井中地震技術(shù)：連接多種油氣勘探方法的橋梁

蔡 志 東

(①中國地質(zhì)大學(北京)地球探測與信息技術(shù)學院，北京 100083；②東方地球物理公司新興物探開發(fā)處，河北涿州 072751；③中油奧博(成都)科技有限公司，四川成都 611730)

0 引言

井中地震是一種依托井孔進行地震波采集的地球物理方法，以垂直地震剖面法(VSP)為主，廣義上還包括井間地震、微地震壓裂監(jiān)測等多種觀測方式，與地面地震相比，井中地震數(shù)據(jù)具有信噪比高、頻帶寬、波場豐富、地震波動力學和運動學特征明顯等優(yōu)點[1]。隨著油氣藏勘探開發(fā)研究的不斷深化，井中地震技術(shù)作為一種高分辨率的地震勘探方法受到了越來越多的關(guān)注，由于它兼具地震和測井、地面和井中等多方面數(shù)據(jù)特點，因此成為連接多學科油氣勘探方法的橋梁和紐帶。

自2000年以來，中國的井中地震技術(shù)進入了快速發(fā)展階段，其橋梁作用逐漸得到體現(xiàn)。2001年，在遼河盆地西部進行了大井距井間地震試驗，并開展了以儲層剩余油開發(fā)為目的的探索性研究[2]，標志著井中地震向精細儲層研究邁出了關(guān)鍵性的一步；2003年，在準噶爾盆地腹部首次開展了三維 VSP井地聯(lián)合采集，為井中和地面地震數(shù)據(jù)聯(lián)合研究提供了重要的第一手資料[3]；2004年，在鄂爾多斯蘇里格地區(qū)首次開展多波多分量井地聯(lián)合采集，將三維多波地震和井中地震有機聯(lián)合起來，利用井中地震豐富的多波信息指導(dǎo)地面地震多波處理，有效提升了油氣藏的識別精度；2008年，在松遼盆地徐家圍子地區(qū)進行了超過100級的大陣列井地聯(lián)合采集，并與測井、錄井、地震、地質(zhì)資料進行了聯(lián)合研究[4]；2012年微地震壓裂監(jiān)測技術(shù)在中國開始規(guī)?；茝V，目前已廣泛應(yīng)用于儲層壓裂改造效果監(jiān)測、油藏動態(tài)監(jiān)測等，標志著井中地震技術(shù)延伸至油氣開發(fā)的工程作業(yè)領(lǐng)域[5]；2015年起，基于VSP的地震地質(zhì)導(dǎo)向方法快速興起并得到廣泛應(yīng)用，井中地震由宏觀的儲層勘探向精細的油藏開發(fā)跨出了重要的一步[6]；2019～2020年，在渤海灣盆地冀東、印尼蘇門答臘、準噶爾盆地東部等地區(qū)先后實施了數(shù)個多井的井地聯(lián)合采集，井中地震在油氣勘探開發(fā)中的精細刻畫和溝通橋梁作用不斷深化。

本文結(jié)合實際資料應(yīng)用，總結(jié)了井中地震技術(shù)在鉆探與地震勘探、時間域與深度域地震勘探、縱波與橫波地震勘探、地震勘探與油藏開發(fā)、油藏靜態(tài)描述與動態(tài)監(jiān)測等多種方法之間的橋梁作用。

1 井筒數(shù)據(jù)與地面地震數(shù)據(jù)的橋梁

1.1 彌補地震與鉆井方法間的分辨率差距

薄儲層識別一直以來都是油氣藏開發(fā)中的關(guān)鍵問題和難點課題[9]，如何能夠提高地震數(shù)據(jù)的縱向分辨率，分辨出更薄的地層，是許多學者努力追求的目標。然而受到地震數(shù)據(jù)分辨率的制約，目前普遍認為地面地震勘探方法縱向分辨率仍然達不到“米級”[10]；以鉆、錄井為代表的鉆探方法通?？蛇_到“分米級”甚至“厘米級”的縱向分辨率[11-12]，兩者之間的分辨率差異加大了對比研究的難度。井中地震方法中VSP數(shù)據(jù)主頻通常比同探區(qū)地面地震高20%～50%，井間地震數(shù)據(jù)的主頻更是數(shù)倍于常規(guī)地震主頻。目前文獻記錄最高主頻可以達到400Hz[13]，因此井中地震數(shù)據(jù)可以被用來精細描述小斷層、小斷塊、薄儲層和剩余油氣分布等[14]，解決了諸多“米級”地層的識別和描述問題，也在鉆探和地震勘探的地層分辨率研究中起到了過渡作用。

