孫振濤， 劉俊州, 羅 延

(1.中國(guó)石化 石油物探技術(shù)研究院，南京 211103；2.中國(guó)石化 石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京 100083)

面向開(kāi)發(fā)目標(biāo)的高精度三維地震優(yōu)勢(shì)分析
——以大牛地氣田為例

孫振濤1， 劉俊州2, 羅 延1

(1.中國(guó)石化 石油物探技術(shù)研究院，南京 211103；2.中國(guó)石化 石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京 100083)

以大牛地氣田開(kāi)發(fā)中應(yīng)用的高精度三維地震為例，剖析了高精度三維地震資料在識(shí)別小地質(zhì)體和儲(chǔ)層含油氣性預(yù)測(cè)等方面的優(yōu)勢(shì)。在觀測(cè)系統(tǒng)上，高精度三維地震采集對(duì)資料頻帶寬度、覆蓋次數(shù)、空間采樣密度都有較大提高，改進(jìn)了激發(fā)和接收效果，資料品質(zhì)得到改善。從疊前道集資料對(duì)比、疊后剖面對(duì)比、橫向分辨率對(duì)比上來(lái)看，高精度三維地震具有較高的縱橫向分辨率，能夠識(shí)別小地質(zhì)目標(biāo)。較高的覆蓋次數(shù)和較大的偏移距能夠滿(mǎn)足疊前反演等技術(shù)地需求。結(jié)合實(shí)際鉆井、試氣資料對(duì)比，高精度三維地震在識(shí)別儲(chǔ)層的基礎(chǔ)上能夠有效準(zhǔn)確地識(shí)別含油氣性，與鉆井吻合率達(dá)到了82%，已成為油氣田開(kāi)發(fā)的有效技術(shù)手段。

高精度； 縱向分辨率； 橫向分辨率； 含氣性檢測(cè)

0 前言

目前，我國(guó)很多油氣田已步入開(kāi)發(fā)階段,地質(zhì)目標(biāo)更加精細(xì)，需要對(duì)小斷塊、薄儲(chǔ)層、低幅度構(gòu)造等小尺度地質(zhì)目標(biāo)進(jìn)行精細(xì)刻畫(huà)，對(duì)三維地震技術(shù)提出了更高地需求[1-3]，高精度地震是完成精細(xì)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和流體檢測(cè)的重要數(shù)據(jù)，是油氣田進(jìn)行高效開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)。筆者重點(diǎn)對(duì)高精度地震在解決開(kāi)發(fā)階段地質(zhì)問(wèn)題的效果進(jìn)行研究，以鄂爾多斯盆地大牛地氣田高精度三維地震為例，從觀測(cè)系統(tǒng)、縱向分辨率、橫向分辨率和含氣性檢測(cè)等角度對(duì)比分析了高精度三維地震和常規(guī)三維地震的差異，分析了高精度三維地震在識(shí)別小尺度復(fù)雜地質(zhì)目標(biāo)及流體檢測(cè)中的優(yōu)勢(shì)。

1 研究區(qū)概況

大牛地氣田位于鄂爾多斯盆地東北部(圖1)，構(gòu)造整體上為西北高、東南低的單斜，斷裂不發(fā)育，氣藏主要受巖性控制，主力產(chǎn)氣層段是下石盒子組、山西組和太原組，其中下石盒子組為河流相沉積，河道砂體具有縱向疊置，單層厚度薄、橫向變化快的特點(diǎn)。經(jīng)歷了十幾年的勘探，目前該區(qū)由直井多層合采發(fā)展到以水平井加壓裂技術(shù)為主的開(kāi)發(fā)階段，開(kāi)發(fā)方式地轉(zhuǎn)變對(duì)三維地震資料的精度和氣層預(yù)測(cè)提出了更高的要求：由多套儲(chǔ)層疊合預(yù)測(cè)過(guò)渡到單砂體精細(xì)刻畫(huà)；由儲(chǔ)層識(shí)別發(fā)展到含氣性識(shí)別；由疊后地震預(yù)測(cè)發(fā)展到疊前地震預(yù)測(cè)；由定性預(yù)測(cè)發(fā)展到定量預(yù)測(cè)。常規(guī)三維地震已不能滿(mǎn)足目前開(kāi)發(fā)的需求，因此，在常規(guī)三維地震基礎(chǔ)上又在核心區(qū)部署了100 km2的高精度三維地震，新部署的高精度三維地震充分考慮氣田開(kāi)發(fā)中地需求，優(yōu)化了觀測(cè)系統(tǒng)，提高了資料采集質(zhì)量，原始單炮的品質(zhì)有了較大提高，地震剖面質(zhì)量大幅提高，資料信噪比和分辨率比老資料提高明顯，對(duì)該區(qū)的開(kāi)發(fā)起到了很好地支撐。

