春光区块三维速度场的研究与应用

龚琴 马玉

（1.油气资源与勘探技术教育部重点实验室·长江大学，湖北 武汉 430100；2.中国石化河南油田分公司石油物探技术研究院，河南 郑州 450046）

春光区块三维速度场的研究与应用

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（1.油气资源与勘探技术教育部重点实验室·长江大学，湖北 武汉 430100；2.中国石化河南油田分公司石油物探技术研究院，河南 郑州 450046）

三维速度场在石油勘探中有着重要的作用，通过对春光区块速度资料收集与整理，结合该区块地层倾角比较平缓的地质特征，根据DIX公式直接将叠加速度转换为平均速度，对空间各数据点处平均速度进行空间网格平滑处理，建立了该区块三维空间速度场。在对速度场校正过程中，由于区块地震合成记录资料与速度谱对比差异较小，加上本区块VSP资料较少，因此选择用地震合成记录对速度场进行校正，经多次校正提高了速度场的精度。这为后续变速成图提供了准确的速度模型，进而提高构造圈闭的落实精度。

春光区块 速度场 叠加速度 速度模型

0 引言

地震波速度参数是地震勘探［1］中非常重要的参数，速度参数可以提供关于地下构造和岩性等有价值的信息，因此，速度研究是地震勘探永恒的话题，获取准确的速度参数是正确处理和解释地震资料的核心问题之一，是直接关系着勘探成败的重要因素之一。

随着数字地震技术的不断发展，速度分析［2］和研究也有了较快的发展。目前国内外速度场建立和变速构造成图方法可归纳为两种类型，即基于DIX公式法和基于射线法。第一种方法适用于地层倾角较小的地区，第二种类型适用于各种地层倾角，精度较高，为识别地层岩性乃至寻找地下油气藏提供有力的手段。根据春光区块的实际地震地质情况及具体分析，基于该区的地层倾角小于30°，因此选用DIX公式来建立速度场并进行研究应用。

1 工区地质概况

春光区块位于准噶尔盆地西缘车排子凸起，是一向东、东南倾的大型单斜构造，面积为1023 km2。该区是长期继承发展的古凸起，缺失二叠系和三叠系，侏罗系在局部残存分布，白垩系、古近系和新近系超覆沉积在基底之上。从现有资料的分析来看，往往井与井之间的地质分层深度存在差异，一方面说明该区的构造复杂，另一方面也说明该区的地层速度平面变化大，单一的时深对应关系并不存在。因此客观、真实地展现地下地质构造必须进行变速成图［3-4］。

2 三维速度场的建立

应用速度谱资料建立速度场［5］，求取平均速度是建场的核心。环波软件有3种求取平均速度的方法：一是DIX公式法。应用这种方法的前提条件是地层倾角不大于30°；二是模型层析法，它采用射线追踪的方法求取平均速度。这种方法适于复杂条件下的平均速度求取，理论上讲地层倾角小于90°就可以。但是，应用该方法求取平均速度需要层位解释数据，依据层位解释数据确定地层的产状，以便为射线追踪奠定模型基础；三是层位控制法，主要是依据层位解释数据，用相邻质量较好区域速度谱资料求取的平均速度填充质量比较差区域的地层速度。该方法的应用条件是，地层倾角相对较小，而且还需要有层位解释数据。春光区块的地层倾角较

缓，因此可采用DIX公式法求取平均速度。

2.1 速度资料的获取

获得速度资料的主要途径如下：①垂直地震剖面VSP求取的层速度、平均速度；②声波测井获得的声波速度；③地震资料处理中获得的叠加速度谱；④由准确的层位标定和钻井地质分层求取的反算平均速度。