1.2 標定地震層位以提升地質(zhì)認識

地面地震的層位標定通常是儲層研究的基礎(chǔ)，利用井中地震數(shù)據(jù)對地震反射波組進行標定和分析則是目前公認的直接而有效的方法之一。在地震、地質(zhì)層位對比研究、地震剖面極性分析和處理研究、地震剖面多次波干擾分析等方面均發(fā)揮了重要作用[15-18]。圖1展示了利用井中地震數(shù)據(jù)進行地震層位分析的模型示例。對比可知，兩個剖面中的地震波同相軸一一對應(yīng)，利用井中地震剖面分析可知1、4、7號同相軸為地震一次反射，反映了真實的地質(zhì)層位，而2、3、5、6、8、9號同相軸則為不同地層產(chǎn)生的多次波，這些分析結(jié)果可以用于指導(dǎo)地面地震多次波壓制等[19]，提升地震數(shù)據(jù)標定的可靠性和油藏描述的準確性。

圖1 利用井中地震數(shù)據(jù)進行地震層位分析模型示例

1.3 校正聲波曲線并建立井震關(guān)系

聲波測井是地球物理勘探中常用的一種測井方法，通常被用來測量高分辨率的井旁地震速度信息。但聲波測量地層速度時存在著一些不確定性，一是由于利用超聲波探測地層時易受到地震波頻散效應(yīng)影響，二是在裸眼井中觀測時易受到井孔環(huán)境等影響，因此原始的聲波測井數(shù)據(jù)或多或少存在一定誤差[20]。利用井中地震數(shù)據(jù)時深關(guān)系計算得到的地震速度，雖然縱向分辨率上不及聲波測井計算的地震速度，但其更接近宏觀的地層地震速度，因此有必要利用井中地震數(shù)據(jù)對聲波測井速度進行校正處理，有效改善聲波測井的數(shù)據(jù)精度。用井中地震速度校正聲波曲線已廣泛應(yīng)用到實際生產(chǎn)[21-22]。圖2為利用井中地震速度校正聲波測井速度前、后的合成記錄對比，可見校正后聲波合成記錄與地面地震剖面的波阻對應(yīng)關(guān)系得到了明顯的改善。

圖2 井中地震速度校正聲波測井速度的效果分析

1.4 綜合多種成果數(shù)據(jù)進行橋式標定

將井中地震的上行波動校正剖面、走廊疊加剖面與聲波合成記錄、巖性錄井數(shù)據(jù)、地面地震數(shù)據(jù)進行組合，可以制作橋式標定對比圖，它直觀地將地震反射波組與地層的巖性速度，以及各種測井、錄井成果聯(lián)合在一起，并直觀展示精細的層位分析和標定結(jié)果，是井中地震方法將多種地球物理成果有機聯(lián)合的直接用途之一[23-24]。圖3為塔里木盆地一個典型的井中地震橋式標定結(jié)果，通過時間和深度對應(yīng)關(guān)系，將聲波時差等多種測井曲線、巖性柱狀圖和過井地面地震剖面進行綜合地震層位標定，為地質(zhì)層位識別與構(gòu)造解釋奠定基礎(chǔ)。

圖3 井中地震橋式標定結(jié)果

2 時間與深度域地震數(shù)據(jù)的橋梁

井中地震技術(shù)采用垂直觀測的數(shù)據(jù)采集方式，采集得到的井中地震數(shù)據(jù)同時具備時間和深度雙重信息，在地震數(shù)據(jù)處理過程中有著獨特的優(yōu)勢和應(yīng)用價值。

