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專利名稱：地震油氣檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種利用數(shù)字地震記錄通過適當(dāng)?shù)臄?shù)字處理來直接尋找地下石油與天然氣的方法。
國內(nèi)外較常用的地震油氣檢測方法主要有以下幾種(參見《地震勘探原理和方法》，高等學(xué)校教材，地質(zhì)出版社，1986年;還如中國專利CN87107616和CN89105573)亮點(diǎn)、平點(diǎn)與暗點(diǎn)技術(shù)它是一種利用地震反射振幅參數(shù)確定油氣藏存在的一種方法。在沉積盆地的砂泥巖層系中，地層界面的反射系數(shù)通常很小，當(dāng)?shù)貙又泻S富的石油或天然氣時(shí)，使巖石層速度大大降低，從而造成含油、氣層與周圍含水巖層之間的高反射系數(shù)，在地震剖面上則顯示出相應(yīng)的強(qiáng)反射振幅即亮點(diǎn)反射，亮點(diǎn)僅出現(xiàn)于淺部未成巖新地層中。
暗點(diǎn)是油氣層頂面與圍巖間形成的一種幾乎為零的地震反射現(xiàn)象。它多出現(xiàn)于較深部巖層，這里的儲(chǔ)集巖層固結(jié)成巖度高，速度高于圍巖。當(dāng)其富含油氣時(shí)，層速度降低，減弱了與圍巖之間的波阻抗差，形成很弱的地震反射。這種“弱反射”很難識(shí)別，難以將它與正常的地震反射區(qū)別開。
平點(diǎn)是指油氣或油水界面形成的一種中等強(qiáng)度的水平地震反射。
“狹義的”油氣檢測技術(shù)(HCI)它是七十年中期從國外引進(jìn)的一類地震資料計(jì)算機(jī)處理技術(shù)的統(tǒng)稱。英文原文為“DireetHydrocarbornJndication”，多譯為“油氣檢測技術(shù)”，為與廣義的各種油氣檢測技術(shù)相區(qū)別，在此冠以“狹義的”詞頭，或用其英文縮寫-HCI。
HCI技術(shù)利用巖層富含油氣后，其地震反射振幅、頻率及層速度參數(shù)會(huì)發(fā)生某些變化，采用一系列特殊的地震資料數(shù)字處理技術(shù)可以計(jì)算出各個(gè)參數(shù)的數(shù)值曲線，而后對(duì)其進(jìn)行歸一化處理，加權(quán)求和后便可得到一條綜合曲線。一般說來，綜合曲線以向上為正，向下為負(fù)，而正異常愈高愈寬，說明油氣藏存在的可能性愈大。反之油氣藏存在的可能性愈小。由于它仍依賴于巖層含油氣后地震反射振幅增強(qiáng)這一特征，故僅適用于淺部未成巖地層。
振幅一炮檢距變化分析它的英文名稱為AmplitudeVersusOffset或Offset-AmplitudeVariation，通常簡稱為AVO(參見《油氣勘探譯叢》，1987年，第一期)。它是一項(xiàng)利用含油氣砂巖反射振幅隨共深度點(diǎn)(或共中心點(diǎn))道集炮檢距變化的特征直接檢測油氣藏的方法。
AVO技術(shù)的基本原理為地層含油氣后，它與周圍泥巖間的泊松比差增大，使CDP(或CMP)道集中不同入射角地震道的反射振幅發(fā)生變化，并呈現(xiàn)出一定的變化規(guī)律，詳細(xì)地研究不同入射角的各道記錄的振幅變化，則可預(yù)測地下巖層的油氣分布。
亮點(diǎn)和HCI技術(shù)的致命弱點(diǎn)是僅適用于埋藏較淺的新地層，即使配合暗點(diǎn)識(shí)別，也無法對(duì)“亮點(diǎn)地段”和“暗點(diǎn)地段”之間的層段進(jìn)行油氣檢測。此外，許多含油氣巖層并不形成亮點(diǎn)或暗點(diǎn)，如大港油田、遼河油田等許多油氣田都無法找到“亮點(diǎn)”或“暗點(diǎn)”，塔北地區(qū)也是如此。這些方法在國內(nèi)的應(yīng)用效果都不好。
從目前的應(yīng)用情況來看。AVO技術(shù)是應(yīng)用效果較好的一種油氣檢測方法，它對(duì)“亮點(diǎn)型”和“暗點(diǎn)型”地層都有較好的反映。但AVO技術(shù)一是要求特定的地震資料數(shù)字處理軟件和硬件;其次要求原始地震資料的訊噪比很高，否則無法得到滿意的處理結(jié)果。
以往我國各油田地震油氣檢測方法的應(yīng)用效果一直不理想，反映出中國的客觀地質(zhì)條件比較復(fù)雜，國外的各項(xiàng)地震油氣檢測方法均有較大的局限性等實(shí)際問題。如國內(nèi)大多數(shù)油氣田的儲(chǔ)集層均處于“亮點(diǎn)地段”以下、特殊的地震資料數(shù)字處理軟件和硬件設(shè)備普及程度不高等。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有上述技術(shù)之不足而提出一種采用層間速度差分析方法檢測低速異常區(qū)，進(jìn)而預(yù)測出含油氣區(qū)的地震油氣檢測方法。
