xiàn)了這一復(fù)雜速度場(chǎng)的建立，并利用時(shí)深轉(zhuǎn)換模塊(TDO)與層速度進(jìn)行運(yùn)算將時(shí)間偏移數(shù)據(jù)中解釋的所有信息(如層位、斷層等)轉(zhuǎn)到深度域后編圖，獲得了較高質(zhì)量的深度構(gòu)造圖。
5 應(yīng)用效果
通過(guò)對(duì)基準(zhǔn)面統(tǒng)一處理后的資料進(jìn)行連片解釋及變速成圖，獲得的成果圖構(gòu)造形態(tài)自然，無(wú)畸變現(xiàn)象(圖3)，且欲鉆井吻合較好。地質(zhì)成果進(jìn)一步查明了南緣沖斷帶的構(gòu)造圈閉形態(tài)、斷裂展布特征；重新落實(shí)了安集海構(gòu)造、霍爾果斯構(gòu)造、瑪納斯構(gòu)造、吐谷魯構(gòu)造、呼圖壁構(gòu)造、東灣構(gòu)造的構(gòu)造形態(tài)、高點(diǎn)位置、圈閉規(guī)模；新發(fā)現(xiàn)了霍爾果斯下盤構(gòu)造、瑪納斯下盤構(gòu)造、吐谷魯下盤構(gòu)造和瑪北構(gòu)造。通過(guò)構(gòu)造圈閉評(píng)價(jià)，指明了瑪納斯構(gòu)造、吐谷魯構(gòu)造、呼圖壁構(gòu)造為該區(qū)油氣勘探的最有利的鉆探目標(biāo)區(qū)，同時(shí)瑪北構(gòu)造和安集海構(gòu)造為該區(qū)次一級(jí)的油氣勘探的鉆探目標(biāo)區(qū)，并提供了3口建議井位，為南緣地區(qū)的勘探開(kāi)發(fā)提供了重要的基礎(chǔ)資料，對(duì)南緣沖斷帶下步勘探部署具有指導(dǎo)意義，效果顯著。
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(本文作者：張健 汪少華 陳家琪 唐必銳 鄒紅亮 侯承恩 中國(guó)石油新疆油田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院)