2.1 井中地震數(shù)據(jù)的時間與深度“雙域”特征

通常儲層研究和鉆井部署在空間(深度)域進行，而常規(guī)地震方法按時間記錄地震數(shù)據(jù)，二者之間存在著域的差異。井中地震數(shù)據(jù)的獨特之處在于它既是時間域數(shù)據(jù)也是深度域數(shù)據(jù)，可以為諸多深度域油氣勘探方法和地震勘探方法“牽線搭橋”。另外，井中地震數(shù)據(jù)這一特征也可用于地震數(shù)據(jù)時深轉(zhuǎn)換處理過程的質(zhì)量控制，許多學者在該領(lǐng)域進行了深入的研究。如有人提出對齊標準參考層位進行井震時深轉(zhuǎn)換，有效提升了油氣藏描述精度[25]；有學者提出利用校正后的VSP延拓數(shù)據(jù)進行深部地層的時深轉(zhuǎn)換[26]；也有學者提出利用單(多)井VSP擬合速度實現(xiàn)復(fù)雜斷塊構(gòu)造時深轉(zhuǎn)換[27]等。

2.2 同時進行地層深度和時間預(yù)測

當井中地震采集所依托的井未鉆至目標地層深度時，可以利用已采集井段地震數(shù)據(jù)進行鉆前地層深度和時間預(yù)測，常用的方法包括：VSP時深關(guān)系外延法、鄰井速度填充法、多波交會法等[28-29]，可以視井中地震數(shù)據(jù)情況和井區(qū)地層研究程度，采用一種或多種方法組合進行預(yù)測。在地層深度預(yù)測準確的前提下，又可以進行目標地層的地層壓力、油氣屬性預(yù)測等[30-31]。圖4展示了井中地震多波地層深度預(yù)測的一個實例，圖中上半部分為波場分離處理后的縱波波場，下半部分為波場分離處理后的轉(zhuǎn)換橫波波場，兩個波場均進行了初至拉平處理，時間0為拉平后初至所在的位置。通過波場的外延交會預(yù)測了兩個目標地層深度，后續(xù)的鉆井證實目的層1和目的層2的預(yù)測深度誤差分別為0.7m和3.5m，相對預(yù)測誤差均小于1%。

3.3合理、適當鎮(zhèn)靜鎮(zhèn)痛。合理的鎮(zhèn)痛鎮(zhèn)靜能夠明顯降低意外拔管的發(fā)生,實施醫(yī)護一體化,增強醫(yī)生對意外拔管的重視程度,合理使用鎮(zhèn)靜鎮(zhèn)痛藥物,達到理想鎮(zhèn)靜鎮(zhèn)痛水平,使患者感覺舒適、安靜合作,改善各種導(dǎo)管帶來的不適。護士每日和醫(yī)生評估各類導(dǎo)管留置的必要性,及早拔除的管道,對降低非計劃性拔管率有很大的幫助。

圖4 井中地震多波鉆前地層深度預(yù)測

2.3 時間—頻率、深度—頻率數(shù)據(jù)分析

時間—頻率分析是地面地震數(shù)據(jù)的常用信號處理方法，它將地震數(shù)據(jù)時間和頻率聯(lián)合成為分析函數(shù)，用于刻畫地震數(shù)據(jù)的地層結(jié)構(gòu)和描述地層性質(zhì)[32]。井中地震同樣可以對單道或多道地震數(shù)據(jù)進行時間—頻率分析，如圖5所示，結(jié)果可應(yīng)用于目標地層物性分析和儲層描述。值得注意的是，井中地震數(shù)據(jù)通常頻帶較寬，一些時間—頻率分析方法中容易產(chǎn)生交叉項的干擾，處理中要有針對性的加以回避。由于井中地震數(shù)據(jù)通常以深度道排序，因此可以依深度排布頻譜得到深度—頻率分析數(shù)據(jù)。

圖5 井中地震數(shù)據(jù)(a)及其時間—頻率分析結(jié)果(b)

圖6為井中地震深度—頻率分析的應(yīng)用實例，將深度—頻率分析結(jié)果(圖6a)與巖性、伽馬和聲波時差曲線在深度上相對比(圖6b)，可進行地質(zhì)層位標定、地震頻率變化研究等。多個應(yīng)用試驗證實井中地震數(shù)據(jù)的時間—頻率和深度—頻率分析對于探區(qū)地震波頻率衰減研究和儲層物性檢測十分有益[33]。

