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井间地震技术在油气藏开发中的应用_图文

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地震 技术 油气藏 开发 中的 应用 图文
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井间地震技术在油气藏开发中的应用张进铎( 中国石油东方地球物理勘探有限责任公司研究院, 河北省涿州市 072751 )摘 要 : 较详细地介绍了目前井间地震技术中的 3 个主要环节 : 数据采集、 处理及成像的新进展和新技术应用。 指出井间地震技术丰富了油气藏信息, 填补了油气藏信息空白, 并在高精度的井震联合标定和油气藏生产过程监测等方面,也发挥出了不可替代的关键性作用。 最后分析了目前井间地震技术所面临的难题, 并指出将井间地震、 地面三维地震和测井技术有机结合起来, 是该技术的发展方向与趋势。关键词 : 数据采集 ; 数据处理 ; 成像技术 ; 油藏生产监测中图分类号 : 文献标识码 : 间地震数据采集过程从概念上讲, 井间地震数据采集过程 [1 ~ 3] 非常简单, 就是从地面向下进入到油藏内部, 这产生了一些实用优势, 最明显的优势就是在垂向上可以有 10 ~ 100 倍的分辨能力 (典型分辨率在 1 ~ 2m ), 观测方式直接来自深度, 可以与测井资料联合定位, 并且不受附近地表因素影响, 与标准的测井方式相似。野外井间地震作业是在两口井或多口井之间同时进行的, 一个井下地震发生器或震源放在一口井中, 检波器组合被放在附近的另外一口井或多口井中。 震源采用压电技术, 产生的能量可以控制, 能量在井中大面积上分配。 将多个压电陶瓷震源组合在一起, 它们的激发由可编程的震源控制器控制, 这些震源的组合方式是经过优化设计的, 在检波器这边, 组合检波器系统也被设计成高速、 具有可信的数据采集特点, 并具有抗井场周围环境干扰的能力, 能在直井、 斜井、 裸眼井和套管井等多种复杂情况下正常工作。在单井激发、 多井接收的情况下, 进行井间地震勘探能同时对这些井进行测井作业。 数据采集过程中使用陶瓷检波器, 这种检波器传输数据快, 记录信号的频带范围宽 ( 4。 利用宽频带检波器进行数据采集, 是井间地震技术获得高分辨率成像的关键。 来自井间的地震信号具有很高的带宽 (典型为 200 ~2000, 这些信号直接来自油藏或地质目标区, 在震源连续激发时, 信号从震源传入检波器组。 这一技术极大地加速了采集速度, 一般情况下, 在 1 到 2 天时间内就可以完成井间地震勘探, 采集到的地震数据包括油藏特征及构造等多种有用信息。2 井间地震数据处理过程就像常规的地震数据处理一样, 在井间地震处理过程中 [4 ~ 6] 也用到很多方法去寻找能够反映井间储层特征 (速度场) 和构造成像的信息。 在对原始数据进行编辑之后, 处理的第一步就是进行旅行时反演 (井间层析成像), 目的是得到井间的速度变化规律, 也被称之为“油藏的井间声波曲线”。层析成像直接来自于深度, 并被用作反射成像的基础模型, 接下来的处理过程包括波场分离和 像 (非零偏 , 其目的就是产生一个更加精细的油藏结构反射特征图像。 最后的成像与地面地震或 像特征相似, 但它的分辨率得到了极大提高。另外一组信息, 如横波, 物理特征各向异性和导波 (连续测井) 等都可以被分析, 也可以与油藏模型相结合。作者简介 : 张进铎, 男, 硕士学位, 高级工程师, 从事三维地震解释与地震解释新技术应用工作。收稿日期 : 2006 修改日期 : 2007 X P L O R A T I O N T E C H N I Q U E 007 年第 4 期 42图 1 是常规炮集的全波场图, 其中纵轴为旅行时间, 横轴为检波器深度。复杂的井间地震数据中包含有油藏特征信息和地质构造方面的信息 (图 2 )。 