0 引言

准噶尔盆地南缘山前地区是新疆油田天然气勘探的重要领域，高泉背斜构造上属于南缘山前冲断带四棵树凹陷。四棵树凹陷是经历了晚海西、燕山、喜马拉雅期三个构造期次而发展起来的构造单元，高泉背斜圈闭就位于四棵树凹陷南部^[1-3]。高泉背斜中、浅层发育大套砾岩，速度变化大；深部构造复杂，目地层埋藏深、储层薄，砂体厚度横向变化大。采用地面地震的采集方式，由于能量经历双程衰减，反映薄层的高频信息损失严重，导致地震资料分辨率低，对断裂和薄储层的刻画无法满足精细地质研究需求(图 1)。针对这一问题，在高泉背斜构造主体开展了W-VSP技术攻关，这是新疆油田首次针对南缘山前复杂构造开展此类研究。本次W-VSP技术攻关采用可控震源组合激发、三分量井下检波器接收，通过处理得到了高分辨率W-VSP偏移成像剖面，结合地面地震对W-VSP偏移剖面进行了精细的层位和断裂解释。对比分析表明，W-VSP技术在小断裂和薄储层刻画方面具有优势。本文通过对W-VSP技术攻关进行总结，探索适合新疆油田的W-VSP技术工作方法，为山前复杂构造地区开展W-VSP的技术应用和推广提供了参考。

1 地质背景

高泉背斜位于四棵树凹陷的生烃中心，是典型的凹中隆，油气运移距离短，且断裂连通。因此，无论是从地质年代还是就空间条件而言，成藏条件均较为优越。该区白垩系吐谷鲁群及古近系安集海河组均发育大套区域性厚层泥岩，侏罗系内部发育的泥岩层可作为良好的局部盖层，对本区中深层古近系及侏罗系圈闭油气保存十分有利^[4-8]。2018年，高泉背斜上钻高探1井(图 1)；2019年，高探1井对白垩系清水河组采用13mm油嘴试油，日产原油、气分别为1213m³和321.7×10³m³，实现了准噶尔盆地南缘下组合深大构造油气勘探的首次突破，开启了南缘前陆大型油气富集区勘探新里程。

根据高探1井三维目的层精细解释构造图(图 2)，高泉背斜北翼发育高泉北断裂，为北东向南倾逆断层；背斜西翼发育高泉1井南断裂，为东西向北倾逆断裂；平面上发育三个局部高点，埋深最大为5770m。断裂主要为逆断层，部分断裂具有走滑性质。断裂基本与背斜构造伴生，具有多期活动的特点。

2 W-VSP技术及资料采集

W-VSP技术是一种激发点沿着一条或多条过井直线激发的变井源距VSP勘探方法，具有微幅构造、小断层识别及薄储层预测的能力。与地面三维地震技术相比，W-VSP技术具有4个优点：①由于检波器置于井中接收，地震波单程衰减，保留了更多的高频成分，可对井筒附近地面地震无法成像的小构造进行成像；②检波器深度固定，具有较高的速度分析精度；③检波器距离目的层近，有效波振幅畸变小；④采用三分量检波器进行采集，可以得到PP、P-SV波成像数据及各向异性参数，有助于开展岩性特征描述、裂缝预测及流体性质检测等研究^[8-13]。

本次W-VSP资料采集结合地质任务进行了合理的观测系统设计和详实的野外踏勘，包括观测井选取、地面激发点设计、井下检波点布置、最大井源距和接收井段的确定等。以高102井为观测井，分别设计了过高探1井、高103井、高101井的三条测线(图 2)，在对接收井段、最大井源距、炮点距等关键采集参数进行论证，并在了解观测井实际井况的基础上，设计了W-VSP观测系统、激发和接收参数(详见表 1、表 2、表 3)。

井底采用高温检波器GEOWAVE接收；零井源距VSP采用纵、横波可控震源分别激发；W-VSP采用纵波可控震源激发。

从Line1测线(L1)各个不同井源距的共炮点道集(图 3~图 4)可见，近炮点Z分量初至波清晰、连续，信噪比高，可有效识别直达波和上行波；但该区域低降速带较厚、速度横向变化大，不同炮信噪比差异明显。

3 效果分析

高泉背斜高探1井高产出油层系为白垩系清水河组底部的砂砾岩，储层埋藏深近6000m，含油砂体厚约4m，横向变化大，连通性易受小断层的影响。在相距1.6km处部署的高102评价井，对储层和流体分布认识不清，小断裂难以准确识别。受分辨率限制，常规地震资料无法满足实际生产需要。

通过对零井源距VSP资料进行振幅补偿、反褶积、波场分离、NMO和叠加得到走廊叠加剖面^[14-18](图 5)，利用走廊叠加剖面可准确标定层位，从标定结果可看出，零井源距VSP分辨率明显比地面地震高，更能准确反映地层的响应特征。

通过对W-VSP资料进行三分量旋转、振幅补偿、反褶积、波场分离及偏移获得偏移成像剖面^[19-21]，将VSP纵波走廊叠加剖面与VSP纵波成像剖面进行标定(图 6)，将VSP转换横波走廊叠加剖面与VSP转换横波成像剖面进行标定(图 7)。结果表明：走廊叠加与成像剖面对应关系好，同时横波成像剖面分辨率明显较纵波剖面要高。

进一步将W-VSP成像数据镶嵌到地面地震剖面中(图 8)，将两者进行对比分析，从浅到深W-VSP资料的地层产状与三维地震保持一致，同相轴在切边的边界处具有良好的匹配性。但W-VSP资料分辨率明显较高，地层连续性好、波组特征清晰、成像细节丰富，能够更好地进行构造解释和储层预测。

从目地层附近放大的剖面对比分析中可以看出，W-VSP纵波资料的主频为27Hz，转换横波的主频达到40Hz，明显高于地面地震资料的主频(19Hz)，而且波组特征清晰。白垩系底在地震剖面上是一套强的、较稳定的地震反射，W-VSP资料目的层小断层更加清晰，头屯河组厚砂体(累计厚160m)连续分布，河道摆动特征明显，井间砂体分布变化能够在剖面上得到清楚反映(图 9)。由于地震资料分辨率不够，高探1井的4m含油砂砾岩在地面地震剖面几乎没有响应，相比之下在W-VSP剖面上有一定程度的反映(图 10)。由于W-VSP转换横波剖面分辨率更高，因此砂砾岩层反映更加清楚，朝高102井方向尖灭逐渐减薄(图 11)。高泉背斜构造主体小断裂发育，利用W-VSP资料可较清楚地识别出高探1井和高102井间的控藏断裂。

4 结论

通过将W-VSP三分量采集技术首次应用于准噶尔盆地南缘山前复杂构造高泉背斜分析，获得了较高质量的成像剖面，形成了以下认识。

(1) W-VSP技术可提供较高质量的二维纵波、转换横波成像剖面。纵波成像剖面质量与地面三维地震资料相比，波组特征更清晰、分辨率更高；转换横波成像剖面分辨率更高。

(2) W-VSP成像剖面能较好地用于高泉背斜主体的小断裂落实以及目的层砂体的追踪。

(3) 作为一种较好的VSP观测方式，W-VSP具有良好的推广应用价值；如何结合转换横波与纵波剖面对油气进行直接检测，值得进一步的研究。