地震資料低程度區(qū)構(gòu)造圈閉的識別方法及應(yīng)用——以錦州20－A構(gòu)造為例

張中巧，王 軍，吳俊剛，柴永波，王 偉

(中海石油(中國）有限公司天津分公司渤海油田勘探開發(fā)研究院，天津塘沽 300452）

地震資料低程度區(qū)構(gòu)造圈閉的識別方法及應(yīng)用
——以錦州20－A構(gòu)造為例

張中巧，王 軍，吳俊剛，柴永波，王 偉

(中海石油(中國）有限公司天津分公司渤海油田勘探開發(fā)研究院，天津塘沽 300452）

高精度三維地震勘探技術(shù)的應(yīng)用提高了構(gòu)造圈閉的落實(shí)程度，降低了油氣的鉆探風(fēng)險(xiǎn)。但在三維地震資料未完全覆蓋且地震資料品質(zhì)較差的區(qū)域，如何利用現(xiàn)有技術(shù)手段準(zhǔn)確落實(shí)構(gòu)造圈閉，給實(shí)際工作帶來了困難。針對這些難點(diǎn)，綜合應(yīng)用時(shí)間切片技術(shù)、二維、三維地震資料聯(lián)合解釋技術(shù)、地質(zhì)模式指導(dǎo)下的構(gòu)造解釋技術(shù)、精細(xì)構(gòu)造成圖技術(shù)，在錦州20－A構(gòu)造的識別中取得了良好的應(yīng)用效果，經(jīng)鉆探也獲得了很好的油氣發(fā)現(xiàn)。該套技術(shù)組合在類似地區(qū)的構(gòu)造圈閉識別中具有一定的借鑒意義。

地震資料低程度區(qū);二維三維聯(lián)合解釋;地質(zhì)模式指導(dǎo);變速成圖

近十年來，渤海海域遼東灣探區(qū)的油氣勘探獲得了突破，先后發(fā)現(xiàn)了錦州25－1S、錦州25－1、金縣1－1等多個(gè)大中型油氣田，特別是錦州25－1億噸級輕質(zhì)油氣田的發(fā)現(xiàn)，證實(shí)了遼西凹陷是遼東灣的又一富烴凹陷。因此，構(gòu)造成為遼西北洼油氣成藏的主控因素之一。錦州20－A區(qū)地震資料情況較為復(fù)雜，屬于三維地震資料的低覆蓋區(qū)，利用常規(guī)地震解釋技術(shù)落實(shí)構(gòu)造存在一定難點(diǎn)和風(fēng)險(xiǎn)。針對該區(qū)域存在的問題，綜合運(yùn)用現(xiàn)有地震技術(shù)手段總結(jié)三維地震資料低覆蓋區(qū)域構(gòu)造識別的基本方法，實(shí)際應(yīng)用效果良好，且具有一定的推廣價(jià)值。

1 工作概況

錦州20－A構(gòu)造位于遼東灣遼西低凸起北傾沒端的錦州20－2氣田東北側(cè)，距錦州20－2氣田北高點(diǎn)約4 km。其西北為遼西凹陷北洼，東南以緩坡自然過渡到遼中凹陷北洼，處于有利的油氣運(yùn)移帶上(圖1）。

然而，該區(qū)的三維地震資料采集時(shí)間較早，且是不同年代、不同批次、不同觀測系統(tǒng)、不同施工儀器、采用不同的采集方式完成的，資料品質(zhì)差異較大，且在大斷層下降盤三維地震資料覆蓋不全(圖1），右上角紅色區(qū)域?yàn)閮H有二維地震資料的覆蓋區(qū)，整體屬于地震資料的低程度區(qū)，給精細(xì)落實(shí)構(gòu)造及斷裂帶來困難。錦州20－A構(gòu)造共進(jìn)行兩輪地震解釋，在2001年，利用三維地震資料落實(shí)圈閉，對構(gòu)造西側(cè)大斷層無法落實(shí)，導(dǎo)致T4層(沙二段頂面）圈閉面積較小，僅15 km2，認(rèn)為該構(gòu)造規(guī)模小，未做進(jìn)一步評價(jià)工作。在新一輪研究的基礎(chǔ)上，應(yīng)用二維、三維地震資料聯(lián)合解釋，利用地質(zhì)模式指導(dǎo)構(gòu)造解釋，最終落實(shí)了35 km2大圈閉，經(jīng)鉆探獲得成功。

