0 引言

鄂尔多斯盆地是目前中国陆上最大的页岩油生产基地，2019—2021年提交探明储量10亿吨。页岩油油藏开发经过几年的探索已形成了具有盆地特色的成熟技术。随着三维地震勘探在鄂尔多斯盆地的大面积部署及技术攻关，形成了黄土塬三维地震页岩油甜点预测技术系列，该技术系列在页岩油水平井井位部署、平台优选以及随钻导向中发挥的作用日益明显^[1]。为了进一步提高构造识别的精度，将地震提供的轨迹优化方案与地质尺度统一，在选择地震数据体时开始引入深度域地震数据。另外，在使用时间域数据体时，局部存在由于长波长静校正等因素导致井间构造与地震构造不匹配的现象。为提高地震预测构造的精确度及其与地质认识的匹配度，在进行水平井轨迹设计与导向时优先选择深度域地震数据^[2-4]。

获取深度域数据的重要环节是速度建场，准确的速度体是深度域数据能否真实且准确反映地层变化的关键。GeoEast系统的GeoVelocity模块提供了多种速度建场方法，本文通过分析各种方法的特点与适用条件，选择了两种适于本区地质条件的速度建场方法，并对比了两种速度建场方法对于深度域数据的影响以及在水平井轨迹设计中的应用效果。

1 速度建场方法介绍 1.1 Dix公式法速度建场

Dix公式速度建场法默认建立平均速度场，是一个空间网格化的过程，在建场流程中会多次调用^[2]。在GeoVelocity模块下，输入叠加速度谱解释的t-v数据，通过Dix公式将其转换成平均速度场，再根据工区内完钻井的信息计算井点平均速度与目的层的沿层平均速度，以此作为标定数据对速度场进行误差系数校正。经过多次校正达到满意效果后，将速度场转换为速度体，作为下一步时深转换的输入数据。

此方法建立的速度体中大部分速度信息来自于经地震资料处理获取的叠加速度谱，而根据井分层数据与对应的层位数据计算得到的沿层平均速度，仅作为标定数据参与速度体的校正。因此，Dix公式法计算得到的速度体的信息以地震资料信息为主，适用于地层平缓、速度横向变化不大的地区。

1.2 基于模型插值组件建立速度体

基于GeoInterpolation模型插值组件建立速度体支持应用井上时深(TD)曲线和速度谱数据，提供了较为便利的建立初始地质模型的功能，可以根据选择的井数据进行插值。

具体操作流程为：①将工区内完钻井进行井震标定，获取各井的TD曲线。选取工区内位置居中、测井数据值域分布代表性好、井震标定效果好的直井作为标准井，以该井的TD曲线作为标准对其他井TD曲线进行标准化。②直接利用地震解释层位数据自动建立层面交切框架模型，并按照不同沉积模式划分小层模型。③利用框架模型和小层模型约束测井曲线插值生成初始速度体。该插值组件支持利用新完钻井的TD曲线信息对已建立的速度体进行修正。

该方法中速度体的构建主要依靠完钻井的测井曲线信息以及井震标定后的时深关系数据，而地震解释层位数据的主要作用是建立框架模型并对井曲线插值进行约束。因此该方法获取的速度信息主要来自完钻井，适用于井控程度高的工区，可以满足快速建立反演初始地质模型的要求以及为水平井随钻功能提供初始速度体。

1.3 其他速度建场方法

GeoEast系统还提供了其他三种速度建场方法，包括偏移归位法、层位控制法与模型层析法。这三种方法都是Dix公式速度建场法的延伸。

偏移归位速度建场法在Dix公式法的基础上，考虑了剖面的偏移等因素，利用偏移数据T₀解释成果求取倾角场，再利用倾角场对叠加速度谱进行偏移，使叠加速度与T₀解释层位相对应，并建立平均速度场。偏移归位速度建场法适用于地层构造复杂、倾角较大的地区。

层位控制速度建场法根据解释的时间模型计算各层的层速度，然后进行层速度平滑，将层位面作为断面进行多维空间网格化，建立层速度场，并根据层速度场提取、转换平滑后的叠加速度谱，该速度谱可以在偏移归位速度建场和模型层析速度建场流程中使用，最后通过Dix公式法建立最终的平均速度场。层位控制速度建场法也适用于地层构造复杂、倾角较大的地区，同时加入了层位约束，支持逆断层发育地区的速度建场。

模型层析速度建场法通过模型层析法计算层速度和反射层，并由反射界面和时间模型求出反射层之上的平均速度，建立平均速度场。模型层析速度建场法适用于山前高陡构造、地层弯曲倾角大、地层介质不水平的地区，支持逆断层发育地区，仅适用于三维工区。

在鄂尔多斯盆地页岩油开发过程中，水平井部署区多为构造平缓、断层不发育或发育规模较小正断层的地区。因此，根据页岩油储层的特征，本文初步优选Dix公式法与基于模型插值组件两种速度建场方法。

2 应用效果对比

利用鄂尔多斯盆地陇东地区HS三维地震数据，以刻画区域标志层长7段底部烃源岩反射顶界面构造为例，对比Dix公式法与基于模型插值组件两种速度建场方法的适用条件和应用效果。