本發(fā)明的的理論依據(jù)有如下四點(diǎn)①_根據(jù)威利(Whllie)公式(參見《地震勘探原理和方法》，高等學(xué)校教材，地質(zhì)出版社，1986年)，巖石整體的層速度受控于巖石骨架物質(zhì)和巖石孔隙中流體物質(zhì)的聲波傳播速度，兩種成份的聲波傳播速度正比于巖石的層速度。實(shí)驗(yàn)證明，在地下巖層通常所含的油、氣、水三種流體中，水的聲波傳播速度最高，氣最低。因此，含水巖層通常具有高于含油巖層的層速度，而后者的層速度又高于含氣巖層。
②_在正常情況下，隨著巖石埋藏深度的增加，巖石受壓逐漸固結(jié)成巖，巖石骨架物質(zhì)的聲波傳播速度逐漸增加，巖石的層速度也逐漸增加。
③_地下巖層都是層狀重疊的，大多為基本不受流體聲波傳播速度影響的致密巖層，其中夾有一些多孔的、受流體聲波傳播速度影響較大的儲(chǔ)集巖層。除局部地區(qū)(油氣田)外，這些儲(chǔ)集巖層總是富含水的，當(dāng)石油或天然氣排替其中的水后，這些局部地區(qū)的層速度受流體聲波傳播速度的影響會(huì)降低，鄰近的含水巖層則呈現(xiàn)出較高的層速度。
④_在地下巖層褶皺不十分復(fù)雜的情況下，疊加速度可近似地代替均方根速度(參見《地震勘探原理和方法》，高等學(xué)校教材，地質(zhì)出版社，1986年)。
本發(fā)明的理論分析從共深度點(diǎn)道集得到的疊加速度是一種地層等效速度。依據(jù)上所述理論依據(jù)②、③，可畫出示意

圖1即層狀巖石模型示意圖，設(shè)地下有N個(gè)巖層，在這種水平層狀介質(zhì)中，疊加速度近似等于均方根速度。假設(shè)這一系列巖層的層速度分別為Vi，地震波穿過各層的時(shí)間為ti，那么它們的均方根速度Vrma可由下式給出
依據(jù)理論依據(jù)①、③，如果某一段多孔巖層(假設(shè)為第i層)富含油氣，其層速度必然低于周圍的含水多孔巖層，即Vf局部減小。據(jù)上式可知，第i層頂部界面的均方根速度并不受巖層含油氣與否的影響，呈現(xiàn)出正常的隨埋藏深度增加，巖石層速度也逐漸增加的趨勢。而第i層底部界面及其下伏各界面則不同，它們的均方根速度受巖層含油氣性影響，含油氣層段之下的部分均方根速度會(huì)出現(xiàn)不同程度的降低，而同一巖層的其它非含油氣地段則呈現(xiàn)出正常的均方根速度;利用某種速度分析方法檢測出這種速度降低段，則可顯示出地下巖層的含油氣性。
依據(jù)理論依據(jù)①、④，地下巖層產(chǎn)狀比較平緩時(shí)，可以從疊加速度的分析研究確定含油氣層段的均方根速度降低段。它一方面可減少計(jì)算工作量，另一方面又可避免計(jì)算中產(chǎn)生的某些誤差。
層間速度差分析(參見《地震地層學(xué)-油氣勘探中的一種綜合研究方法》，石油工業(yè)出版社，1992年)是一種利用多套地層之間的速度差異研究低速異常帶的地震速度分析技術(shù)，它使用多層界面的速度比，根據(jù)上下層面速度差值的相對(duì)起伏變化確定相對(duì)低速帶的發(fā)育部位。我們將它改進(jìn)成為一種地震油氣檢測方法，并成功地在塔里木盆地北部地區(qū)完成了小面積試驗(yàn)。
本發(fā)明的目的是通過以下措施實(shí)現(xiàn)的先將野外采集得到的數(shù)字地震記錄，在任何一種地震資料處理機(jī)上，進(jìn)行基本處理，得到疊加速度數(shù)據(jù)，本方法的特征在于利用地震反射界面間速度差異值的變化特性檢測低速度異常帶，進(jìn)而預(yù)測出含油氣層段。
最好對(duì)速度數(shù)據(jù)進(jìn)行高精度、高密度速度譜處理，具體步驟如下a.加密速度分析點(diǎn)速度分析的間距小于500米;
b.提高速度分析的精度速度掃描間隔小于20米/秒，時(shí)間掃描間隔小于20毫秒，同時(shí)采用非線性掃描方法;
c.提高速度譜的顯示效果與質(zhì)量采用走廊疊加和設(shè)置速度顯示模塊中的偏置參數(shù)。
最好進(jìn)行速度譜的精細(xì)解釋，具體步驟如下a.地震反射時(shí)間剖面同相軸的精細(xì)對(duì)比與追蹤，使解釋精度達(dá)到30毫秒以下的薄層;
b.依據(jù)地震反射時(shí)間剖面同相軸的精細(xì)解釋結(jié)果，對(duì)速度譜的能量團(tuán)進(jìn)行分解，抬取各個(gè)薄層反射同相軸的疊加速度。
最好進(jìn)行速度數(shù)據(jù)的編圖，具體步驟如下a.將各速度層的疊加速度數(shù)據(jù)編繪成速度曲線，以速度軸為縱軸，CDP點(diǎn)或樁號(hào)作為橫軸進(jìn)行編圖，速度座標(biāo)以向下為速度增加、向上減小;
b.從最淺的反射層開始，將較淺反射層的速度曲線依次與下覆較深反射層的速度曲線組合，直到次最深反射層和最深反射層組合完畢為止，組合成層間速度差曲線;
