艾协克－桑塔木区块低幅度构造精细解释方法

韩革华　李宗杰

（西北石油局规划设计研究院　乌鲁木齐　830011）

摘要　塔北地区油气勘探目的层埋深大，局部构造幅度低，地震速度横向变化大，精细落实低幅度局部构造难度较大。采用人机交互层位标定、断层相干分析解释、三维可视化构造解释和以精细速度解释为基础的变速时深转换成图等技术，大大提高了落实低幅度构造的精度，应用于油气勘探开发中效果良好。

关键词　低幅度构造　层位标定　地震相干体　三维可视化　变速成图

1　引言

勘探研究表明，塔北地区各时代地层中发育众多的低幅度构造。因此利用地震资料精细落实低幅度构造，及时提供准确的钻井井位和预测深度，为储量计算提供精细可靠的构造图件，这是地震资料解释研究的重要任务之一。

塔北地区地震资料构造解释面临的主要地质问题是：

（1）目的层埋藏深度大，其中三叠系顶部埋深4200～4600m；石炭系顶部埋深4500～5000m；奥陶系顶部埋深5400～5800m。

（2）局部构造幅度低，一般小于40m，并且圈闭面积较小（一般小于15km²）。

（3）地震速度横向变化大，等t₀时间速度横向变化梯度一般在3～15m/(s·km^－1）。

由于勘探深度大，地震速度变化剧烈，对于精细落实低幅度构造增加了较大难度。

以往的二维地震资料对于发现低幅度构造发挥了重要的作用，但不能满足对其细节的刻画。三维地震勘探技术的应用，为精细落实和描述低幅度构造提供了有力的基础资料。

在利用三维地震资料进行构造解释过程中，主要采用了以下方法：①采用合成地震记录人机交互解释处理标定技术，对层位进行准确标定；②利用地震相干体技术对断层进行精细解释；③采用三维立体解释技术进行层位和断层的立体空间解释；④在变速时深转换成图中，着重对地震速度进行分析整理和校正，减小速度误差，提高成图精度。

利用上述技术方法进行低幅度构造精细描述获得了良好效果。

2　人机交互层位标定技术

地震层位标定是地震资料解释的关键步骤，主要利用合成地震记录和VSP资料建立准确的钻井地质层位与地震反射波之间的深时对应关系，并且赋予地震反射波确切的地质属性。

对于没有VSP的钻井，则利用声波、密度测井资料制作合成地震记录来完成对地震层位的标定，制作合成地震记录时采用了人机交互解释处理方法，主要步骤如下。

2.1　测井与钻井深度的地震基准面校正

为了能使测井资料和地震资料之间进行对比，应将测井和钻井地质分层深度校正到地震基准面上。

若地震基准面为海拔900m，钻井深度以井台起算。测井深度由地面起算，钻井分层深度校正量（△H_井）和测井深度校正量（△H_测）分别为：

△H_钻＝h_KB＋(H₀-900）

△H_测＝H₀-900

其中h_KB为钻井补心高，H_。为钻井地面海拔高程，单位皆为m。

这样可将测井、钻井、地震的时间和深度的起算点统一到海拔900m的同一基准面上。

2.2　合成地震记录的时间标定

因测井曲线不是从地震基准面开始测量，其起始 t_。时间不确定，所以通过积分求得的深时关系存在着绝对误差。采用标志层时间标定法可使合成地震记录与井旁地震道相对比。塔北地区主要的区域标志波，如反映前中生界侵蚀面的

波，反映石炭系双峰灰岩顶部的

波，反映苏维依组底部的

波，振幅强、特征明显、连续性好，可进行区域对比追踪。将钻井标志层界面的深度与井旁地震记录上的相应的标志波的时间相对应，求得合成记录的校正时间，使合成地震记录与井旁地震记录在时间域初步对应。

2.3　极性分析

在计算反射系数时，由于密度的影响较小，可以忽略。当地震反射波由低速层进入高速层时反射系数为正，对应波峰即正极性；相反当地震反射波由高速层进入低速层，反射系数为负，对应波谷即负极性。通过对目的层的岩性和速度等资料分析确定各反射界面的极性，然后根据所确定的极性，对声波时差进行调整，使合成地震记录与井旁地震记录极性相同。

2.4　声波时差校正

在交互处理解释中，分析合成记录与井旁地震记录的振幅、相位、波组等特征，确定目的层与地震剖面相对应的相位，可以发现合成记录的层时间厚度小于地震记录的层时间厚度。这是由于多种因素对声波时差的影响致使合成记录与井旁地震道对应性差，因此必须对声波时差进行校正，其校正方法如下：