与常规的地震处理相同, 各种各样的处理方法都被用来提取有用信息, 利用这些信息对井间的地质结构成像, 并进一步利用这些信息对油藏特征进行描述。3 井间地震数据成像过程具有实用价值很高的井间高分辨率成像技术 [7 ~ 10] 主要来自于地球物理成像技术, 而这一技术在地震勘探中已被广泛应用。由先进的三维地震成像引出的标准油藏描述方法在最近几年中的发展非常迅速, 然而就目前的技术水平而言, 由于缺乏与地面地震和井间地震相匹配的数据而受到一定的制约。三维地面地震因为分辨率本身的原因, 其对油藏特征的认识不够深入 ; 另一方面, 井中观测如测井和取心技术, 虽然有很高的分辨率和精度, 但井中观测只能得到油藏很有限的样点数据。 对一个典型油藏而言, 这些样点远远不够, 因为油藏内部地质横向非均质性非常强, 也就是说, 油藏的位置不同, 其油藏特征也就完全不一样。井间地震成像是一种新的和有实用价值的技术,它能对井间的油藏产生高分辨率的影像, 它是最近几年从科学研究转化为具有实用性的一项新的地球物理勘探技术。图 3 中的实线为直达波路径, 虚线为反射波路径,二者用于直接测定地震速度。 通过反演过程获得两口井之间的二维和三维地震速度信息 (层析成像)。将反射数据处理并成像为典型的地震波形剖面,这样的剖面是井间二维和三维高分辨率剖面 (图 4 )。图 1 of 直达纵波 ; B —直达横波 ; C —原始纵波反射 ; D —原始横波反射 ; E —管波 ; F —横波产生的多次波 ; G —纵横转换波 ;H —横纵转换波图 2 ay of 井间地震技术在油气藏开发中的应用007434 主要应用井间地震技术在油气藏开发中的应用主要表现在以下 3 个方面 :( 1 ) 在油田开发早期, 应用井间地震技术建立准确的地质模型, 它所具有的高带通和高垂直分辨率优势能更精细地描述地质特征。例如在地质建模中, 选用潮汐模型还是湾流模型,可以通过井间地震技术来决定, 因为井间地震技术能精细刻画出小断层、 河道沉积、 地质尖灭和礁体等地质特征。( 2 ) 随着油田开发的不断深入, 精细的井间地震信息被用于验证或精炼地质模型、 识别潜在的剩余油气藏, 针对微小地质目标开展钻探, 尤其是水平井和多目的层的钻探。( 3 ) 井间地震与地面三维地震相结合, 可以在更大空间范围内对油气藏进行精细刻画。 例如, 当用井间地震技术解释特殊的油藏特征时, 常将精炼后的井间地震参数用到地面地震数据处理上, 用于指导处理参数的选择 ; 无论在油田开发中还是在盆地勘探过程中, 井间地震参数的应用都将增强目标油藏特征的可解释性。补油气藏信息空白可行的、 高分辨率的及大量的井间地震信息能有效地影响油藏管理或对其进行优化, 并且能够准确评价油藏。 由于缺乏将地面和井中相联系的信息, 常规油藏成图技术受到限制。尽管三维地面地震拥有海量数据, 但不能对油藏特征进行精细的分辨, 而且也不能对油藏内部的流体进行监测。 测井及录井资料虽具有分辨率高、 准确等优势, 但只能提供有限信息, 而这些信息也只是大量非均质体中非常有限的部分采样。 井间地震成像是第一个将地面地震和测井信息空白充填的技术, 井间地震技术的应用范围非常广泛, 能够有效管理地下油气资源。井间地震技术的优势体现在对地质特征直接成像上, 而不是对其进行统计评价。 在钻井之前, 可以清晰识别断层和地层性质等, 能够对直井和水平井轨迹准确成图, 而且利用时移方式, 可以监测流体的移动和油气饱和度变化, 将井间地震所具有的这些特点和其他能力结合起来应用, 就使其成为油藏管理和降低勘探开发风险等方面的一种高效工具。精度的井震联合标定在不能进行地面地震勘探的地区, 井间地震可以发挥其作用, 它能接近地下岩层和地质结构, 排除众多不利因素, 并克服由于气顶、 逆冲带、 盐丘及其他可能情况带来的不便, 这些情况能降低地面地震资料的品质。井间地震可以完成二维、 三维甚至四维勘探, 从中可获得准确的、 基于深度域的速度模型, 它使地面地震的处理、 解释得到加强。 