c.依較淺反射層在上、較深反射層在下的順序?qū)⒏鲗娱g速度差曲線拼接成剖面圖。
最好進(jìn)行速度數(shù)據(jù)的后期處理，具體步驟如下a.采用速度座標(biāo)平移技術(shù)可使某些小幅度異常更加清楚顯示出來b.速度曲線平滑，以消除速度數(shù)據(jù)的隨機(jī)波動(dòng);
c.調(diào)整層間速度差曲線的比例系數(shù)，以便在平緩的速度背景上突出那些低速度異常;
d.依據(jù)各個(gè)層間速度差曲線的形態(tài)，截去那些無任何層間速度差異常的剖面段;
e.依據(jù)各個(gè)層間速度差曲線的分布形態(tài)，抽去那些遠(yuǎn)離研究目的層段或位于目的層段之上速度分析層位;
f.依據(jù)各個(gè)層間速度差曲線的形態(tài)，復(fù)查、修正某些明顯偏離正常值的速度數(shù)據(jù)若要達(dá)到最佳效果，最好采用上述技術(shù)手段即對(duì)速度數(shù)據(jù)進(jìn)行高精度和高密度速度譜處理、進(jìn)行速度譜的精細(xì)解釋、進(jìn)行速度數(shù)據(jù)的編圖和速度數(shù)據(jù)的后期處理，這樣就得到了效果最好的層間速度差剖面圖件，再采用四級(jí)分類標(biāo)準(zhǔn)解釋層間速度差圖件，各級(jí)異常的特性及其地質(zhì)意義如下Ⅰ級(jí)層間速度差異常層位穩(wěn)定，異常分布范圍大，幅度也相對(duì)較大，大體相當(dāng)于工業(yè)油氣流層段;
Ⅱ級(jí)層間速度差異常層位比較穩(wěn)定，能大致確定其地質(zhì)層位。異常幅度相對(duì)較大，亦有一定的分布范圍，可解釋為可能工業(yè)油氣流層段;
Ⅲ級(jí)層間速度差異常的層位不清，僅能大致推斷其異常層位，異常幅度一般，分布范圍不大。大體相當(dāng)于油氣顯示層段;
Ⅳ級(jí)僅能大致確定層間速度差異常，但無法對(duì)異常特征作出較可靠的判斷，異常的分布范圍和幅度都較局限，屬于遠(yuǎn)景油氣顯示層段。
而剖面和平面(二維和三維)層間速度差異常的油氣含義解釋，它包括a.據(jù)層間速度差異常的四級(jí)分類解釋方案，按異常的級(jí)別和層位分布穩(wěn)定性，解釋層間速度差剖面中的各個(gè)層間速度差異常帶，作出二維空間上石油及天然氣的富集情況預(yù)測;
差異常區(qū)的分布范圍及形態(tài)，繪出層間速度差異常平面分布圖，按層間速度差異常的級(jí)別和分布范圍，解釋層間速度差平面圖中的各個(gè)層間速度差異常區(qū)，作出三維空間中石油及天然氣的分布情況預(yù)測。
下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述層間速度差方法的核心在于如何取得小厚度簿層的速度資料、如何編制有關(guān)圖件顯示出這些相對(duì)低速異常、最終對(duì)其作出含油氣分布解釋。我們認(rèn)為，它屬于應(yīng)用地球物理學(xué)與石油地質(zhì)學(xué)相結(jié)合的一項(xiàng)地震反射勘探資料解釋及處理技術(shù)①_地震速度譜的計(jì)算原理層間速度差分析以疊加速度為原始資料，它來自地震資料處理中最常見的速度資料一一疊加速度譜。
在地震反射勘探的多次覆蓋技術(shù)中，對(duì)反射層上的一個(gè)共反射點(diǎn)(點(diǎn)A，見圖2a)，不同炮檢距(Xf)的各個(gè)地震道的地震波旅行時(shí)間也不同(圖2b)。按共反射點(diǎn)原理有t2i＝t2O+X2f×V2S式中Vs-最大相關(guān)疊加速度，常簡稱疊加速度ti-第i層炮檢距為(Xi)的地震道的地震波旅行時(shí)間;
to-第i層炮檢距為(Xi)的地震道的地震波旅行時(shí)間;
Xi-炮檢距。
這說明共反射點(diǎn)各道的旅行時(shí)間隨X的增加而增加。為使共深度點(diǎn)疊加獲得最佳效果，必須進(jìn)行正常時(shí)差校正，以便使各道同相疊加，在校正時(shí)，如果選擇的Vs值合適，經(jīng)動(dòng)校正后反射同相軸相位一致，則疊加后波峰的振幅達(dá)到最大值。若所選Vs值不合適，不論是大于或是小于實(shí)際值，均將使反射波同相軸相位不一致。因而疊加后的振幅值較小(圖2c)。將校正前各深度上所選的速度值及試算所求得振幅或能量繪出一系列譜線(每條譜線代表一個(gè)深度范圍)，再把各譜線中的極大值連接起來(圖2d)，就可看出不同深度處的疊加速度。這樣一種利用疊加能量判斷疊加速度的圖譜，就叫做疊加速度譜。
②速度譜的計(jì)算方法即對(duì)速度數(shù)據(jù)進(jìn)行高精度、高密度速度譜處理，具體步驟如下a.加密速度分析點(diǎn)速度分析的間距小于500米;
b.提高速度分析的精度速度掃描間隔小于20米/秒，時(shí)間掃描間隔小于20毫秒，同時(shí)采用非線性掃描方法;
c.提高速度譜的顯示效果與質(zhì)量采用走廊疊加和設(shè)置速度顯示模塊中的偏置參數(shù)。
