對井震標定中一個特殊情況的思考

2014-10-29 01:10:36蓋永浩

物探化探計算技術 2014年1期

陳林，鄧勇，蓋永浩，吳斌，張毅

（中海石油有限公司湛江分公司，湛江 524057）

0 引言

井震標定是連接地震與地質的橋梁，精細的井震標定是進行層位解釋和油藏描述的基礎和前提。在井震標定中，需要注意測井資料、地震資料、子波等對標定結果的影響，同時準確的時深關系也是完成深度域井信息與時間域地震信息對比的關鍵因素。對于物探方法，常用的時深關系有兩個，①來源于VSP測井的時深對；②由聲波測井資料計算得到的時深對。通常對有VSP測井的井用VSP標定；對本身沒有VSP測井的井，會借用相鄰井的VSP資料或利用本井聲波測井資料來標定［1］。而在實際工作中，由于井況差等工程原因及勘探成本原因，將會導致某些井獲取的有效聲波數據較短且未進行VSP測井（海上油氣勘探中此類情況尤其多見）。對具有這類特殊情況的井，應該怎樣高效率、高精度地完成標定工作呢？我們將以工作中的實例來說明。

1 實例分析

A7井是A斷塊油田上的一口評價井，在古近系L1段鉆遇三套油層，為了落實這三套油層的儲量，需要對其精細標定。但由于固井質量差，井眼垮塌嚴重等工程原因導致A7井獲取的有效聲波數據較短，僅局限在油層段附近的200m，較短的聲波數據導致了合成記錄較短，難以尋找明顯的標志性反射界面，同時A7井未進行VSP測井。較短的合成記錄和不確定的時深關系制約了A7井標定的準確性，如何完成A7井標定，成為制約本區域下步勘探的一個重要因素。

1.1 用聲波標定存在的問題

眾所周知，在沒有VSP測井資料的情況下，通常利用聲波曲線通過積分獲得時深對，具體計算公式見式（1）。

式中 t（h）為深度h處的聲波時差值（μs／m）；積分下限a為聲波曲線的起始深度（m）；積分上限b為待求點的深度（m）；tb為聲波到達深度b的旅行時間（ms）；ta為起始深度a對應的旅行時間（ms）。

由式（1）可知，tb是由聲波曲線自身積分得到的，而聲波由于受井徑、泥漿侵泡、能量衰減的影響，難以得到準確的地下層速度序列，因此聲波測井曲線計算得到的時深對存在較大的誤差［2］。

同時由于聲波測井往往不是全井段觀測，而是從某一深度開始觀測，因此用它求取平均速度時，必須在地面與觀測起始點之間作一定假設，根據給定的初始速度通過積分來獲得時深對，這也是聲波速度測井用于求取地層平均速度和井震標定時的一大缺陷［3－4］。

用聲波曲線計算得到的時深對進行井震標定，還要注意頻散現象引起的標定誤差。巖石物理理論研究與實驗結果均表明，聲波在地層中傳播時存在速度頻散現象，即傳播速度隨聲波頻率的變化而變化，且頻率越高速度頻散現象越嚴重。由于聲波測井與地震勘探所使用的儀器和觀測方式均不相同：前者主要在井孔內很小的范圍沿井壁觀測，所使用的震源頻率較高，通常為10Hz～25 000Hz；后者在地面的較大范圍內觀測，所使用的震源頻率較低，通常為10Hz～200Hz。因此地震數據和聲波測井數據之間必然存在由速度頻散引起的差異［5－7］，速度頻散是將聲波速度測井用于求取地層平均速度和井震標定時的另一大缺陷。

由于聲波測井用于井震標定存在多個缺陷，導致了求取的地層平均速度精度較差，因此用聲波數據作為基礎時深關系進行標定時的飄移量較大。同時A7井較短的聲波數據導致合成記錄較短，難以尋找明顯的標志性反射界面，無法準確判斷飄移量的多少和標定方案的合理性（圖1），標定存在很大的不確定性，因此僅用聲波做為時深關系難以準確完成A7井的標定工作。

