三湖地區(qū)真假含氣地震異常的識(shí)別與處理技術(shù)

王海立 翟俊偉 寧宏曉 于寶華 趙榮艷

東方地球物理勘探有限責(zé)任公司敦煌經(jīng)理部

三湖地區(qū)真假含氣地震異常的識(shí)別與處理技術(shù)

王海立 翟俊偉 寧宏曉 于寶華 趙榮艷

東方地球物理勘探有限責(zé)任公司敦煌經(jīng)理部

柴達(dá)木盆地三湖地區(qū)地震剖面上的“低頻、同相軸下拉”現(xiàn)象是尋找氣藏的有效手段。但是隨著勘探的深入，發(fā)現(xiàn)地震反射異常現(xiàn)象并不都是由于地層含氣引起的，一些特殊的地表?xiàng)l件（表層結(jié)構(gòu)異常）也會(huì)造成類似的異常現(xiàn)象，致使一些探井鉆探失利。在近兩年的該區(qū)高精度二維地震勘探中，通過針對(duì)性的表層調(diào)查方法和對(duì)近地表結(jié)構(gòu)的精細(xì)解剖，弄清楚了地震反射異常與表層結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)表層結(jié)構(gòu)引起的地震異常有了較深刻的認(rèn)識(shí)；通過分析總結(jié)，提出了用反射時(shí)間法來甄別表層異常與地下含氣異常；在此基礎(chǔ)上，通過高精度折射靜校正處理技術(shù)消除了這些由于表層結(jié)構(gòu)異常變化帶來的地震資料異常。這些技術(shù)措施的實(shí)施，為三湖地區(qū)地震資料真假異常的識(shí)別提供了比較實(shí)用的方法，在實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用中見到了較好的效果。

柴達(dá)木盆地 三湖地區(qū) 表層 地震資料 異常 反射時(shí)間 靜校正 消除

柴達(dá)木盆地三湖地區(qū)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的含氣構(gòu)造大多是幅度很低的同沉積背斜，三大氣田的發(fā)現(xiàn)和儲(chǔ)量的大幅度增加，很大程度上都是依賴于低頻、同相軸下拉等地震資料異常現(xiàn)象來識(shí)別和發(fā)現(xiàn)的。但隨著勘探的深入，按照地震資料異常特點(diǎn)確定的油氣鉆探井出現(xiàn)了很多失利，使得油氣勘探陷入困境［1］。為此對(duì)該區(qū)域的地震資料異常進(jìn)行了深入的研究，認(rèn)識(shí)到地震剖面上的異常不僅僅和地下含氣有關(guān)，也和近地表結(jié)構(gòu)有關(guān)［2］。該區(qū)地表相對(duì)比較平緩，地表巖性比較單一。一般都認(rèn)為該區(qū)域表層結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，靜校正問題不突出，地震資料處理過程中通常都是采用簡(jiǎn)單的高程靜校正方法。近兩年來，在該區(qū)域開展了高精度二維地震勘探，在表層調(diào)查和靜校正方面有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。在對(duì)表層結(jié)構(gòu)研究的基礎(chǔ)上，對(duì)表層結(jié)構(gòu)引起的地震資料異常進(jìn)行了細(xì)致的分析和研究。

1 存在問題與技術(shù)需求

圖1 含氣異常與非含氣異常地震剖面圖

如圖1－a所示，在三湖地區(qū)地震剖面上出現(xiàn)的低頻、同相軸下拉現(xiàn)象是典型的含氣識(shí)別標(biāo)志。在圖1－b所示的地震資料異常與圖1－a含氣地震響應(yīng)類似，但鉆探的結(jié)果未發(fā)現(xiàn)工業(yè)氣流。通過對(duì)該區(qū)域表層結(jié)構(gòu)的調(diào)查和分析認(rèn)識(shí)到，巨厚疏松的低降速帶也可以造成類似的地震異常［2］。如何有效識(shí)別近地表結(jié)構(gòu)引起的地震異常，一直未得到很好的解決。從技術(shù)上講，需要有效的方法來識(shí)別和區(qū)分近地表結(jié)構(gòu)引起的地震異常和地層含氣造成的地震異常，在識(shí)別的基礎(chǔ)上，采取一定的方法和措施對(duì)地表結(jié)構(gòu)異常帶來的地震異常進(jìn)行處理和消除。

2 主要技術(shù)方法及效果

2.1 精細(xì)表層調(diào)查及建模技術(shù)

2.1.1 基于分區(qū)的表層調(diào)查技術(shù)