圖6 井中地震數(shù)據(jù)深度—頻率分析結(jié)果(a)與巖性、測井成果(b)的對比

3 縱波與橫波勘探的橋梁

井中地震多波信息豐富且縱、橫波轉(zhuǎn)換界面明確，經(jīng)過波場旋轉(zhuǎn)處理后，縱、橫波初至通常都能精確拾取，并且縱、橫波的波場也可以有效分離，不會出現(xiàn)地面地震勘探中縱、橫波混疊無法精確識別的問題。因此井中地震方法是縱、橫波勘探中波場識別的一個重要參照，同時縱、橫波井中地震數(shù)據(jù)也是研究地層界面地震波性質(zhì)的轉(zhuǎn)換、儲層地震響應(yīng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3.1 縱、橫地震波識別的依據(jù)

多分量地震數(shù)據(jù)相對復(fù)雜，現(xiàn)階段仍然存在著許多難以解決的處理難題[34]。應(yīng)用井中地震數(shù)據(jù)對地震波傳播過程中性質(zhì)變化進行分析，有助于研究地震波波型轉(zhuǎn)換的發(fā)生條件、轉(zhuǎn)換發(fā)生的地層界面、轉(zhuǎn)換后地震波的能量分配等，從而指導(dǎo)復(fù)雜地震波場的分離處理等。圖7為經(jīng)過極化旋轉(zhuǎn)處理后的井中地震部分波場，當?shù)卣鸩ㄏ蛳聜鞑サ诌_紅色虛線所示的地層界面時，產(chǎn)生了明顯的地震波反射和轉(zhuǎn)換現(xiàn)象，有繼續(xù)向下傳播的縱波(P)，有反射后向上傳播的縱波(P-P)，還有轉(zhuǎn)換后向上和向下傳播的橫波(P-SVu和P-SVd)。通過對這些波場進行追蹤分析，可以確定地震波性質(zhì)發(fā)生變化的地層界面并定量計算透射波、反射波和轉(zhuǎn)換波的能量分配。

圖7 井中地震數(shù)據(jù)波場分析

通過井中地震數(shù)據(jù)初至拾取，可以獲得地層深度、縱波初至時間、橫波初至時間三者的對應(yīng)關(guān)系，利用該關(guān)系可以精確進行零井源距VSP的縱、橫波域的轉(zhuǎn)換，對于非零井源距VSP和其他井中地震及地面地震數(shù)據(jù)處理、解釋有很好的指導(dǎo)意義。域轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)可以用于地震多波層位標定、油氣屬性特征分析等[35]。利用井中地震多波數(shù)據(jù)還可以定量分析探區(qū)內(nèi)橫波地震數(shù)據(jù)的縱向分辨率。首先定量計算出井區(qū)地震波的縱橫波速度比，統(tǒng)計出井區(qū)的縱、橫波頻率比，再比較目標層二者的大小，若井區(qū)的縱、橫波速度比大于頻率比，則該井區(qū)的橫波地震剖面較縱波地震剖面的分辨率更高。

3.2 結(jié)合測井數(shù)據(jù)獲取擬橫波速度曲線

地震勘探獲得地層橫波速度的難度較大，而通常測井往往缺乏橫波資料，這給地震波正演模擬和地震反演研究帶來很大的困難[36]。目前橫波速度多通過經(jīng)驗公式進行估算，如有人利用不同角度域P波資料反演縱、橫波速度，也有人從模型估算、測井約束反演和疊前波形反演等多個方面估算橫波速度，均取得了一定的研究效果[37-38]，但均屬于間接計算得到的橫波速度，計算精度仍有待提高。井中地震數(shù)據(jù)可以直接獲得縱、橫波速度并計算速度比，利用該速度比將校正后聲波測井縱波速度轉(zhuǎn)換為橫波速度(圖8)，為解決地層橫波速度求取難題提供了一個有效手段。該方法具有精度高、數(shù)據(jù)全、實現(xiàn)容易、獲取成本較低等優(yōu)點。

圖8 聲波測井速度(a)、井中地震縱橫波速度比(b)及計算的擬橫波速度(綠色)與井中地震橫波速度(藍色)曲線(c)的對比

3.3 綜合區(qū)域資料進行縱、橫波聯(lián)合反演

與地面地震反演方法相比，井中地震數(shù)據(jù)反演結(jié)果的巖性和流體敏感度更高、巖石物理意義明確，各種地球物理量在含油氣性儲層預(yù)測及流體檢測中更具優(yōu)勢[39-40]。有人提出基于非零井源距VSP縱、橫波剖面進行縱、橫波聯(lián)合反演方法，并通過得到的縱、橫波阻抗和泊松比剖面識別目標儲層，取得了良好的儲層預(yù)測應(yīng)用效果[41-42]。隨著橫波震源井中地震數(shù)據(jù)采集研究的開展，可探索更多的縱、橫波聯(lián)合反演方法。

