许海涛 景海璐 常庆龙 阿依努尔

摘要:盆地周缘的山前冲断带圈闭的发现与落实受浅层砾石层影响严重,需要准确刻画巨厚、不等厚砾石层下伏构造。而直接利用地震速度建立速度场,变速成图时深转换的方法不能满足成图精度要求。针对巨厚、不等厚砾石层下伏构造的特点,总结多年山前复杂构造区速度建场及成图方法经验,运用适宜于巨厚、不等厚砾石层下伏构造速度建场及成图方法——砾石厚度雕刻成图法,消除巨厚砾岩影响,落实了独南构造,为下步独南构造的钻探提供了依据。

关键词:地震解释;速度建场;变速成图;巨厚不等厚砾石;独南构造

中图分类号:TE132;P631文献标识码:A

引 言

准噶尔盆地南缘山前冲断带的油气勘探中,巨厚、不等厚砾石层的存在会影响对下伏构造的识别,需要格外重视对巨厚、不等厚砾石层的下伏构造的落实,因此,速度研究的重要性越来越突出,速度分析方法的研究则成为打破时间剖面假象,还原真实构造形态的“排头军”。

准噶尔盆地南缘独南背斜已钻探的独南a井揭示,自地表向下砾石层厚度近2 000 m,前期研究确定影响巨厚、不等厚砾石层下伏构造落实的主要因素为砾岩厚度的准确落实。以往直接利用地震速度建场[1],进行变速成图无法准确反映砾石层对下伏构造的影响,极大地限制了目的层构造图的准确性[2]。本次速度成图在区域钻井速度分析的基础上,把握各层系速度的纵横向变化趋势,提出了适用于巨厚、不等厚砾石层下伏构造速度建场及成图方法——砾石厚度雕刻成图方法,有效提高了构造图精度,进一步落实了独南构造,为独南构造下步钻探提供了依据。

1 区域概况

1.1 勘探概况

独南背斜位于准噶尔盆地南缘山前冲断带中西段,霍尔果斯油气田、独山子油田、安集海油田与依林黑比尔根山之间,区域位置非常有利。独南背斜地震勘探历经2个阶段:1985至1989年为地震普查阶段;1998至2004年为测网加密,重点落实阶段。目前测网密度为1 km×1 km～1 km×2 km,主测线与联络线共30条,1998至2004年度测线与1985至1989年测线相比,整体品质有较大提高,地震反射特征更为明显,断点更为清晰。独南背斜现有完钻井1口——独南a井,完钻井深4 257 m。独南a井钻遇第四系和第三系上部砾石层近2 000 m。独山子油田和车排子油田主力产层为第三系塔西河组和沙湾组,在本月未见油气显示。

1.2 难点分析

随着独南背斜相邻的霍尔果斯油背斜、安集海背斜和玛纳斯背斜通过技术攻关,先后获得工业油气流,对独南背斜深层构造精细落实成为准噶尔盆地南缘油气勘探的迫切要求,但技术上存在一定的难点。

(1) 独南背斜自地表向下沉积有巨厚、不等厚砾石层,砾石层在剖面显示为杂乱反射,没有能量团对地震速度控制,利用地震速度计算砾岩速度准确性低。

(2) 不同年度采集测线品质差异较大,1998至2004年采集主测线与1985至1989年联络线成图基准面RG面线[3]有较大的闭和差,相邻测线闭合差无规律。

(3) 地震速度规律性不强,对砾岩没有明显反映。

(4) 仅有独南a井1口钻井,缺乏对独南背斜深层地层速度的控制。

受地质条件和地震资料品质限制,直接利用地震速度建立速度场进行变速成图得到的构造图不能满足准确落实独南背斜构造细节的要求,不能准确刻画砾岩体变化,不能真正反映地下构造形态。

2 速度研究及措施应用

能否准确落实独南背斜巨厚、不等厚砾岩下伏构造,关键在于以准确落实砾岩体厚度、速度变化为基础,准确分析目的层以上各层速度变化[4],落实目的层构造形态。因此,从钻测井速度分析、地震速度资料规律性校正、合理速度模型建立[5-6]及钻测井速度约束等方面着手,以精细砾岩厚度雕刻为研究重点,地震速度建场平面控制结合不同速度充填验证速度变化影响,量化分析巨厚、不等厚砾岩对下伏构造影响。