表層調(diào)查應(yīng)結(jié)合控制點(diǎn)的目的和作用來考慮。從表層調(diào)查所要完成的地質(zhì)任務(wù)出發(fā)，針對(duì)不同的地表特點(diǎn)，采用不同的表層調(diào)查方法提高表層調(diào)查精度和施工效率。如在速度為正序的層狀介質(zhì)區(qū)主要采用小折射調(diào)查；在低降速帶較厚的連續(xù)介質(zhì)區(qū)采取層析表層調(diào)查；在結(jié)晶鹽夾層區(qū)采用小折射—微測(cè)井聯(lián)合調(diào)查；在低降速帶巨厚區(qū)采用超深微測(cè)井調(diào)查。同時(shí)，分區(qū)布設(shè)一定數(shù)量的微測(cè)井調(diào)查進(jìn)行控制和驗(yàn)證。

2.1.2 模型迭代的表層調(diào)查技術(shù)

為建立高精度的表層模型，采用模型迭代的調(diào)查技術(shù)提高對(duì)近地表的解剖精度。該流程通過對(duì)初次調(diào)查的地表模型進(jìn)行綜合分析，對(duì)初次模型不合理的地方采取加密控制點(diǎn)或進(jìn)行二次調(diào)查，然后加入新的調(diào)查結(jié)果重新建立模型。采取這種重復(fù)迭代的方式使最終建立的模型精度達(dá)到滿意的結(jié)果。

2.1.3 內(nèi)插控制點(diǎn)聯(lián)合建模技術(shù)

三湖臺(tái)吉乃爾湖區(qū)受施工條件的限制，表層調(diào)查工作難以開展。因此提出了內(nèi)插控制點(diǎn)聯(lián)合建模技術(shù)：結(jié)合大炮初至反演結(jié)果，內(nèi)插控制點(diǎn)和常規(guī)表層調(diào)查結(jié)果聯(lián)合起來建立整個(gè)臺(tái)南地區(qū)的近地表結(jié)構(gòu)模型。內(nèi)插控制點(diǎn)聯(lián)合建模技術(shù)主要有兩部分：①基于表層調(diào)查控制點(diǎn)數(shù)據(jù)插值建模，在表層調(diào)查資料質(zhì)量好、數(shù)據(jù)完整，具有穩(wěn)定高速層頂界面的地區(qū)，以實(shí)際表層調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，合理優(yōu)化參數(shù)，采用層間關(guān)系系數(shù)法建模；②基于初至波反演建模，湖區(qū)等不具備表層調(diào)查施工條件的空白區(qū)，利用初至層析反演模型結(jié)果，內(nèi)插出空白區(qū)的控制點(diǎn)后聯(lián)合實(shí)際調(diào)查點(diǎn)建立模型。

2.1.4 表層數(shù)據(jù)處理分析技術(shù)

三湖鹽堿地表多為鹽泥交互層，表層結(jié)構(gòu)構(gòu)成方面非常復(fù)雜：如低速層＋高速層（兩層結(jié)構(gòu)）、低速層＋高速層＋低速層（三層結(jié)構(gòu)）、低速層＋多層降速、高速互層＋高速層（多層結(jié)構(gòu)），以及高速層直接出露于地表的鹽堿層結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)廣泛存在，且在空間分布上又相互交融，給表層調(diào)查數(shù)據(jù)的分析帶來了較大困難。為提高建模精度，在數(shù)據(jù)分析上，主要采取了兩種技術(shù)：①等效層分析技術(shù)——通過等效原理對(duì)多層結(jié)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)層歸一；②平面優(yōu)化分析技術(shù)——通過各種輔助軟件將各類表層物理參數(shù)繪制在平面圖上分析，剔除奇異值，保證數(shù)據(jù)符合地質(zhì)變化規(guī)律。在分析中主要把握兩個(gè)原則：一是確保低降速靜校正相等；二是確保基準(zhǔn)面靜校正相等。

2.1.5 近地表整體解剖技術(shù)

首先利用小折射、微測(cè)井資料、野外近地表巖性調(diào)查資料，以及攻關(guān)區(qū)域內(nèi)的地物、地貌資料，查明表層結(jié)構(gòu)基本特征，理清表層巖性、速度的分布規(guī)律；然后比對(duì)地震大炮資料，搞清表層巖性和剖面上可疑異常的對(duì)應(yīng)關(guān)系；最后與大炮初至反演模型相結(jié)合，通過對(duì)比分析，弄清楚近地表結(jié)構(gòu)變化規(guī)律，建立起精確的三維近地表模型。