圖1 研究區(qū)位置圖Fig.1 Map of the study area

2 觀測(cè)系統(tǒng)對(duì)比

前期常規(guī)三維地震采集參數(shù)及資料應(yīng)用中存在很多問(wèn)題，高精度三維地震采集重點(diǎn)從提高資料頻帶寬度、覆蓋次數(shù)、空間采樣密度、激發(fā)和接收效果等方面做了改進(jìn)，有效提升了資料品質(zhì)。高精度三維地震采用18線、24炮常規(guī)束狀觀測(cè)系統(tǒng)，5 940道接收，面元為10 m×10 m，覆蓋次數(shù)達(dá)到99次，比常規(guī)三維地震提高了3倍多(表1)，新老觀測(cè)系統(tǒng)參數(shù)的差異導(dǎo)致面元屬性發(fā)生了很大變化，主要體現(xiàn)在高精度三維地震為對(duì)稱(chēng)接收，接收道數(shù)增加；面元尺寸變小、覆蓋次數(shù)增加、偏移距分布更加均勻等(偏移距分布均勻更加有利于疊前偏移成像和疊前含氣性識(shí)別)；采集資料品質(zhì)比以前大幅提升；高精度資料的單炮在能量比老資料強(qiáng)；視分辨率明顯高于老資料(圖2)。

表1 常規(guī)與高精度三維地震觀測(cè)系統(tǒng)對(duì)比表

高精度三維地震采集對(duì)小地質(zhì)體目標(biāo)的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在以下幾方面：

1)覆蓋次數(shù)增加，有利于處理時(shí)壓制噪聲，提高疊后剖面的信噪比。

圖2 兩期地震單炮對(duì)比圖Fig.2 Comparison of two period shot(a)常規(guī)三維單炮;(b)高精度三維單炮

2)小道距、小面元提高了空間采樣密度，有利于層析靜校正計(jì)算，保證形態(tài)準(zhǔn)確性；有利于偏移成像；提高目的層有效覆蓋次數(shù)，有利于疊前AVO屬性分析。

3)排列長(zhǎng)度增大，有利于提高速度分析精度，提高AVO分析精度。

4)潛水面以下3 m～5 m激發(fā)，使最大頻帶范圍及高頻成分得以保留；大藥量激發(fā)使高頻端面積最大，高頻信息更加豐富[4-5]。

3 資料處理分析

在處理上重點(diǎn)針對(duì)常規(guī)三維在微幅構(gòu)造落實(shí)，以及含氣性預(yù)測(cè)等方面精度低的問(wèn)題，采用小折射約束層析靜校正與多次剩余靜校正和速度分析的迭代技術(shù)，消除了地表及近地表變化產(chǎn)生的靜校正問(wèn)題；采用處理解釋一體化的模式，在解釋人員指導(dǎo)和參與下利用測(cè)井資料，指導(dǎo)速度分析，建立了精確的偏移速度場(chǎng)，保證地震、鉆井、測(cè)井對(duì)比解釋合理一致。優(yōu)選疊前時(shí)間偏移流程(圖3)及參數(shù)，確保了資料的準(zhǔn)確成像歸位，得到精確的成像數(shù)據(jù)體和CRP道集數(shù)據(jù)，為后續(xù)的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)以及疊前含氣性檢測(cè)提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。由于兩次資料處理流程、處理技術(shù)存在一定的差異，新處理的資料在保真性方面比老資料有進(jìn)步，使得后期資料在品質(zhì)和最終效果評(píng)價(jià)上比老資料要好。

