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非地震技术在油气勘探开发中的作用

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地震 技术 油气 勘探 开发 中的 作用
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非 地 震 技 术 在 油 气 勘 探 开 发 中 的 作 用何 展 翔 贾 进 斗 苟 量中 国 石 油 集 团 地 球 物 理 勘 探 局!" 世 纪 #" 年 代 以 来 , 非 地 震 技 术 ( 除 地 震 技 术 以外 的 其 它 物 探 技 术 ) 得 到 了 飞 速 发 展 : 仪 器 更 新 换 代 ,精 度 极 大 提 高 , 尤 其 如 电 磁 仪 大 量 移 植 了 地 震 仪 的 成熟 技 术 , 其 指 标 与 地 震 仪 已 没 有 什 么 两 样 ; 随 着 计 算 机技 术 的 发 展 , 数 据 处 理 技 术 亦 不 断 进 步[ $]。过 去 只 能 用 于 新 区 、 外 围 地 区 普 查 工 作 的 非 地 震 技术 , 开 始 向 盆 地 局 部 目 标 渗 透 : 在 高 陡 构 造 带 、 火 山 岩 覆盖 等 地 震 勘 探 困 难 区 、 空 白 区 , 起 到 镶 嵌 补 充 作 用 , 成 为地 震 勘 探 的 必 要 补 充 或 替 代 技 术 ; 在 地 震 可 行 区 , 非 地震 技 术 对 构 造 的 含 油 气 情 况 能 提 供 重 要 信 息 , 为 钻 井 的部 署 提 供 参 考 资 料 ; 即 使 是 在 油 田 开 发 中 , 非 地 震 技 术对 油 气 层 的 描 述 及 动 态 监 测 也 可 以 起 到 特 殊 的 作 用 。本 文 旨 在 介 绍 非 地 震 技 术 在 油 气 勘 探 开 发 各 个 阶 段 的作 用 及 新 进 展 , 以 期 推 动 非 地 震 技 术 的 应 用 。在 新 区 和 外 围 的 普 查 导 向 作 用非 地 震 技 术 最 基 本 的 应 用 就 是 区 域 普 查 。 #" 年 代以 来 , 运 载 设 备 极 大 改 善 , 队 伍 调 动 部 署 更 为 迅 速 , 加之 仪 器 和 技 术 的 进 步 , 非 地 震 技 术 的 普 查 导 向 作 用 进一 步 得 到 加 强 , 主 要 表 现 在 普 查 的 周 期 缩 短 、 精 度 提高 、 成 本 降 低 、 适 应 能 力 更 强 、 解 决 地 质 问 题 更 有 效 、 更准 确 。 国 内 外 诸 多 油 田 勘 探 成 功 和 失 败 的 经 验 已 经 证明 : 非 地 震 技 术 是 勘 探 家 们 解 剖 新 区 最 便 宜 、 最 快 捷 而有 效 的 技 术 方 法 。 焉 耆 盆 地 宝 浪 油 田 的 发 现 就 是 非 地震 快 速 导 向 取 得 较 高 经 济 效 益 的 一 例 。焉 耆 盆 地 是 塔 里 木 盆 地 北 缘 的 一 个 小 型 盆 地 , 原先 的 资 料 只 有 地 质 构 造 图 上 不 甚 明 确 的 轮 廊 。 从 $##%年 & 月 开 始 到 年 底 , 重 磁 电 综 合 勘 探 迅 速 查 明 了 盆 地的 地 层 展 布 、 基 底 结 构 、 隆 坳 分 布 、 断 裂 特 征 等 基 本 地质 问 题 。 图 $ 是 横 穿 焉 耆 盆 地 的 近 南 北 向 综 合 解 释 剖面 , 较 清 楚 地 揭 示 出 盆 地 边 界 及 性 质 : 南 部 博 湖 凹 陷埋 深 大 , 中 生 代 沉 积 厚 达 $"""’ 以 上 , 北 部 和 静 凹 陷 较浅 , 中 生 代 沉 积 很 薄 。 综 合 解 释 确 定 了 盆 地 的 构 造 格局 ( 见 图 !) 为 两 坳 一 隆 , 其 中 博 湖 凹 陷 是 油 气 勘 探 的 目标 。 