2.2 反射時(shí)間法異常識(shí)別技術(shù)

表層異常指地表附近一定區(qū)域的速度、厚度異常變化，表層異常范圍一般比含氣異常范圍要淺得多。含氣異常范圍和天然氣的埋藏深度有關(guān)，如臺(tái)南氣田近地表基本無含氣影響，從一定深度開始，到深層均有異常；澀北氣田從淺至深均受含氣異常的影響［3］。因此，對(duì)于一定深度的某一反射層來說，表層異常影響范圍一般在界面以上，而含氣異常范圍影響到了反射界面。基于這一特點(diǎn)，表層異常、地下含氣異常對(duì)某一界面的反射時(shí)間的響應(yīng)特征是不一樣的［4－5］。

研究結(jié)果表明，不同位置單炮對(duì)于某一反射界面，表層異常和地下含氣異常的反射時(shí)間響應(yīng)在檢波點(diǎn)域和CMP域是正好相反的。在檢波點(diǎn)域里，表層異常導(dǎo)致的反射時(shí)移是對(duì)齊的，在CMP域里是分散的；對(duì)于地下含氣異常，在檢波點(diǎn)域里，含氣異常導(dǎo)致的反射時(shí)移是分散的，在CMP域里是對(duì)齊的。實(shí)際資料應(yīng)用表明（圖2），利用反射時(shí)間法識(shí)別表層異常與含氣異常是可行的，從而為甄別該區(qū)域的表層結(jié)構(gòu)異常提供了一種新的思路和方法。

2.3 表層結(jié)構(gòu)與地震異常關(guān)系分析

從近兩年高精度二維勘探剖面分析來看，三湖地區(qū)存在11處主要地震異常（圖3）。從圖3可以看到，臺(tái)南氣區(qū)南側(cè)條帶狀分布的地震異常對(duì)應(yīng)的低降速帶相對(duì)較厚，該條帶狀異常區(qū)域?qū)?yīng)著低降速帶厚度較厚的疏松砂體，在調(diào)查中也發(fā)現(xiàn)該區(qū)域含水量較多，頻率衰減嚴(yán)重，屬于受低降速帶和含水量?jī)煞N因素影響的表層結(jié)構(gòu)異常區(qū)。澀東地震異常帶存在速度較低的巨厚膠泥體且微測(cè)井施工時(shí)發(fā)現(xiàn)淺表氣發(fā)育，屬于表層結(jié)構(gòu)和含氣同時(shí)影響的地震異常。工區(qū)東北角位于駝峰山前斜坡上，低降速帶也較厚，但探井顯示同時(shí)也含有天然氣。通過靜校正應(yīng)用后，異常幅度有所降低，但依然存在，因此該區(qū)域也存在表層結(jié)構(gòu)與含氣的雙重影響。澀北1、2號(hào)氣區(qū)、臺(tái)吉乃爾氣區(qū)、駝西區(qū)域從地表高程來看，位于地勢(shì)較高的山丘上，低降速帶厚度相對(duì)也較厚。但是從測(cè)線上看，發(fā)生異常的區(qū)域變化并不是非常劇烈，地震異常區(qū)域小于低降速帶的厚度變化區(qū)域，和相鄰部位比，是一個(gè)漸變的過程，沒有明顯的突變，低降速帶雙程旅行時(shí)沒有異常，因此異常主要是受含氣的影響。對(duì)這些異常，通過精細(xì)表層調(diào)查及建模技術(shù)建立的表層模型，結(jié)合反射時(shí)間法分析，進(jìn)行了有效的識(shí)別。

圖2 臺(tái)南氣田南側(cè)表層異常反射時(shí)間響應(yīng)特征圖

圖3 地震異常帶與表層結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)關(guān)系圖

2.4 高精度初至折射靜校正技術(shù)

