油田開發(fā)區(qū)二次三維地震采集效果分析

劉洋

摘 要 遼河油田是我國(guó)最大的稠油、高凝油生產(chǎn)基地，開發(fā)對(duì)象可分成遼河盆地陸上、盆地灘海和外圍盆地三個(gè)區(qū)域，即使是在勘探成熟區(qū)仍然保存有豐富的石油天然氣資源，具有一定的開采價(jià)值。但實(shí)際上，這類地區(qū)的地震數(shù)據(jù)都是歷年積累下來，并利用不同設(shè)備采集的，因此其數(shù)據(jù)質(zhì)量參差不齊、參考價(jià)值各有不同，這顯然不符合新時(shí)期石油天然氣資源開采需求。本文就以遼河油田相關(guān)區(qū)塊的實(shí)際情況為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)油田開發(fā)區(qū)二次三維地震采集效果進(jìn)行深入研究，希望可以對(duì)石油資源開采勘探工作有所裨益。

關(guān)鍵詞 遼河油田 二次三維地震采集 激發(fā)參數(shù)優(yōu)選技術(shù)

中圖分類號(hào)：P315 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0745（2022）03-0109-03

石油資源是經(jīng)濟(jì)建設(shè)中必不可少的重要自然資源之一，它能夠?yàn)楣I(yè)化生產(chǎn)、人民群眾出行等方面提供巨大的支持，因此黨和政府始終高度重視石油資源開采勘探的相關(guān)工作，并在遼河油田等大型油田中實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化建設(shè)。尤其是近十年間，遼河油田更是在現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用方面取得了突破性進(jìn)展，三維地震采集技術(shù)的引進(jìn)和應(yīng)用，讓傳統(tǒng)模式下采集到的質(zhì)量得不到保證的地震數(shù)據(jù)更加清晰而準(zhǔn)確，解決了過去構(gòu)造勘探要求低、設(shè)備先進(jìn)性差等問題。在這種情況下，對(duì)油田開發(fā)區(qū)二次三維地震采集效果進(jìn)行分析，顯然具有不可估量的現(xiàn)實(shí)意義。

1 二次三維地震采集方法

遼河油田的石油天然氣資源極其豐富，而在石油資源日益緊缺、開采壓力越來越大的今天，技術(shù)人員順應(yīng)技術(shù)發(fā)展和現(xiàn)代化建設(shè)新潮流，借助各種新技術(shù)實(shí)現(xiàn)了勘探工作的又一輪發(fā)展，各種各樣的先進(jìn)儀器設(shè)備、勘探采集技術(shù)以及設(shè)計(jì)分析軟件，都為油田開發(fā)區(qū)二次三維地震采集提供了有力支持。經(jīng)過二十年間的持續(xù)努力，遼河油田根據(jù)國(guó)內(nèi)其他油田三維地震采集經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)本油田的實(shí)際地震地質(zhì)條件，開展了20多個(gè)精細(xì)采集項(xiàng)目，在觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、表層調(diào)查、激發(fā)、接收等方面取得了前所未有的成果，實(shí)現(xiàn)了三維地震采集的相關(guān)工作目標(biāo)。以下以遼河油田的實(shí)際情況為例，對(duì)二次三維地震采集方法進(jìn)行分析。