圖1 錦州20－A構(gòu)造區(qū)域位置圖Fig.1 Sketch map of JZ20－ A structure

2 地震資料低程度區(qū)構(gòu)造圈閉的識別方法

隨著地震解釋軟件功能的逐漸強(qiáng)大，給三維地震解釋提供了很多便利，特別是切片技術(shù)、相干體技術(shù)、全三維地震解釋技術(shù)及可視化立體顯示技術(shù)等都大大提高了地震解釋的精度，然而先進(jìn)地震技術(shù)的應(yīng)用需要較好的三維地震資料作為基礎(chǔ)，針對本區(qū)這種三維、二維地震資料并存且地震資料品質(zhì)較差的情況，需要多種方法聯(lián)合解釋，才能達(dá)到準(zhǔn)確識別圈閉的目的。

2.1 切片方法

在三維地震資料品質(zhì)較好的地區(qū)，斷裂系統(tǒng)的解釋主要依靠三維地震數(shù)據(jù)體，一般是采取點(diǎn)—線—面—體的解釋流程。具體方法是先應(yīng)用切片技術(shù)從平面上抓住大的斷裂系統(tǒng)，再從剖面解釋中分別從主測線、聯(lián)絡(luò)測線和任意線多個(gè)角度來落實(shí)斷點(diǎn)。在地震資料信噪比較低的情況下，振幅切片比相干切片效果更好(圖2），特別是對邊界斷層和大斷層的刻畫，同時(shí)瞬時(shí)相位、瞬時(shí)頻率等數(shù)據(jù)體對小斷層的解釋也有一定的輔助作用。

圖2 錦州20－A構(gòu)造振幅切片(沿沙二段頂面）Fig.2 JZ20－ A structure amplitude slice(along the top of Es2 formation）

2.2 二維、三維聯(lián)合解釋方法

二維資料與三維資料的拼接解釋一直是地震資料解釋的難題，因?yàn)槎S地震資料與三維地震資料在數(shù)據(jù)采集及處理方面都存在一定的差距，特別是二維地震資料進(jìn)行的是二維偏移處理，其結(jié)果反射波的波動(dòng)學(xué)特點(diǎn)和動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)都會(huì)有畸變，也就是說二維資料即使做偏移處理，成像效果也不好［1］。因此，在二維資料和三維資料的拼接解釋中不能將兩塊資料看成同一資料簡單對待。該區(qū)二維地震資料在重處理過程中已經(jīng)與三維資料進(jìn)行了閉合差的校正，因此相位對應(yīng)關(guān)系較好，可以直接進(jìn)行層位及斷層的解釋(圖3）。該區(qū)三維地震資料范圍覆蓋不全，地震資料品質(zhì)差，分辨率較低，致使錦州20－A構(gòu)造西側(cè)邊界斷層F4一直無法通過三維地震資料落實(shí)。考慮到錦州20－A構(gòu)造主體覆蓋3條二維地震測線，創(chuàng)新采用二維、三維地震資料聯(lián)合解釋，重新落實(shí)該構(gòu)造。通過分析過同一構(gòu)造位置的三維、二維剖面，并由于二維剖面偏移歸位的局限性，使得同一斷層解釋的斷點(diǎn)位置有一定偏差(圖4），又通過三維解釋成果的閉合點(diǎn)投影到二維剖面的方法來對二維解釋結(jié)果進(jìn)行標(biāo)定，判斷二維剖面偏移歸位的偏移量。特別是對斷點(diǎn)位置進(jìn)行校正，在斷層平面組合的過程中，更要考慮這一因素，恢復(fù)斷層的最準(zhǔn)確歸位，從而保證斷層位置的合理性，使解釋工作更加深入細(xì)致、準(zhǔn)確。

2.3 地質(zhì)模式指導(dǎo)斷裂解釋方法

地質(zhì)模式與構(gòu)造解釋的關(guān)系體現(xiàn)在物探資料與地質(zhì)資料的充分結(jié)合，一方面，要求利用地質(zhì)模式對地震資料進(jìn)行合理的解釋，即包括平面和剖面上斷層組合關(guān)系的合理性和構(gòu)造圈閉的規(guī)律性，以及對臨近無地震資料區(qū)的預(yù)見性的推測。另一方面，地震解釋也為已有的地質(zhì)模式提供依據(jù)，特別是針對在二維地震資料解釋基礎(chǔ)上確定的地質(zhì)模式，有很多在新三維資料基礎(chǔ)上都會(huì)有一定程度的修正，甚至對一些斷裂模式的認(rèn)識有很大的改變。因此，地質(zhì)認(rèn)識是隨著研究的不斷深入而加深的。地震解釋結(jié)果必須符合地震資料的實(shí)際，又遵循從區(qū)域到局部的地質(zhì)規(guī)律［2］。