同 时 提 供 了 该 区 重 力 二 次 导 数 异 常 图 , 基 本 指 明了 该 区 局 部 构 造 分 布 。 其 后 , 根 据 上 述 已 知 资 料 在 有利 构 造 上 部 署 了 少 量 地 震 剖 面 , 进 一 步 落 实 了 构 造 形态 和 埋 深 。 $##& 年 二 季 度 便 部 署 了 焉 参 $ 井 , 当 年 $"月 获 商 业 油 流 , 发 现 了 宝 浪 油 田 。 从 新 区 启 动 到 油 田发 现 仅 $( 个 月 。( )) 重 磁 力 反 演 剖 面 ;( *) +, 电 阻 率 断 面 ;( -) 地 质 解 释 剖 面图 ! 焉 耆 盆 地 塔 什 店 — 石 灰 窑 综 合 解 释 剖 面 图图 " 焉 耆 盆 地 构 造 分 区 图类 似 的 还 有 其 它 诸 多 油 田 。 勘 探 经 验 表 明 , 对 于一 个 新 盆 地 , 最 快 捷 、 经 济 而 有 效 的 勘 探 程 序 是 : 地 质物 性 调 查 先 行 , 重 磁 普 查 扫 面 , 电 法 展 开 落 实 , 综 合 解释 获 得 盆 地 地 质 结 构 基 础 资 料 , 在 有 利 构 造 上 再 部 署地 震 测 线 。在 地 震 勘 探 困 难 区 的 镶 补 替 代 作 用当 前 和 今 后 我 国 油 气 勘 探 面 对 的 多 是 复 杂 地 区 和复 杂 地 质 构 造 。 随 着 地 震 勘 探 技 术 的 进 步 , 有 些 复 杂难 题 已 得 到 解 决 并 见 到 了 效 果 , 但 困 难 依 然 存 在 。 复杂 地 表 地 区 ( 如 玄 武 岩 覆 盖 区 、 碳 酸 盐 岩 裸 露 区 、 地 表" 勘 探 与 开 发!""$ 年 ( 月 /0,12304+ 05/3216,728 689 90:032/+08, :;<=!( 8;=&万方数据砾 石 覆 盖 区 等 ) 和 复 杂 地 质 构 造 区 ( 如 山 前 带 逆 掩 推 覆带 、 高 陡 构 造 带 等 ) 往 往 地 震 反 射 信 噪 比 低 、 有 效 信 号能 量 弱 、 成 像 困 难 , 仍 属 地 震 勘 探 的 困 难 区 。在 地 震 勘 探 困 难 区 , 由 于 地 表 为 高 速 层 , 能 量 衰 减迅 速 , 因 而 有 效 反 射 信 噪 比 低 。 对 此 不 妨 换 一 个 思 路 ,不 去 研 究 如 何 激 发 、 如 何 提 高 信 噪 比 , 而 是 寻 找 一 种 能穿 透 高 速 层 的 物 理 场 作 替 代 。 电 磁 波 正 好 具 有 这 一 特性 , 对 高 速 层 ( 高 阻 层 ) 具 有 极 强 的 穿 透 能 力 , 可 以 从 物理 机 理 上 与 地 震 法 互 补 。 当 然 , 电 磁 法 勘 探 精 度 和 分辨 率 不 及 地 震 , 但 对 构 造 形 态 和 主 要 电 性 界 面 的 反 映不 会 有 多 大 差 距 。 因 此 , 作 为 地 震 困 难 区 的 有 效 勘 探方 法 , 用 来 镶 补 衔 接 地 震 空 白 是 完 全 可 行 的 。 !""# 年依 奇 克 里 克 地 区 $%&’ 勘 探 就 是 一 个 成 功 的 范 例 。依 奇 克 里 克 位 于 塔 里 木 盆 地 库 车 坳 陷 中 部 , 该 区是 受 南 天 山 构 造 带 强 烈 挤 压 变 形 的 山 前 逆 掩 带 , 其 构造 主 体 依 奇 克 里 克 背 斜 带 地 层 倾 角 大 , 而 且 地 表 为 山地 , 是 少 见 的 复 杂 地 表 地 形 与 复 杂 地 下 地 质 条 件 并 存的 地 区 。 地 震 勘 探 在 库 车 坳 陷 作 了 大 规 模 的 财 力 、 物力 、 人 力 和 科 技 投 入 , 基 本 上 解 决 了 库 车 坳 陷 大 范 围 地质 难 题 , 但 山 前 逆 掩 带 仍 然 存 在 地 震 剖 面 反 射 不 清 晰 、构 造 不 落 实 的 情 况 。 