三湖地區(qū)真假含氣地震異常的識(shí)別與處理技術(shù)

摘 要

摘要：柴達(dá)木盆地三湖地區(qū)地震剖面上的“低頻、同相軸下拉”現(xiàn)象是尋找氣藏的有效手段。但是隨著勘探的深入，發(fā)現(xiàn)地震反射異?，F(xiàn)象并不都是由于地層含氣引起的，一些特
摘要：柴達(dá)木盆地三湖地區(qū)地震剖面上的“低頻、同相軸下拉”現(xiàn)象是尋找氣藏的有效手段。但是隨著勘探的深入，發(fā)現(xiàn)地震反射異?，F(xiàn)象并不都是由于地層含氣引起的，一些特殊的地表?xiàng)l件(表層結(jié)構(gòu)異常)也會(huì)造成類(lèi)似的異?，F(xiàn)象，致使一些探井鉆探失利。在近兩年的該區(qū)高精度二維地震勘探中，通過(guò)針對(duì)性的表層調(diào)查方法和對(duì)近地表結(jié)構(gòu)的精細(xì)解剖，弄清楚了地震反射異常與表層結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)表層結(jié)構(gòu)引起的地震異常有了較深刻的認(rèn)識(shí)；通過(guò)分析總結(jié)，提出了用反射時(shí)間法來(lái)甄別表層異常與地下含氣異常；在此基礎(chǔ)上，通過(guò)高精度折射靜校正處理技術(shù)消除了這些由于表層結(jié)構(gòu)異常變化帶來(lái)的地震資料異常。這些技術(shù)措施的實(shí)施，為三湖地區(qū)地震資料真假異常的識(shí)別提供了比較實(shí)用的方法，在實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用中見(jiàn)到了較好的效果。
關(guān)鍵詞：柴達(dá)木盆地；三湖地區(qū)；表層；地震資料；異常；反射時(shí)間；靜校正；消除
   柴達(dá)木盆地三湖地區(qū)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的含氣構(gòu)造大多是幅度很低的同沉積背斜，三大氣田的發(fā)現(xiàn)和儲(chǔ)量的大幅度增加，很大程度上都是依賴(lài)于低頻、同相軸下拉等地震資料異?，F(xiàn)象來(lái)識(shí)別和發(fā)現(xiàn)的。但隨著勘探的深入，按照地震資料異常特點(diǎn)確定的油氣鉆探井出現(xiàn)了很多失利，使得油氣勘探陷入困境[1]。為此對(duì)該區(qū)域的地震資料異常進(jìn)行了深入的研究，認(rèn)識(shí)到地震剖面上的異常不僅僅和地下含氣有關(guān)，也和近地表結(jié)構(gòu)有關(guān)[2]。該區(qū)地表相對(duì)比較平緩，地表巖性比較單一。一般都認(rèn)為該區(qū)域表層結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，靜校正問(wèn)題不突出，地震資料處理過(guò)程中通常都是采用簡(jiǎn)單的高程靜校正方法。近兩年來(lái)，在該區(qū)域開(kāi)展了高精度二維地震勘探，在表層調(diào)查和靜校正方面有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。在對(duì)表層結(jié)構(gòu)研究的基礎(chǔ)上，對(duì)表層結(jié)構(gòu)引起的地震資料異常進(jìn)行了細(xì)致的分析和研究。
1 存在問(wèn)題與技術(shù)需求
   如圖1-a所示，在三湖地區(qū)地震剖面上出現(xiàn)的低頻、同相軸下拉現(xiàn)象是典型的含氣識(shí)別標(biāo)志。在圖1-b所示的地震資料異常與圖1-a含氣地震響應(yīng)類(lèi)似，但鉆探的結(jié)果未發(fā)現(xiàn)工業(yè)氣流。通過(guò)對(duì)該區(qū)域表層結(jié)構(gòu)的調(diào)查和分析認(rèn)識(shí)到，巨厚疏松的低降速帶也可以造成類(lèi)似的地震異常[2]。如何有效識(shí)別近地表結(jié)構(gòu)引起的地震異常，一直未得到很好的解決。從技術(shù)上講，需要有效的方法來(lái)識(shí)別和區(qū)分近地表結(jié)構(gòu)引起的地震異常和地層含氣造成的地震異常，在識(shí)別的基礎(chǔ)上，采取一定的方法和措施對(duì)地表結(jié)構(gòu)異常帶來(lái)的地震異常進(jìn)行處理和消除。

