下揚子古生界構造成圖方法研究

薛曙 張宏健 馬金鶴 黃志度 曾菊林（.中石化江蘇油田分公司物探研究院，江蘇南京0046；

2.中石化華東油氣分公司勘探開發研究院，江蘇南京210007）

1 中古生界速度特征與常規作圖方法存在問題

1.1 中古生界速度特征分析

（1）單井Tg上下速度縱向變化特征

從現有的鉆井資料統計分析，下揚子北部地區印支面以上為陸相碎屑巖，地層速度隨埋深變化較明顯，而印支面以下為海陸過渡相、海相沉積，基本為灰巖、白云巖，此類巖性速度很大，層速度隨深度變化不大。從統計單井層速度和平均速度圖看，印支面以下速度較以上的速度大，但古生界的地層速度隨埋深變化較中、新生界小。

（2）地區綜合速度Tg上下速度橫向變化特征

下揚子地區海相中古生界地層經過多期的構造運動，現今各地區古生界地層遭受剝蝕程度差異較大，阜寧和漣水靠近蘇魯造山帶，受應力較強，古生界地層抬升幅度大，上古地層遭受剝蝕嚴重，只有零星殘存，鉆井揭示的都是下古奧陶系、寒武系地層，而寶應和鹽城地區所受應力稍弱，古生界地層剝蝕較少，中上古地層廣泛保存，鉆井見到二疊、石炭、泥盆系地層較多。這些都造成了下揚子地區Tg上下速度橫向變化較快。

1.2 應用常規作圖方法存在問題

地球物理勘探中，地下介質的速度是個非常關鍵的因素。準確的速度求取一直是地震勘探的核心問題，速度求取的準確與否直接影響著地震勘探的各個環節及最終成果。只有得到準確的速度，才能準確的確定地層的深度位置，以及根據速度研究巖石和空隙液體的性質。

常規的作圖方法主要是應用全區有聲波資料的井來擬合一個綜合速度，將解釋層位時間深度轉換，形成初步成果圖，最后計算井點誤差，網格校正。常規作圖法適用于地層分布穩定、橫向速度變化不大的小面積地區，而如果應用在下揚子北部地區，最終的構造圖誤差普遍較大，主要有以下幾點原因：

(1)本區經歷多期構造運動，中古生界地層遭受改造強烈，早期的擠壓推覆，晚期走滑拉張，各個地區剝蝕程度及埋深差異較大，在諸如鹽城斷層上下盤的地區，同一地層埋深相差達到上千米，速度肯定不同，用一個擬合綜合速度成圖，必然誤差較大；

(2)中古生界地層抬升遭受剝蝕的程度不同，殘留的厚度也不同，同樣造成速度差異，導致作圖誤差；

(3)下揚子北部地區針對中古鉆井共有80 余口，但鉆探到古生界且有聲波資料的探井更少，其中鹽阜地區僅有8口，且分布不均，造成擬合速度更偏向于井點多的地區；

(4)井點分布不均同樣導致最后的深度校正只是校正了有井區、多井區，如此會給無井區、少井區的新井層位設計帶來較大誤差。

2 中古生界作圖方法及應用效果

針對下揚子各區的實際情況，分別采用了變深度比值系數校正成圖法、分層剝皮成圖法、模型層析變速成圖法來研究。

2.1 變深度比值系數校正作圖法在李堡地區的應用

（1）變深度系數校正作圖法研究思路

采用常規作圖法得到的目的層初始埋深與探井地質分層的深度結合，生成一個以初始深度為變量的函數關系式，從而對常規成圖結果校正，生成最終成果。

變深度比值系數校正作圖法帶有部分的變速理念，對全區目的層深度校正相對合理，成圖精度較高，適用于無速度譜區的大范圍的成圖。但對于剝蝕強烈區不適用，此外，對于區內的井點分布和數量有一定要求。

（2）主要成圖步驟①常規構造圖：由井擬合綜合速度，采用常規方法成圖h1；②建立深度函數關系：利用井點實際埋深與初始構造圖中的埋深h1，建立校正函數關系：Q=?（h1）；

③二次成圖：網格化函數關系式，得到系數面，校正成規方法成圖h1，得到二次構造圖h2；

④最終成果：最后進行井點誤差校正，得到最終成果圖。

（3）應用效果分析

通過李堡地區的成圖思路及方法研究，從結果對比看，臨古1井實際埋深為2200米，變深度比值系數校正法結果為2250米,常規成圖法該井井點處埋深為2050 米，誤差較變深度比值系數校正法明顯偏大，也說明變深度比值系數校正法對本區而言成圖精度更高，更合理。

