讓納若爾油田鹽下速度場的研究

文山師,毛寧波 (油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室(長江大學),湖北荊州434023)

讓納若爾油田位于哈薩克斯坦共和國西部的阿克糾賓州穆戈賈爾地區(qū),在含油層系上部的下二疊孔谷階發(fā)育眾多大小各異的鹽丘。根據(jù)聲波測井分析,鹽巖的速度大約在4500m/s左右,因部分鹽丘夾雜泥質層或灰質層,導致速度存在一定變化。圍巖巖性主要為砂巖和泥巖,其速度大約在 2900～3900m/s。由于存在較高的鹽丘速度,導致鹽丘下方目的層在時間偏移剖面上出現(xiàn) “上拉”和 “假斷層”等構造假象。通過建立準確速度場,可消除構造假象。如果已知鹽丘的厚度和速度,就可以計算出目的層 “上拉”的幅度。通過對該區(qū)測井資料進行分析,發(fā)現(xiàn)鹽丘速度變化大,其速度和反射能量很難建立一個確定的關系[1]。筆者在充分利用該區(qū)井資料和速度譜資料的基礎上,運用地質統(tǒng)計學原理,通過層速度約束建立有效適用的速度場,采用變速成圖技術將構造誤差控制在合理范圍內。

1 工區(qū)概況

讓納若爾油田構造位置處于濱里海盆地東緣扎爾卡梅斯基底隆起帶上,該區(qū)主要目的層上部的碳酸鹽巖層 (KTⅠ段)為一套淺海相淺灰色、灰色灰?guī)r和白云巖,其下部的碳酸鹽巖層 (KTⅡ段)以灰?guī)r為主,偶夾泥巖薄層。受淺層不同厚度鹽丘影響,目的層 “上拉”幅度各不相同。在鹽丘厚度大的地方,“上拉”作用比鹽丘厚度較薄地區(qū)要明顯,導致解釋T0圖高點和井分層反映的構造高點位置不一致,KTⅠ層頂面的構造高點偏離T0圖高點約500m(見圖1)。

圖1 鹽丘導致構造高點偏移

2 速度場的研究

2.1 異常均方根速度譜資料校正

由于時間偏移速度分析方法的局限性及地震信噪比低等原因,可能使地震疊加速度或均方根速度出現(xiàn)偏差或誤差。該區(qū)受鹽丘和強烈構造作用影響,導致鹽下目的層速度在速度譜上出現(xiàn)低速度異常[2],必須進行均方根速度資料校正,即將主要目的層 (KTⅠ頂和KTⅡ頂)的均方根速度平面圖通過DIX公式轉化為平均速度圖,再結合周邊井點處的平均速度和周邊速度譜來予以校正。通過交匯分析發(fā)現(xiàn),KTⅠ頂修改前速度譜上對應的速度與井點處速度相關系數(shù)為0.766,修改后相關系數(shù)為0.791。KTⅡ頂修改前速度譜上對應的速度與井點處速度相關系數(shù)為0.777,修改后相關系數(shù)為0.790。上述數(shù)據(jù)說明鹽丘高速對靠近鹽丘的層位的速度譜資料影響較大,經過校正后,均方根速度資料質量確實有所提高。

2.2 速度場的建立

在進行均方根速度譜資料校正后可建立速度場。根據(jù)該區(qū)現(xiàn)有資料及地質特征,可選用的速度場建立方法主要有模型層析法、層位控制法。讓納若爾油田受后期強烈構造運動影響,鹽巖同圍巖邊界難以確定,同時層速度變化較大,射線的傳播路徑復雜,若用模型層析法計算出的淺層地質模型存在誤差,若誤差累積則會對深層構造造成很大影響。由于層位控制法不考慮淺層復雜構造,可直接利用工區(qū)大量井資料和均方根速度譜資料,并將KTⅠ頂以上地層視為一個大層,對小層層速度進行約束,再結合速度梯度建立平均速度場,這樣可確保準確成圖[3]。應用層位控制法的具體流程如下:

1)基準面校正。由于鉆井分層數(shù)據(jù)主要參考地表高程,而地震解釋的時間層位參考地震基準面,因而在做層位標定時,要將鉆井分層數(shù)據(jù)校正到地震基準面上來。

2)找出各個解釋層位在井點處對應的T0值,計算出井點處對應該層的平均速度。通過對該區(qū)南部347口井KTⅠ頂平均速度的16個方位做變差函數(shù)分析,發(fā)現(xiàn)各個方位速度變化較大,所以采用二次漂移的泛克里金方法[4]來估計KTⅠ頂和KTⅡ頂速度變化趨勢,從而生成平均速度圖。

