地震偽井速度點宏觀校正方法與應用
——以珠江口盆地M 氣田為例

羅 澤，謝明英，梁 杰，涂志勇，侯 凱

（中海石油（中國）有限公司深圳分公司，廣東深圳 518000）

0 引言

地震資料解釋是油田勘探開發的一項重要工作，而時深轉換是將時間域地震資料解釋成果轉化成構造圖的橋梁。時深轉換方法越精確，最后得到的構造圖越能最真實地還原地下實際地質構造［1-2］。關于時深轉換方法，國內學者［3-6］作了大量研究，探索出多種時深轉換方法，如變速成圖法、井時深關系擬合法、地質構造約束層速度模型法、地震速度場法和分層統一速度成圖法等。這些常規時深轉換方法在速度橫向變化小的區域效果較好［7-10］，但對于速度場非均質性較強的區域，這些方法卻具有其局限性，且會導致最終構造圖誤差較大。為此，Slotnick［11］和Keydar 等［12］提出了地震走時計算方法，由于底層速度隨深度是線性變化的(v=vo+az)，所以這些方法對構造圖精度提高雖具有一定效果［9］，但在開發階段對構造的精細要求仍然存在一定差距。

時深轉換的核心是速度的求取，速度一般來源于疊加速度和鉆井速度。疊加速度具有全區均勻分布且橫向分辨率高的特點［13-14］，鉆井速度具有縱向分辨率高且準確可靠的特點［15-17］，若能將二者緊密結合起來，實現地震和測井速度協同研究，預計能得到三維空間高精度速度場［18］。鑒于此，凌云等［19-20］和梁衛等［21］提出了井震結合的速度研究方法，通過模型正演和實際研究區證實，井震結合時深轉換方法能夠較準確地反映實際地質構造的時深關系，最終得到精度較高的構造圖，后續開發方案實鉆井也證實了這種井震結合法得到的構造圖誤差較小且精度較高，大部分實鉆井誤差保持在2 m 左右，對復雜地質環境的低幅度構造也有很好的應用效果［21-22］。在此基礎上，針對井震結合時深轉換方法展開進一步研究，對井震結合法進行優化和改進，并提出地震偽井速度點宏觀校正時深轉換方法，以期得到更高精度的構造圖。

1 地震偽井速度點宏觀校正時深轉換方法

目前，比較常用且精度較高的時深轉換方法是變速成圖法，但是其對速度橫向變化大的區域構造成圖效果不佳，原因是速度不僅受埋藏深度的影響，還受到巖性、沉積相帶等特殊地質因素的影響。對于地質條件復雜，速度橫向非均質性強的地區，地震偽井速度點宏觀校正是行之有效的時深轉換方法，其主要分為層速度求取、平均速度求取和速度宏觀趨勢校正三大步驟。

（1）層速度求取，利用高精度速度拾取和沿層速度分析。具體做法為先采用地震疊加剖面拾取宏觀速度場，然后在參考層約束下沿層重新提取疊加速度和偏移速度等地震速度。

（2）平均速度求取。先追蹤出等時界面，確定層位傾角，再進行模型層析法處理，即在已知第n層層速度和反射界面的基礎上，利用射線追蹤原理迭代求取第n+1 層的層速度并確定第n+1 層反射界面，依次循環類推，逐層計算得到地震速度場。

（3）速度宏觀趨勢校正。在對時間域地震資料和深度域測井資料進行標準參考層解釋的基礎上，假定時間域地震相對等時界面與相對應的深度域測井層位滿足時深轉換速度的概率統計分布特征［21］，當ε趨于最小值時，可以求取時深轉換中速度的擬合系數V0，即

式中：Zi為測井層位的深度，m；i為測井的點數，總點數為N；tj為井旁地震層位的雙程旅行時，ms；j為參考層的數量，總層數為M；vo為頂面速度，m/s；βi為隨深度變化而變化的系數。