因 此 , !""# 年 ( 月 在 该 区 部 署 了$%&’试 验 测 线 , 试 验 测 线 沿 南 北 向 山 间 小 路 , 经 过)*+ 井 、 依 奇 克 里 克 背 斜 带 , 向 北 进 入 山 前 带 。 其 综 合解 释 剖 面 ( 见 图 ,) 中 , 电 阻 率 断 面 展 示 出 电 性 的 , 个 分带 : 南 部 斜 坡 带 、 中 部 背 斜 带 及 北 部 山 前 逆 掩 带 ; 相 位成 像 断 面 则 揭 示 出 电 性 构 造 形 态 、 断 层 展 布 ; 与 重 合 地震 剖 面 对 比 表 明 , $%&’剖 面 所 展 示 的 地 层 产 状 、 界 面( -) 二 维 反 演 成 像 断 面 ;( .) 相 位 成 像 断 面 ;( /) 地 质 解 释 剖 面 ;( 0) 与 $%&’ 测 线 重 合 的 地 震 剖 面图 ! 依 奇 克 里 克 试 验 剖 面 综 合 解 释 成 果( 据 何 毅 等 )形 态 是 一 致 的 。 在 依 奇 克 里 克 背 斜 主 体 及 其 以 北 山 前 地震 不 清 楚 或 无 资 料 的 部 分 , $%&’无 可 挑 剔 地 作 了 镶 补 。尔 后 , 根 据 试 验 结 果 , 在 该 区 又 部 署 了 几 期 面 积 性勘 探 工 作 , $%&’ 成 为 该 区 的 有 效 勘 探 方 法 之 一 。 由此 可 见 , 面 对 地 震 勘 探 困 难 区 , 要 分 析 原 因 , 找 到 突 破口 , 有 针 对 性 地 选 择 物 探 方 法 , 充 分 发 挥 非 地 震 技 术 的替 补 作 用 。在 油 田 勘 探 中 的 预 测 评 价 作 用在 大 多 数 油 田 勘 探 中 , 地 震 ( 有 的 是 三 维 地 震 ) 技术 已 精 确 查 明 构 造 位 置 、 形 态 , 但 是 部 署 的 探 井 往 往 落空 , 能 达 到 (12 3 412的 成 功 率 已 相 当 不 错 。 主 要 原因 就 在 于 构 造 虽 已 落 实 , 而 含 油 气 情 况 却 尚 不 清 楚 。非 地 震 技 术 对 构 造 的 含 油 气 情 况 常 常 能 提 供 重 要而 有 效 的 信 息 , 为 钻 探 部 署 起 到 参 谋 作 用 , 提 高 探 井 成功 率 。 因 为 对 于 一 个 油 气 藏 而 言 , 由 于 油 气 的 运 移 、 聚集 、 逸 散 以 及 这 些 过 程 中 所 发 生 的 物 理 化 学 变 化 , 必 然形 成 有 别 于 围 岩 的 异 常 综 合 体 。 这 些 变 化 主 要 表 现 为电 性 、 磁 性 或 电 化 学 性 的 渐 变 , 并 不 形 成 明 显 的 物 性 界面 ( 例 如 波 阻 抗 ) , 因 而 地 震 方 法 难 以 奏 效 。 而 非 地 震技 术 能 从 油 气 异 常 宏 观 的 整 体 特 征 出 发 , 行 之 有 效 地圈 定 这 类 异 常 综 合 体 , 从 而 找 出 油 气 富 集 之 所 在[ +]。能 发 挥 预 测 评 价 作 用 的 非 地 震 技 术 有 油 气 化 探 、电 场 差 分 法 、 复 电 阻 率 法 、 建 场 激 电 测 深 法 等 , 其 中 后三 者 属 于 高 精 度 激 电 测 深 法 。 复 电 阻 率 法 在 国 内 应 用较 多 , 效 果 也 较 好 , 这 一 方 法 研 究 的 是 油 气 主 体 的 多 参数 异 常 特 征 , 一 般 以 低 阻 、 较 高 极 化 率 、 相 对 低 的 时 间常 数 和 低 的 频 率 常 数 储 集 层 目 标 异 常 为 油 气 异 常 , 在我 国 5 个 含 油 气 盆 地 应 用 效 果 显 著 ( 见 表 !) 。 该 方 法对 干 井 和 商 业 油 流 井 的 评 价 符 合 率 更 高 。建 场 激 电 测 深 为 从 俄 罗 斯 引 进 的 方 法 。 