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石油勘探中的多波地震勘探技术应用

2019/12/09 阅读:

关键词:石油勘探;多波地震;勘探技术;应用;分析

人工激发的地震波属于弹性波,主要包括纵波、横波两种。一直以来,地震勘探技术主要是利用地震波中的纵波资料,随着从事勘探开发的科研人员应用地震资料的不断深入,出现了一些问题,比如地震资料解释的多解性、地震资料在含油目的层位预测上的不确定性等。随着我国科学技术水平的提高,多波地震勘探技术得到了长足发展,也越来越受勘探开发科研人员重视、青睐。多波地震勘探技术在现场得到了实际应用,取得了不错的勘探开发效果,势必成为地震勘探技术中一个重要的发展方向。

1多波地震勘探技术的发展历程

多波地震勘探技术在现场实际应用已有30多年,成为了一种较为高效的石油勘探中的地球物理技术。该技术具有地震采集信息信噪比高、地震资料信息量丰富以及探测深度较以往深等特点。20世纪70年代,以美国为首的西方发达国家的石油公司着手开展横波、转换波勘探研究工作,在多波地震勘探理论、多波地震数据处理以及多波地震资料反演方面取得了很大的进步,相继发表了为数众多的学术论文,由此该技术引起了全世界各国石油企业的广泛关注;20世纪80年代,我国开始了横波、转换波勘探研究工作,但此时多波地震勘探主要为二维勘探,三维勘探比较少。同时,国内科研院校与石油企业密切合作,推进多波地震的采集、处理和解释工作的现场化应用;20世纪90年代,随着多波地震勘探技术的现场成功应用,解决了纵波地震所无法解决的一些问题,例如纵波地震资料解释的多解性、纵波地震资料在含油目的层位预测精准性等;进入新世纪,多波地震勘探技术更加趋于精细化、深入化,如何提高多波地震资料的纵、横向分辨率,精细刻画含油目的层位的连通性、非均质性等,如何提高深层地震资料的品质,精准圈定有利圈闭,寻找油气富集区域,如何利用方位各向异性现象和处理方位各向异性问题,提高多波地震资料剖面质量,成为了多波地震勘探技术研究与应用的重点方向。近些年,多波地震勘探技术应用更趋向多元化,尤其是针对东部的大型老油田,这些老油田开发时间早、历程长,受限于早期科学技术、设备设施落后,老油田的采收率都偏低,如何利用多波地震勘探技术在新区扩大勘探领域、在老区扩边增储找层,充分挖掘老油田剩余油潜力,提高老油田最终采收率,成为了一个重要研究方向。

2多波地震勘探相关技术

2.1多波地震采集技术

多波地震顾名思义就是人工激发产生地震,通过仪器接收纵波、横波或者转换波,相对于纵波地震来说,多波地震对人工激发震源、所使用的检波器以及观测系统都有着很高的要求。在人工激发震源方面,陆地上主要以排井和水平可控震源等横波震源为主,这种横波震源持续时间短、成本造价高、环境影响大;海上主要以空气枪震源等纵波震源为主,这种纵波震源能产生很好的激发效果和观测结果。在使用检波器方面,陆地上主要以双检波器为主,部署的检波器井网,一个方向部署记录垂直分量的检波器,另一方向部署记录水平分量的检波器;海上主要以三分量数字检波器为主,由于海上条件更加复杂、多变,日常都是把电缆和检波器组合后放入海底。观测系统方面,无论是陆地上还是海上,随着人工震源激发,纵波、横波或者转换波等多波地震的同一时间采集,势必带来了数据量呈倍数级的增加。另外,纵波、横波或者转换波的传播方式、特征都有所不同,需要在地震采集施工前对现场情况、环境进行踏勘,根据现场实际情况来对多波地震采集进行调整,确保多波地震观测系统实用、有效。