3)計算井點處平均速度和地震平均速度 (校正后速度譜)的誤差,然后將誤差加到對應的速度譜拾取點上,再運用協(xié)同克里金方法[4]生成井控的平均速度圖。

4)由于鹽丘厚度對平均速度的影響較大,因而必須結合鹽丘的分布及厚度等特點對 KTI頂和KTII頂平均速度進行合理調整。對于其他小層,由于目的層厚度較薄和解釋層位T0值的誤差,這樣通過井分層和T0值計算出的層速度變化較大,對此可用泛克里金方法予以平滑,重新計算井點處的層速度,再通過層速度與時間的交匯剔除部分異常值,采用外推和平滑來控制層速度的變化。

5)對KTⅠ頂、KTⅡ頂?shù)钠骄俣群托拥膶铀俣冗M行計算得到各層的平均速度。由于泥巖隔層(位于KTⅠ段和KTⅡ段之間)和B層 (位于KTⅠ段內)比其他小層厚度略大,為保證速度的準確,對該區(qū)VSP井資料和合成記錄確定的時深關系進行擬合,得出B層垂向速度梯度在1.34左右,而泥巖隔層擬合出的垂向速度梯度接近1,因而可不考慮隔層垂向速度變化。最后結合解釋層位 T0值以及速度梯度運用內插和平滑形成平均速度體。

3 變速成圖

在建立速度場后,根據(jù)該區(qū)現(xiàn)有疊后時間偏移地震資料,可采用射線偏移時深轉換和垂向比例時深轉換方法進行變速成圖。實際資料表明,該區(qū)整個目的層上方速度橫向縱向變化劇烈,其射線的傳播方向難以確定,由于射線偏移對層速度敏感,若采用精度難以控制的層速度模型,即使考慮了射線的彎曲,也會給構造圖帶來誤差。

常規(guī)時間偏移地震數(shù)據(jù)體在界面傾斜的情況下,由于成像射線和法向射線不重合,會產生構造偏移偏差[5]。該工區(qū)淺層構造復雜,傾向多變,根據(jù)隨機反射面傾角假說[6],可認為成像射線在地面的出射位置通常在繞射點正上方。通過對比分析該區(qū)時間偏移和疊前深度偏移資料 (見圖2),發(fā)現(xiàn)構造偏移偏差很小,不會對地震成像造成重要影響,所以可采用垂向比例轉換方法解決目的層 “上拉”現(xiàn)象以恢復真實構造。通過與該區(qū)3口未參與成圖的井 (靠近工區(qū)邊緣)的KTⅠ頂分層數(shù)據(jù)對比,發(fā)現(xiàn)成圖誤差控制在15m以內 (見表1)。

圖2 時間偏移剖面 (左)和疊前深度偏移剖面 (右)

4 結 論

1)由于鹽丘的存在,鹽下目的層均方根速度出現(xiàn)低速度異常,必須對異常均方根速度進行校正。在用層位控制法建立速度場過程中,考慮到目的層厚度較薄,通過井分層計算出的層速度存在一定誤差,有必要通過交匯和平滑處理來控制層速度的變化。

表1 3口未參與成圖的井KTⅠ頂分層數(shù)據(jù)和構造圖上垂深對比

2)通過和疊前深度偏移剖面相比較,除目的層 “上拉”影響外,因成像射線和法向射線不重合引起的偏差對讓納若爾油田地震成像影響較小,采用垂向比例時深法可以準確恢復鹽下構造。

[1]張延慶,吳清龍.“層位控制法”速度場在巨厚鹽丘覆蓋區(qū)的應用 [J].石油地球物理勘探,2007,42(2):212-215.

[2]溫鐵民,蘇世龍,錢豫.鹽下速度場異常問題分析 [J].石油地球物理勘探,2007,42(增刊):5-7.

[3]滿益志,黃錄中,蘇永斌.模型層析成圖技術在山前高陡構造區(qū)的應用 [J].石油地球物理勘探,2002,37(增刊):125-127.

[4]王仁鐸,胡光道.線性地質統(tǒng)計學[M].北京:地質出版社,1988.

[5]Robinson E A.地球物理數(shù)據(jù)偏移 [M].汪賢馴 譯.北京:石油工業(yè)出版社,1985.

[6]伊爾馬滋.地震資料分析[M].劉懷山,王克斌,童思友譯.北京:石油工業(yè)出版社,2006.