計(jì)算速度譜時(shí)除了選擇計(jì)算公式外，還須注意選擇一組合適的實(shí)驗(yàn)速度值，這一組速度值應(yīng)包含于所在工區(qū)速度的變化范圍之內(nèi)。如果起始速度為VB，最終速度為VE，速度增量為△V，則可用下列實(shí)驗(yàn)速度進(jìn)行掃描V1＝VB，V2＝VB+△V，……，Vn＝VB+(n-1)△V，……，VN＝VE算出N個(gè)A(V)值，就可得到一條振幅-速度曲線，亦稱速度譜線。
上述的曲線是針對(duì)一個(gè)固定to值而言，實(shí)際上有若干個(gè)反射同相軸，應(yīng)當(dāng)對(duì)所有的tO進(jìn)行運(yùn)算，通常每隔適當(dāng)?shù)摹鱰計(jì)算一次，如待分析記錄的起始時(shí)間為tOB，最終時(shí)間為tOE，則應(yīng)取tO1＝tOB，tO2＝tOB+△t，……，tOn＝tOB+(n-1)△t，……tON＝tOE共N個(gè)tO時(shí)間，計(jì)算N條振幅速度曲線，結(jié)合掃描速度的變化，實(shí)際上相當(dāng)于計(jì)算如圖3所示的網(wǎng)格點(diǎn)上的振幅值上述計(jì)算方法是任何一臺(tái)地震資料處理計(jì)算機(jī)都配備的最基本的數(shù)字處理方法。在此基本方法基礎(chǔ)上，采用如下方法提高速度譜的簿層分辨率，取得高精度速度分析資料A)合理選擇速度掃描間隔適當(dāng)增加速度掃描數(shù)，減小時(shí)間掃描間隔可提高速度分析的精度。同時(shí)采用非線性掃描的方式可進(jìn)一步提高速度分析的精度。
在速度譜計(jì)算中，反射時(shí)間掃描增量一般為25毫秒，這對(duì)于常規(guī)地震解釋的研究精度(反射層厚＞100ms)是足夠的，不會(huì)漏掉目的層。但對(duì)于油氣檢測來說，這種步長似乎太大，一般油層組不足百余米，在地震剖面上也只不過是40～60ms，如仍以25ms為間隔，便很可能會(huì)漏掉層位，至少會(huì)使層位時(shí)間的解釋產(chǎn)生很大的偏差。圖4、圖5、圖6示出塔里木油田N136測線同一個(gè)446CDP點(diǎn)的用三種不同處理參數(shù)得到的速度譜。其中圖4用的是16毫秒反射時(shí)間掃描增量、圖5是25毫秒反射時(shí)間掃描增量，可看出圖4的速度譜能量團(tuán)比圖5多，說明減小反射時(shí)間掃描增量可以提高速度譜的縱向分辨率。
另一方面，還存在一個(gè)速度增量(或間隔)的選擇問題。以往，人們?cè)鴮?duì)改善速度譜峰值的尖銳度提出過許多方法，但大多卻忽略了速度增量這一問題。圖7示出當(dāng)一個(gè)有效波速度能量團(tuán)附近有一個(gè)干擾波速度時(shí)，如果速度增量過大，便使兩者合二為一，成為一個(gè)峰值，同時(shí)使峰值速度偏向干擾波一側(cè)。圖5和圖6是同一個(gè)CDP點(diǎn)的速度譜，并且用的是相同的反射時(shí)間增量，但速度譜的解釋結(jié)果卻有所不同，速度值也略有差異，其主要原因之一便是它們的速度掃描增量不同。表1列出了圖4、圖5和圖6中三種速度譜的解釋數(shù)據(jù)(中生界～上古生界)，并用該數(shù)據(jù)與鄰近鉆井的層位時(shí)間作了對(duì)比，同時(shí)對(duì)比分析了速度參數(shù)的可用性。從中可看出，圖6的速度譜質(zhì)量比圖5好，所解釋的速度參數(shù)更加趨于合理。
當(dāng)然，無限地減小反射時(shí)間和速度的掃描增量將大大增加速度譜的計(jì)算工作量，我們認(rèn)為tO增量16秒，速度增量10m/s基本可以滿足研究的需要。
B)加密速度譜點(diǎn)為準(zhǔn)確圈定速度變化的范圍，必須大大加密速度分析點(diǎn)，一般每隔5個(gè)CDP點(diǎn)要作一次速度分析。
C)采用規(guī)則化處理采用規(guī)則化處理可突出弱反射信號(hào)，提高弱反射層的可視性。
D)提高速度譜的顯示效果與精度速度譜的能量峰值包含了有效波和干擾波的能量團(tuán)。如果我們?cè)谝粋€(gè)指定的、較窄的速度帶內(nèi)選取峰值，則局部峰值就較多地反映了真實(shí)的能量團(tuán)而排除了假能量團(tuán)，采用這種走廊疊加可將走廊外的假能量團(tuán)衰減掉，提高信噪比，有效地突出了真實(shí)的反射能量團(tuán)。另外，采用設(shè)置速度顯示模塊中的偏置參數(shù)可衰減速度譜計(jì)算中的隨機(jī)噪聲。
最好進(jìn)行速度譜的精細(xì)解釋，具體步驟如下a.地震反射時(shí)間剖面同相軸的精細(xì)對(duì)比與追蹤，使解釋精度達(dá)到30毫秒以下的薄層;
b.依據(jù)地震反射時(shí)間剖面同相軸的精細(xì)解釋結(jié)果，對(duì)速度譜的能量團(tuán)進(jìn)行分解，拾取各個(gè)簿層反射同相軸的疊加速度。
