准中沙漠区近地表特征及针对性勘探技术

准中沙漠区近地表特征及针对性勘探技术尚新民【摘要】准中沙漠区沙丘起伏剧烈，厚度变化大，二维勘探时主要采用小折射法进行近地表调查，近地表结构测量不准确使激发井深设计不合理，造成沙漠区资料品质较差，圈闭可靠程度低。

近期开展的新一轮勘探，主要利用深井微测井近地表调查结果，对沙漠区顶、底板结构、厚度、速度、深度–时间关系、吸收衰减等地球物理参数进行了研究。

研究发现，准中沙漠区属于固定或半固定沙丘，具有平缓稳定变化的沙丘底界面，深度–时间对应关系一致性好，不同位置相同的深度具有近似的速度与品质因子有良好的对应关系等特点。

针对不同厚度沙丘分别采用逐点设计井深单深井激发、多井浅井组合激发，研发了综合沙丘量板拟合静校正、近地表吸收补偿等针对性技术，获得了高品质地震资料。

%Because of intensely fluctuating dunes and varies thickness in hinterland of Junggar desert area,short refraction survey is mainly used in the 2D near surface exploration;however,this method causes inaccurate near-surface structure mea-surement,leading to poor desert area seismic data quality and low trap reliability. In the new round of exploration launched recently,we used the result of micro logging survey to study the geophysical parameters,such as desert region top,bottom interfacestructure,thickness,velocity,depth-time relation,absorption and attenuation,etc. Research shows that sand dunes in the hinterland of Junggar Basin desert area are fixed or semi-fixed,and are characteristic of stability and gentle bottom inter-face,good consistency of depth-time relation,basically same buried depth velocity in different region and goodcorrespondence between velocity and quality factor. According to different thickness of sand dunes,we adopted single deep-well shooting with roll-along designing excitation well depth and multiple and shallow well array shooting. High-quality seismic data has been obtained by developing comprehensive dune map fitting statics correction and near surface absorption compensation technology.【期刊名称】《西南石油大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】11页(P65-75)【关键词】深井微测井;近地表特征;沙丘曲线;静校正;吸收补偿【作者】尚新民【作者单位】中国石化胜利油田分公司物探研究院，山东东营 257022【正文语种】中文【中图分类】TE122引言长期以来，学者们对塔里木盆地沙漠区近地表特征研究较多[1]，发表了大量研究论文，形成了系列勘探技术。

多年的勘探实践表明，塔克拉玛干沙漠表层结构有如下特点：（1）高速层顶界面即沙漠的潜水面是一个非常平稳的界面；（2）高速层以上的深度与地面到该深度的单层旅行时可以用沙丘曲线来表示。

在沙漠区采用微测井、推水坑等联合近地表调查技术、避高就低潜水面下激发技术、沙丘曲线静校正等处理技术，在塔中等地区获得了大量的油气发现。

相比而言，对准噶尔沙漠区的近地表特征及规律研究较少，没有形成针对性的地震采集及处理技术，造成准噶尔腹部沙漠区油气勘探程度较低。

2002 年二维测线施工时期，主要采用小折射法进行近地表结构调查，该方法利用低速层中传播的直达波和近地表折射界面传播的折射波的初至时间来研究低、降速带的变化，一般应用在地形平坦、折射界面水平且低、降速带厚度不大的地区。

准中沙漠区沙丘起伏剧烈，低降速带厚度大，由于小折射排列长度一般只有50 m，受排列长度的限制，难以求取准确的低降速带厚度。

由于受沙漠巨厚低、降速带的影响，地震有效波能量弱，资料信噪比低，反射波同相轴不连续，层间信息缺失，资料品质差，不能满足精细刻画岩性圈闭要求，各类地层、岩性圈闭情况无法落实。

2011—2012 年，在准中沙漠区开展了新一轮勘探攻关，分别部署了成1 井东与董2 井北三维，本轮勘探主要利用深井微测井及岩性取芯技术进行近地表调查，在此基础上研究得到了准中沙漠区精确近地表结构模型及地球物理参数[2]，并研发了针对性采集及处理技术，主要包括：单深井（沙丘厚度小于50 m）与多井浅井组合激发技术（沙丘厚度大于50 m）、综合沙丘曲线静校正技术、沙漠区近地表吸收补偿技术等，获得了高品质地震资料。

1 近地表地球物理特征研究1.1 沙丘顶底板与厚度特征研究区位于古尔班通古特沙漠。

古尔班通古特沙漠是中国最大的固定、半固定沙漠，主体面积的80% 以上处于稳定状态[3]，地表为连绵起伏的沙丘覆盖，沙丘大多为陇状固定沙丘，沙中泥质成分较多，具有明显的第四纪陆相风成沉积特点，沙漠地表有梭梭柴、芨芨草等植被。

