變速成圖技術在準噶爾盆地南緣沖斷帶的應用

張健 汪少華 陳家琪 唐必銳 鄒紅亮 侯承恩

中國石油新疆油田公司勘探開發研究院

變速成圖技術在準噶爾盆地南緣沖斷帶的應用

張健 汪少華 陳家琪 唐必銳 鄒紅亮 侯承恩

中國石油新疆油田公司勘探開發研究院

張健等.變速成圖技術在準噶爾盆地南緣沖斷帶的應用.天然氣工業,2010,30(4):35-37.

準噶爾盆地南緣沖斷帶地區的地震資料長期以來由于基準面、填充速度不統一,存在地震解釋層位不閉合,新、老資料難以統一使用的問題,各年度的地震地質成果解決的也僅是局部構造的分布問題,不適應該區以“整體評價、重點突破”為指導思想的油氣勘探、開發的需要。基準面統一處理后的地震資料較好地解決了以上問題,使該區的地震資料能進行區域性的速度分析、速度建模和構造轉深連片成圖,變速成圖技術在該區取得了較好的應用效果;解釋成果也能從較大區域上連片成圖及構造分析研究,區域成圖和構造轉深的精度有較大提高;還發現了瑪北潛伏構造及霍、瑪、吐下盤構造,較客觀地查明了南緣沖斷帶各構造的形態、圈閉規模、構造細節變化及構造間的接觸關系。為該區的勘探開發提供了重要的基礎資料,效果顯著。

準噶爾盆地 構造 地震勘探 基準面 填充 速度 數學模型 圖

1 南緣沖斷帶地震資料特點

研究區位于準噶爾盆地南緣的中、西段,西起奎屯,東至昌吉,東西長約500km、南北寬40km,勘探面積約20000km2。區域構造位置為準噶爾盆地南緣山前斷褶帶二、三排構造帶(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線共147條段,剖面總長4072.05km,三維資料639km2。分析這些資料可以看出,資料處理的年度、單位及參數等都不盡相同,特別是基準面和填充速度的不統一,導致剖面形式(含浮動面及多種固定基準面)相差較大,存在老資料難以統一使用的問題。

圖1 研究區域位置圖

2 以往成果分析

以往地震資料由于處理標準的不統一,造成不同基準面處理資料疊加速度存在差異,相鄰構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線實際控制程度較低[1]。各年度提交的成果獨立,解決的是局部構造的分布問題,各區塊間因存在無規律的深度誤差,構造形態不能拼接,成果不能很好地反映區域構造特征,相鄰構造間斷層組合不合理,構造間接觸關系不清楚,不能很好地進行整體評價成藏機制、油氣富集規律和尋找新的油氣聚集區帶,不適應準噶爾盆地南緣地區油氣勘探、開發的需要。

3 資料連片解釋的可行性

為解決以上問題,首先對該區資料進行了疊后基準面統一處理,處理后的地震剖面,基本解決了反射層相位的閉合問題,相鄰剖面間的構造形態、高點、軸線和斷層分布等符合地質規律,為變速成圖所需的統一速度分析、速度建模[2]、時深轉換、資料連片解釋提供了基礎資料。

3.1 層位標定

測區內有鉆井20余口,聲波測井和VSP測井資料較多,采用合成記錄與VSP走廊疊加剖面資料聯合標定各反射層的地質層位,保證了地震剖面上獨山子組底界—東溝組底界等各主要目的層層位的準確標定。

3.2 剖面對比

層位標定后首先對10條基干剖面及過井剖面資料進行對比解釋,然后通過聯絡測線與其他剖面的交接點 T0值進行閉合檢查。從層位對比追蹤及全區的層位閉合檢查結果來看,地震剖面資料閉合情況較好,保證了連片解釋區內層位的統一。

4 變速成圖技術的應用

4.1 速度控制層的選取

在對南緣地區的鉆、測井資料和地震資料進行綜合分析中發現,該區的縱橫向速度變化大,不同層的層速度,同一地層在不同構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速度結構進行細致的分析[3],才能得到合理的時深轉換速度結構。

速度控制層的選取一般有幾個原則:①選取的速度控制層既能反映本區地震剖面上的構造褶皺變形,也能反映本區層速度在縱向上的變化規律;②目的層;③在地震剖面上能可靠對比或能連續追蹤的標準層;④兩個速度控制層之間應有一定的厚度。

在精細構造建模、剖面解釋及速度分析的基礎上,選取了本區的速度控制層為:基準面—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。

這里將浮動面作為一個速度層面是為了消除資料處理中靜校正填充速度的影響。這是因為工區地形起伏、高差較大。疊加和偏移處理時,地震剖面是校正到一個高于此面的水平基準面之上,如果從固定基準面起,求取各層速度值,高程校正所用固定替換速度對最后各井建立時間—深度關系有很大影響。當浮動面與基準面接近時,替換速度在計算時深轉換速度時的影響是很小的,但當浮動面與基準面相差太大時,替換速度的影響就很大了。因此,為避免這種影響,求取速度關系均是從浮動面起算的,以避開替換速度層。