在 俄 罗 斯近 4 年 的 应 用 中 已 有 大 量 成 功 实 例 , 圈 划 油 气 边 界 的成 功 率 相 当 高 。 根 据 资 料 介 绍 , 其 总 的 模 式 如 图 ( 所示 , 即 在 已 知 油 气 构 造 上 , 经 过 建 场 激 电 测 深 工 作 圈 定有 利 区 范 围 , 在 该 有 利 区 内 钻 探 出 油 , 在 区 外 钻 探 为 干井 。 该 方 法 在 我 国 辽 河 、 吉 林 、 吐 哈 等 油 田 进 行 了 试验 , 也 取 得 了 好 的 效 果 。非 地 震 技 术 的 油 气 预 测 评 价 方 法 已 在 我 国 油 气 田 勘 探开 发 中 发 挥 了 一 定 的 作 用 , 受 到 了 一 些 油 田 专 家 的 重 视 。在 油 田 开 发 中 的储 集 层 描 述 监 测 作 用研 究 表 明 , 电 阻 率 随 温 度 、 孔 隙 度 、 饱 和 度 的 变 化!6+11! 年 # 月 何 展 翔 等 : 非 地 震 技 术 在 油 气 勘 探 开 发 中 的 作 用万方数据表 ! 复 电 阻 率 法 应 用 效 果 统 计 表 ( 据 崔 先 文 等 )应 用 地 区 验 证 井 数符 合 井 数( 口 )符 合 率( !)年 份 备 注江 苏 油 田 "# $" %&’$ #((" ) #((*内 蒙 二 连 % + *,’% #((+ ) #((*滇 西 油 田 " $ ++’% #((# ) #((" 样 本 少江 汉 油 田 $ $ #((+ 样 本 少陕 北 油 田 # # #((% 样 本 少华 北 油 田 ( * **’* #((% ) #(((合 计 ," &$ %(’$图 " 建 场 激 电 法 预 测 油 田 的 模 式 示 意 图远 比 速 度 随 这 些 参 数 的 变 化 要 灵 敏 得 多 , 因 此 , 油 田 开发 中 电 法 或 电 磁 法 一 直 是 人 们 研 究 和 应 用 的 热 点 。 能发 挥 储 集 层 描 述 监 测 作 用 的 非 地 震 技 术 有 大 功 率 充 电电 位 法 、 井 地 建 场 激 电 法 、 井 地 直 流 电 阻 率 法 、 井 间 电磁 层 析 成 像 法 及 井 中 重 力 法 等 。国 内 用 大 功 率 充 电 电 位 法 来 研 究 或 动 态 监 测 油 藏范 围 , 有 很 好 的 经 验 与 效 果 。 即 在 注 水 前 后 采 用 井 套管 供 电 , 在 地 面 布 设 多 道 密 集 监 测 网 , 测 量 注 水 引 起 的地 表 充 电 电 位 变 化 , 从 实 测 变 化 中 分 析 解 释 注 水 前 驱方 向 和 位 置 , 从 而 达 到 指 导 油 田 开 采 的 目 的 。用 井 地 方 式 研 究 储 集 层 是 比 较 实 用 易 行 的 技 术 ,即 在 井 中 供 电 、 地 面 测 量 。 对 某 一 油 层 进 行 研 究 时 , 井中 供 电 分 油 层 上 方 和 下 方 两 次 , 在 地 面 测 量 上 下 两 次供 电 时 电 磁 场 的 变 化 , 根 据 变 化 规 律 确 定 油 藏 边 界 , 或动 态 监 测 油 藏 变 化 。 对 于 多 套 油 层 的 情 况 可 以 逐 层 研究 。 俄 罗 斯 的 井 地 建 场 激 电 法 就 是 这 样 一 类 方 法 , 国内 有 关 院 校 开 展 过 井 地 直 流 电 阻 率 方 法 研 究 和 试 验 ,也 属 同 类 方 法 。 石 油 物 探 局 引 进 并 研 究 了 这 些 方 法 ,与 俄 罗 斯 联 合 开 展 了 方 法 试 验 , 在 辽 河 油 田 、 吐 哈 油 田的 试 验 取 得 了 较 好 的 效 果 。西 方 主 要 研 究 的 是 井 间 ( 也 称 夸 孔 ) 电 磁 层 析 成像 , 不 同 之 处 是 发 射 和 接 收 同 时 分 别 置 于 两 口 井 中 , 进行 多 次 覆 盖 式 测 量 , 通 过 反 演 成 像 获 得 两 井 间 电 阻 率的 分 布 , 可 用 于 动 态 监 测 油 田 开 采 和 注 水 前 驱 变 化 或寻 找 剩 余 油 气 。 