井間地震技術(shù)在紅河油田中的應(yīng)用

汪叢兵

【摘 要】 井間地震技術(shù)是油氣田勘探開(kāi)發(fā)中一項(xiàng)新技術(shù)，是將震源系統(tǒng)和接收系統(tǒng)分別放入井中，在目的層進(jìn)行地震波的激發(fā)和接收，利用其資料高信噪比、高分辨率的特點(diǎn)，結(jié)合測(cè)井或地面地震資料進(jìn)行解釋， 以了解井間地下構(gòu)造特征和儲(chǔ)層巖性變化。本文根據(jù)紅河油田的實(shí)際地質(zhì)情況，與華北油田分公司技術(shù)人員研究討論后，在該油田范圍內(nèi)選取有代表性的兩個(gè)井組進(jìn)行井間地震資料數(shù)據(jù)采集，研究井間儲(chǔ)層橫向變化和流體分布規(guī)律，明確地層和砂體的連續(xù)性、儲(chǔ)層的連通性，有效指導(dǎo)復(fù)雜采油區(qū)開(kāi)發(fā)方案的精細(xì)調(diào)整。

【關(guān)鍵詞】 井間地震 ?波場(chǎng) ?初至 ?直達(dá)波 ?管波

1 前言

井間地震是將震源與檢波器都置入井中進(jìn)行地震波觀測(cè)的物探方法。通過(guò)對(duì)記錄的地震波走時(shí)、振幅和頻率等信息的處理，并結(jié)合測(cè)井、地面地震和地質(zhì)等多方面資料綜合解釋。避開(kāi)了地表低速帶對(duì)地震信號(hào)高頻成分的吸收，可以對(duì)井間小幅度構(gòu)造、小斷塊、薄儲(chǔ)層等地質(zhì)目標(biāo)的縱橫向變化進(jìn)行極為精細(xì)和準(zhǔn)確的成像，并對(duì)油氣田開(kāi)發(fā)過(guò)程中的儲(chǔ)層參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，分析流體移動(dòng)方向、殘余油氣位置與數(shù)量，為提高油氣采收率和優(yōu)化油氣田開(kāi)發(fā)方案提供依據(jù)。

2013年7月，地球物理勝利分公司與華北油田分公司合作，進(jìn)行了兩對(duì)井組井間地震工作。

2 地質(zhì)概況

紅河油田主要儲(chǔ)層為延長(zhǎng)組、延安組辮狀河三角洲前緣分流河道砂體，為典型的低孔低滲類型，儲(chǔ)層具有厚度小、非均質(zhì)性強(qiáng)、砂泥巖阻抗差異小、同期次河流多次改道、多期次河道縱向疊置、橫向可預(yù)測(cè)性差等特點(diǎn)，油藏特征和井間關(guān)系十分復(fù)雜，石油開(kāi)發(fā)進(jìn)度和效益在很大程度上依賴于油藏描述精度的高低。常規(guī)地面地震資料信噪比低、縱橫向分辨率低，對(duì)于解決油藏開(kāi)發(fā)過(guò)程中的井間儲(chǔ)層橫向變化規(guī)律和連通性等問(wèn)題具有極大的局限性，而對(duì)于監(jiān)測(cè)油氣藏動(dòng)態(tài)、注氣注水效果、壓裂效果、獲取構(gòu)造和沉積細(xì)節(jié)、確定小斷層與薄儲(chǔ)層特征、識(shí)別巖性和漏失油層、研究流體分布情況、探明剩余油分布范圍、進(jìn)行油藏描述等等則幾乎無(wú)能為力。

3 觀測(cè)方式選擇

根據(jù)激發(fā)點(diǎn)和接收點(diǎn)之間的位置關(guān)系，目前常見(jiàn)的觀測(cè)方法有四種：共激發(fā)點(diǎn)道集觀測(cè)方法（CSG）、共接收點(diǎn)道集觀測(cè)方法（CRG）、YO-YO道集觀測(cè)方法（CMG）、連續(xù)測(cè)井觀測(cè)方法（COG）。

井間地震數(shù)據(jù)采集時(shí)，選擇觀測(cè)方法需要對(duì)成像目的、設(shè)備性能、施工效率、現(xiàn)場(chǎng)條件等各種因素綜合考慮。此次投入設(shè)備是TOMOSEIS公司的Z-SEIS壓電晶體震源和12級(jí)井下四分量檢波器DDS-250。Z-SEIS震源，工作時(shí)均懸掛在井中，連續(xù)激發(fā)，不需要推靠井壁，連續(xù)激發(fā)性能非常好，適合于移動(dòng)激發(fā)。井下四分量檢波器DDS-250需要進(jìn)行推靠，不適合于移動(dòng)接收。根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備特點(diǎn)，采用共接收點(diǎn)道集觀測(cè)方法的效率最高。