4.2 橫向速度場的建立

即使是同套地層,它所處的沉積環境是逐漸變化的,或由于后期構造運動的升降作用,導致地層的埋深及地層的壓實程度存在差異,這些都會造成地層速度橫向上的變化。結合鉆測井資料及地震剖面計算各層的速度數據,將每口井每套速度控制層的層速度值標注在相應的平面位置圖上,然后根據測井速度的橫向變化規律,并同時參考同層 T0圖上等 T0值的變化趨勢及埋深變化,用內插的方法編制。這樣能確保速度在同一構造層橫向上以一種逐漸平滑過渡方式實現速度梯度變化,避免因相鄰測線層速度的多變而造成的地下構造形態的畸變,使構造間的起伏和高低關系得到保障,合理反映構造圈閉規模和埋藏深度。

4.3 縱向速度場的建立

其實,無論是二維還是三維的地震剖面,都可視作為速度場中的縱切面,將平面速度圖中的速度值投影到這個縱切面上就得到了地震剖面在縱向上的速度場分布。其具體實現過程如下。

1)首先建立時間域構造模型[4],在偏移剖面上對確定的反射層進行對比,并準確的定位斷層(包括斷點位置、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,合理布設速度控制點,將層速度填充在控制點上,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)將生成的速度場作平滑處理[5],得到平滑速度場(圖2),平滑處理的目的主要是消除突變的速度點。平滑后即可進行批量時深轉換得到深度域剖面。

圖2 速度填充效果示意圖

由于數據量很大,必須依靠計算機來完成這項工作。利用Landmark交互處理解釋系統中的時深轉換速度編輯模塊實現了這一復雜速度場的建立,并利用時深轉換模塊(TDQ)與層速度進行運算將時間偏移數據中解釋的所有信息(如層位、斷層等)轉到深度域后編圖,獲得了較高質量的深度構造圖。

5 應用效果

圖3 準噶爾盆地南緣沖斷帶白堊系勝金口組底界構造圖

通過對基準面統一處理后的資料進行連片解釋及變速成圖,獲得的成果圖構造形態自然,無畸變現象(圖3),且與鉆井吻合較好。地質成果進一步查明了南緣沖斷帶的構造圈閉形態、斷裂展布特征;重新落實了安集海構造、霍爾果斯構造、瑪納斯構造、吐谷魯構造、呼圖壁構造、東灣構造的構造形態、高點位置、圈閉規模;新發現了霍爾果斯下盤構造、瑪納斯下盤構造、吐谷魯下盤構造和瑪北構造。通過構造圈閉評價,指明了瑪納斯構造、吐谷魯構造、呼圖壁構造為該區油氣勘探的最有利的鉆探目標區,同時瑪北構造和安集海構造為該區次一級的油氣勘探的鉆探目標區,并提供了3口建議井位,為南緣地區的勘探開發提供了重要的基礎資料,對南緣沖斷帶下步勘探部署具有指導意義,效果顯著。探討[J].石油物探,2003,42(4):529-537.

[2]覃發蘭.地震資料連片處理解釋技術在廣安地區的應用及效果[J].天然氣工業,2007,27(6):9-11.

[3]唐必銳.四川東部高陡構造深轉換方法研究[J].天然氣工業,2005,25(8):41-43.

[4]張華軍.基于反射層的變層速度模型時深轉換方法[J].天然氣工業,2003,23(1):36-38.

[5]張華軍,肖富森,劉定錦,等.地質構造約束層速度模型在時深轉換中的應用[J].石油物探,2003,42(4):521-525.

[1]梁順軍,彭更新,齊英敏,等.山地復雜構造地震成圖方法

(修改回稿日期 2010-02-29 編輯 韓曉渝)

DOI:10.3787/j.issn.1000-0976.2010.04.007

Zhang Jian,senior engineer,has long been engaged in seismic processing and interpretation.

Add:No.247,North Beijing Rd.,Urumqi,Xinjiang830013,P.R.China

Mobile:+86-13999168628 E-mail:jianzhang@petrochina.com.cn

Application of varying velocity mapping in the thrust belt in the southern margin of the Junggar Basin

Zhang Jian,Wang Shaohua,Chen Jiaqi,Tang Birui,Zou Hongliang,Hou Cheng’en
(Ex ploration and Development Research Institute,Xinjiang Oilf ield Company,PetroChina,Urumqi,Xinjiang830013,China)

NATUR.GAS IND.VOLUME30,ISSUE4,pp.35-37,4/25/2010.(ISSN1000-0976;In Chinese)

As no unified data base level or filling rate has been established for processing the seismic data acquired in the thrust belt in the southern margin of the Junggar Basin,miss-tie occurs in some seismic horizons,and the old and new seismic data cannot be used conformably.What the previous seismogeological research defines is the distribution of local structures,thus the thrust belt in the southern margin cannot be evaluated as a whole.These problems are successfully solved after a unified data base level is established. It is possible to perform regional velocity analysis,velocity modeling and continuous formation mapping through time-depth conversion.The varying velocity mapping technique is successfully applied to the thrust belt in the southern margin.The seismic interpretation results can be used to perform regional and continuous mapping and structural analysis.The accuracies of regional mapping and time-depth conversion are significantly enhanced.The North Malas buried structures and the Huo’erguosi,Malas and Tugulu footwall covered structures are identified.The structural shape,trap size,fine variation of structures and contact relationships between structures are well defined.All these provide important basic data for exploration in the study area.

Junggar Basin,structure,seismic exploration,datum level,filling,velocity,mathematical model,mapping

book=35,ebook=325

10.3787/j.issn.1000-0976.2010.04.007

張健,高級工程師;長期從事地震資料處理及解釋工作。地址:(830013)新疆維吾爾自治區烏魯木齊市北京北路247號。電話:13999168628。E-mail:jianzhang@petrochina.com.cn