地表海拔在400～650 m，沙丘相对高差一般在10～70 m。

沙丘主体呈南北走向，总体趋势是东北高西南低。

图1 是在中部4 区块董2 井北三维区两期地震资料地表高程变化对比分析，其中红线为2002 年二维施工时测量的地表高程，蓝线为对应位置2012 年施工时测量的地表高程，可以看到两条曲线基本重合，只是在沙丘顶、底位置略有变化，这与塔克拉玛干沙漠为流动性沙丘明显不同。

图1 董2 井北三维区2002—2013 年地表高程变化对比图Fig.1 Surface elevation comparison between year 2002 and 2013 in D2 Area图2 是董2 井北与成1 井东三维工区沙丘底板平面图，可以看出，虽然准中沙漠区地表起伏相对较大，但沙丘底界面变化较为平缓，且总体走势一致。

从两个工区的高速顶平面图看出，虽然局部存在构造变化，但总体变化平缓。

两工区虽然南北方向相距近30 km，但从变化趋势看，两者应该存在统一的高速顶界面[4]，类似塔中沙漠区的统一潜水面。

图2 成1 井东与董2 井北三维区沙丘底板平面图Fig.2 Sand base map in C1 and D2 Area地表高程与沙丘底界面的差就是沙丘厚度，由于沙丘底板是一变化平缓的倾斜界面，沙丘厚度随着地表的升高而增大，总体趋势与地表高程基本一致。

在董2 井北三维区，沙丘厚度从西南向东北部逐渐变大，在3.6～140.0 m 变化。

成1 井东三维工区，沙丘厚度变化与董2 井北基本一致，从西南向东北厚度逐渐变大，在40.0～190.0 m 变化，与原测量成果30.0～85.0 m 相比，测量精度明显提高（图3）。

图3 成1 井东地区沙丘厚度变化图Fig.3 Sand thickness distribution in C1 Area1.2 沙丘深度-时间曲线变化特征对采集得到的微测井原始数据进行初至拾取，可以得到深度与初至时间的对应关系散点图，用于研究深度-时间关系，进而研究速度的变化规律。

图4a 是董2 井北全部微测井调查得到的深度-时间散点图，从图中看出，深度与时间的对应关系比较散，规律性较差，这是由于部分散点位于高速层中造成的。

图4b 是将位于高速层内的时间点剔除后的深-时关系，所有散点收敛程度高，具有一致的深度-时间对应关系，这说明该区沙漠属于稳定的连续变化介质。

稳定的深度-时间关系为后续静校正方法的选取提供了充分依据[5]。

图4 董2 井北工区微测井深度-时间对应关系散点图Fig.4 Micro-log depth-time scatters diagram in D2 Area1.3 沙丘速度变化特征连续变化介质不同于层状介质，原则上可以进一步分成N 层进行层速度解释，这也是利用微测井解释得到的分层厚度与层速度没有规律性的原因。

对于连续变化介质，利用其深度与时间具有较好一致性的特点，可以计算出每一深度对应的平均速度，研究深度与平均速度的对应关系，同样可以获得沙漠区速度变化规律。

首先选取高大沙丘与小沙丘进行平均速度对比，通过深度-平均速度散点图可以看出，小沙丘平均速度与高大沙丘对应深度的平均速度变化是一致的。

再对工区南北向和东西向微测井得到的深度-速度散点进行分析（图5），可以发现平均速度变化具有较高的一致性，与沙丘走向无关，仅与沙丘的厚度即埋深有关。

从全区深度-平均速度散点图看出，平均速度随沙丘厚度的增加而增加，相同的埋深对应基本相同的速度。

图5 董2 井北三维沙丘平均速度散点图Fig.5 Average LVL velocity scatter diagram in D2 Area根据以上的认识，笔者认为，在沙漠区应改进利用微测井进行分层厚度与层速度解释方法，即首先将所有微测井深度-平均速度散点全部统计，研究工区平均速度总体变化趋势，划分出低速层与降速层深度关系，再对全区的微测井进行统一的解释。

以董2 井北工区为例，可以看出低速层与降速层的边界大致在沙丘厚度20 m 的位置，因此，对于单个微测井进行解释时，当沙丘厚度小于20 m，不需划分降速层，只划分出低速层各层速度、厚度及高速层速度；当沙丘厚度大于20 m，首先划分出20 m 以上低速层各层的速度、厚度，再解释高速层速度，二者之间为降速层的速度与厚度。

通过岩性录井发现，低速层以含土湿沙层为主，降速层为干燥沙层，高速层为含水沙层，各层速度随季节变化而变化，且变化规律不同。