反算平均速度的纵向精度高，但要受层位确定的影响，不一定是真实的平均速度。VSP求取的速度是真实的准确速度。声波测井求取的平均速度也要求作checkshot校正。所以直接由地震资料处理求取的叠加速度用DIX公式转换为平均速度最为简便。但由于地震平均速度在平面上分布密度大，能够控制速度横向变化规律，其他3种速度受工区钻井数目的多少、钻井分布的均匀程度的影响较大，只能作为速度在横向上变化的控制点，而不能控制井间速度变化的细节及速度变化的总体趋势。因此，根据各种速度［6］（叠加速度、VSP层速度、平均速度等）的特点，将其有机地结合起来，才能得到符合本区地质规律的速度场，满足构造成图精度要求。

2.2 DIX公式法建立速度场及流程

DIX公式在速度场建立和构造成图方面仍发挥主要作用，现在还难以找到能完全替代它的有效方法。

2.2.1 基本原理

1）由叠加速度计算均方根速度：在水平层状介质中：φ＝0；Va＝VR；

2）当界面倾角为φ，覆盖层为均匀介质时，求得的叠加速度Va是等效速度V∅，这时要做倾角校正：

式中，VR为均方根速度，m／s；V∅为叠加速度，m／s；φ为界面倾角，°。

经验校正公式：

式中，t0是地震反射中自激自收旅行时，ms。

3）由均方根速度计算层速度：

式中，Vn为第n层的层速度，m／s；VR.n为第n层的均方根速度，m／s；VR.n－1为第n-1层的均方根速度，m／s；t0.n为第n层的自激自收旅行时，ms；t0.n－1为第n-1层的自激自收旅行时，ms。

当已知第n、n-1层的均方根速度以及这两层的时间即可求出第n层的层速度。

4）由层速度计算平均速度：

式中，Vav为平均速度，m／s；vi为第i层的层速度，m／s；ti为第i层的反射时间，ms。

2.2.2 流程图

利用环波软件建立该区速度场流程图如图1所示。

图1 速度场建立流程图

2.3 速度场校正

2.3.1 优选井对建立的速度场进行校正

在地震资料处理过程中，为了使速度在纵横向上都能得到较好的控制，本次研究在对区内38口井进行合成记录精细标定的基础上，按以下方法优选控制井：首先，初步优选标定较好的井合成记录以及VSP测井，根据井点位置的平面分布情况和所钻遇层位，分别选取在横向和纵向上能够控制的井，再利用这些井的各种时深曲线进行单井的层位标定，最后根据地质分层与解释层位的吻合情况，选出用于速度场校正的控制井。图2是速度谱与合成记录对比叠合曲线图，红色代表速度谱资料，黑色代表地震合成记录资料。从图2中可以看出，在井资料与速度谱资料的对比分析过程中，由于该区块的地震合成记录资料与速度谱资料的差异较小，因此选

用地震合成记录资料可对速度场进行校正。

2.3.2 地震速度场校正

由于实际速度分析的精度影响因素较多，即使利用有效的方法对速度做过校正，仍然有必要进行由井控制进行平均速度场误差空间校正。一般来说，地震速度空间上密度大，但精度低，提供了变化的趋势；测井速度（时深数据）空间上比较稀，但精度较高；地质分层数据空间上比速度测井要多，且精度最高。因此综合地震速度、速度测井和地质分层相应的时间建立的速度场既保持了地震速度的整体趋势，又具有钻井速度的精度，并且精度随钻井数量的增加而提高。

环波中提供了4种校正速度场的模型：①VSP校正法；②相对误差系数校正法；③绝对误差系数校正法；④沿层速度校正法。结合本工区的实际地质情况，选择相对误差系数校正法进行校正。

校正原理：单点实际速度除以场速度→单点速度场系数→单点速度场系数立体网格化→系数场→系数场乘以速度场→正确速度场

每次校正后可提取误差进行分析，比较相邻两次速度场的误差系数，直到误差系数接近即趋于稳定时，速度场校正完成。

图2 速度谱与合成记录对比叠合曲线图

3 速度场的应用

速度场的建立为勘探研究工作提供了丰富的速度基础资料。如基于三维空间速度体，提取包括沿层反射平均速度体、层速度体等，根据研究需要也可以切取谱点、任意测线的速度分析剖面。由速度场可以提取的速度资料为储层预测研究工作提供了强大的支持。此外，还可依据速度场将时间域转为深度域。

