密井网区高精度三维速度场的建立

胡玉双，　郝宇刚，　贾　林

(1．东北石油大学 地球科学学院， 黑龙江 大庆 163318；2．中国石油塔里木油田公司， 新疆维吾尔自治区 塔里木 842209)



密井网区高精度三维速度场的建立

胡玉双1，郝宇刚1，贾林2

(1．东北石油大学 地球科学学院， 黑龙江 大庆 163318；2．中国石油塔里木油田公司， 新疆维吾尔自治区 塔里木 842209)

高精度三维速度场是揭示地下地质特征的重要保障。结合研究区开发程度高、井网密集的实际情况，制作高精度合成记录，建立三维速度体。利用层位约束进行速度校正，结合平均速度异常分析、多井时深关系定位异常点、构造图分析对三维速度体的精度进行质量监控。应用高精度三维速度场完成了构造成图。后验井在构造图中的深度与实际钻井分层结果对比，误差小于0.3%，证明该速度体用于时深转换所成构造图精度较高。

密井网； 三维速度体； 平均速度异常； 构造成图

地震波速度参数的确定贯穿于地震数据采集、处理和解释的各个环节，每一部分地震波速度都起到重要作用。速度的精度直接影响构造成图和地质分析。地震资料处理过程中，速度的误差会直接影响成像效果，产生与地下地质条件不符的假象，进而直接影响解释结果的可靠性[1]。随着勘探开发进程推进，许多油田已经进入高含水后期开发阶段，剩余油预测则成为油田开发的核心问题和提高采收率的瓶颈[2]。而控制剩余油分布的关键问题就是微幅度构造、小断层和井间砂体展布研究[3]。为了精确识别小断层、微构造，制作高精度构造图，建立高精度三维速度场意义重大。笔者结合研究区的实际情况，利用地震合成记录，建立三维速度场，并进行效果分析。

1　常规速度场建立方法

1.1利用速度谱资料建立速度场

该方法是利用地震资料处理过程中拾取的叠加速度谱或者其他类型的速度资料，通过整理，将其他格式的速度谱转换成环波数据格式，并对速度谱作修饰性处理。在此基础之上，对速度谱进行整体校正，使速度的变化趋势最大程度符合地层的变化趋势[4]。将叠加速度转换为均方根速度，利用Dix公式计算层速度，再利用测井数据得到的分层和井点速度对速度谱进行校正，得到更加准确的平均速度[1]。

1.2利用地震合成记录建立速度场

利用声波和密度曲线，制作人工合成地震记录，确定单井井点处的时深关系，对每口井的时深关系按照解释层位的趋势进行插值，得到速度场。该方法高效、简单，是目前常用方法之一，适用于井网密度较大的地区[5]。

1.3利用测井分层数据拟合平均速度

此方法是将地震解释得到的时间层位和地质分层得到的分层深度进行拟合，得到每一层的平均速度。该方法操作方便，原理简单，但是得到的平均速度在局部构造的细节不够精确，通常适用于较大范围的构造研究和构造简单的地层[6]。实现方法是，提取对应层位T0图上井点位置的背景值，与实际测井分层深度进行二维线性拟合，得到对应层位的平均速度，进而完成构造图。

2　三维速度场的构建

研究区属于开发程度较高的区块，区内井网密度大，地震、测井等信息丰富，但是没有速度谱相关资料，因而选用上述第二种方法，即以地震合成记录为基础，校正基础速度场，并结合质量监控构建高精度三维速度场。

2.1合成地震记录的制作

制作地震合成记录是建立三维速度场的基础。合成地震记录是连接测井与地震的桥梁[5]，通过合成地震记录的制作，能够有效地将测井深度域的资料和地震时间域的资料结合起来，使地震与地质层位得到统一，以达到层位标定的目的，便于全区精确的层位追踪。人工合成地震记录技术已广泛应用，它是利用声波和密度测井曲线换算出反射系数，并选用与地震资料主频相当的子波进行褶积，从而得到人工合成地震道的波形记录。