该 方 法 分 辨 率 较 高 , 可 与 井 间 地 震 媲美 , 但 成 像 复 杂 , 且 易 受 钢 导 管 屏 蔽 影 响 。 在 油 田 开 发以 及 老 油 田 的 增 储 上 产 中 , 应 用 井 间 电 磁 成 像 技 术 进行 储 集 层 描 述 和 监 测 具 有 良 好 的 发 展 前 景 , 但 目 前 正处 于 起 步 阶 段 。结 语在 当 前 国 际 油 价 动 荡 、 勘 探 难 度 越 来 越 大 、 特 别 是勘 探 市 场 化 的 大 环 境 下 , 更 多 地 、 合 理 地 应 用 非 地 震 技术 , 提 高 勘 探 效 益 , 降 低 勘 探 风 险 , 应 该 成 为 勘 探 家 的共 识 。当 然 , 应 当 注 意 由 于 非 地 震 技 术 的 分 辨 率 与 勘 探精 度 远 不 及 地 震 技 术 , 它 是 从 宏 观 规 律 上 研 究 目 标 , 不应 把 它 当 作 地 震 技 术 的 替 代 , 而 应 当 作 为 综 合 物 探 技术 的 一 部 分 。 无 论 非 地 震 技 术 用 于 何 阶 段 , 发 挥 何 种作 用 , 都 离 不 开 技 术 的 进 步 , 离 不 开 分 辨 率 的 提 高 , 离不 开 应 用 的 有 效 性 , 因 此 , 必 须 合 理 地 、 有 针 对 性 地 应用 , 在 试 验 的 基 础 上 和 综 合 的 基 础 上 应 用 。参 考 文 献# 何 展 翔 ’ 非 地 震 勘 探 技 术 的 进 步 与 发 展 趋 势 ’ 石 油 地 球 物 理 勘 探 ,$",( ") : ",& ) "+-’$ 陈 乐 寿 ’油 气 田 地 区 地 球 化 学 作 用 形 成 的 地 电 异 常 的 勘 探 技 术 在 匈牙 利 的 应 用 ’石 油 物 探 译 丛 , #((#,( &) ’第 一 作 者 简 介 何 展 翔 , 男 , "* 岁 , 高 级 工 程 师 , 硕 士 , 长 期 从 事 非地 震 油 气 勘 探 理 论 与 实 践 研 究 , 现 在 石 油 地 球 物 理 勘 探 局 地 调 五 处 任 总工 程 师 。 地 址 : 河 北 省 定 兴 县 # 号 信 箱 , 邮 政 编 码 -%$+,+。收 稿 日 期 $-.#-( 编 辑 、 绘 图 梁 大 新 )$% 石 油 勘 探 与 开 发 · 综 合 勘 探 技 术 /01’$* 20’&万方数据非地震技术在油气勘探开发中的作用作者: 何展翔, 贾进斗, 苟量作者单位: 中国石油集团地球物理勘探局刊名: 石油勘探与开发英文刊名: ,卷(期): 2001,28(4)被引用次数: 16次参考文献(2条)气田地区地球化学作用形成的地电异常的勘探技术在匈牙利的应用 1991(04)地震勘探技术的进步与发展趋势[期刊论文]000(03)引证文献(16条)尔多斯盆地南缘刊论文])维大地电磁激电效应特征研究[期刊论文]009(1)频激电井地电位技术研究剩余油分布[期刊论文]009(3)际石油地球物理公司多样化业务模式研究及其启示[期刊论文]008(10)地地球物理勘探难点和对策[期刊论文]006(8)用井刊论文]然科学版)2006(5)刊论文]006(4)国石油电法勘探评述[期刊论文]006(2)地震直接油气检测技术及其勘探实践[期刊论文]005(6)国石油近年来非地震勘探技术应用实例及展望[期刊论文]005(5)国石油非地震勘探技术应用现状及发展趋势[期刊论文]005(2)地电磁三维静态位移校正方法及其应用效果[期刊论文]005(3)功率井刊论文]004(5)地地球物理勘探难点和对策[期刊论文]004(4)电阻率方法应用研究[学位论文]硕士 演重力资料预测砂体分布[期刊论文]002(6)本文链接:
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