利用式（1）可以求取最佳平均速度。地震偽井速度點宏觀校正時深轉換方法即是基于此理論求取的最佳時深轉換速度，技術流程為：①由地震處理疊加速度體計算平均速度體；②利用解釋的時間層位沿平均速度體提取層平均速度，再沿測井軌跡提取偽井速度，然后利用偽井速度時間函數與測井速度時間函數的差值對地震速度進行校正，再由校正的地震速度進行時深轉換得到初始的深度域構造圖；③結合地質認識，利用井點誤差擬合一個橫向上具有地質意義的誤差趨勢面；④將這個誤差趨勢面加到初始的深度域構造圖上得到最終的高精度深度構造圖（圖1）。

圖1 地震偽井速度點宏觀校正時深轉換方法技術流程Fig.1 Technical flow chart of time-depth conversion method for macro-correction of pseudowell velocity point

新提出的地震偽井速度點宏觀校正方法是在井震宏觀速度校正方法的基礎上進行改進而得到的。井震宏觀速度校正方法是用井速度宏觀校正地震速度網格，校正量為沿層地震速度時間函數與測井速度時間函數之間的差值。優化后的地震偽井速度點宏觀校正方法是綜合偽井速度與測井速度對地震速度進行校正，采用偽井速度時間函數與測井速度時間函數的差值對地震速度進行校正，將井縱向分辨率高和地震橫向分辨率高的優勢更好地結合在一起，在提高工作效率的同時也能降低構造的不確定性。

2 應用效果

珠江口盆地M 氣田是一個發育在基底隆起之上的翹傾半背斜氣田，構造主體部位受雁行式排列正斷層所控制，速度的橫向變化受斷層影響明顯。區域研究認為，造成這種現象的機理主要為受斷層擠壓力學作用影響，沿垂直于斷層方向存在明顯的速度變化趨勢，從而導致速度的橫向變化受斷層的影響明顯。圖2 是M 氣田時間域地震雙程旅行時層位與深度域測井層位之間換算的各個井點的沿層平均速度散點圖及井震擬合趨勢線，黑色散點為偽井速度，藍色散點為鉆井實測VSP 速度，淺綠色散點為進行地震偽井速度點宏觀校正后得到的沿層平均速度，從圖中可明顯看出，地震速度與測井速度之間存在差異，通常這二者之間的速度差異是由地層各向異性引起的［23］，這種差異在地震速度和測井速度之間是普遍存在的。鑒于此，進行地震偽井速度點宏觀校正是十分必要的。

針對M 氣田主力層H40 層利用常規變速成圖、井震宏觀速度校正和地震偽井速度點宏觀校正等3 種方法得到沿層平均速度平面對比圖（圖3），分析圖3 發現：三者形態大體相似，但井震宏觀速度校正和地震偽井速度點宏觀校正有測井速度參與校正，在數值上多一個低頻分量，反映的地質信息更多，相對于常規變速成圖得到的平均速度更準確；而地震偽井速度點宏觀校正方法能保證在井點處將地震速度精確校正到測井速度，校正后得到的速度更接近真實地層速度，是對井震宏觀速度校正方法的優化和改進。利用3 種方法得到層平均速度后，利用時間構造圖求取得到初始的深度構造圖，提取的勘探井的誤差如表1 所列。從表1 可看出，勘探井的最大誤差分別為93.30 m，44.17 m 和29.55 m 等，誤差逐步減小。綜合對比可知，地震偽井速度點宏觀校正方法得到的構造圖精度最高且效果最好。

通過對比以上時深轉換速度方法發現，地震偽井速度點宏觀校正后，精度得到了明顯改善，但誤差趨勢還存在東西分帶現象，產生這種現象的原因可能是沉積體在橫向分布上存在差異所導致的。為了進一步研究以消除這一現象，在研究區選擇一條近東西向的聯井地震剖面（圖4），發現研究區東部的T-3 井區淺層存在一個厚度很大的低速帶。

圖2 珠江口盆地M 氣田速度場對比Fig.2 Velocity field contrast chart of M gas field in Pearl River Mouth Basin

圖3 珠江口盆地M 氣田H40 層不同方法求取平均速度平面對比圖Fig.3 Comparisons of average velocity by different methods of H40 layer in M gas field of Pearl River Mouth Basin

表1 珠江口盆地M 氣田H40 層誤差校正前探井誤差統計Table 1 Exploration well errors before correction of H40 layer in M gas field of Pearl River Mouth Basin

圖4 珠江口盆地M 氣田聯井三維地震剖面Fig.4 Three-dimensional seismic profile of combined wells in M gas field of Pearl River Mouth Basin