4 勘探地震與開發(fā)地震的橋梁

地震方法在油氣藏動態(tài)研究、儲層預(yù)測評價及指導(dǎo)鉆井作業(yè)等方面發(fā)揮了重要的作用。然而伴隨著儲層刻畫精度要求的不斷提高，傳統(tǒng)以勘探為主的地震方法在油氣開發(fā)應(yīng)用中面臨著很大的挑戰(zhàn)，油氣藏開發(fā)階段迫切需要精度更高的地震技術(shù)，在這樣的背景下高密度三維地震技術(shù)、多波多分量地震技術(shù)、井地聯(lián)合處理技術(shù)、儲層精細描述技術(shù)等應(yīng)運而生。井中地震技術(shù)也以高精度的優(yōu)勢被廣泛關(guān)注[43]，并在隨鉆地震地質(zhì)導(dǎo)向、精細構(gòu)造刻畫、巖性屬性篩選、微地震壓裂檢測等方面發(fā)揮了重要的作用。井中地震技術(shù)在推動地震勘探向開發(fā)領(lǐng)域延伸起到了重要的作用。

4.1 連接地質(zhì)工程的井中地震地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)

近年來快速興起的基于井中地震數(shù)據(jù)的地震地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)將地震方法和油藏開發(fā)工程有機結(jié)合起來，利用隨鉆采集的井中地震數(shù)據(jù)實時提取速度等關(guān)鍵地球物理參數(shù)，用于支持地面地震數(shù)據(jù)的重新偏移成像，并以此為基礎(chǔ)結(jié)合錄井、測井等資料進行儲層預(yù)測以及油藏描述等，并對井軌跡進行及時的優(yōu)化調(diào)整，達到提高儲層鉆遇率的目的[6]。圖9展示了地震地質(zhì)導(dǎo)向方法應(yīng)用前、后的地質(zhì)目標位置和井軌跡變化情況。完成類似的項目需要多個專業(yè)研究組協(xié)同開展：首先論證選擇最佳的井中地震觀測時間，并利用鉆井作業(yè)間隙采集井中地震資料；然后進行快速的井中地震數(shù)據(jù)處理，再進行高精度的地面地震重新偏移成像；最后確定鉆井靶點位置并提出井軌跡優(yōu)化方案。應(yīng)用該方法不僅可以提升目標儲層鉆遇率，還提升了工作效率，降低了作業(yè)風險。近年來塔里木探區(qū)已完成了200余個生產(chǎn)和試驗項目，整體儲層鉆遇率提升了12%，為精細油氣開發(fā)提供了重要的支持[44-45]。

圖9 井中地震地質(zhì)導(dǎo)向前(a)、后(b)地質(zhì)目標位置及井軌跡

值得一提的是，井中地震地質(zhì)導(dǎo)向方法除了與地震、地質(zhì)和工程相結(jié)合外，也與井中時頻電磁方法進行聯(lián)合研究，并在塔里木盆地碳酸鹽巖儲層勘探中率先開展了相關(guān)試驗。結(jié)果表明，時頻電磁方法對井旁儲層流體較為敏感，可以提升井中地震地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)在油藏描述、流體分布的預(yù)測效果。

4.2 面向復(fù)雜構(gòu)造的精細構(gòu)造成像技術(shù)

Walkaway-VSP、三維VSP、井間地震等井中地震技術(shù)，可以獲得井旁一定區(qū)域的地震成像剖面，由于觀測角度與地面地震不同，并且地震波振幅和頻率相對保持更好，因而往往能夠獲得較地面地震更高精度的構(gòu)造成像結(jié)果[46-48]，可用來描述井旁的細小地質(zhì)現(xiàn)象，如小斷層識別、砂體分布和地層組合關(guān)系等[49-51]。圖10為中國西部復(fù)雜構(gòu)造區(qū)地面地震和Walkaway-VSP成像結(jié)果對比，可見Walkaway-VSP具有更高的地層分辨率和構(gòu)造細節(jié)刻畫能力，為該地區(qū)的復(fù)雜構(gòu)造認識提供了有益的指導(dǎo)。

