大民屯凹陷太古宇内幕岩性界面地震识别方法探讨

杨 雪

（中油辽河油田公司勘探开发研究院，辽宁盘锦124010）

·石油与钻掘工程·

大民屯凹陷太古宇内幕岩性界面地震识别方法探讨

杨 雪*

（中油辽河油田公司勘探开发研究院，辽宁盘锦124010）

大民屯凹陷太古宇中富含油气，但内幕结构难以识别。基于太古宇内幕岩性成层状分布，利用地震速度谱求取其层速度，并用声波测井速度进行校正；依据岩性变化造成的地震层速度差异，结合井的标定，对太古宇内幕岩性界面并进行地震追踪，指导油气勘探。

岩石速度；地震层速度；太古宇内幕；岩性界面；大民屯凹陷

大民屯凹陷太古宇变质岩中富含油气，油气不仅赋存于风化壳，内幕也有分布，而内幕勘探领域广阔，受到越来越多的关注。但是，太古宇在地震上表现出杂乱反射特征，其内幕结构难以识别。随着近年来地震采集、处理方法的提高，地震资料品质有了明显的改善，地震资料对内幕结构有一定的反映。而且，从岩石结构特征及矿物组合特征分析，构成太古宇变质岩的原岩以沉积岩为主，而沉积岩在沉积过程中不同岩性具有分层的特点，发生变质作用后，仍然存在成层状分布的现象[1]。这种现象造成变质岩层中地震波速度的变化出现一些规律。可以通过井、震速度的联合标定，对太古宇内幕的岩性界面进行地震追踪。

1 测井岩石速度求取

岩石速度是指穿过一块岩石的声波传播速度，声波在不同类型岩石中的传播速度存在差异[2]。对于太古宇结晶基底，声波传播速度主要取决于岩石的性质和密度，而岩石的密度与岩性密切相关，因此岩性识别是获取岩石速度的基础。通过已知井的岩性薄片鉴定结果与其测井响应特征的对应关系，选用岩石密度、补偿中子、自然伽马等对岩性响应特征明显的测井系列，建立识别标准（表1），对太古宇岩性组成进行识别。

大民屯凹陷太古宇主要由区域变质岩类和混合岩类构成，岩石类型包括变粒岩、片麻岩、斜长角闪岩，以及混合岩化形成的混合岩、混合片麻岩、混合花岗岩等，局部发育侵入的辉绿岩、煌斑岩。通过对大民屯凹陷百余口井的测井资料进行分析统计，选取岩性均一、厚度大的致密岩层段对应的声波测井值进行统计和计算，得到实测的各类岩石速度（表1）。其中，岩浆岩和变质岩中的斜长角闪岩的速度较高，均大于5700m/s，其它类型岩石的平均速度在5300～5700m/s之间。而大民屯凹陷的钻探效果表明，除了岩浆岩和斜长角闪岩，其它多数类型的岩石均为有利储集岩，因此，岩石速度可以反映岩石的储集性能。

但是，通过单口井获取的岩性信息十分有限，对于井控程度低的太古宇内幕，只能通过地震手段，利用地震速度的差异识别岩性，从而了解有利储集岩的分布情况。

2 地震层速度计算

地震波在岩层中的传播速度受多种因素的影响，包括：岩石性质和密度、埋藏深度、地质年代、孔隙率等因素。对于构造比较简单的沉积岩层，地震波速度一般随深度而增加，速度趋势比较单一；而对于刚性的基底岩层，速度变化趋势并不符合上述规律，地震波速度随岩性的变化而变化。大民屯凹陷太古宇内幕岩性具有层状分布的特征，可以利用地震速度谱计算其岩层速度。

计算层速度首先需要获取叠加速度。地震速度分析得到大量的速度谱及叠加速度信息，在地震剖面上按照速度谱对应的炮点位置，读取各层段顶底的To值，以及相应炮点处速度谱上对应的叠加速度，通过倾角校正求取均方根速度，再根据Dix公式就可求取某层段的地震层速度[3]。

