高精度速度场建立在构造图成取上的应用——以大庆油田某区葡萄花油层为例

陈 阳，张明学，胡玉双

(东北石油大学 地球科学学院，黑龙江 大庆 163318)

在地震勘探开发过程中，构造图的精度影响着油田勘探开发的成本及效率。为提高油田勘探开发的成效，则需要编制高精度构造图。本次研究以大庆油田某区葡萄花油层为研究区域，建立高精度速度场，结合已有的地震解释资料，绘制构造图。

1 常用速度场建立方法及其存在的问题

1)常速成图方法即一个地震工区求取一个速度参数(速度随深度变化参数)，采用伪速度拟合各层V0、β参数，建立平均速度场，这一方法操作简单，在油田应用较多。但这种方法实际上只是将时间构造图上的时间刻度变换为深度刻度，对于速度平面上分布均匀的小规模地区效果很好，但由于没有考虑地震速度横向变化的因素，在工区面积大或速度横向变化很大的时候，常速成图会造成假象，出现虚假构造，或者使地下实际存在的构造隐匿[1]。

2)通过地震资料提取速度谱，应用速度谱对时间域的等T0图进行时深转换。速度谱资料是由动校正过程中的叠加速度得来的[2]。反映由浅到深、从左到右的剖面上的速度分布。其优点是既能体现速度的垂向变化也能反映速度的横向变化，但是其精度受到多种因素的制约，其中包含着各种随机误差(如横向局部噪声、浅层不均匀性等)的影响，在不同地震工区的拼接处常出现“速度台阶”[3-4]。

3)使用单井VSP资料求取目的层平均速度法，相比合成记录对层位的标定更精确，人为因素影响较小，但是由于有VSP资料的井非常少，因此多用作层位标定和速度横向变化小的区块时深转换[5-6]。

2 高精度速度场建立在研究区的应用

通常用于成构造图的速度与深度转换有3种：一种是用时间轴与常系数k(k=T/H)相乘，求取全区的构造图；第二种是求取全区井点的时间与深度的拟合关系，对全区的所有网格点进行计算，最后形成构造图；第三种利用Landmark解释系统Deapth Team空间速度体进行变速度成图。根据研究区井分布的特点，对速度场建立进行了如下实践：

2.1 初始时深转换后精度分析

首先，根据工区内所有经过合成地震记录后井点的时—深对数据，建立初始时深转换的精度分析，建立空间速度体。

其次，应用井上时深关系，以层位解释作为约束趋势，采用Deapth Team变速度方法，同时依据井点已知点并联合平面趋势背景，从而开展对横向外推和纵向变速度模型的搭建。利用空间变速度体成图，考虑空间井点实际速度变化，利用井间时深变化关系形成一个空间速度体(图1a)，但此方法断层附近构造误差较大。这样，采用沉积单元界面构造趋势对空间变速度体的井间趋势进行限制校正后(图1b)，剔除断层对空间变速度体得影响(图1c)。

a 井控速度体 b 剔除异常井速度体 c 层位控制速度体图1 研究区空间变速度模型试验

应用初始空间变速度体完成区内层位和断层的时深转换。通过初次转换速度体分析如下：

1)空变速度场局限性之一——异常井干扰

首先，统计分析得出，葡70-斜662井、葡73-53井成图误差较大，影响整体速度转换，故剔除(表1)；其次，其他7口成图误差大于2 m的井均分布在断层边部(图2、图3)。

表1 初次时深转换后构造精度统计 m

图2初始时深转换构造图图3初始时深转换构造精度统计

2)空变速度场局限性之二——区内井网稀疏影响因素

通过对井网抽稀得出，井网抽稀后成图误差增大，成图精度随着井网密度的增加增大；井网抽稀后(图4)，高误差井多分布于断层边部，断层附近构造成图趋势受井网密度影响最大(图5)。

图4不同抽稀井参与速度运算图图5抽稀后误差分布

为了搞清空间变速度场限制，我们再次进行了抽稀试验。对断层边部的井进行4批次抽稀试验(图6)，抽稀试验可以看出，随着逐排抽稀，平面上随着井网逐排外抽，误差较大位置逐渐外扩，并且，垂向上随着井网逐排外抽，断层边部构造层位较真实深度逐渐降低，呈现出“下掉”的趋势，说明断层边部速度受断层两侧趋势影响逐渐增大。