E)采用合成速度分析圖的顯示方式采取合成速度分析圖的顯示方式，可給正確解釋速度譜提供可靠的依據(jù)。
③_原始資料的編圖方法A)繪制速度層疊加速度曲線將各速度層的疊加速度數(shù)據(jù)編成速度曲線。一般將速度軸作為縱軸，CDP點(diǎn)或樁號(hào)作為橫軸進(jìn)行編圖，速度座標(biāo)以向下為速度增加、向上減小。圖8是渤海灣盆地綏中油田一個(gè)速度層的疊加速度曲線。
B)組合層間速度差曲線從最淺的反射層開始，將較淺反射層的速度曲線依次與下覆較深反射層的速度曲線組合，直到次最深反射層和最深反射層組合完畢為止，這樣組合成的速度曲線對(duì)便稱為層間速度差曲線。圖9是渤海灣盆地綏中油田含油氣層段中的一個(gè)層間速度差曲線。
C)編制層間速度差剖面層間速度差曲線全部組合完畢后，便依較淺反射層在上，較深反射層在下的順序?qū)⒏鲗娱g速度差曲線拼接成圖。
D)層間速度差剖面的后期處理即速度數(shù)據(jù)的后期處理具體步驟如下a.采用速度座標(biāo)平移技術(shù)可使某些小幅度異常更加清楚顯示出來;
b.速度曲線平滑，以消除速度數(shù)據(jù)的隨機(jī)波動(dòng);
c.調(diào)整層間速度差曲線的比例系數(shù)，以便在平緩的速度背景上突出那些低速度異常;
d.依據(jù)各個(gè)層間速度差曲線的形態(tài)，截去那些無任何層間速度差異常的剖面段;
e.依據(jù)各個(gè)層間速度差曲線的分布形態(tài)，抽去那些遠(yuǎn)離研究目的層段或位于目的層段之上速度分析層位;
f.依據(jù)各個(gè)層間速度差曲線的形態(tài)，復(fù)查、修正某些明顯偏離正常值的速度數(shù)據(jù)。
如按Neidell等人的方法編制塔北地區(qū)的層間速度差剖面，在其中基本找不到層間速度差異常。我們?cè)诰幹茖娱g速度差微機(jī)輔助解釋編圖軟件時(shí)，加入了一些后期處理模塊，它們主要包括a)采用速度座標(biāo)平移技術(shù)可使某些小幅度異常更加清楚顯示出來;b)速度曲線平滑，以消除速度數(shù)據(jù)的隨機(jī)波動(dòng);c)調(diào)整層間速度差曲線的比例系數(shù)，以便在平緩的速度背景上突出那些低速度異常。
E)編制層間速度差異常平面分布圖得到各測線的層間速度差分析剖面圖后，解釋各個(gè)層位的層間速度差異常分布范圍及形態(tài)，再將它們標(biāo)注到平面圖中，便可得層間速度差異常平面分布圖。在編圖中，要特別注意編圖層位的選擇與組合，否則難以得到較好的層間速度差異常平面分布圖。
④_層間速度差圖件的解釋方法
當(dāng)較深反射層的速度值(虛線)低于較淺反射層的速度值時(shí)，則為速度異常段。在塔里木盆地的層間速度差原始剖面中，各層間速度差曲線中幾乎看不到深層速度低于淺層速度的速度異常。研究工區(qū)地質(zhì)情況后發(fā)現(xiàn)工區(qū)的目的層時(shí)代可從白堊系到三疊系的砂泥巖層系，以至為寒武奧陶系的碳酸鹽巖，地層年代跨度很大，而Neidell等人在試驗(yàn)研究中所面臨的僅僅是單一的白堊系。對(duì)于地質(zhì)年代非常接近，巖性差異又很小的地層來說，其地層的速度雖有隨埋深的增加而加大的趨勢，但這種增加的幅度很小，當(dāng)?shù)貙涌紫栋l(fā)育或富含油氣之后，該層之下的各層的速度降低，便會(huì)出現(xiàn)深層速度低于淺層速度的現(xiàn)象。塔里木盆地則不然，上覆的侏羅系速度明顯低于下伏三疊系，而奧陶系灰?guī)r的速度又大大高于三疊系，當(dāng)?shù)貙痈缓蜌饣蚩紫抖容^高時(shí)，下伏界面的地層速度雖然會(huì)有一定幅度的降低，但卻未必能降到上覆新地層的速度之下，最多不過是接近或等于上覆地層的速度值。從其層間速度差原始剖面可看出，雖然沒有標(biāo)準(zhǔn)的層間速度差異常，但卻有速度曲線的上下擺動(dòng)，顯示出較深反射層的速度曲線接近或等于較淺反射層速度的現(xiàn)象，我們認(rèn)為它便是塔里木盆地具體地質(zhì)條件下的層間速度差異常顯示。
我們采用將每條層間速度差曲線進(jìn)行座標(biāo)平移的方法顯示這種異常，即將各速度層的速度平均值定為一個(gè)基數(shù)，當(dāng)組合層間速度差曲線時(shí)，兩條速度曲線速度平均值之差即為座標(biāo)平移量，即深淺層速度曲線各按其相對(duì)于速度均值的大小編圖，此種方法可以較好地消除地層埋深，年代等因素對(duì)層面速度的影響，因?yàn)閷?duì)每一個(gè)層位來說，其埋深與年代是大體相同的，對(duì)各層位的速度曲線求取均值后，該值便可作為該條件下地層的正常速度值，以此基準(zhǔn)進(jìn)行平移，顯示出相對(duì)的低速異常帶。
而剖面和平面(二維和三維)層間速度差異常的油氣含義解釋，它包括a.據(jù)層間速度差異常的四級(jí)分類解釋方案，按異常的級(jí)別和層位分布穩(wěn)定性，解釋層間速度差剖面中的各個(gè)層間速度差異常帶，作出二維空間上石油及天然氣的富集情況預(yù)測;