為了進一步落實誤差趨勢東西分帶現象，研究了海底起伏和東部低速體空間展布情況。通過地震資料對海底、低速體頂和低速體底的精細解釋進行追蹤，最后得到了研究區的海底深度圖和淺層低速體厚度圖（圖5—6）。研究發現，研究區海底起伏和淺層低速體影響存在明顯的北西西—南東東向趨勢，鑒于這一特征，利用誤差面板定量校正減小速度陷阱問題造成的影響，以此提高構造圖的精度。具體做法是利用井資料的地質分層數據，結合此特征，最后擬合出一個具有地質意義的誤差趨勢面（圖7），以實現對構造圖誤差校正，最終得到深度構造圖（圖8）。對比3 種時深轉換方法得到的構造圖結果發現，變速成圖方法得到的構造傾角最大，誤差最大，構造形態與地質認識較符合；井震宏觀速度校正后得到的構造圖精度比變速成圖高，構造傾角變緩，與地質認識更符合；地震偽井速度點宏觀校正法對井震宏觀校正進行了優化和改進，得到的構造圖誤差最小，精度最高，構造形態最平緩，與地質認識最吻合，效果最好。

圖5 珠江口盆地M 氣田海底深度Fig.5 Seabed depth map of M gas field in Pearl River Mouth Basin

圖6 珠江口盆地M 氣田淺層低速帶厚度Fig.6 Thickness map of shallow low velocity zone in M gas field of Pearl River Mouth Basin

圖7 地震偽井速度點宏觀校正誤差趨勢面Fig.7 Macro-correction error trend chart of pseudo-well velocity point

圖8 3 種時深轉換方法得到的珠江口盆地M 氣田H40 層構造對比圖Fig.8 Structural contrast before and after macro-correction of pseudo-well velocity point of H40 layer in M gas field of Pearl River Mouth Basin

基于珠江口盆地M 氣田的構造研究工作，后期在珠江口盆地M 氣田實施了4 口生產開發井（k1—k4），其平面分布位置如圖9 所示，實鉆誤差統計對比結果見表2。從表2 可知：井震宏觀速度趨勢校正前最大誤差高達14.28 m，誤差普遍在10 m 左右；井震宏觀速度趨勢校正后最大誤差為1.37 m，誤差控制在2 m 以內，精度具有一定提高；地震偽井速度點宏觀校正后最大誤差僅有0.89 m，誤差控制在1 m 以內，相對比而言，誤差最小，精度最高。綜上可知，地震偽井速度點宏觀校正后構造精度最高，總體上地震偽井速度點宏觀校正方法得到的構造圖誤差最小，精度最高。

圖9 珠江口盆地M 氣田H40 層井點分布Fig.9 Distribution of well points of H40 Layer in M gas field of Pearl River Mouth Basin

表2 珠江口盆地M 氣田H40 層地震偽井速度點宏觀校正前后開發井預測誤差統計Table 2 Development well prediction errors before and after macro-correction of pseudo-well velocity point of H40 layer in M gas field of Pearl River Mouth Basin

3 結論

（1）地震偽井速度點宏觀校正法是在井震精細標定和層位精細解釋的基礎上，以多口測井速度數據為基礎，在宏觀上校正地震速度，既利用了地震速度的橫向高分辨率，又結合了測井速度的垂向高分辨率，得到的速度更接近地下真實地層速度。經過綜合評價，證實了地震偽井速度點宏觀校正時深轉換方法對珠江口盆地M 氣田是適用的。

（2）通過對珠江口盆地M 氣田構造的精細研究，并對傳統變速成圖時深轉換方法進行了改進和完善，提出地震偽井速度點宏觀校正方法，得到的構造圖精度高，誤差小。通過地震偽井速度點宏觀校正方法可以得到精度較高的構造圖，減小實鉆深度與預測深度的誤差，得到的高精度構造圖很好地解決了開發階段對構造的精細要求，為珠江口盆地M 氣田的高效開發提供了一定的指導作用。

（3）實踐證明地震偽井速度點宏觀校正方法是一種行之有效的時深轉換方法。此方法能為南海東部其他區域的油氣田精細構造研究提供借鑒和幫助。