1.1 油氣開發(fā)區(qū)資源潛力分析

油氣開發(fā)區(qū)資源潛力分析是三維二次采集準(zhǔn)備階段的重中之重，工作人員需要對(duì)遼河油田開發(fā)區(qū)的石油地質(zhì)條件及資源潛力情況進(jìn)行全面調(diào)查。通過調(diào)查工作，了解以下幾方面問題：（1）油氣開發(fā)區(qū)所處的地質(zhì)背景。比如，石油儲(chǔ)層的地質(zhì)構(gòu)造、石油資源的來源成因等。（2）油氣開發(fā)區(qū)內(nèi)主要目的層分布特征。比如，該區(qū)域的沉積環(huán)境、巖性組合以及油層組、砂層組、單油層厚度及其平面分布等。（3）油氣藏類型。對(duì)遼河油田已有開發(fā)區(qū)的油藏特征進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)際情況判斷該區(qū)域的圈閉類型及控制油氣成藏的關(guān)鍵因素等。（4）開發(fā)區(qū)現(xiàn)在的石油資源開發(fā)情況。明確過去工作中已經(jīng)探明的石油資源儲(chǔ)量以及儲(chǔ)存面積等，并根據(jù)開采資料確定已經(jīng)開采的部分和未開采的部分[1]。

1.2 基于目標(biāo)的觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)

回顧過去遼河油田地震勘探工作情況可以發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)入二十一世紀(jì)之前，受到各種因素的影響，其大部分三維區(qū)塊地震資料的信噪比都不符合新要求，而且不同區(qū)塊的地震資料形式也不統(tǒng)一，這嚴(yán)重影響了后續(xù)工作質(zhì)量。所以在后續(xù)野外觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作中，工作人員務(wù)必要明確地震資料品質(zhì)和成像精度的影響因素，并以此為基礎(chǔ)對(duì)采集面元尺寸、炮檢距大小和援蓋次數(shù)等進(jìn)行調(diào)整，在充分了解面元屬性分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，選擇恰當(dāng)?shù)挠^測(cè)系統(tǒng)，從根本上優(yōu)化二次三維地震采集觀測(cè)系統(tǒng)。同時(shí)，還需要在持續(xù)的模擬中發(fā)現(xiàn)問題所在，對(duì)覆蓋次數(shù)分布、炮檢距分布及方位角分布等屬性加以研究，保證觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

1.3 激發(fā)參數(shù)優(yōu)選技術(shù)

除了要對(duì)基于目標(biāo)的觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整之外，工作人員還需要對(duì)激發(fā)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)選。首先，要借助雙井微測(cè)井、巖性取心和小折射等技術(shù)，對(duì)待勘探位置的表面地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行探索，為后續(xù)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。其次，要結(jié)合地震信號(hào)的最高頻率、炸藥的爆炸半徑以及虛反射界面深度等，明確最佳的激發(fā)參數(shù)，讓地震波能夠更好地傳達(dá)到地層當(dāng)中，進(jìn)而獲得更加準(zhǔn)確而具有參考價(jià)值的地震數(shù)據(jù)，為后續(xù)石油資源開采工作提供有力支持[2]。

1.4 高精度檢波器接收技術(shù)

地震勘探技術(shù)十分復(fù)雜，想要讓高頻信號(hào)和反饋出來的深層弱信號(hào)都能被及時(shí)準(zhǔn)確地接收到，工作人員還需要利用高精度檢波器接收技術(shù)，解決傳統(tǒng)接收技術(shù)中接收帶寬過小、地震信號(hào)記錄靈敏度差等一系列問題，切實(shí)提升地震記錄的信噪比，為后續(xù)的地震資料分析以及開采提供有力支持。具體來說，可將檢波器埋入地下30cm左右，從而解決地表振動(dòng)帶來的影響，同時(shí)對(duì)接收到的規(guī)律的、持續(xù)的噪聲能量進(jìn)行分析，明確檢波器的組內(nèi)距和組合基距是否合理，在不損傷高頻信號(hào)的基礎(chǔ)上調(diào)整信號(hào)頻段，降低干擾效果，保證地震數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確度。

1.5 環(huán)境噪聲壓制技術(shù)