对那些小规模和低产能的储层单位成像, 大范围上对油藏的 “扫描点” 进行识别。 由于井间地震的观测方式具有唯一性, 因此可用于直接观测横向各向同性非均质介质, 非均质介质与速度模型相结合, 可以改善地面地震数据处理效果。气藏生产过程监测井间地震在油气藏动态时移监测中也具有很大的优势, 由于井间地震是在深度域上进行的, 不存在地面地震时深转换这一中间环节, 这就消除了重复观测中的速度变化的影响。 即使速度变化只有 2% ~ 3% , 也极大增加了结果的可信度。由于油气藏压力变化, 地震速度也发生变化, 井间地震通过对油气藏不同压力情况下进行拍 “快照” 的方式, 对油气藏的连续性变化或储层空间的变化进行连续成像。随着油气藏描述技术的不断应用, 可以对油田生产情况的井间监测进行调整, 包括对 水气交替注入法降粘)、 水平井蒸汽辅助重力泄油法)、 的注射过程及流体流动等监测都可以调整, 并能提高对地面四维地震勘探的研究水平。图 4 X P L O R A T I O N T E C H N I Q U E 007 年第 4 期 44图 5 为美国 得 克萨斯州西部某油田井间地震剖面 [11] ,剖面中的连续薄层和挤压地质现象由高分辨成像展示出来, 同时连续的压力区域在剖面上也能清晰识别。 在这一地区的油藏中, 井间地震技术在选择注水井位置、注水方式和如何维持油藏压力等方面, 发挥出了巨大作用。这是地面三维地震无法实现的。 测井技术的分辨率和精度非常高, 但其探测范围有限, 探测的地质目标尺度很小。 井间地震技术将地面三维地震与测井技术连接起来, 成为二者之间的桥梁, 将井间地震、 地面三维地震和测井技术有机结合起来, 这样既能发挥地面三维地震数据信息量大的优势, 同时又能充分利用测井技术的高分辨率和高精度, 这是井间地震技术的发展方向与趋势 [12 ~ 15] 。6 结 语井间地震是井中地震学的重要组成部分 [16 ~ 18] , 它是将震源与检波器都置入井中进行地震波观测的一种新的地球物理方法。 由于避开了地表低速带对地震信号高频成分的吸收 , 利用它可以获得极高分辨率的地震信号 , 由此可以得到井间地层结构、 储层等地质目标的极为精细的成像。 将它所提供的丰富的超高频率纵、 横波资料与其他资料进行综合研究 , 可以解决薄互层储层连通性、 流体分布、 注气效果、 压裂效果等复杂的油藏开发问题。井间地震是在成熟的地面地震技术的基础上发展起来的, 但与常规的三维地面地震相比, 它又是一个全新的勘探方法。 井间地震技术是油气田勘探开发领域的一项新技术, 其资料有着比地面地震资料更高的分辨率和更为丰富的波场信息。 通过对井间地震资料的处理, 可用来识别尖灭带、 检测裂隙以及使深部的薄储层成像 , 应用层析速度、 井间地震资料的反射成像等可以研究储层的横向连通性。 《 井间地震专刊中预言 , 井间地震的未来是光明的 , 没有哪一项技术能像井间地震这样 , 可以获得有关目标层位的如此高分辨率、高精度的图像。 人认为 , 要描述远离钻井的储层特征 , 井间地震数据是唯一空间连续且具有高分辨率的方法。参考文献[1] 刘合, 王玉普, 等 . 国外井间地震技术 [M]. 北京 : 石油工业出版社, 1998[2] 孙忠勤 . 井间地震技术 [M]. 北京 : 石油工业出版社, 1999[3] 陈世军, 刘洪, 周建宇, 等 . 井间地震技术的现状与展望 [J]2003,18(3):524 ~ 529[4] 何惺华, 王玉玲 . 井间地震资料处理方法与效果 [J]. 石油地图 5 面临的难题井间地震技术尽管有资料品质高、 分辨率高、 波场信息丰富等诸多优势, 但技术本身仍然存在一些不足,制约了其发展步伐和全面推广应用。井间地震技术目前面临的挑战或需解决的难题包括以下几方面 :(1) 野外采集成本高, 井间地震所需设备价格昂贵。(2) 像任何井下观测过程一样 , 井间地震存在震源和检波器的可靠性和保真度问题 , 资料品质直接受设备因素影响。(3) 井间地震技术的探测空间范围有限。 