b.將各個(gè)層位的層間速度差異常標(biāo)注到平面圖中，解釋各個(gè)層位的層間速度差異常區(qū)的分布范圍及形態(tài)，繪出層間速度差異常平面分布圖，按層間速度差異常的級(jí)別和分布范圍，解釋層間速度差平面圖中的各個(gè)層間速度差異常區(qū)，作出三維空間中石油及天然氣的分布情況預(yù)測。
圖10是穿過塔里木油田的一條地震時(shí)間剖面，圖11是按Neidell的方法編制的層間速度差剖面，其中沒有明顯的層間速度差異常，圖12是圖11的座標(biāo)平移層間速度差剖面，其中展示較明顯的層間速度差異常，圖13是圖11的速度放大層間速度差剖面，其中的層間速度差異常展示的更加明顯。
在層間速度差異常解釋中，我們采用的是自行設(shè)定的四級(jí)分類標(biāo)準(zhǔn)，各級(jí)異常的特征及其地質(zhì)意義為A)Ⅰ級(jí)層間速度差異常層位穩(wěn)定，異常分布范圍大，幅度也相對(duì)較大，大體相當(dāng)于工業(yè)油氣流層段。
B)Ⅱ級(jí)層間速度差異常層位比較穩(wěn)定，能大致確定其地質(zhì)層位。異常幅度相對(duì)較大，亦有一定的分布范圍，可解釋為可能工業(yè)油氣流層段。
C)Ⅲ級(jí)層間速度差異常的層位不清，僅能大致推斷其異常層位，異常幅度一般，分布范圍不大，大體相當(dāng)于油氣顯示層段。
D)Ⅳ級(jí)僅能大致確定層間速度差異常的存在，但無法對(duì)異常特征作出較可靠的判斷，異常的分布范圍和幅度都較局限，屬于遠(yuǎn)景油氣顯示層段。
⑤_層間速度差方法二維油氣檢測的應(yīng)用效果圖14是圖11塔里木雅克拉油田的層間速度差解釋剖面，表2列出圖14的層間速度差分析異常帶基本特征參數(shù)。綜合工區(qū)的鉆井勘探成果與地震資料解釋可知
A)Ⅰ1異常的地質(zhì)層位為寒武系～侏羅系不整合面，沙7井鉆在該異常中，DST中途測試在該層段獲得日產(chǎn)油69.24方，氣138915方的高產(chǎn)油氣流。
B)Ⅰ2異常的地質(zhì)層位為奧陶系～侏羅系不整合面，沙參2井鉆入該異常，該井在奧陶系風(fēng)化面(不整合面)上獲日產(chǎn)千噸以上的特大高產(chǎn)油氣流，證實(shí)該層段含有豐富的油氣資源。
C)Ⅱ1異常的地質(zhì)層位包括白堊系和侏羅系兩套地層。據(jù)沙7井試油結(jié)果，在侏羅系中獲日產(chǎn)10.56方油，氣23234方的工業(yè)油氣流，在白堊系卡普沙良群中獲得日產(chǎn)75.52方油，216800方氣的高產(chǎn)油氣流，它是本構(gòu)造繼下古生界風(fēng)化面之后的另一套主要含油氣層系。
D)Ⅱ2異常的地質(zhì)層位是侏羅系及下白堊統(tǒng)的底部。它下部的侏羅系是奧陶系風(fēng)化殼高產(chǎn)油藏的上覆蓋層，沙參2井在其中見到一些油氣顯示，但未作測試，含油氣情況不詳，估計(jì)為一潛在含油氣層。
E)Ⅱ3異常區(qū)的地質(zhì)層位是白堊系，異常幅度不大，但其異常幅度較穩(wěn)定，很可能是一個(gè)比較穩(wěn)定的含油氣層系。
F)Ⅲ1異常的地質(zhì)層位為侏羅～奧陶系不整合面，從其兩側(cè)的鉆探情況看，它應(yīng)為另一個(gè)較好油氣儲(chǔ)集區(qū)。
層間速度差剖面示出沙參2井和沙7井的含油氣層位并不能簡單地連片成藏，雅克拉構(gòu)造上的油氣富集情況不是均勻的，它不是一個(gè)層狀油氣藏，除構(gòu)造圈閉條件外，儲(chǔ)集物性的好壞，儲(chǔ)集層的發(fā)育情況等對(duì)油氣產(chǎn)能亦有很大影響。同時(shí)，Ⅱ3異常的出現(xiàn)和Ⅱ1異常的上延表明白堊系也是一個(gè)不可忽視的含油氣層位。
⑥層間速度差方法三維油氣檢測的應(yīng)用效果圖15是穿過塔里木達(dá)力亞油田的一條地震層間速度差剖面。圖16是圖15的層間速度差解釋剖面，其中展示出數(shù)個(gè)較明顯的層間速度差異常。表3列出圖16的層間速度差異常帶基本特征參數(shù)。
A)Ⅰ1異常的地質(zhì)層位為三疊系下油組，沙32井鉆在該異常中，目前該層是沙32井的主力產(chǎn)層。
B)Ⅰ2異常的地質(zhì)層位為三疊系中下油組，沙32井鉆入該異常中，它也是沙32井的主力產(chǎn)層之一。
這兩個(gè)層間速度差異常雖不太穩(wěn)定，但它們的異常幅度較大，異常范圍較寬，異常的層位也較穩(wěn)定，反映出它們還是兩個(gè)較有利的含油氣層。
C)Ⅰ3異常的地質(zhì)層位為石炭系，未經(jīng)鉆井證實(shí)。它的異常幅度較大，異常范圍較寬，異常的層位也較穩(wěn)定，位于石炭二疊系不整合之下，上覆有下三疊統(tǒng)遮蓋，它可能是一個(gè)比較好的含油氣層。