图6 断层边部井抽稀试验

2.2 基于断层边部虚拟控制井法的空变速度场

速度受断层两盘滤波影响，随着井网的逐渐外抽，速度趋势出现逐渐下掉(图7)，因此本次研究提出采用插入虚拟井的方法，约束断层边部速度趋势。

图7 不同抽稀井排地层产状

通过分析研究区葡萄花油层顶面时间—深度关系可以发现，时间—深度存在一次线性关系拟合精度为0.909，说明在研究区葡萄花油层内时间—深度具有良好的对应关系(图8)。

单纯应用线性公式法存在一定的误差，本次研究提出在断层边部建立虚拟井应用线性公式预测虚拟井分层海拔深度的基础上，采用邻井平均误差校正的方法提高精度。针对研究区选取两口井假设其为虚拟井进行公式和邻居误差矫正，与井上海拔深度对比可以发现预测精度较高。具体流程如下，设定葡83-612为虚拟井，应用时深关系式进行初次计算该井的深度，计算得出其周边5口井真实深度和计算深度的误差(表2)，其平均误差为-2.53 m。

图8 研究区葡萄花油层时间—深度关系表2 基于时深转换公式计算虚拟井周边邻井与真实深度误差m

同时，再对虚拟井进行真深度和计算深度进行误差对比，对比发现，当不进行误差校正时，其计算海拔深度为-747.72 m，实际海拔深度为-750.87 m，则利用邻井均值误差(-2.53 m)进行补偿，最终统计校正后的结果为-750.25 m，统计绝对误差为0.62 m，精度大幅度提高(表3)。

表3 基于邻井误差补偿法下葡83-612误差统计 m

依据同样原理，对葡84-602及周边邻井进行了误差补偿及统计分析，其绝对误差为0.32 m(表4、表5)。

表4 基于时深转换公式计算虚拟井周边邻井与真实深度误差 m

表5 基于邻井误差补偿法下葡84-602误差统计 m

2.3 最终空间变速度场建立

依据上述方法，对断层两侧进行虚拟加密井，并进行邻井误差校正(图9)，校正后的速度场进行二次导入到空间变速度场内(图10)，实现校正后层位约束控制下的空间变速度场建立，最终完成4个层位的时深转换。

图9断层边部虚拟井补偿法平面分布图10最终三维空间变速度场

3 构造图的编制

在完成地震解释及空间变速度体建立后，应用landmark软件TDQ模块进行是时深转换，将转好后的深度层位，断裂组合文件和边框等文件导入Z-map，进行构造图的成取和编制工作。具体步骤如下：

1)层位数据的网格化处理；

2)应用边框及断层文件对网格化后的数据经行野值的抽取构造；

3)进行滤波剔除异常值；

4)最后应用井点文件进行误差校正工作。

依照上述步骤完成研究区葡萄花油层组PI1顶面、PI4顶面、PI8顶面、PID顶面构造反射层的构造图绘制工作。

4 结 论

成图精度取决于剖面质量、时深关系拟合程度及合理的成图方法。在研究过程中，使用的是三维高分辨率资料，剖面特征比较清晰，较有利于构造特征的识别，采用三维交互分级递进的解释方法，保证了层位对比的合理性和可靠性。同时，通过全区井震联合对比，应用空间变速度成图的方法对葡萄花油层各界面进行了时深关系转化，依据以上过程所成构造图与原构造图相比，突出了局部构造特征，反映构造细节更加精细。

在成图过程中，等值线是网格数据相等的点的连线，但是计算机本身的运算具有一定的缺陷，为了达到构造图的精度要求，所以要对每口参与成图的井进行误差统计。区内302口井(含5口后验井)分层数据对比统计表明，通过后验井构造成图对误差分析：各层顶底构造误差多集中在1 m左右；相对误差多为1‰～2‰ ，平均相对误差均不到1.5‰。