圖3 三維剖面與二維剖面拼接圖Fig.3 Joining section of 3D and 2D profile

圖4 同一構(gòu)造位置三維、二維剖面對比圖Fig.4 Collation profile of 3D and 2D section in the same structural position

地質(zhì)模式對構(gòu)造解釋的指導(dǎo)是非常關(guān)鍵的，特別是對于地震資料較差和復(fù)雜構(gòu)造區(qū)的解釋［3，4］。受本區(qū)資料的限制，應(yīng)用二維、三維地震資料聯(lián)合解釋的方法落實(shí)了F4斷層，但由于二維剖面密度較大，為1 km×1 km，而且對于二維地震資料是不能利用水平切片及任意線等技術(shù)來了解整個(gè)斷層的平面變化規(guī)律，通過兩條相鄰二維地震測線可以看出，F(xiàn)4斷層向北東方向延伸1 km，斷距突然變大(圖5）。從一般的地質(zhì)規(guī)律講，相鄰測線斷距突然變化很有可能不是同一條斷層，但從斷層位置看又存在同一斷層的可能性，存在一定多解性。因此，通過斷層性質(zhì)分析輔助斷層解釋是地質(zhì)模式指導(dǎo)地震解釋的一種強(qiáng)有力的手段。

考慮到F4斷層對整個(gè)圈閉的重要性，在地震資料不足的情況下，從地質(zhì)資料入手尋求證據(jù)。因此從區(qū)域構(gòu)造研究的角度對整個(gè)遼西北洼進(jìn)行解剖，早期二維資料研究認(rèn)為遼西北洼發(fā)育多條SW—NE向的走滑斷層，如遼西1號、2號、3號和4號斷層(圖6）。這些走滑斷層長期活動(dòng)，斷至烴源巖，發(fā)育規(guī)模大，延伸距離較遠(yuǎn)，控制了遼西北洼構(gòu)造演化。此外，這些走滑斷層形成于右旋走滑應(yīng)力場下，具有扭動(dòng)性質(zhì)。通過右旋扭動(dòng)橢球體的分析認(rèn)為，錦州20－A構(gòu)造西側(cè)的F4斷層與區(qū)域主走滑斷層走向一致，應(yīng)同樣具有扭動(dòng)性質(zhì)，此類斷層一般都具有延伸距離長、斷距變化大的特點(diǎn)，從而判斷F4斷層為同一斷層。F4斷層的落實(shí)，對整個(gè)錦州20－A構(gòu)造意義重大，四號塊圈閉面積近10 km2，整個(gè)圈閉面積共35 km2，基本改變了構(gòu)造格局(圖7b）。

圖5 過F4斷層的三條二維地震剖面(右下圖紅線位置從左到右依次為LZ273、LZ274、LZ275）Fig.5 Three 2D seismic profiles cross F4(from left to right:LZ273，LZ274，LZ275）

圖6 遼西北洼T4地震反射層等t0圖Fig.6 Seismic reflection iso-time map of T4 in the north of Liaoxi depression

2.4 精細(xì)構(gòu)造成圖方法

圖7 新老沙二段頂面等t0圖對比Fig.7 Collation map of new and old iso-time of the top of Es2 formation

深度域成圖精度取決于剖面質(zhì)量、t0圖精度、速度精度及合理的成圖方法［5］。三維剖面與二維剖面拼接解釋的另外一個(gè)難點(diǎn)是構(gòu)造成圖，由于三維地震與二維地震覆蓋范圍的不同(其中F4斷層西側(cè)基本為二維地震資料覆蓋區(qū)，見圖8）以及解釋密度的不同，單純的統(tǒng)一成圖存在一定的不合理性，時(shí)間圖的效果與網(wǎng)格間距關(guān)系很大，工區(qū)內(nèi)三維地震的解釋精度為300 m×250 m，二維的解釋精度為1 km×1 km。一般情況下網(wǎng)格的間距為解釋密度的一半為佳，網(wǎng)格間距太大或太小會(huì)造成細(xì)節(jié)的丟失或者圖的不美觀。因此，為了做出符合實(shí)際的時(shí)間圖，分別對二維解釋與三維解釋結(jié)果進(jìn)行網(wǎng)格，然后對兩個(gè)網(wǎng)格數(shù)據(jù)進(jìn)行了合并，運(yùn)算的結(jié)果是:第一網(wǎng)格有值的地方采用第一網(wǎng)格的值，第一網(wǎng)格覆蓋不到的地方采用第二網(wǎng)格的值。由于三維地震解釋成果比二維地震有更高的可信度，因此將三維地震網(wǎng)格選為第一網(wǎng)格，二維地震網(wǎng)格選為第二網(wǎng)格，最后應(yīng)用合并的網(wǎng)格勾出等值線，從圖8可以看出，B圖對細(xì)節(jié)的刻畫過于精細(xì)，超出了二維地震資料能反應(yīng)的精度，因此選用B圖進(jìn)行鉆井可能會(huì)產(chǎn)生一定的誤導(dǎo)作用。后經(jīng)A、C井鉆井證實(shí)，A圖更符合兩井的高低關(guān)系，圈閉更加落實(shí)。