D)Ⅱ1異常的地質(zhì)層位是三疊系上油組，未經(jīng)鉆井證實(shí)，含油氣情況不夠明朗。它的異常幅度變化較大，異常范圍也不寬，可能不是一個(gè)很好的含油氣層。
E)Ⅱ2異常區(qū)的地質(zhì)層位是白堊系，沙32井鉆在該異常中，但并不位于異常的最佳部位，因此含油氣情況不會(huì)很好。它的異常幅度不大，但異常范圍很寬，異常的層位也較穩(wěn)定，位于中生界不整合面之下，但上覆遮蓋條件不太好。
F)Ⅱ3異常的地質(zhì)層位是白堊系，其特征與Ⅱ2異常區(qū)相似。
塔里木盆地的石油勘探實(shí)踐表明層間速度差分析是一種經(jīng)濟(jì)有效的油氣預(yù)測方法。與其它方法相比，它具有投資少、見效快、方法簡便易行的優(yōu)點(diǎn)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的優(yōu)點(diǎn)①它是一項(xiàng)可適用于多種地質(zhì)條件的油氣檢測方法。以往的地震油氣檢測方法大多僅適用于埋藏較淺的新地層，而它可用于不同埋藏深度的各種地層，這是層間速度差方法最重要的優(yōu)點(diǎn)。
②層間速度差方法的第二大優(yōu)點(diǎn)是投資少，它對(duì)計(jì)算處理設(shè)備要求較低。該方法毋需大型計(jì)算機(jī)和專用的特殊處理模塊，它不需要復(fù)雜的數(shù)字處理技術(shù)，全部處理工作均立足于最常見的速度分析處理基礎(chǔ)之上節(jié)約處理機(jī)時(shí)和處理費(fèi)用。
③與其它油氣檢測方法相比，層間速度差方法的另一特點(diǎn)是資料來源廣。它使用最常見的速度資料即速度譜，這是當(dāng)今地震資料處理中最基礎(chǔ)、數(shù)量最多、也是最普通的速度資料。
④層間速度差方法的編圖與解釋方法十分簡便。它的全部后期處理與編圖解釋均可由人工完成，如能配以微機(jī)進(jìn)行輔助解釋，其解釋速度將變得非常快捷使它成為一種非常容易實(shí)施的油氣檢測技術(shù)，實(shí)施周期亦較短，因此它具有見效快的特點(diǎn)。
下面對(duì)附圖作部分解釋圖1為層狀巖石模型示意圖圖2為疊加速度譜的原理圖，圖2a.為多次疊加時(shí)反射面與多個(gè)炮檢點(diǎn)的關(guān)系的疊加速度譜的原理圖，圖2b.為6個(gè)共炮點(diǎn)道及正常時(shí)距曲線(V1)的疊加速度譜的原理圖，圖2c.為按V1進(jìn)行動(dòng)校正的疊加效果最佳的疊加速度譜的原理圖，圖2d.為不同深度的疊加振幅峰值連線的代表垂向的速度分布的疊加速度譜的原理圖;
圖3為速度譜計(jì)算示意圖;
圖4為N136線試驗(yàn)速度譜一，10米/秒速度掃描，16毫秒時(shí)間掃描;
圖5為N136線試驗(yàn)速度譜二，25米/秒速度掃描，24毫秒時(shí)間掃描;
圖6為N136線試驗(yàn)速度譜三，25米/秒速度掃描，16毫秒時(shí)間掃描;
圖7為速度采樣(掃描)步長對(duì)振幅曲線形態(tài)的影響;
圖7a.為圖7的原始振幅曲線，圖7b.為圖7的采樣步長為1時(shí)的振幅曲線，顯示出兩個(gè)能量極值，圖7c.為圖7的采樣步長增大一倍(2)時(shí)的振幅曲線，僅有一個(gè)移位的能量極值;
圖8為綏中試驗(yàn)區(qū)的一條速度層的疊加速度曲線;
圖9為綏中試驗(yàn)區(qū)的一條DIVA曲線;
圖10為L2測線時(shí)間剖面，圖10a為解釋前的L2測線時(shí)間剖面;
圖10b為解釋后的L2測線時(shí)間剖面;
圖11為L2測線DIVA剖面;
圖12為L2測線座標(biāo)偏移DIVA剖面;
圖13為L2測線的DIVA剖面，速度曲線座標(biāo)被平移并被放大2倍(0層);
圖14為圖13的解釋剖面;
圖15為TBB-89-E70測線DIVA剖面;
圖16為圖15的DIVA解釋剖面;
圖17為達(dá)里亞地區(qū)T2n4層段DIVA異常平面分布圖。
權(quán)利要求
1.一種利用數(shù)字地震記錄資料在鉆井前尋找油氣的地震油氣檢測方法，先將野外采集得到的數(shù)字地震記錄，在任何一種地震資料處理機(jī)上，進(jìn)行基本處理，得到疊加速度數(shù)據(jù)，本方法的特征在于利用地震反射界面間速度差異值的變化特性檢測低速度異常帶，進(jìn)而預(yù)測出含油氣層段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地震油氣檢測方法，其特征還在于進(jìn)行高精度、高密度速度譜處理，具體步驟如下a.加密速度分析點(diǎn)速度分析的間距小于500米;b.提高速度分析的精度速度掃描間隔小于20米/秒，時(shí)間掃描間隔小于20毫秒，同時(shí)采用非線性掃描方法;c.提高速度譜的顯示效果與質(zhì)量采用走廊疊加和設(shè)置速度顯示模塊中的偏轉(zhuǎn)參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地震油氣檢測方法，其特征還在于進(jìn)行速度譜的精細(xì)解釋，具體步驟如下a.