三湖地區(qū)地表相對(duì)平坦，以往該區(qū)資料處理主要采用高程靜校正，導(dǎo)致在很多近地表異常地區(qū)地震剖面資料較差。通過近兩年的研究，認(rèn)識(shí)到該區(qū)的低降速帶變化劇烈，存在較多的局部低降速帶異常。通過對(duì)靜校正方法的分析，最終確定了適合本區(qū)的方法——折射靜校正方法。基于模型約束的折射靜校正方法能提供高質(zhì)量的中、長(zhǎng)波長(zhǎng)分量，同時(shí)，其短波長(zhǎng)靜校正精度也較高。在實(shí)際靜校正工作中，主要把握了以下技術(shù)要點(diǎn)：①通過詳細(xì)的近地表結(jié)構(gòu)的整體解剖，準(zhǔn)確建立近地表模型，為折射靜校正提供了合理的模型約束參數(shù)；②通過對(duì)湖區(qū)、鹽堿地、鹽堿沼澤和淺層含氣區(qū)等表層結(jié)構(gòu)對(duì)大炮初至質(zhì)量影響較大的地區(qū)，采用處理手段提高初至質(zhì)量，提高了折射靜校正在這些區(qū)域的應(yīng)用精度；③通過提高折射波的識(shí)別、合理的折射分層、消除排列邊界效應(yīng)的延遲時(shí)延拓，對(duì)比層析反演模型，確定合理的靜校正計(jì)算標(biāo)志層，最大限度地解決了該區(qū)存在的靜校正問題，消除了一些表層異常的影響（圖4）。

圖4 經(jīng)靜校正后表層異常得到解決的地震剖面圖

3 結(jié)論

1）精細(xì)的表層調(diào)查及建模技術(shù)是識(shí)別異常的基礎(chǔ)。

2）通過對(duì)異常反射時(shí)間響應(yīng)特征分析，可以有效識(shí)別出表層異常，這提供了一種新的思路和方法。

3）大炮初至包含了豐富的近地表資料，對(duì)表層異常反應(yīng)較靈敏，因而模型約束下的折射靜校正方法精度較高，能較好消除一些表層異常的影響。

［1］張紹勝，曾富英，孔驊.柴達(dá)木盆地三湖地區(qū)地震異常分析［J］.天然氣工業(yè)，2007，27（增刊1）：176－177.

［2］王西文，徐鳳銀，馮云發(fā)，等.三湖地區(qū)地震資料處理中的靜校正方法研究［J］.石油地球物理勘探，2007，42（5）：572－580.

［3］張林，孫平，張紹勝.柴達(dá)木盆地第四系巖性氣藏成藏條件［J］.天然氣工業(yè)，2009，29（9）：32－34.

［4］MIKECOX.反射地震勘探靜校正技術(shù)［M］.李培明，柯本喜，譯.北京：石油工業(yè)出版社，2004.

［5］陸基孟.地震勘探原理［M］.東營(yíng)：石油大學(xué)出版社，1993.

Identification and elimination of non－gas－related seismic anomalies in the Sanhu area，Qaidam Basin

Wang Haili，Zhai Junwei，Ning Hongxiao，Yu Baohua，Zhao Rongyan
（Dunhuang Management Department，BGP Inc.，CNPC，Dunhuang，Gansu 736202，China）

NATUR.GAS IND.VOLUME 31，ISSUE 6，pp.39－41，6／25／2011.（ISSN 1000－0976；In Chinese）

Seismic anomaly of"low frequency and event down－pulling"was previously believed to be indicators of gas reservoirs on seismic section in the Sanhu area，Qaidam Basin.However，along with the deepening of exploration，it is discovered that not all the seismic anomalies are caused by gas in reservoirs and some surface structures can also induce similar anomalies，leading to the failure of some exploratory wells.During the high－resolution 2D seismic exploration in recent two years，we have discovered the relationship between this kind of anomaly and surface structures based on a detailed analysis of surface structures.A reflection time method is presented for differentiating seismic anomalies caused by surface structures and those by subsurface gas reservoirs.The high－resolution refraction static correction technique is used to eliminate the anomalies caused by surface structures.These methods are practical for the differentiation of non－gas－related and gas－related seismic anomalies.

Qaidam Basin，Sanhu area，surface，seismic data，anomaly，reflection time，static correction，elimination

王海立，1976年生，工程師；主要從事地球物理勘探研究工作。地址：（736202）甘肅省敦煌市七里鎮(zhèn)。電話：13993743968。E－mail：wanghaili555＠sohu.com

王海立等.三湖地區(qū)真假含氣地震異常的識(shí)別與處理技術(shù).天然氣工業(yè)，2011，31（6）：39－41.

10.3787／j.issn.1000－0976.2011.06.006

（修改回稿日期 2011－03－26 編輯 韓曉渝）

DOI：10.3787／j.issn.1000－0976.2011.06.006

Wang Haili，engineer，born in 1976，is mainly engaged in geophysical exploration research.

Add：Qilizhen，Dunhuang，Gansu 736202，P.R.China

Mobile：＋86－13993743968 E－mail：wanghaili555＠sohu.com