影响合成记录质量的因素主要是测井曲线的质量和地震子波的选取。在制作合成记录之前需要对曲线进行预处理，去除异常值、井眼垮塌等因素的影响。利用声波曲线(AC/HAC/DT)和密度曲线(DEN/RHOB)先求取波阻抗曲线，然后求取反射系数曲线，最后由反射系数与子波褶积即可得到用于时深标定的人工合成记录。针对某些密度曲线缺失的井，可以根据Gardner方程求出密度曲线；如果没有声波测井曲线的井则不能用于合成地震记录的制作。测井曲线应该进行环境校正，消除因测量仪器、时间和环境差异等因素造成的测井响应畸变。选取子波时应当针对研究目的层段的地震资料进行频谱分析，选取目的层段主频作为子波的频率。但需要注意的是，并不是峰值频率就一定是最适合该层段所有井的主频，需要根据实际情况进行测试和效果分析，最终确定每口井的子波频率。图1即为此次研究区目的层频率分析，分析结果显示目的层主频约为40 Hz。

a

b

c

2.2速度体的制作

利用合成记录对应的密井网时深关系，应用Landmark软件中Depth Express模块，生成初始速度体，结合构造解释的层位数据进行趋势约束,根据分层数据进行井点速度校正，使速度体更加符合研究区的地质特征。图2为制作的速度体。

图2　三维速度体

2.3速度体异常的剔除

在合成地震记录制作环节，合成地震记录与实际地震资料的匹配关系是研究者依据波形特征进行一一对应的，较容易出现串波形，即波形对应良好但是实际时深关系偏大或者偏小的情况，此时需要利用多种手段进行速度体检查，剔除速度体异常点。

2.3.1平均速度异常分析

在三维速度体制作完成之后，运用TDQ模块对解释的时间层位Ht进行时深转换得到深度层位Hd，Hd/Ht可得到对应层位的平均速度。文件在Landmark底图上显示，通过调整色标就可判断出局部异常，如图3所示。图3中红色圈局部颜色的突变即为异常点，可以通过局部连井剖面检查异常部位井的合成记录是否正确。

图3　速度异常点

2.3.2多井时深关系定位异常点

在第一步速度平面检查之后，识别的一些明显局部异常可以被修正，但是仅通过研究者直观识别还是不够准确，需要利用准确的数据定位异常点。因此，采用井点T0图背景值和构造图背景值拟合关系曲线，结果如图4所示。检查偏离拟合线较远的点对应的井点时深关系，有问题的需进行修改，核实和更正异常点的井分层，确保分层与解释层位对应，达到井震一致。至于不对应者则是时深关系不匹配，需对合成记录进行检查。完成质量监控和异常点重查之后，运用修改的时深关系再次进行三维速度体的制作，利用解释的层位和导入的已经修改的钻井分层进行约束，得到更加准确的三维速度体。

图4　时深关系拟合

2.3.3构造图分析

3　效果分析

利用密井网时深关系构建高精度三维速度场，将时间层位进行转换得到构造深度层位，结合Landmark制图模块绘制研究区构造图，并对构造图进行误差分析。在速度体制作过程中预留后验井，将后验井对应分层的深度与编制构造图的井点位置深度进行对比，分析构造图是否满足要求。

a　T″1

图5　T″1 和T*2深度构造

Fig. 5　T″1 and T*2 depth structure map

构造图的精度是构造成图的检验要素，它反应了构造成图最终成果的准确性，决定了应用制作的构造图进行地质研究和井位部署的可靠性[7]。通常可以通过井点处分层数据与构造图中井点处深度之差来说明构造图的精度问题。

构造图的精度受多方面因素影响，如时间解释层位的准确性、地质层位解释深度的准确性、三维速度场的准确性等[8]。虽然受这些因素的影响，但如在前期工作中，通过精细对比，做到地震和地质层位统一，在三维速度场的建立过程中，通过质量监控多次剔除异常点，构建一个高精度的速度场，可以保证构造成图的精度。

文中选取40口具有代表性的后验井，通过对比后验井实际深度与构造图对应深度的差异，对此次构造成图精度进行分析，结果如表1所示,其中，H为构造图深度，h为实际深度。通过对比可以看出，表1中T″1层位构造图中40口后验井误差均小于0.3%； T2*层位构造图中40口后验井误差均小于0.3%。两个目的层位对应合格误差分析井数量占全部后验井数的100%，符合行业内构造图标准。