2 主要技術(shù)方法及效果
2.1 精細(xì)表層調(diào)查及建模技術(shù)
2.1.1基于分區(qū)的表層調(diào)查技術(shù)
    表層調(diào)查應(yīng)結(jié)合控制點(diǎn)的目的和作用來(lái)考慮。從表層調(diào)查所要完成的地質(zhì)任務(wù)出發(fā)，針對(duì)不同的地表特點(diǎn)，采用不同的表層調(diào)查方法提高表層調(diào)查精度和施工效率。如在速度為正序的層狀介質(zhì)區(qū)主要采用小折射調(diào)查；在低降速帶較厚的連續(xù)介質(zhì)區(qū)采取層析表層調(diào)查；在結(jié)晶鹽夾層區(qū)采用小折射-微測(cè)井聯(lián)合調(diào)查；在低降速帶巨厚區(qū)采用超深微測(cè)井調(diào)查。同時(shí)，分區(qū)布設(shè)一定數(shù)量的微測(cè)井調(diào)查進(jìn)行控制和驗(yàn)證。
2.1.2模型迭代的表層調(diào)查技術(shù)
    為建立高精度的表層模型，采用模型迭代的調(diào)查技術(shù)提高對(duì)近地表的解剖精度。該流程通過(guò)對(duì)初次調(diào)查的地表模型進(jìn)行綜合分析，對(duì)初次模型不合理的地方采取加密控制點(diǎn)或進(jìn)行二次調(diào)查，然后加入新的調(diào)查結(jié)果重新建立模型。采取這種重復(fù)迭代的方式使最終建立的模型精度達(dá)到滿(mǎn)意的結(jié)果。
2.1.3內(nèi)插控制點(diǎn)聯(lián)合建模技術(shù)
    三湖臺(tái)吉乃爾湖區(qū)受施工條件的限制，表層調(diào)查工作難以開(kāi)展。因此提出了內(nèi)插控制點(diǎn)聯(lián)合建模技術(shù)：結(jié)合大炮初至反演結(jié)果，內(nèi)插控制點(diǎn)和常規(guī)表層調(diào)查結(jié)果聯(lián)合起來(lái)建立整個(gè)臺(tái)南地區(qū)的近地表結(jié)構(gòu)模型。內(nèi)插控制點(diǎn)聯(lián)合建模技術(shù)主要有兩部分：①基于表層調(diào)查控制點(diǎn)數(shù)據(jù)插值建模，在表層調(diào)查資料質(zhì)量好、數(shù)據(jù)完整，具有穩(wěn)定高速層頂界面的地區(qū)，以實(shí)際表層調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，合理優(yōu)化參數(shù)，采用層間關(guān)系系數(shù)法建模；②基于初至波反演建模，湖區(qū)等不具備表層調(diào)查施工條件的空白區(qū)，利用初至層析反演模型結(jié)果，內(nèi)插出空白區(qū)的控制點(diǎn)后聯(lián)合實(shí)際調(diào)查點(diǎn)建立模型。
2.1.4表層數(shù)據(jù)處理分析技術(shù)
    三湖鹽堿地表多為鹽泥交互層，表層結(jié)構(gòu)構(gòu)成方面非常復(fù)雜：如低速層+高速層(兩層結(jié)構(gòu))、低速層+高速層+低速層(三層結(jié)構(gòu))、低速層+多層降速、高速互層+高速層(多層結(jié)構(gòu))，以及高速層直接出露于地表的鹽堿層結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)廣泛存在，且在空間分布上又相互交融，給表層調(diào)查數(shù)據(jù)的分析帶來(lái)了較大困難。為提高建模精度，在數(shù)據(jù)分析上，主要采取了兩種技術(shù)：①等效層分析技術(shù)——通過(guò)等效原理對(duì)多層結(jié)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)層歸一；②平面優(yōu)化分析技術(shù)——通過(guò)各種輔助軟件將各類(lèi)表層物理參數(shù)繪制在平面圖上分析，除奇異值，保證數(shù)據(jù)符合地質(zhì)變化規(guī)律。在分析中主要把握兩個(gè)原則：一是確保低降速靜校正相等；二是確?；鶞?zhǔn)面靜校正相等。
2.1.5近地表整體解剖技術(shù)
    首先利用小折射、微測(cè)井資料、野外近地表巖性調(diào)查資料，以及攻關(guān)區(qū)域內(nèi)的地物、地貌資料，查明表層結(jié)構(gòu)基本特征，理清表層巖性、速度的分布規(guī)律；然后比對(duì)地震大炮資料，搞清表層巖性和剖面上可疑異常的對(duì)應(yīng)關(guān)系；最后與大炮初至反演模型相結(jié)合，通過(guò)對(duì)比分析，弄清楚近地表結(jié)構(gòu)變化規(guī)律，建立起精確的三維近地表模型。
2.2 反射時(shí)間法異常識(shí)別技術(shù)
    表層異常指地表附近一定區(qū)域的速度、厚度異常變化，表層異常范圍一般比含氣異常范圍要淺得多。含氣異常范圍和天然氣的埋藏深度有關(guān)，如臺(tái)南氣田近地表基本無(wú)含氣影響，從一定深度開(kāi)始，到深層均有異常；澀北氣田從淺至深均受含氣異常的影響[3]。因此，對(duì)于一定深度的某一反射層來(lái)說(shuō)，表層異常影響范圍一般在界面以上，而含氣異常范圍影響到了反射界面?；谶@一特點(diǎn)，表層異常、地下含氣異常對(duì)某一界面的反射時(shí)間的響應(yīng)特征是不一樣的[4～5]。
    研究結(jié)果表明，不同位置單炮對(duì)于某一反射界面，表層異常和地下含氣異常的反射時(shí)間響應(yīng)在檢波點(diǎn)域和CMP域是正好相反的。在檢波點(diǎn)域里，表層異常導(dǎo)致的反射時(shí)移是對(duì)齊的，在CMP域里是分散的；對(duì)于地下含氣異常，在檢波點(diǎn)域里，含氣異常導(dǎo)致的反射時(shí)移是分散的，在CMP域里是對(duì)齊的。實(shí)際資料應(yīng)用表明(圖2)，利用反射時(shí)間法識(shí)別表層異常與含氣異常是可行的，從而為甄別該區(qū)域的表層結(jié)構(gòu)異常提供了一種新的思路和方法。
2.3 表層結(jié)構(gòu)與地震異常關(guān)系分析
    從近兩年高精度二維勘探剖面分析來(lái)看，三湖地區(qū)存在11處主要地震異常(圖3)。從圖3可以看到，臺(tái)南氣區(qū)南側(cè)條帶狀分布的地震異常對(duì)應(yīng)的低降速帶相對(duì)較厚，該條帶狀異常區(qū)域?qū)?yīng)著低降速帶厚度較厚的疏松砂體，在調(diào)查中也發(fā)現(xiàn)該區(qū)域含水量較多，頻率衰減嚴(yán)重，屬于受低降速帶和含水量?jī)煞N因素影響的表層結(jié)構(gòu)異常區(qū)。澀東地震異常帶存在速度較低的巨厚膠泥體且微測(cè)井施工時(shí)發(fā)現(xiàn)淺表氣發(fā)育，屬于表層結(jié)構(gòu)和含氣同時(shí)影響的地震異常。工區(qū)東北角位于駝峰山前斜坡上，低降速帶也較厚，但探井顯示同時(shí)也含有天然氣。通過(guò)靜校正應(yīng)用后，異常幅度有所降低，但依然存在，因此該區(qū)域也存在表層結(jié)構(gòu)與含氣的雙重影響。澀北1、2號(hào)氣區(qū)、臺(tái)吉乃爾氣區(qū)、駝西區(qū)域從地表高程來(lái)看，位于地勢(shì)較高的山丘上，低降速帶厚度相對(duì)也較厚。但是從測(cè)線(xiàn)上看，發(fā)生異常的區(qū)域變化并不是非常劇烈，地震異常區(qū)域小于低降速帶的厚度變化區(qū)域，和相鄰部位比，是一個(gè)漸變的過(guò)程，沒(méi)有明顯的突變，低降速帶雙程旅行時(shí)沒(méi)有異常，因此異常主要是受含氣的影響。對(duì)這些異常，通過(guò)精細(xì)表層調(diào)查及建模技術(shù)建立的表層模型，結(jié)合反射時(shí)間法分析，進(jìn)行了有效的識(shí)別。
 