4 采集參數(shù)的確定

設(shè)計(jì)觀測(cè)系統(tǒng)時(shí)有兩個(gè)重要的參數(shù)，一是觀測(cè)點(diǎn)距的選取，二是觀測(cè)井段的選取。本次接收檢波器間距為3m，滿足空間采樣定律。觀測(cè)井段要能得到較好的反射波成像，入射角必須小一些（小于45°），盡量避開(kāi)波場(chǎng)十分復(fù)雜的牛角尖區(qū)域。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)與本井區(qū)目的層情況，確定觀測(cè)井段在1900m到2400m之間。

利用X-Plan軟件，對(duì)兩對(duì)井組井間地震觀測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到一個(gè)指導(dǎo)采集施工的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。通過(guò)試驗(yàn)（噪音測(cè)試，點(diǎn)試驗(yàn)，扇試驗(yàn)），對(duì)不同參數(shù)的共檢波點(diǎn)道集和頻譜對(duì)比分析，選擇了檢波器接收間距3m，掃描頻率200-800Hz，掃描長(zhǎng)度2.5s，震點(diǎn)間隔3m，儀器記錄長(zhǎng)度0.5s，采樣間隔0.5ms。井下噪音相對(duì)較小，生產(chǎn)中采用4次掃描疊加就能滿足甲方要求。

5 野外原始資料分析

5.1 波場(chǎng)豐富

井間地震資料既不同于地面地震資料，也不同于VSP資料，它可以觀測(cè)到地震勘探中可能遇到的多種波場(chǎng)，如直達(dá)波、反射波、繞射波、管波、多次反射波以及各種轉(zhuǎn)換波等。紅河油田某井井間地震接收的波場(chǎng)信息豐富，利用直達(dá)波可以獲得地面地震無(wú)法獲得的高分辨率地層速度;利用上下行反射波場(chǎng)，可以精細(xì)研究井間地層的結(jié)構(gòu)特征、巖性、物性以及流體特征等。

5.2 管波發(fā)育

井間地震中所指的管波與正常測(cè)井中的管波有所不同。紅河油田井間地震資料顯示管波非常發(fā)育，基本分為3種：（1）接收井管波：震源激發(fā)的體波傳播至接收井后在物性界面上產(chǎn)生二次繞射源，并沿接收井筒傳播一段距離后被檢波器所接收。（2）激發(fā)井管波：震源激發(fā)的體波沿激發(fā)井筒傳播一段距離后，遇到物性界面產(chǎn)生二次體波后直接被接收井檢波器所接收。（3）復(fù)合型管波：震源激發(fā)的體波在激發(fā)井筒內(nèi)傳播一段距離后遇到物性界面并產(chǎn)生繞射，再沿物性界面?zhèn)鞑ブ两邮站罄^續(xù)沿接收井筒傳播一段距離后被檢波器所接收。這些管波比較有規(guī)律性，處理時(shí)可以通過(guò)變換道集，將它們轉(zhuǎn)化成直線型波組，從而可以利用F-K濾波、中值濾波等方法對(duì)其進(jìn)行分離和壓制。

5.3 初至波不清晰分析

根據(jù)地震波傳播理論，在復(fù)雜介質(zhì)條件下，以不同路徑傳播的地震波可能同時(shí)到達(dá)同一接收點(diǎn)，或到達(dá)同一接收點(diǎn)的時(shí)差很小，按照波的疊加原理，接收點(diǎn)處的質(zhì)點(diǎn)位移是每個(gè)地震波各自引起質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的矢量和。所以，從理論上講，對(duì)于水平層狀介質(zhì)，近炮點(diǎn)井間地震記錄垂直分量上的初至波可能振幅很小甚至為零。造成實(shí)際近炮點(diǎn)井間地震記錄初至不清晰的兩種可能原因：一是初至波與續(xù)至波到達(dá)時(shí)間相差很小，初至波為續(xù)至波所干擾，造成初至波能量很小甚至為零;二是對(duì)于近炮點(diǎn)井間地震記錄，到達(dá)接收點(diǎn)初至波的射線傳播方向與垂直方向的夾角接近90°，初至波在垂直方向上的投影很小。

6 結(jié)語(yǔ)

（1）井間地震的激發(fā)和接收都靠近目的層，避開(kāi)了地面噪聲和地表低降速帶對(duì)地震信號(hào)高頻成分的吸收。井間地震波場(chǎng)豐富，可以精細(xì)研究井間地層的結(jié)構(gòu)特征、巖性、物性以及流體特征。（2）井間地震的資料，管波比較發(fā)育，比較有規(guī)律性。（3）近炮點(diǎn)井間地震記錄初至不清晰的原因：一是初至波被續(xù)至波干擾，二是初至波在垂直方向上的投影很小。（4）紅河油田兩對(duì)井組井間地震采集選取的施工參數(shù)合理，得到了優(yōu)質(zhì)的資料。