表1　构造图误差统计

续表井名补心海拔/mT″1T*2H/mh/m误差/10-3H/mh/m误差/10-3 H72-2-2158.61-1993.09-1999.09-3.000110-2230.95-2235.891.316374 H73157.73-1849.34-1849.270.038385-2093.06-2092.97-0.038770 H76-16-22155.25-1933.04-1932.950.044697-2160.96-2160.95-0.002790 H80154.00-2055.44-2055.400.019385-2305.00-2305.00-0.001690 H80-11-11152.33-2102.80-2102.770.015621-2293.32-2293.27-0.019600 H80-5-5158.82-2073.77-2073.680.042104-2300.44-2300.38-0.025920 H81-2151.30-2014.51-2014.500.005613-2232.48-2232.40-0.032770 H81-29-5159.81-2088.05-2090.99-1.404370-2325.63-2329.591.591938 H81-4156.42-2071.47-2071.380.042989-2315.95-2315.88-0.027030 H82-2167.89-1876.81-1876.810.002266-2127.21-2127.11-0.04179 H91-1155.90-2030.00-2030.000.000309-2270.74-2270.70-0.01457 H94151.13-2003.73-2003.670.030876-2233.89-2233.87-0.006780 H97153.68-1978.52-1976.522.036186-2235.11-2231.02-1.715140 Q102-5151.76-2010.05-2004.042.998375-2229.39-2226.34-1.282440 Q24-20157.70-2008.02-2008.000.008347-2214.91-2214.90-0.006040 Q34-30149.12-2015.24-2017.18-0.959530-2240.65-2245.581.311259 QAN141157.43-2005.15-2005.070.042115-2254.42-2247.37-2.932660 QAN142153.00-2002.31-2002.300.003517-2274.03-2274.00-0.013340 QAN157-1150.00-2027.42-2027.400.007751-2287.53-2287.50-0.011280 QAN157-17-11149.20-2037.25-2037.200.026848-2328.60-2328.60-0.000590 QAN157-4150.78-2045.69-2045.620.034290-2281.43-2281.42-0.003510 QAN157-9-3150.20-2014.11-2014.100.004160-2287.10-2284.80-0.943170 QX104-38151.89-2000.87-1998.811.034886-2226.25-2220.21-2.544170

4　结　论

(1)采用精细的合成地震记录构建高精度三维速度场。运用校正的分层数据和解释层位进行速度场横向趋势约束，结合平均速度异常分析、多井时深关系定位异常点、构造图分析等质量监控方法剔除速度异常，有助于高精度三维速度场的构建。

(2)误差分析结果证明，应用高精度三维速度场完成的构造成图符合精度要求，能够真实反映地下构造特征。

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(编辑荀海鑫)

Dense well pattern high-precision 3D velocity field building

HUYushuang1，HAOYugang1,JIALin2

(1.School of Geosciences, Northeast Petroleum University, Daqing 163318, China；2. Petrochina Tarim Oilfield Company, Tarim 842209, China)

This paper is concerned with a study motivated by an insight that a high precision 3D velocity field functions as an important instrument revealing the subsurface geological characteristics. The study consists of producing high-precision synthetic seismogram and constructing a 3D velocity field, combined with the higher degree of development and denser well pattern in the study area; correcting 3D velocity field using horizon constraints; monitoring the 3D velocity body precision quality based on the average velocity anomaly analysis, multiple well time-depth relationship positioning the abnormal points, and structural map analysis; and ultimately completing the final application structure mapping using the high precision 3D velocity field. The comparison between the depth of posterior testing wells on the structural map and the actual identification stratum of logs gives the difference of less than 3%，verifying that the 3D velocity field gives structural maps with a higher precision when used for time-depth conversion.

dense well pattern; 3D velocity field; average velocity anomaly; structure map

2016-03-15

胡玉双(1963-)，女，辽宁省朝阳人，教授，研究方向：地震资料处理、地震资料构造解释与储层预测，E-mail：2032345941@qq.com。

10.3969/j.issn.2095-7262.2016.02.013

P315.63

2095-7262(2016)02-0172-05

A