2.4 高精度初至折射靜校正技術(shù)
    三湖地區(qū)地表相對(duì)平坦，以往該區(qū)資料處理采用高程靜校正，導(dǎo)致在很多近地表異常地區(qū)地面資料較差。通過(guò)近兩年的研究，認(rèn)識(shí)到該區(qū)的速帶變化劇烈，存在較多的局部低降速帶異常。對(duì)靜校正方法的分析，最終確定了適合本區(qū)法——折射靜校正方法。基于模型約束的折射靜方法能提供高質(zhì)量的中、長(zhǎng)波長(zhǎng)分量，同時(shí)，其短靜校正精度也較高。在實(shí)際靜校正工作中，主要了以下技術(shù)要點(diǎn)：①通過(guò)詳細(xì)的近地表結(jié)構(gòu)的整剖，準(zhǔn)確建立近地表模型，為折射靜校正提供了合模型約束參數(shù)；②通過(guò)對(duì)湖區(qū)、鹽堿地、鹽堿沼澤層含氣區(qū)等表層結(jié)構(gòu)對(duì)大炮初至質(zhì)量影響較大區(qū)，采用處理手段提高初至質(zhì)量，提高了折射靜枝這些區(qū)域的應(yīng)用精度；③通過(guò)提高折射波的識(shí)別、的折射分層、消除排列邊界效應(yīng)的延遲時(shí)延拓，劉析反演模型，確定合理的靜校正計(jì)算標(biāo)志層，最大地解決了該區(qū)存在的靜校正問(wèn)題，消除了一些表常的影響(圖4)。

3 結(jié)論
   1) 精細(xì)的表層調(diào)查及建模技術(shù)是識(shí)別異常的基礎(chǔ)。
   2) 通過(guò)對(duì)異常反射時(shí)間響應(yīng)特征分析，可以有效識(shí)別出表層異常，這提供了一種新的思路和方法。
   3) 大炮初至包含了豐富的近地表資料，對(duì)表層異常反應(yīng)較靈敏，因而模型約束下的折射靜校正方法精度較高，能較好消除一些表層異常的影響。
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(本文作者：王海立 翟俊偉 寧宏曉 于寶華 趙榮艷 東方地球物理勘探有限責(zé)任公司敦煌經(jīng)理部)