圖10 地面地震(a)與Walkaway-VSP (b)在構(gòu)造復(fù)雜區(qū)的成像結(jié)果對比

除此之外，一些專家也致力于利用井中地震的高頻子波驅(qū)動地面地震數(shù)據(jù)頻率的提升。如利用井中地震子波替換地面地震反褶積子波進行頻率提升處理等[52-53]。

4.3 指導(dǎo)地震解釋的地層屬性篩選技術(shù)

井中地震貼近儲層采集，數(shù)據(jù)攜帶了更加保真的儲層屬性信息，基于這些數(shù)據(jù)可以進行更精細的儲層巖性分析和油氣預(yù)測[54-55]。另一方面可以利用井中地震數(shù)據(jù)的屬性提取試驗，篩選出井區(qū)最佳的儲層響應(yīng)屬性，指導(dǎo)地面地震宏觀的屬性提取，分析儲層的空間展布特征并為鉆井工程提供指導(dǎo)，充分發(fā)揮井中地震在油氣屬性分析和預(yù)測中的橋梁作用。圖11為濱里海地區(qū)井中地震方法得到的三種地震屬性，分別為瞬時頻率屬性、高亮體屬性和單頻體(15Hz)屬性，其中高亮體屬性、單頻體(15Hz)屬性在2000ms附近的儲層段有一定的響應(yīng)，可優(yōu)選用于地面地震屬性提取。圖12為地面地震提取的三種對應(yīng)屬性，與圖11對比可知，所得到的高亮體屬性和單頻體屬性指示了儲層分布規(guī)律，其中單頻體屬性對儲層的描述最為清晰，與井中地震屬性篩選分析結(jié)果一致。

圖11 由井中地震數(shù)據(jù)提取的瞬時頻率(a)、高亮體(b)和15Hz單頻體(c)屬性

圖12 由地面地震數(shù)據(jù)提取的瞬時頻率(a)、高亮體(b)和15Hz單頻體(c)屬性

4.4 面向油藏開發(fā)的儲層巖性預(yù)測技術(shù)

通過井中地震的屬性分析結(jié)果，結(jié)合鉆井、測井及其他地球物理方法的研究成果進行儲層預(yù)測研究。利用圖13a所示的觀測系統(tǒng)采集Walkaway-VSP數(shù)據(jù)并進行成像處理，再基于錄井、測井資料確定井孔位置的砂體厚度，利用成像剖面追蹤砂體的同相軸特征，進而預(yù)測砂體厚度及橫向展布范圍(圖13b)，指導(dǎo)優(yōu)質(zhì)儲層的鉆井開發(fā)。其預(yù)測半徑約為觀測半徑的一半，后期通過與井區(qū)多口井的實鉆結(jié)果(圖13b中括號前數(shù)字)進行比較可以看出，預(yù)測誤差為(圖13b中括號內(nèi)數(shù)字)0.20～3.25m，平均誤差為1.37m，獲得了良好的砂體預(yù)測效果。

圖13 Walkaway-VSP觀測系統(tǒng)(a)及其砂體厚度預(yù)測結(jié)果(b)

4.5 連接壓裂工程作業(yè)的微地震監(jiān)測技術(shù)

微地震監(jiān)測技術(shù)是另一項由油氣勘探領(lǐng)域成功向開發(fā)領(lǐng)域延伸的井中地震技術(shù)。在油氣田開發(fā)過程中，利用井孔或地表布置的檢波器進行微地震監(jiān)測，以期提高油氣采收率和降低開發(fā)作業(yè)成本[5]。目前微地震監(jiān)測技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各探區(qū)的油氣開發(fā)項目，在儲層壓裂效果分析、油藏動態(tài)監(jiān)測、注水前緣研究和工程風險預(yù)警等方面發(fā)揮了重要作用。圖14展示了一個典型的微地震監(jiān)測裂縫改造效果，可以看出，水平井組的壓裂過程中不僅改造了井旁儲層縫網(wǎng)，還溝通了圖中左側(cè)所示的天然裂縫(紅色箭頭所指示的事件密集區(qū))，為油氣開發(fā)工程作業(yè)提供了直觀的指導(dǎo)。

