复杂构造地震叠前深度偏移速度模型构建及效果

复杂构造地震叠前深度偏移速度模型构建及效果

罗勇;张龙;马俊彦;肖立新;林娟

【摘要】准噶尔盆地南缘独山子地区近地表结构复杂,地下构造多表现为上陡下缓的形态,断裂发育,波场极其复杂,给地震叠前深度偏移成像造成困难.论述了独山子地区地震叠前偏移速度模型构建的几个关键环节:首先充分利用该区的钻井资料建立区域层速度量版,消除近地表西域砾岩对下伏地层速度的影响；其次通过测井速度资料对地震速度进行约束校正,采用沿层相干反演等层速度反演方法提高速度模型的精度,最终对二维网格开展拟三维速度模型的建立,确保了二维网格速度场空间和时间上的闭合,叠前深度偏移取得了良好的成像效果.

【期刊名称】《新疆石油地质》

【年(卷),期】2013(034)005

【总页数】4页(P576-579)

【关键词】准噶尔盆地;南缘;叠前深度偏移;速度模型构建;层速度量版;沿层相干反演;拟三维速度模型

【作者】罗勇;张龙;马俊彦;肖立新;林娟

【作者单位】中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院地球物理研究所,乌鲁木齐830013;中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院地球物理研究所,乌鲁木齐830013;中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院地球物理研究所,乌鲁木齐830013;中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院地球物理研究所,乌鲁木齐830013;中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院地球物理研究所,乌鲁木齐830013

【正文语种】中文

【中图分类】P631.443

独山子背斜处于准噶尔盆地南缘冲断带四棵树凹陷之中，位于盆地南缘山前第三排构造带西部。背斜北翼被一系列南倾断裂切割成南翼缓、北翼陡的断背斜，地层倾角达65°～85°；而白垩系底部及以下地层则为褶皱缓、断裂规模较小的断褶，构

成上陡、下缓两大构造层。因此，此类复杂构造带在独山子断裂下盘，地层挤压褶皱剧烈，加之逆断层多次切割，地层破碎，导致地震反射层杂乱，资料品质差，地震成像十分困难。研究此类复杂构造区地震叠前深度偏移速度模型的构建方法及应用效果，对提高类似地区的地震勘探精度很有帮助。

1 地震资料品质及成像难点

受浅层高陡复杂构造的影响，进入深层的反射波极为复杂，使得背斜北翼侏罗系地震层序成像普遍较差，大部分剖面背斜北翼波组连续性差，断点不清晰；南翼地震资料品质相对较好，波组较连续，但部分剖面南翼深层地震成像效果较差，隐约可见断断续续的相位[1,2]。以往该地区主要针对中上组合地震反射，针对中下组合

地震反射波照明度欠缺，在以往叠后时间偏移地震成果的基础上开展地质综合研究，落实圈闭进行构造成图时又受到各地层层速度的精度影响。因此，通过叠前深度偏移开展层速度场的反演，提高速度精度至关重要。但该区叠前深度偏移成像存在以下几方面的难点：近地表结构复杂，表层速度模型构建难，静校正问题突出；近地表局部地区存在高速的西域组砾岩，对下伏地层的速度影响较大；构造埋深大，地震资料品质差，构造模型多解；地震资料信噪比低，波场复杂，偏移速度场建立及精度提高十分困难。

2 叠前深度偏移速度模型构建

独山子背斜上组合浅部构造窄陡，中下组合深层构造宽缓，上滑脱断裂活动强，断裂下盘构造变化剧烈，速度横向变化大。叠前深度偏移技术是解决复杂构造和速度横向变化剧烈地区地震资料成像问题的较好方法，而速度建模是叠前深度偏移准确成像的核心，只有建立准确的速度模型，叠前深度偏移才能取得比较满意的成像效果[3,4]。

本文论述的速度建模方法是以井约束为基础，将均方根速度进行井控约束处理，获得符合地质规律的宏观层速度分布，建立较为合理的初始速度—深度模型[5]。速度模型迭代优化过程中，采用相干反演法确立速度场的低频趋势，针对背斜北翼断裂下盘及杂乱反射区利用层析成像建立有效速度模型，最后通过多次速度扫描迭代进行调整，在整个迭代过程中利用井约束的区域速度规律控制速度及深度的变化，最终再将全区二维测线统一起来，采用拟三维建场方式进行多线速度闭合建模，保证二维测线叠前深度偏移层速度及构造模型的闭合。

2.1 初始速度模型建立

初始速度模型是利用均方根速度场，通过Dix公式转换成层速度得到。由于均方根速度转换得到的层速度会产生许多畸变点，特别是在构造复杂、断裂发育、地层倾角大、速度场变化剧烈的南缘山前地区误差很大，不利于后续迭代处理与速度修正。利用均方根速度转换得到的是一个不稳定的没有地质意义的层速度，如果将这种层速度用于偏移，势必会导致偏移结果不理想。大量的试验表明，简单平滑以及编辑可以消除一些异常点，但是无法建立起与实际地层速度—深度趋势较吻合的宏观层速度场[6,7]。最终均方根速度通过Dix公式转化成层速度，再进行编辑平滑产生深度域层速度模型，偏移剖面中背斜主体构造及断裂下盘成像效果较差（图1）。针对复杂山地高陡构造，只有结合区域地质认识，利用钻井资料速度信息，对处理过程中成像速度转换的初始层速度进行约束，使初始层速度模型更加符合实际地质规律。具体实现过程如下。

图1 均方根速度转层速度建立的初始速度模型及偏移效果

（1）通过全区域构造建模，确定每条测线上构造的宏观变化与大的层序结构、背斜主体构造与两翼及主控滑脱断裂接触关系。时间域构造建模过程中，在统一基准面的基础上，拾取速度界面时尽量与地质层位分层相统一，一方面便于构造模型与测井、垂直地震剖面资料层速度相匹配，另一方面统一标准，利于后续二维网格拟三维建模。

（2）搜集研究区内所有探井的声波测井资料、垂直地震剖面资料及表层结构资料，在区域地质认识的基础上建立三维构造模型，参考每条线的均方根速度趋势，根据研究区所有井速度信息建立全区宏观层速度模型。参考声波测井资料反映垂向速度的变化特性，判断速度模型与声波测井速度变化趋势是否基本一致，来进一步确定中上组合各层系之间层速度的变化规律。

（3）针对背斜南翼浅地表高速砾岩层，参考不同位置井速度变化规律，根据砾岩厚度变化进行适当平滑，确定高速砾岩层速度规律。针对中下组合井资料较少的情况，根据构造变化趋势以及井速度向下估算，确定横向变化相对稳定的层速度。

在井信息约束下建立的初始速度模型，既能保留处理过程中成像速度的横向变化特征，又能与地质统计规律相吻合，较好地控制了低频宏观速度场，因此能得到稳定的成像结果，以供后续速度模型反演进行精确调整（图2）。

2.2 速度—深度模型优化

图2 井控初始速度模型及偏移效果

速度模型优化迭代是根据共反射点道集有效反射是否校正平直（同相轴上翘则速度偏低，同相轴下拉则速度偏高）的判断原则进行剩余延迟（剩余速度）分析，计算深度剩余延迟谱，拾取道集内同相轴的剩余曲率信息，通过相干反演或层析成像技术修正层速度模型。针对独山子背斜构造特点以及速度变化规律，在初始速度模型的基础上，先采用相干反演法确立速度场的低频趋势，再针对背斜北翼断裂下盘及