3.1 速度规律分析

由该区块沙湾组一段沿层平均速度图（图3a）和石炭系沿层平均速度图（图3b）可以看出，沿层平均速度总体上具有西北低、东南高的变化规律。通过对已有的速度资料综合分析得出具体规律如下：

1）纵向上，由浅到深，速度随地层埋深增加逐渐加快。浅层速度变化幅度较小，深层速度变化幅度较大，这可能与浅层岩性，深层受压实等有关。

2）横向上，速度表现为主要受构造演化的控制外，还受岩性尖灭、地层压实及含流体性质等多因素综合影响。

3.2 构造图精度分析

用于时深转换的平均速度准确程度直接联系着构造成图精度，此次研究利用建立的三维空间速度场进行变速成图，提高时深关系转换后的构造精度，使其能够清楚反映地层构造形态，从而可以提高勘探效率。井上的变速成图得到的值与地质分层值（表1、表2）相对误差控制在5%以内，得到高精度构造图。

图3 春光区块沿层平均速度图

4 结论与认识

1）分析多方面地震速度谱资料，在保持速度谱趋势的前提下，加强对地震速度谱的处理，以保证后期建立速度场的精度需要。

2）对于地层倾角小，速度纵向变化相对较小的区块仍采用DIX公式的变速成图方法。对于地层倾角较大及构造较为复杂的地区，需要结合多种方法求取层速度。

表1 春6井和春9井的构造图深度和地质分层深度误差比较表

表2 排208井和排204井的构造图深度和地质分层深度误差比较表

3）用于校正速度场的井的优选方法。井的优选时，要全面考虑以下因素：合成记录与速度谱的吻合程度；井的地质分层与解释层位的吻合状况等。只有全面分析基础资料，才能满足速度场建立的精度要求，为后续油气勘探提供有力的支持。

［1］陆基孟.地震勘探原理［M］.北京：石油工业出版社，1990.

［2］万志超，滕吉文，张秉明，等.各向异性介质中地震波速度的研究现状［J］.地球物理学进展，1997，12（3）：35-44.

［3］战春光，王学军，张家震，等.应用变速成图技术解释富台油田砂砾岩体构造［J］.石油勘探与开发，2003，30（5）：75-76.

［4］张保银，孙建国，黄伟传，等.塔中地区速度场建立及变速成图［J］.石油物探，2004，43（6）：608-611.

［5］尚延安.塔里木盆地轮南地区速度场的建立和应用［J］.油气地质与采收率，2008，15（4）：49-51.

［6］王玉梅，李东波，马丽芳，等.速度异常分析与构造成图技术研究［J］.石油物探，2003，42（1）：102-106.

（编辑：卢栎羽）

中国石油西南油气田安岳气田磨溪009-X2井顺利投产

8月11日，中国石油西南油气田安岳气田龙王庙组气藏磨溪009-X2井正式投产，日产气量90×104m3。009-X2井是继磨溪009-X1、磨溪008-H1井之后第3口获高产的龙王庙组气藏开发井。该井位于四川盆地乐山—龙女寺古隆起磨溪构造西高点，2013年10月18日开钻，2014年3月1日完钻，完钻井深5425m。

（信息来源：中国石油西南油气田公司网 2014－08－13）

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2095-1132（2014）04-0017-04

10.3969／j.issn.2095-1132.2014.04.005

修订回稿日期：2014－07－04

龚琴（1987－），女，硕士研究生，研究方向为地震资料综合解释及储层预测。E-mail：cdgongqin2007@126. com。