充分借鉴塔里木盆地库车地区和吐哈盆地北部山前带砾岩覆盖区油气勘探的成功经验和有效技术措施,结合准噶尔盆地南缘山前砾岩沉积特点,以独南背斜实验靶区为例,总结了巨厚、不等厚砾岩下伏构造速度建场和构造成图方法,并形成标准化、规范化研究流程(图1)。

2.1 时间域砾岩体精细刻画

完钻探井独南a井揭示地表下巨厚砾石层,前期研究证实巨厚砾石对下伏构造形态具有很大影响,甚至可能产生虚假构造显示。目前,对砾石层的平面刻画主要依赖地震资料进行追踪,但砾石层在地震剖面显示为杂乱反射,准确识别高速砾岩底界困难。为准确识别高速砾岩层地震反射特征,对独南a井岩性与测井速度进行对比分析,根据测井速度对不同沉积时期地层的响应特征,结合岩性录井中地层界面,建立正演模型,分析地震波组特征。再据正演模型分析得到的各地层地震波组响应特征,综合地震合成记录等信息,对独南a井进行已钻遇地层的综合标定。对于未钻遇的深层,可以充分利用区域资料,采用区域引层,地层厚度、速度分析等方法,对下第三系安集海河组和紫泥泉子组底界进行标定(图2)。在此基础上,可根据综合标定结果,对独南背斜各地层反射特征进行追踪,并对砾岩体进行重点刻画,本着“特征优先,沉积合理”的原则,对砾岩体主测线和联络线地震响应精细追踪,尽可能准确刻画砾岩体细节。

2.2 地震速度建模校正

地震速度是反映研究区地层速度平面变化的基础资料,提高地震速度的规律性和准确度是准确建立地震速度场的关键[7]。受巨厚砾石层影响,缺乏能量团对地震速度进行控制,造成地震速度建立的速度场时深转换精度不高。地震速度对砾岩有一定程度的反映,但整体形态与钻井速度反算的叠加速度还存在一定的差异。1998至2004年间采集的地震速度与钻井速度形态较为接近,但1985至1989年间采集的地震速度与钻井速度形态相差较大。

对准噶尔盆地南缘独南背斜附近区域钻探到砾岩的钻井速度进行整理,结合砾岩沉积模式,综合分析砾岩速度认为:独南背斜砾岩速度随深度增大而增加,速度变化范围为3 000～4 100 m/s。确定砾岩起始速度及砾岩速度变化梯度后,即可以地震剖面解释层位数据及地层速度绘制深度剖面,建立格架地震测线所对应的理论速度模型。反复对比速度模型与实际地震速度,在“体现趋势、保留数值”的原则下对地震速度进行校正,即可有效消除速度异常,增强速度变化规律性,提升速度资料品质。

2.3 砾岩体不同速度充填替换

时间剖面上深层反射轴受巨厚、不等厚高速砾岩影响,可能产生虚假构造显示或构造高点、面积和幅度等的改变。独南背斜深层目的层构造高点在砾岩体沉积最厚点偏北约1.0～1.5 km,砾岩体速度变化直接影响砾岩解释厚度,而砾岩厚度对下伏构造的落实和认识具有决定性影响。根据钻测井速度对地层速度进行纵向划分,确定地震速度场的控制层位,精细解释建立地震速度场控制模型。利用正演速度模型校正后的地震速度资料可以求取各层层速度,对构造影响最大的砾岩体采用不同速度充填、替换[8],即可获得对应的深层构造形态。

第1期许海涛等:山前砾岩区下伏构造速度建场及成图技术

独南背斜砾岩体的速度替换依据砾岩速度变化范围选取了3个恒速:3 000、3 500和4 000 m/s。地震速度建场求取砾岩速度,在保留地震速度求取的砾岩体速度整体形态的前提下,按砾岩深度—速度变化曲线约束地震速度变化梯度,可以更加准确地对深度域砾岩体进行刻画。