井间地震的震源既要有足够强度的激发能量, 同时又不能破坏井筒。 目前采用的压电可控震源, 在碳酸盐岩地层中,震源的有效范围仅为 600 ~ 800m , 在砂泥岩地层中只有 300 ~ 400m , 在这样有限的范围内, 不能形成足够大的三维数据体。(4) 井间地震处理技术有待进一步提高, 特别是反射波场分离目前仍有一定难度。展方向与趋势井间地震技术的最大优势在于高分辨率和高精度, (下转第 74 页)张进铎 : 井间地震技术在油气藏开发中的应用00745[21] ,001,18:457 ~ 461[22] , et by 004,21:1281 ~ 1294[23] , et on 004,423 ~ 1544[24] 998[25] ,D . of 990,6:49 ~ 58[26] ,,,e t of 4[27] ,993,25:106 ~ 109[28] ,, . of in 995[29] B, et in 004,163 ~ 1184[30] of ü 996(上接第 45 页)球物理勘探, 1997,31(1):81 ~ 89[5] 孔庆丰, 左建军, 魏国华, 等 . 井间地震资料处理技术研究 [J]. 油气地球物理, 2005,3(4):22 ~ 26[6] 曹辉, 唐金良, 郭全仕, 等 . 井间地震反射波波场分离及应用研究 [J]. 石油物探, 2004,43(6):518 ~ 522[7] K, W, in 002,53 ~ 861[8] 郭全仕, 邬达理, 唐金良, 等 . 井间地震反射波成像技术探讨 [J]. 石油物探, 2005,44(5):439 ~ 444[9] 裴正林, 余钦范, 狄帮让 . 井间地震层析成像分辨率研究 [J]2002,26(3):218 ~ 224[10] 裴正林 . 井间地震层析成像的现状与进展 [J]. 地球物理学进展, 2001,16(3):91[11] W, K, M, et of a of 995,92 ~ 701[12] 许卫平 . 关于开发地震技术发展的几点思考 [J]. 石油物探 ,2002,41(1):11 ~ 14[13] 宋建国 . 井间地震技术在油田开发中的应用潜力 [J]. 石油地球物理勘探, 2002,37(4):377 ~ 381[14] 周建宇, 李建平, 张永辉 . 井间地震应用效果分析 [J]. 地球物理学进展 ,2003,18(3):567 ~ 575[15] 曹辉 . 井中地球物理技术综述 [J]. 勘探地球物理进展,2004, 27(4):235 ~ 240[16] 王延光, 王成礼 . 井间反射波成像频率变化特征研究 [J]2004,39(6):694 ~ 696[17] 李庆忠, 王建花 . 井间地震勘探误区及出路 [J]. 石油地球物理勘探, 2004,39(1):1 ~ 11[18] K, in 999999)海外勘探 O V E R S E A E X P L O R A T I O 007 年第 4 期 74007ⅡC H I N A P E T R O L E U M E X P L O R A T I O on of of on of of of in It is be to of to be on u 34023in on of of as R LL in R LL in LL LL in of of be R or R or R of in of of so as to of Xi'Xi'10065By as as in of It of in of in +5 be if on on it in of to to by to be to of of of in of of of s it an in at it is to -D i Xi'10021by of of is in be In of of of of to of is
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