油田開發(fā)區(qū)二次三維地震采集工作往往是在十分復(fù)雜的產(chǎn)區(qū)條件下進(jìn)行的，因此不可避免地會(huì)受到各種環(huán)境因素的影響，在這種情況下想要做好采集和勘探工作，顯然十分困難。因此，工作人員應(yīng)盡快利用環(huán)境噪聲壓制技術(shù)來保證野外采集工作的順利進(jìn)行，同時(shí)還需要對(duì)設(shè)備監(jiān)控功能進(jìn)行強(qiáng)化，從而準(zhǔn)確地判斷地震道工作信息，對(duì)不正常的地震道以及強(qiáng)干擾進(jìn)行規(guī)避。環(huán)境噪聲壓制系統(tǒng)具有排列片寬、不同炮檢距范圍覆蓋次數(shù)分布比較均勻、炮檢距比較均勻等一系列應(yīng)用特點(diǎn)，和過去常見的手段相比較，具有更突出的應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)，在地震波激發(fā)和接收中，工作人員還可以借助雙井微測(cè)井表層調(diào)查技術(shù)明確表層結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上合理確定工作方案[3]。

1.6 目標(biāo)區(qū)塊的確定

油田開發(fā)區(qū)二次三維地震采集效果受到多方面因素的共同影響，在今后的發(fā)展中，工作人員應(yīng)根據(jù)開發(fā)區(qū)實(shí)際情況，對(duì)優(yōu)先采集的開發(fā)區(qū)塊進(jìn)行選擇，并在分析其儲(chǔ)層條件、地質(zhì)構(gòu)造的基礎(chǔ)上，明確油田開發(fā)區(qū)二次三維地震采集方案。另外，為了更好地完成開發(fā)區(qū)地質(zhì)構(gòu)造解釋，工作人員應(yīng)保證新采集到的地震數(shù)據(jù)具有準(zhǔn)確度高、分辨率高等優(yōu)勢(shì)，從而使視頻率達(dá)到分辨油層組的要求。

1.7 采集的實(shí)施

為了確保油田開發(fā)區(qū)二次三維地震采集效果，工作人員應(yīng)對(duì)地震數(shù)據(jù)采集過程進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。遼河油田的技術(shù)人員就根據(jù)實(shí)際情況，建立了新的地震采集設(shè)計(jì)模式，保證了其能夠在不同的地質(zhì)條件下發(fā)揮作用，通過高分辨率采集技術(shù)、灘海區(qū)采集技術(shù)等，更好地適應(yīng)了遼河油田多樣化開采區(qū)塊的實(shí)際情況。同時(shí)，工作人員還提升了地震數(shù)據(jù)采集工作的過程控制，確保了采集到的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確清晰而具有參考價(jià)值，為后續(xù)的石油資源開采打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 三維二次采集效果

遼河油田在先進(jìn)技術(shù)研發(fā)方面始終處在領(lǐng)先地位，特別是在各類勘探技術(shù)方面更是取得了不可忽略的研究成果，油田開發(fā)區(qū)二次三維地震采集技術(shù)正是其諸多研究成果中比較具有代表性的一種技術(shù)。而經(jīng)過一段時(shí)間的嘗試后，遼河油田將油田開發(fā)區(qū)二次三維地震采集技術(shù)應(yīng)用到了諸多區(qū)塊中，取得的成果也比較明顯，僅從獲得的地震資料的信噪比和分辨率等方面就可見一斑。具體的油田開發(fā)區(qū)二次三維地震采集效果如下。