2.2 分層剝皮成圖方法在小海地區的應用

（1）分層剝皮成圖法研究思路

這種方法存在一定的局限性，只分析了速度在縱向上的變化，而沒有考慮橫向上的變化，因此在采用此法作圖前，需分析印支面地層橫向上剝蝕程度是否相對均衡，作圖的范圍不宜太大。此外，分層剝皮法沒有考慮相同地層隨埋深變化，層速度也存在差異。

小海地區下古生界Ts反射層現有2個重點目標：大橋及花舍構造。Ts成圖的精度關系到這2個目標的構造形態。

（2）主要成圖步驟

①采用常規作圖法對印支面埋深成圖Hg，并校正；

②利用區內探井N 參2 和老塘1 井，以及本區的速度譜資料，分析古生界的地層速度，求得旅行時差△T 與深度差△H函數關系式△H=2.8056*△T-123.2；

③通過解釋層位Ts及Tg，求得△T=Ts-Tg；

④最終成果：志留系的埋深Hs=Hg+△H，并井點誤差校正，形成最終的構造圖。

（3）應用效果分析

通過分層剝皮法與常規作圖法成果比較，整體構造形態變化較小，但層位埋深相差較大。

2.3 模型層析變速成圖方法在鹽阜地區的應用

常規變速空校是基于迪克斯（Dix）公式進行速度計算的，它是假設在地層傾角不大的情況下，疊加速度近似于均方根速度。但對于下揚子北部的中古生界地層，由于構造運動，地層傾角很大，迪克斯（Dix）公式已經不實用，必須尋求新的速度計算方法。模型層析法是解決高陡構造速度計算的很好解決方法。

（1）模型層析法變速成圖思路

當第一層的層速度已知，由T0 時間圖和第一層層速度可以計算射線的初始入射角和第一層的初始深度，由入射角等于反射角的原理，修改第二層層速度，利用曲射線追蹤迭代和非雙曲線擬合，當擬合的疊加速度與已知速度相等時停止跌代，即求出第二層的層速度，同時求出射線路徑，有射線路徑就可以計算反射界面和反射點偏離入射點的位置（即偏移量）。以此類推，逐層計算。

與平均速度變速成圖方法比較，模型層析法在數據準備方面多出了控制層位的解釋，也就是在作圖目的層上面的地層需要盡可能多的解釋，特別是剝蝕面的解釋。

（2）模型層析法成圖步驟

①疊加速度數據準備：主要是疊加速度資料的收集，以及疊加速度體三維空間立體網格化，需要保證速度在橫向和縱向上的規律性；

②時間層位數據準備：主要是作圖目的層和其上的控制層位的解釋，及網格化；

③時間傾角網格化：時間傾角確定了射線的入射角，由于地層的傾角變化是比較穩定的，同時也為了保證射線追蹤的穩定性，那么就必須獲得傾角的光滑曲面，在這里通過對時間傾角體即（x,y,t,dx）和（x,y,t,dy）做三維立體空間網格化來獲得，在網格化的時候進行大平滑，但不能太大，否則反映不出真正的傾角變化情況；

④射線追蹤：追蹤過程需要每層的T0 時間、疊加速度、時間傾角，然后由上而下計算每個控制層及目的層的層速度及射線路徑；

⑤生成結果數據體：通過前面的各層射線追蹤，在空間上就可以形成時間－深度、時間－x 方向偏移量、時間－y 方向偏移量的數據體；

⑥初步成圖：對任意給定的T0 時間層位，要做變速，就可以用時間層位到上面形成的三個數據體中去插值求對應深度和x、y反向的偏移量，并進行偏移歸位；

⑦最終成圖：通過井點誤差校正，形成最終成果。

（3）應用效果分析

與常規作圖方法比較，在宏觀上總體構造形態基本相似。微觀上，等值線形態與構造高點略有變動，這種情況正是變速空校成圖向聯絡線方向偏移的優點體現。從統計的各鉆井的Tg面埋深誤差來看，模型層析法更為準確。

3 結語

（1）模型層析法充分考慮到變速因子對成圖的影響，成圖精度高；

（2）分層剝皮法對地層適應性有較高要求，對小范圍非剝蝕區相對適用；

（3）變深度校正系數法在傳統基礎上加入變速理念，受邊角無井區域影響小。