1.2 用鄰井VSP標定存在的問題

VSP數據是在井眼的某一深度接收地面震源激發的地震波到達的時間而得到的深度與時間點對值，通常認為VSP測井中地震波的速度傳播規律和常規地震剖面中地震波的速度傳播規律是一致的，VSP測井能準確反映地震波在地層中傳播速度的變化規律。盡管由于合成記錄和常規地震剖面在地震記錄的獲取方式上存在差異，考慮到AVO效應，可能存在一定的標定誤差［8－11］，但通過速度微調，VSP數據能較準確地實現時深轉換，是井震標定首選的時深關系。

雖然A7井沒有進行VSP測井，但周邊的A1井和A2井都測定有VSP資料，其中A2井距離A7井最近，因此借用A2井VSP資料對A7井進行標定，標定結果見圖2。

從圖2可知，合成記錄與井旁道的吻合度很高，各個同相軸的振幅和頻率特征基本相似，波組特征也基本類似。但看似正確的標定結果卻和壓力資料存在很大矛盾。兩口井的壓力資料表明：A7井和A 2井鉆遇的III油組屬于同一壓力系統，因此應該是同一油藏.但根據標定結果來看，A7井和A2井的Ⅲ油組并不是同一同相軸，而兩井間無斷層和地層缺失，因此標定結果存在不確定性。

圖1 A7井的3個標定方案（用聲波做時深關系標定）Fig.1 Three calibration scheme of A7well（use acoustic wave as time－depth relationship）

圖2 A7井標定剖面（借用A2井VSP數據）Fig.2 The well－seismic calibration profile of A7well（use VSP of A2well）

為了驗證設想，借用A1井的VSP資料對A7井進行標定，標定結果見圖3。合成記錄與井旁道的吻合度很高，各個同相軸的振幅和頻率特征基本相似，波組特征也基本類似，但卻和用A2井VSP標定結果存在明顯差異，其中I油組和II油組的標定結果基本相同，都在同一相位上，但III油組的標定結果差了一個相位。如果據此標定結果分析，A7井和A2井的III油組正好處在同一同相軸，與從壓力資料得到的油藏認識非常吻合，可以初步判斷借用A1井VSP資料標定的結果是準確的。

圖3 A7井標定剖面（借用A1井VSP數據）Fig.3 The well－seismic calibration profile of A7well（use VSP of A1well）

由此可見，對本身沒有VSP資料測井的井，如果不加選擇地隨意借用相鄰井的VSP資料來標定，可能產生錯誤的標定結果，導致標定工作陷入誤區。

2 特殊情況下的標定方法探討

通過前面兩次標定可知，雖然III油組的標定方案存在差異，但Ⅰ油組和Ⅱ油組沒有區別，這說明兩次標定結果在Ⅰ油組和Ⅱ油組都是可信的，因此可以先借用A1井VSP資料初步標定，確定Ⅰ油組和Ⅱ油組的反射界面后，以這兩個反射界面為標定基準面，再用A7井聲波數據精細標定Ⅲ油組，以此獲得最終標定結果（圖4），此結果和借用A1井VSP資料標定的結果是基本一致的，說明借用A1井VSP資料標定的結果是準確可信的。

圖4 A7井標定剖面（先借用A1井VSP標定，再用本井聲波標定）Fig.4 The well－seismic calibration profile of A7 well（use VSP of A1well to calibrate first，then use own acoustic wave to calibrate）

圖5 A油田圍區7口井標定后的時深關系對比圖Fig.5 The comparison diagram of 7wells，calibrated time－depth relationship in A oilfield area

為了進一步說明其正確性，對A7井周邊七口井標定后的時深關系進行統計分析。從圖5可知，在2 600m以上的淺層，區域平均速度基本一致；在2 600m以下，速度趨勢存在變化和分異，其中A1井、A4井、A7井的速度趨勢一致，A2井、A3井、A5井、A6井的速度趨勢一致。綜合區域地質因素分析認為，之所以A2井、A3井、A5井、A6井的速度趨勢一致且深層的地層平均速度較大，原因在于處在同一斷裂帶（潿西南二號斷裂帶），而二號斷裂帶受走滑運動影響，在斷裂帶內部形成擠壓高速帶，因此整體速度較大（圖6）。A7井和A1井雖然距離較遠（相比A7井和A2井），且存在約300m的埋深差，但兩口井處在同一個構造脊上，鉆遇地層相近，因此速度相近（圖7）。