设某层厚度为△H，合成记录的时差△t₁，地震记录的时差为△t₂，则声波的校正量为：

塔里木盆地北部油气田勘探与开发论文集

将本层原有的声波时差平均值加上△X校正量即可消除这种误差。然后调整振幅、频率和相位，使合成记录与井旁记录相吻合和匹配。

声波时差校正的约束条件即声波时差反映的层速度或平均速度应符合本岩性段的基本速度特征。

利用上述方法进行人机交互对比解释处理，制作出与井旁地震记录吻合的合成地震记录用于地震层位标定，获得了较好效果。

3　应用地震相干体进行断层解释技术

三维地震数据中包含有大量的信息，对三维数据进行相干计算即可得到地震相干数据体。利用相干体技术可以突出地震波的不连续性，使断层及特殊地质现象更加清晰，更易解释。尤其是相干数据体的时间切片要比常规三维数据的时间切片地质异常现象更为清楚、直观。在地震相干数据体上可以迅速、客观、比较准确地确定断层的空间展布。

在地震相干体计算时，主要确定两个参数，即相干道数和相干时窗。

相干道数选择范围一般为3、5、9道，通过试验比较表明：参与相干计算的道数越多，平均效应越大，对断层的分辨率越低，相反相干道数少，就会对断层尤其是小断层敏感。针对本区小断层发育的特点，采用3道相干计算效果较好。

相干时窗的选择是根据地震反射波的视周期来定，通常选择时窗宽度为1/2～3/2周期，相干时窗选择过小或过大都会因不能充分反映地震波的连续性，使相干计算的效果变差。本区采用时窗宽度为65ms。

在地震相干体显示时主要确定色标参数，必须选择合适的色标参数才能使相干数据体更清楚地反映断层和地质现象。因此，需反复调整色标参数，直到相干体显示效果满意为准。

地震相干体的显示形式一般为相干数据与地震数据叠合剖面、相干体时间切片、沿层位相干体切片和相干数据的立体显示。可以根据不同解释需要形成不同的显示形式进行断层解释。

相干数据与地震重叠显示剖面：它不仅客观地显示出相邻地震道不相干带的分布，而且依据这些不相干数据分布，结合地震剖面，可以直观、准确地完成断层解释，且不易漏掉小断层。

地震相干数据体的时间切片：黑色条带表示不相干带的平面分布，它清晰客观地反映出断层的平面延伸形态。据此可避免平面断点组合的盲目和不确定性，提高断层解释的准确性。

塔北地区低幅度构造往往与断裂相伴生，而且断裂规模均较小，利用相干体技术进行断层精细解释有助于对控制低幅度构造的断层及构造形态的精细解释。

4　三维可视化构造解释技术

传统的三维地震解释相当于对高密度二维测网的解释，立体直观性差，工作量大，工作周期长，而且解释质量不易控制。三维地震资料立体解释技术是建立在相应的计算机软、硬件基础之上，将三维地震数据形成三维数据立体图形，可同时观察inline方向，Crossline方向和任意方向的剖面以及水平切片。对三维地震资料立体图做各种视角的观察与解释，可沿inline和Crossline方向剖面前后推拉和切片的上、下推拉，以便迅速浏览整个数据体或者“到达”所要观察的部位进行解释。并且可进行层位自动追踪，断层解释。三维地震资料立体解释的主要步骤如下：

（1）生成三维地震立体图形数据。将三维数据体转换成Cube数据，即生成三维立体数据图形。

（2）将经过综合标定的层位引入三维数据体进行层位的追踪。

（3）层位的自动追踪。由于层位自动追踪对波组的连续性有较高的要求，因此根据地震相干体显示将目的层段中断层部位和相干性差的区域区分出来，对于相干性好的层位和区域，进行层位的自动追踪。

（4）对于断层发育、波组连续性差的层位和区域，采用inline和Crossline方向的剖面交替推拉相结合的方法进行层位和断层的细致解释。

对三维地震数据立体图形，可根据上述步骤进行立体解释，这样既可直观的对低幅构造进行时间域的详细刻画，又可通过三维立体显示对地质体进行全方位分析和判断，得到时间域的构造模型。

5　变速时深转换成图方法

由于地层的非均质性，速度随空间位置的变化而变化。因此，常速时深转换成图已不能适应生产的需要，必须进行变速时深转换编制构造图。

获得高精度构造图的关键在于提高速度的精度。目前，三维地震速度资料往往是来自叠加处理中提供的叠加速度谱或用其直接转换的平均速度体。其叠加速度谱的精度受到多种因素的制约，其中包含着各种随机误差的影响，如局部噪声、浅层不均匀性、静校不足、地震的边界效应、叠加次数降低等。以往直接单纯地采用平均法和距离加权校正等数学手段消除沿层平均速度的随机误差，来实现时深转换，但是很难获得较好效果的。

在充分了解工作区域速度变化规律，掌握以往钻井验证的速度误差统计规律的基础上，采用人机交互的解释手段，对沿层平均速度数据合理的剔除、平滑整理，对速度异常进行正确判断，避免因速度陷阱造成错误的构造解释，并且保持速度在空间的合理变化趋势，再利用多井资料对速度进行标定校正后用于变速时深转换成图。