2.2多波地震处理技术

目前对于多波地震资料的处理,主要是依据多波地震资料来源的不同,资料的不同决定了处理的流程不同、所需要使用的处理技术不同。现在主要使用的多波地震处理技术是波场分离处理技术和多波联合处理技术。波场分离处理技术是建立在标量波场理论基础上的,该技术的资料处理流程是:第一步是对采集的波场进行分离,把纵波、横波或者转换波分离出来;第二步是纵波、横波或者转换波分开处理。纵波处理技术已经比较成熟,处理难点主要集中在横波或转换波上,需要不对称抽道集、转换点确定、资料噪音压制以及动、静校正,同时还要对横波或者转换波转换速度分析、转换偏移,求取纵、横波速度比等。多波联合处理技术是建立在矢量波场理论基础上的,该技术目前还处于研究阶段,由于横波或者转换波的传播方式、特征不同于纵波,很多成熟的纵波资料处理技术不能直接套用到横波或者转换波资料处理上,所以该技术相比于波场分离处理技术在实际中应用比较少,需要科研人员进一步攻关研究。

2.3多波地震解释技术

无论是多波地震资料解释还是常规地震资料解释,解释的精度、准确性一方面取决于科研人员对所辖油藏的地质概况、含油目的层位的四性以及所钻遇井的录测井资料、生产井史等资料的了解、掌握情况;另一方面就是地震资料品质以及地震资料和其他资料综合分析能力。地震资料已从单一的纵波资料变为了多波资料,资料品质大幅提高,综合解释分析首先要完成纵横波的各层位对比,在此基础上结合相关资料开展纵横波的储层反演,横波横向分辨率高,可以用来识别断距小的断层、厚度薄的储层等,同时也可以用来识别储层是否发育裂缝等,从而判断裂缝油气藏或低渗透油气藏压裂改造效果。

3多波地震勘探技术在石油勘探应用中存在的问题

随着我国科学技术的进步以及石油工业的日益发展,多波地震勘探技术已取得了长足的进步,在现场实际应用中也取得了一定的效果,但从应用情况看还存在一些问题尚待解决。

3.1横波持续时间问题

人工震源激发产生的纵波、横波或者转换波,其中横波相比于纵波传播过程持续时间较短,传播过程能量衰减较为严重,从而导致检波器接收到的信号比较差、信噪比低。要想更好地、更有效地利用多波地震资料,相关人员必须了解掌握横波的传播规律,在后期处理过程中去除资料中的噪音部分,同时对横波资料进行静校正。

3.2横波或转换波速度建模问题

人工震源激发产生的纵波、横波或者转换波,其中横波或转换波的传播规律较纵波复杂,也不像纵波资料有很多较准确的室内实验数据作为支撑,导致横波或者转换波无法建立较为准确的速度模型。横波或者转换波准确的速度模型决定了多波地震资料处理效果以及纵横波各层位对比的准确性。

3.3横波分裂问题

人工震源激发产生的纵波、横波或者转换波,其中横波在传播过程中遇到各项异性介质时,便会产生分裂现象,分成极性正交的两种横波。横波的这种特性常用来预测裂缝的发育状况,进而预测裂缝油气藏。但横波的分裂问题也存在局限性,在面对各向异性层位比较多时,容易出现偏差。

4结语

综上所述,随着我国科学技术的不断发展,多波地震勘探技术也取得了长足的进步,此技术在石油行业勘探中应用的深度、广度越来越多。虽然多波地震勘探技术在石油勘探中应用效果不错,但仍然存在一些问题,比如我国还缺乏适合多波地震勘探资料的采集、多波地震资料比较有限、在油气田开发中应用比较少和地震资料存在多解性等。因此,需要石油行业的科研工作者加大多波地震勘探技术室内研究攻关力度、加快其现场的实施进程,使得多波地震勘探技术更好地服务于各大油气田勘探开发,实现我国石油天然气行业有质量、有效益地发展。

参考文献:

[1]姚姚.多波地震勘探的发展历程与趋势展望[J].勘探地球物理进展,2005,28(3):169~173.

[2]李洋.多波地震勘探技术在石油勘探中的应用[J].中国石油和化工标准与质量,2014:133.

[3]蒋虹.多波地震勘探技术在石油勘探中的应用[J].中国石油和化工标准与质量,2017:126~127.

作者:鄢华玉 单位:辽河油田高升采油厂

石油勘探中的多波地震勘探技术应用

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