圖8 不同方法做成的時(shí)間圖Fig.8 Time maps using different methods

2.5 變速成圖方法

在地球物理勘探中，地下介質(zhì)速度是個(gè)非常關(guān)鍵的因素，準(zhǔn)確的速度求取，一直是地震勘探的核心問題。變速成圖的常規(guī)作法主要有量版法、疊偏剖面法、人工t0圖空校法和分區(qū)空校法等［6］。鑒于VSP測井速度的高精度與可靠性，采用了以VSP測井速度結(jié)合地震速度和鉆、測井?dāng)?shù)據(jù)建立三維空間速度場的方法。從速度場中提取的沿解釋層位對應(yīng)的平均速度場，做出平均速度平面圖。然后將等t0圖與平均速度網(wǎng)格相乘，就得到深度網(wǎng)格。最后將變速構(gòu)造圖與已鉆井資料進(jìn)行對比，如果有誤差，可以對沿層平均速度場進(jìn)行校正，再生成深度網(wǎng)格，直到滿意。

3 勘探成效及結(jié)論

以上技術(shù)組合在錦州20－A區(qū)這種地震資料低程度區(qū)的構(gòu)造圈閉的識別中得到了良好的應(yīng)用效果，最終該區(qū)解釋圈閉面積達(dá)到35 km2(沙二段頂面），較之前的單純依靠三維地震解釋的15 km2，效果改進(jìn)明顯，很好地解決了該區(qū)圈閉面積小的勘探瓶頸。隨后共鉆探5口井，均獲得工業(yè)油氣流，打開了該區(qū)的勘探局面。

地震資料低程度區(qū)目前在渤海灣盆地有很多，特別是在一些油氣田的圍區(qū)，由于三維地震資料采集時(shí)間較早且范圍不大，對落實(shí)一些資料邊部的圈閉有一定的局限性，合理應(yīng)用二維、三維地震資料聯(lián)合解釋，綜合應(yīng)用地質(zhì)模式指導(dǎo)構(gòu)造解釋能解決先天地震資料不足的問題，起到讓人出乎意料的效果。該系列方法在類似地區(qū)具有普遍的適用性，針對勘探成熟區(qū)有重要的借鑒意義。

［1］張奮軒，曹新領(lǐng).三維地震資料與二維地震資料的接邊解釋［J］.陜西煤炭，2008，27(2）:52－55.

［2］陸紅梅.物探與地質(zhì)資料在地震解釋中的綜合應(yīng)用［J］.石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版），2002，26(4）:24－28.

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Identification method of structure traps and its application in low seismic data degree areas:case studies on JZ20－A structure

ZHANG Zhongqiao，WANG Jun，WU Jungang，CHAI Yongbo，WANG Wei
(Institute of Petroleum Exploration and Development of CNOOC Bohai Oilfield Company，Tianjin 300452，China）

The application of high precision three-dimensional seismic exploration technologies have confirmed the existence of structure traps greatly，and also reduced the risk of drilling.While in those areas which has incomplete 3D coverage and low quality of seismic data，it is difficult to describe the structure traps accurately with current technical methods.According to these difficulties，in this paper，four geophysical techniques were synthetically applied such as time slice technology，2D/3D combined interpretation technology，structure interpretation under the guidance of geological mode and fine structure mapping technology and made good effects in the identification of structure trap in JZ20－A structure，and also obtained good petroleum discovery by drilling.It's proved this set of technologies has certain reference in structure identification for similar areas.

low level seismic data areas;2D/3D combined interpretation;geological mode guiding;variable-velocity mapping

TE121.2

A

10.3969/j.issn.1008－2336.2011.04.029

1008－2336(2011）04－0029－05

2011－05－19;改回日期:2011－09－05

張中巧，女，1980年生，工程師，2003年畢業(yè)于吉林大學(xué)，獲學(xué)士學(xué)位，現(xiàn)主要從事地震解釋和儲層預(yù)測工作。E-mail:zhangzhq5@cnooc.com.cn。