地震反射時(shí)間剖面同相軸的精細(xì)對(duì)比追蹤，使解釋精度達(dá)到30毫秒以下的薄層;b.依據(jù)地震反射時(shí)間剖面同相軸的精細(xì)解釋結(jié)果，對(duì)速度譜的能量團(tuán)進(jìn)行分解，拾取各個(gè)薄層反射同相軸的疊加速度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地震油氣檢測方法，其特征在于進(jìn)行速度數(shù)據(jù)的編圖，具體步驟如下a.將各速度層的疊加速度數(shù)據(jù)編繪成速度曲線，以速度軸為縱軸，CDP點(diǎn)或樁號(hào)作為橫軸進(jìn)行編圖，速度座標(biāo)以向下為速度增加、向上減小;b.從最淺的反射層開始，將較淺反射層的速度曲線依次與下覆較深反射層的速度曲線組合，直至次最深反射層和最深反射層組合完畢為止，組合成層間速度差曲線;c.依較淺反射層在上，較深反射層在下的順序?qū)⒏鲗娱g速度差曲線拼接成剖面圖。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地震油氣檢測方法，其特征還在于進(jìn)行速度數(shù)據(jù)的后期處理，具體步驟如下a.采用速度座標(biāo)平移技術(shù)可使某些小幅度異常更加清楚顯示出來b.速度曲線平滑，以消除速度數(shù)據(jù)的隨機(jī)波動(dòng);c.調(diào)整層間速度差曲線的比例系數(shù)，以便在平緩的速度背景上突出那些低速度異常;d.依據(jù)各個(gè)層間速度差曲線的形態(tài)，截去那些無任何層間速度差異常剖面段;e.依據(jù)各個(gè)層間速度差曲線的分布形態(tài)，抽去那些遠(yuǎn)離研究目的層段或位于目的層段之上速度分析層位;f.依據(jù)各個(gè)層間速度差曲線的形態(tài)，復(fù)查、修正某些明顯偏離正常值的速度數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4和5所述的地震油氣檢測方法，其特征還在于采用四級(jí)分類標(biāo)準(zhǔn)解釋層間速度差圖件，各級(jí)異常的特性及其地質(zhì)意義如下Ⅰ級(jí)層間速度差異常層位穩(wěn)定，異常分布范圍大，幅度也相對(duì)較大，大體相當(dāng)于工業(yè)油氣流層段;Ⅱ級(jí)層間速度差異常層位比較穩(wěn)定，能大致確定其地質(zhì)層位。異常幅度相對(duì)較大，亦有一定的分布范圍，可解釋為可能工業(yè)油氣流層段;Ⅲ級(jí)層間速度差異常的層位不清，僅能大致推斷其異常層位，異常幅度一般，分布范圍不大。大體相當(dāng)于油氣顯示層段;Ⅳ級(jí)僅能大致確定層間速度差異常，但無法對(duì)異常特征作出較可靠的判斷，異常的分布范圍和幅度都較局限，屬于遠(yuǎn)景油氣顯示層段。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的地震油氣檢測方法，其特征還在于剖面和平面(二維和三維)層間速度差異常的油氣含義解釋，它包括a.據(jù)層間速度差異常的四級(jí)分類解釋方案，按異常的級(jí)別和層位分布穩(wěn)定性，解釋層間速度差剖面中的各個(gè)層間速度差異常帶，作出二維空間上石油及天然氣的富集情況預(yù)測b.將各個(gè)層位的層間速度差異常標(biāo)注到平面圖中，解釋各個(gè)層位的層間速度差異常區(qū)的分布范圍及形態(tài)，繪出層間速度差異常平面分布圖，按層間速度差異常的級(jí)別和分布范圍，解釋層間速度差平面圖中的各個(gè)層間速度差異常區(qū)，作出三維空間中石油及天然氣的分布情況預(yù)測。
全文摘要
一種利用數(shù)字地震記錄通過層間速度差分析方法檢測低速異常區(qū)進(jìn)而預(yù)測出含油氣區(qū)的地震油氣檢測方法，先將野外采集得到的數(shù)字地震記錄，在任何一種地震資料處理機(jī)上，進(jìn)行基本處理，得到疊加速度數(shù)據(jù)，再利用地震反射界面間速度差異值的變化特性檢測低速度異常帶，進(jìn)而預(yù)測出含油氣層段；具有適用面廣、投資少等特點(diǎn)，是一種非常容易實(shí)施的油氣檢測技術(shù)，實(shí)施周期亦較短，因此還具有見效快的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01V1/28GK1086318SQ9311410
公開日1994年5月4日 申請(qǐng)日期1993年10月27日 優(yōu)先權(quán)日1993年10月27日
發(fā)明者陳開遠(yuǎn), 沈林克 申請(qǐng)人:地質(zhì)礦產(chǎn)部西北石油地質(zhì)局, 中國地質(zhì)大學(xué)