2.1 A區(qū)塊二次三維采集效果

A區(qū)塊一次三維地震采集數(shù)據(jù)是二十世紀(jì)八十年代中期以及九十年代初期獲得的，分別采取了總道數(shù)為240道、觀測(cè)系統(tǒng)為4線6炮、覆蓋次數(shù)為2×10的窄方位角觀測(cè)方式以及總道數(shù)為120道、觀測(cè)系統(tǒng)為3線10炮、覆蓋次數(shù)為2×10的窄方位角觀測(cè)方式，在當(dāng)時(shí)取得了比較可觀的成果。但是從現(xiàn)階段來看，當(dāng)時(shí)的設(shè)備不夠先進(jìn)，不能保證覆蓋次數(shù)，進(jìn)入深層地質(zhì)構(gòu)造的地震信號(hào)也基本衰減殆盡，得出來的一次三位地震數(shù)據(jù)不再具有應(yīng)用價(jià)值，無法滿足新時(shí)期開采需求。根據(jù)對(duì)遼河油田A區(qū)塊實(shí)際情況的分析，工作人員提出了利用8線5炮960道束線狀面元細(xì)分觀測(cè)系統(tǒng)、覆蓋次數(shù)為48次、將常規(guī)的25m×25m面元細(xì)分為4個(gè)12.5m×12.5m的子面元等一系列新思路，這就解決了過去深層地震采集信噪比過低的問題，還保證了淺層地震信號(hào)接收的清晰度，相比于傳統(tǒng)的三維地震采集技術(shù)而言，這樣的調(diào)整保證了采集的效率和準(zhǔn)確性。同時(shí)，工作人員還適當(dāng)?shù)卣{(diào)整了井深和藥量等地震采集技術(shù)參數(shù)，保證了激發(fā)井深的合理性，解決了過去井深不合理、藥量不合理導(dǎo)致的信號(hào)失真及模糊問題。根據(jù)A區(qū)塊地區(qū)兩次三維采集的資料來看，經(jīng)過新技術(shù)的應(yīng)用以及各種參數(shù)的調(diào)整以后，開發(fā)區(qū)地震采集資料的參考價(jià)值得到了根本性提升，相比于過去的資料而言，新地震資料具有反射能量強(qiáng)、連續(xù)性好、地震反射特征清楚等優(yōu)勢(shì)[4]。

2.2 B區(qū)塊二次三維采集效果

B區(qū)塊一次三維資料是二十世紀(jì)九十年代初獲得的，當(dāng)時(shí)采取的是4線6炮、240道單邊激發(fā)觀測(cè)方案，獲得的地震資料在當(dāng)時(shí)為石油資源開采提供了有力支持。但是經(jīng)過二十多年的技術(shù)發(fā)展后，當(dāng)時(shí)的地震資料中存在的分辨率和信噪比低、波組特征不明顯、斷點(diǎn)不清等問題越來越突出，不能再作為二次深度開發(fā)的參考數(shù)據(jù)，在這種情況下工作人員進(jìn)行了B區(qū)塊油田開發(fā)區(qū)二次三維地震采集工作。經(jīng)過細(xì)致分析，工作人員發(fā)現(xiàn)了油田開發(fā)區(qū)二次三維地震采集中的一些難題，并從觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、激發(fā)和干擾波壓制等方面入手，確定了有針對(duì)性的采集方案，比如說在觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，技術(shù)人員就根據(jù)B區(qū)塊地下地質(zhì)特點(diǎn)和第一次進(jìn)行三維地震采集時(shí)獲得的材料等，重新確定了觀測(cè)目標(biāo)，并選擇25m×25m面元，使之能夠更好地在開發(fā)區(qū)斷裂發(fā)育、斷層非常復(fù)雜的情況下發(fā)揮作用，這保證了油田開發(fā)區(qū)二次三維地震資料的分辨率以及細(xì)節(jié)真實(shí)性，能夠解決表層干擾帶來的一系列影響，保證了油田開發(fā)區(qū)二次三維地震采集效果。根據(jù)B區(qū)塊兩次三維采集的資料對(duì)比情況不難發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行第二次三維地震采集工作以后得到的資料，具有更加清晰、勘探深度進(jìn)一步增加的優(yōu)勢(shì)，即使是過去難以探知的深層地質(zhì)情況，也比一次地震采集中更加清晰而詳細(xì)，這讓工作人員能夠更好地完成區(qū)內(nèi)精細(xì)構(gòu)造解釋和研究?jī)?chǔ)層特征分析工作[5]。