2.1 深度域剖面对比

长7段底部烃源岩在全区分布稳定，表现为强波峰反射(T_T7)，对应长7₂油层组的底界，全区可对比追踪，是盆地主要的标志层之一。

首先利用两种方法建立各自对应的速度体。HS三维区速度谱点位置分布如图 1中红点所示，通过Dix公式法将其转成平均速度场，再根据时间剖面T_T7层位解释数据与区内34口完钻井的分层数据的对应关系，计算井点平均速度与T_T7沿层平均速度，以此作为标定数据对平均层速度场进行校正，最后将其转换为速度体^[5]。

应用GeoInterpolation模型插值组件法建场，需要先对工区内34口完钻井进行井震标定，标定后部分井的合成记录与时间域连井地震剖面如图 2所示。利用该插值组件对各井标定后经过标准化的TD曲线、T_T7等层位解释数据进行框架建模与曲线插值，建立对应的速度体^[6]。

获取两种速度体之后，分别对HS三维地震时间域数据进行时深转换，对比两者产生的深度域数据之间构造的变化。Y212等4口直井的分层对比如图 3，可判断四口井长7段各个小层之间构造变化趋势与合成记录标定后时间域剖面上显示的构造趋势基本一致。图 4为两种方法深度域数据的连井剖面显示。对比可见，Y212等4口井分层数据与两种数据深度域剖面井点处地震解释层位的深度对应关系良好，说明两种建场方法均可有效利用井信息对平均速度场进行校正，减小井点处地震与地质构造之间的差异。

然而，图 4中可以看到两种数据在井间的构造变化存在明显差异。Dix公式法得到的深度域数据井间构造起伏明显，与时间域剖面显示的构造趋势差异较大；而基于模型插值组件获取的深度域数据显示的构造趋势与时间域更为相近。但在断层附近，Dix公式法保留了更多因断层发育引起的构造变化，而插值法使用曲线插值得到的平均速度，将断层处的构造大幅度拉平。说明Dix公式法对井间速度的校正效果较差，对断层信息的保留效果较好；而基于模型插值组件法一定程度上避免了井间速度出现异常的情况，但容易减弱断层信息。

2.2 平面图对比

分别使用Dix公式法和基于模型差值组件法获得的速度体进行时深转换，得到T_T7层构造图(图 5)。通过统计34口完钻井长7₂分层数据并与构造图上井点深度对比，Dix公式法预测的构造与实钻结果平均误差约6.21m，而插值法预测的构造与实钻结果平均误差为3.88m。说明在构造平缓区，插值速度建场法时深转换构造的准确性更高。

图 6为结合完钻井信息进行误差校正后得到的T_T7层海拔深度构造图。从整体趋势上看，利用插值速度建场法得到的构造图(图 5右)与校正后的构造图趋势更为接近，而Dix公式速度建场法得到的构造图(图 5左)对断层延伸情况的体现更为明显。

经过对比可知，基于模型插值组件法建立的速度体，充分结合了完钻井的速度信息，更适用于井控程度高、构造平缓、断层不发育、无速度异常体的区块；Dix公式速度建场法在断层发育区块对构造的预测更为准确。

2.3 水平井导向应用 2.3.1 HH90-3水平井

该井于轨迹设计阶段利用基于模型插值组件法建立速度体，并进行时深转换得到深度域地震常规数据、60Hz分频相移数据，根据显示的地震储层横向变化及构造变化，同时参考邻近完钻井HH90-2实钻情况对设计轨迹进行调整。随后，在HH90-3钻进过程中，实时跟踪钻井进度和钻遇情况，参考地震资料进行调整，对断层进行预测与提前预警，对有出窗风险的位置及时进行钻井风险提示，使水平井轨迹始终保持在最佳方位。图 7为HH90-3轨迹在深度域地震常规数据与60Hz分频相移数据的剖面显示，最终HH90-3井水平段长5060m，砂体钻遇率达95.5%，油层钻遇率为88%，效果非常好。

2.3.2 HH100-14水平井

考虑到HH100-14轨迹所在位置有断层发育且断距较大，引起了较为明显的构造突变，故该区选择Dix公式速度建场法进行时深转换，根据该数据显示的构造趋势对HH100-14水平井的设计进行优化。如图 8所示，在实钻过程中进行实时监控和跟踪，保证该井在钻进过程中严格按照设计轨迹，即深度域数据预测构造趋势钻进。最终HH100-14井实钻水平段长2035m，砂体钻遇率为95.7%，油层钻遇率为89%，效果突出。

3 结论

根据鄂尔多斯盆地页岩油储层的特征，选取Dix公式法与基于模型插值组件两种速度建场方法，用于该区块深度域三维地震数据的转换。通过对比两种方法对深度域数据转换的应用效果，得出以下结论：

(1) Dix公式法适用于断层发育的区块；

(2) 模型插值组件法适用于井控程度高且断层欠发育的区块；

(3) 根据水平井部署位置的地质特征，采取相对应的速度建场方法时深转换得到深度域数据，可更准确地预测构造趋势。在此基础上对水平井设计轨迹进行优化，能够有效提高水平段储层钻遇率。

该项技术在水平井轨迹设计中发挥着重要作用，为水平井钻探提供了有力的技术保障，并取得了较好的应用效果。2021年完钻的91口水平井，平均入靶点预测误差为1.75m。