圖14 微地震方法監(jiān)測儲層裂縫的改造效果

5 油藏靜態(tài)描述與動態(tài)監(jiān)測的橋梁

中國許多油區(qū)已進入成熟開發(fā)階段，井中地震的采集井網(wǎng)密度不斷增加，同時也出現(xiàn)單井二次甚至多次采集的情況[56]，使井中地震也成為油藏靜態(tài)描述與動態(tài)分析相結(jié)合的方法之一。相比于時移地面地震方法，VSP在井中觀測環(huán)境更安靜，不易受到地表環(huán)境變化、季節(jié)變化等外部因素影響，通過對比不同時期的地震資料的差異，可以捕捉細微的儲層變化情況，為流體動態(tài)監(jiān)測、剩余油氣預(yù)測等研究提供數(shù)據(jù)支持。由于滿足時移研究的井次較少，目前該技術(shù)仍處于探索研究階段。在為數(shù)不多的研究中，以神華集團二氧化碳井中地震時移監(jiān)測最具代表性，該研究從2011年至2020年共采集了4期次井中地震數(shù)據(jù)，在對數(shù)據(jù)開展一致性處理后，獲得了高分辨率的多期時移井中地震剖面，通過地震反射特征差異分析，精確分析了二氧化碳封存效果和地下運移范圍[57]。

隨著基于光纖傳感技術(shù)的井中地震方法的快速興起，國內(nèi)已在不同探區(qū)的數(shù)十口油氣井中布設(shè)了用于井中地震觀測的套管外光纜[43,58-59]，采集了VSP數(shù)據(jù)、微地震監(jiān)測數(shù)據(jù)、井筒安全監(jiān)測數(shù)據(jù)等。由于這些光纜在套管井中長期、穩(wěn)定地存在，將在油藏靜態(tài)描述和長期動態(tài)監(jiān)測方面持續(xù)發(fā)揮作用。除此之外，光纖傳感技術(shù)還可用于獲得更多的油藏地球物理信息，如地層溫度、壓力、應(yīng)力、應(yīng)變等[43]，為連接更多領(lǐng)域的油氣勘探方法奠定了良好的基礎(chǔ)。

6 結(jié)論

本文從井中地震數(shù)據(jù)特點出發(fā)，結(jié)合應(yīng)用實例詳細闡述了井中地震技術(shù)在油氣勘探開發(fā)多種方法間的橋梁和紐帶作用。

(1)井中地震數(shù)據(jù)搭建了地震與鉆探方法的橋梁，不僅填補了地震和鉆探方法之間的縱向分辨率空缺區(qū)間，還可以對地面地震剖面進行層位標定、對聲波測井曲線進行校正，并通過橋式標定的方式將各種地球物理信息有機地結(jié)合起來。

(2)井中地震數(shù)據(jù)搭建了時間與深度域地震方法的橋梁，在精確的時間—深度轉(zhuǎn)換、鉆前地層深度預(yù)測等方面應(yīng)用效果顯著，并可以進行時間—頻率域和深度—頻率域研究，為探區(qū)地震波頻率特征研究和儲層物性預(yù)測奠定了基礎(chǔ)。

(3)井中地震數(shù)據(jù)是縱波和橫波勘探間的橋梁，為地震波傳播過程中性質(zhì)轉(zhuǎn)換分析提供了依據(jù)，同時也在縱橫波域的轉(zhuǎn)換、擬橫波聲波曲線求取、縱橫波聯(lián)合反演等方面發(fā)揮著重要作用。

(4)井中地震數(shù)據(jù)是地震勘探通往油藏開發(fā)的橋梁，在隨鉆地震地質(zhì)導(dǎo)向、精細地層構(gòu)造解釋、井控地層屬性篩選和儲層巖性預(yù)測等方面取得了良好的應(yīng)用效果，同時微地震技術(shù)也在儲層壓裂監(jiān)測等油氣開發(fā)領(lǐng)域發(fā)揮著作用。

(5)井中地震數(shù)據(jù)還是連接油藏靜態(tài)描述與動態(tài)監(jiān)測的橋梁，在穩(wěn)定而安靜的地下環(huán)境中，不僅可以觀測油藏的靜態(tài)分布，還可以用于監(jiān)測油藏開采過程中的細微變化。