表1 大民屯凹陷太古宇实测岩石速度

2.1 倾角校正

对于水平层状介质，其叠加速度等于均方根速度。但是当地层陡倾时，需通过倾角校正，根据公式（1）求取均方根速度：

式中：νa——叠加速度；

νR——均方根速度；

φ——地层倾角；

Δt0——取值点之间的时差；

L——取值点之间的距离。

2.2 计算层速度

式中:vi——层速度；

vR,n——第n个界面的均方根速度；

t0,n——第n个界面的双程旅行时间。

按公式（2）可以将地震均方根速度转换为层速度。由于地震层速度和测井岩石速度获取方法不同，同种岩性对应的速度值并不相同[4-6]。地震波能量在传递过程中存在损耗，以及泥岩盖层超压形成低速带[7]，造成太古宇中的地震层速度小于测井岩石速度。通过对比，2种速度变化趋势基本一致，其差值近似为一个常数，将计算的地震层速度加上800m/s的校正量，即转换为岩石速度。

图1 利用速度谱追踪太古宇内幕岩性界面

3 岩性界面地震追踪

大民屯凹陷太古宇内幕岩性在一定范围内分布稳定，其速度变化在横向上具有可对比性。因此，把一系列校正后的层速度曲线与地震资料对接，通过井资料对岩性界面的标定，建立岩性界面与地震速度变化的对应关系，再利用层速度曲线对岩性界面进行插值，结合地震反射特征分析，实现太古宇内幕岩性界面的地震追踪。

以过XX1井主测线L8431地震剖面为例（图1），通过合成记录精细的标定，XX1井在2030ms进入太古宇，T2851速度曲线出现一次变化，在2340ms处，速度曲线再次出现变化（图1a），并在地震上形成一组反射轴，而2340ms处为XX1井标定的变粒岩与辉绿岩的岩性界面（图1b），此处岩性界面与层速度及反射特征具有较好的对应关系；至T2891处，该组反射轴已没有明显的连续性，但从速度曲线仍可以识别（图1c），T2891处的层速度在2610ms出现明显变化，其层速度大小和曲线变化趋势与T2851相似，由此得出T2891与2610ms的交点即为XX1标定的岩性界面。

4 结论

基于大民屯凹陷太古宇内幕岩性成层状分布，利用地震速度谱求取其层速度，结合井的标定，依据岩性变化造成的地震速度差异，对中央潜山带内幕岩性界面进行地震追踪，初步识别了其内幕结构并成功部署探井1口。该井揭露的岩性和地层产状与地质设计相符，说明从地震上对内幕结构进行识别是可行的。

[1]谢文彦，孟卫工，李晓光,等.辽河坳陷基岩油气藏[M].北京：石油工业出版社,2012.

[2]楚泽涵.声波测井原理[M].北京：石油工业出版社,1987.

[3]陆基孟.地震勘探原理[M].北京：中国石油大学出版社,2006.

[4]冯世暄.地震声速与测井声速对比勘探石油的设想[J].华东石油大学学报，1986,10（3）：87-92.

[5]楚泽涵，雍太军，李艳华.垂直地震剖面层速度与声波测井速度的对比[J].岩石力学与工程学报，1996,15（增刊）：481-486.

[6]罗运先，赵宪生，吴雄英,等.地震波速度的纵、横向变化分析[J].成都理工大学学报：自然科学版，2005,32（5）：525-529.

[7] 史建南，郝芳，姜建群.大民屯凹陷超压演化的多因素耦合[J].石油勘探与开发，2006,33（1）：40-43.

P631.4

A

1004-5716(2015)09-0015-03

2015-02-28

国家科技重大专项“辽河坳陷增储领域地质评价与勘探实践”（课题编号2011ZX05006-005）。

杨雪（1974-），女（汉族），新疆昌吉人，工程师，现从事石油地质综合研究工作。