变速时深转换的步骤：

（1）沿层平均速度的提取

由于工区地层产状平缓，叠加速度（均为 DMO处理后的分析速度）可近似为均方根速度，直接将叠加速度体进行换算获得平均速度体数据。利用时间域解释对比拾取的层位t。数据，提取平均速度数据体上相对应的平均速度值，而获得沿层平均速度数据。

（2）沿层平均速度解释

①首先通过平面和剖面对原始沿层平均速度数据进行检查，对速度异常进行判断。由于静校不足、边界效应、叠加次数降低引起的速度异常，往往出现在反射讯噪比变低的部位，其特点是，速度谱能量团能量弱，叠加速度值偏高。结合地表条件对此种速度异常做出正确判断，然后通过人机交互对其进行合理剔除。

②人机交互平滑沿层平均速度的横向随机波动，在平滑过程中，一是参考t₀层位变化趋势，确定合理的沿层平均速度横向变化趋势，区域上沿层平均速度与相应的 t₀层位两者的变化趋势存在相关性。二是剖面和平面结合，兼顾沿层平均速度在纵向和横向的变化合理性。

③对落差较大的断层两盘的速度分块平滑。

（3）速度的钻井校正及形成深度图

①根据标定后的t₀和对应深度换算出钻井平均速度，并与解释后的沿层平均速度求得速度差值△V。区内每口井都得到△V，一般△V较大，在60～100m/s之间，将各井△V的均值作为速度校正量对工区沿层平均速度整体进行初步校正。

②利用距离加权校正法对沿层速度做进一步剩余量校正，获得经过校正后的沿层平均速度，再与相应层位t₀时间计算出某层的深度图。

6　应用效果分析

在塔北地区艾协克－桑塔木区块三维地震资料构造解释中，采用了上述方法对塔河1号和塔河2号构造进行描述．

塔河2号构造上已有4口钻井，其中有3口井是根据三维地震构造图确定的，均为油气井，产层为三叠系上油组和中油组。

图1是该区三维地震相干数据体水平切片，清楚地反映出一组北东向雁列状展布的断层。

图1　三维地震相干体水平切片　Fig.1　Horizontal slice of 3D seismic coherence cube

图2是三维地震立体解释图。可同时从不同侧面观察构造形态。

图3是

波（三叠系中油组顶面）原始沿层平均速度图，等值线不规律，存在速度异常，经分析判断可能是由地震边界效应和叠加次数降低引起的。

图2　三维地震立体解释图　Fig.2　Cubic interpretative section for 3D Seismic Data

塔里木盆地北部油气田勘探与开发论文集

图4是经人机交互解释平滑校正后的

沿层平均速度平面图，速度异常被消除，等值线规律。

图5是塔河2号构造三叠系中油组顶面

构造图。

表1为钻井预测深度与实钻深度对比结果，最大误差为10m。经钻井验证所预测的构造的相对高低关系正确。

塔里木盆地北部油气田勘探与开发论文集

塔里木盆地北部油气田勘探与开发论文集

表1　塔河2号构造地震预测深度与实钻深度对比　Table1　Contrast between seismic predicted depth and drilled depth for Tahe 2^#structure

7　结语

（1）利用人机交互层位标定技术，以VSP资料和区域标志层确定的深时关系为参考标准向外推，通过综合显示，分析标志波极性、层速度、波组、相位、振幅等特征，对声波时差做合理的校正，制作出与井旁地震记录吻合的合成地震记录，用于地震层位标定获得了较好效果。

（2）在大深度低幅度构造的精细解释中，采用地震相干体断层解释技术，对准确解释断层发挥了重要作用。

（3）利用三维地震资料立体解释技术，便于建立地质体的三维立体概念，在三维数据体上进行地震解释更直观、更迅速，可大大缩短三维地震解释周期，提高成果质量。

（4）人机交互变速时深转换成图方法，通过对速度的综合分析和解释，能够较好地判断速度陷阱和消除速度的随机误差，准确把握平均速度纵、横向变化规律，提高低幅度构造落实精度。但该方法要求工作过程细致，以及掌握区域地质情况及速度变化规律。

参考文献

[1]刘雯林著．油气开发地震技术．北京：石油工业出版社，1996,P.67～72

[2]李正文等著．地震勘探资料解释．北京：地质出版社，1988,P.4～69

Precise interpretation for lower amplitude anomaly

Han Gehua　Li Zhongjia

(Academy of planning and designing, Northwest Bureau of Petroleum Geology，Ürumqi 830011)

Abstracr:The reservoior is deeper,amplitude of local anomaly is lower,transversal variation of seismic velocity is bigger,precise search for the low-amplitude and local anomalies is more difficult in nothem Tarim basin. Using interaction techmology of computer of horizon standardization, coherent analysis of the faults,structural interpretation of 3D visualization and variable time-to-depth of based on precise velocity intenpretation mapping techniques, etc.,we improve the precision of low-amplitude local structure,obtain good effect.

Key words:low-amplitude structure horizon standardization seismic coherence technique 3D visualization mapping on variable velocity