2.3 C區(qū)塊二次三維采集效果

C區(qū)塊的一次三維地震資料是二十世紀(jì)末取得的，受到當(dāng)時(shí)技術(shù)條件的限制，其具有信噪比和分辨率低、深層反射弱、砂體難以落實(shí)等一系列不足之處，想要更好地對(duì)開發(fā)區(qū)精細(xì)地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行分析，顯然不能依靠一次三維地震資料。在油田開發(fā)區(qū)二次三維地震采集工作中，工作人員制定了提升深層信噪比、提高地震資料分辨率、落實(shí)砂體分布規(guī)律等一系列具體的目標(biāo)。在精細(xì)化采集目標(biāo)的支持下，工作人員結(jié)合C區(qū)塊的實(shí)力地質(zhì)構(gòu)造和物理性質(zhì)等，提出了一種不規(guī)則觀測(cè)系統(tǒng)構(gòu)想，在工作之初利用常規(guī)的地質(zhì)觀測(cè)技術(shù)進(jìn)行地震信號(hào)采集，在此基礎(chǔ)上把特殊的物理點(diǎn)布設(shè)到C區(qū)塊地物分布比較特殊的衛(wèi)星照片上，這樣一來就能夠結(jié)合衛(wèi)星照片的情況，確定調(diào)整后的覆蓋次數(shù)、炮檢距及方位角分布規(guī)律。如果得出來的資料不符合要求，可進(jìn)一步進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整，最后再把確定下來的點(diǎn)位移交給工作人員進(jìn)行放樣測(cè)量等，確定具體的地震采集激發(fā)點(diǎn)以及數(shù)據(jù)接收點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行油田開發(fā)區(qū)二次三維地震采集效果，往往能取得比較可觀的效果。特別需要提到的是，為確保油田開發(fā)區(qū)二次三維地震采集質(zhì)量，工作人員應(yīng)考慮以下幾方面問題：（1）在進(jìn)行觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中，必須要以高精度數(shù)字衛(wèi)星照片為基礎(chǔ)，避免因照片不清晰而給實(shí)地作業(yè)帶來的一系列問題。（2）要合理確定物理點(diǎn)調(diào)整方法，兼用小范圍調(diào)整與整數(shù)倍移動(dòng)策略，在大范圍調(diào)整確定基本位置的基礎(chǔ)上，進(jìn)行小范圍的調(diào)整方向，保證最終的物理點(diǎn)準(zhǔn)確度。（3）設(shè)置激發(fā)點(diǎn)的時(shí)候，一般應(yīng)以垂直炮排線為基礎(chǔ)進(jìn)行調(diào)整，而設(shè)置接收點(diǎn)也需要按照垂直接收線調(diào)整。經(jīng)過一系列的努力和嘗試，工作人員順利完成了C區(qū)塊油田開發(fā)區(qū)二次三維地震采集工作，獲得的資料十分清晰且分辨率比較高，同時(shí)各種復(fù)雜的干擾信號(hào)也被有效壓制。根據(jù)后續(xù)工作的情況來看，油田開發(fā)區(qū)二次三維地震采集效果比較突出，為工作人員進(jìn)行開發(fā)區(qū)復(fù)雜地質(zhì)情況解釋等提供了穩(wěn)定的數(shù)據(jù)支持。

3 結(jié)論

石油資源勘探和地質(zhì)分析工作有不可忽視的復(fù)雜性，尤其是在對(duì)開發(fā)區(qū)進(jìn)行分析時(shí)，更是會(huì)遇到傳統(tǒng)資料不清晰等問題，這給工作人員帶來了巨大的挑戰(zhàn)。為了解決這一問題，遼河油田通過進(jìn)行油田開發(fā)區(qū)二次三維地震采集，重新對(duì)部分開發(fā)區(qū)進(jìn)行地震數(shù)據(jù)采集，取得了突破性進(jìn)展。在今后的工作中，技術(shù)人員應(yīng)結(jié)合油田開發(fā)區(qū)具體情況，對(duì)油田開發(fā)區(qū)二次三維地震采集方案進(jìn)行調(diào)整，以便于獲得更準(zhǔn)確的資料。

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