圖3 疊前時(shí)間偏移流程Fig.3 Process of prestack time migration

4 分辨率

4.1 疊前道集數(shù)據(jù)對(duì)比

從兩期地震的疊前道集對(duì)比來(lái)看(圖4)，高精度三維地震同相軸連續(xù)性明顯高于常規(guī)三維地震，且分辨率明顯提高，高精度三維地震資料多出了T9c1層。同時(shí)，高精度三維地震資料的角道集信噪比明顯高于常規(guī)三維地震資料，為后續(xù)儲(chǔ)層描述和薄氣層的疊前檢測(cè)提供了很好的原始資料。

4.2 疊后剖面對(duì)比

從圖5可以看出，高精度三維地震的分辨率明顯高于常規(guī)三維地震，在目的層處高精度三維地震比常規(guī)三維地震多出了3個(gè)同向軸(T10f、T9c1、T9e1)，并且能夠進(jìn)行追蹤，垂向分辨率提高明顯，有了精細(xì)的層位解釋?zhuān)湍軌驅(qū)ρ貙訉傩苑治龈玫剡M(jìn)行時(shí)窗的控制，使得提取的地震屬性反映地質(zhì)層段的信息，保證不會(huì)穿層，屬性的變化真實(shí)反映儲(chǔ)層內(nèi)部的變化，反映出的規(guī)律更加真實(shí)，為后續(xù)的油氣開(kāi)發(fā)起到了借鑒作用。應(yīng)用高精度三維地震開(kāi)展的反演工作也比常規(guī)三維地震資料反演的分辨率有了較大地提高，目的層段可以進(jìn)一步細(xì)化分析，對(duì)后續(xù)單砂體識(shí)別及水平井部署起重要作用。

圖4 兩期地震疊前道集對(duì)比圖Fig.4 Comparison of two period pre-stack seismic gathers(a)常規(guī)三維地震；(b)高精度三維地震

圖5 兩期地震疊后剖面對(duì)比圖Fig.5 Comparison of two period post-stack seismic sections(a)常規(guī)三維地震；(b)高精度三維地震

圖6為新老三維地震資料目的層段頻譜分析對(duì)比圖，常規(guī)三維地震帶寬為7 Hz～62 Hz，主頻為28 Hz，高精度三維地震帶寬為3 Hz～102 Hz，主頻為38 Hz，主頻提高了10 Hz，速度取4 000 m/s計(jì)算，縱向分辨率由35.7 m提高到26.3 m，縱向分辨率提升明顯。

圖6 新老三維地震資料頻譜對(duì)比圖Fig.6 Comparison of the old and new 3D seismic data frequency spectrum

4.3 橫向分辨率對(duì)比

橫向分辨率采用沿層屬性分析的方法。從沿T9b的層切片看(圖7)，該層主要為太二段(太原組二段)的砂壩沉積，砂體主要發(fā)育在工區(qū)東北部，北西—南東向展布，高精度三維地震識(shí)別的砂壩形態(tài)和邊界清晰，砂體邊界與實(shí)鉆井吻合很好。常規(guī)三維地震資料的砂體形態(tài)和邊界比較模糊，砂體邊界與鉆井出現(xiàn)矛盾。這說(shuō)明高精度三維地震的橫向分辨率，比常規(guī)三維地震提高了很多[6-8]。

5 含氣性識(shí)別

從疊后地震資料地吸收衰減、疊前地震反演等方面，對(duì)兩期地震含氣性識(shí)別效果開(kāi)展對(duì)比[9]。

D15井在盒三段獲得了高產(chǎn)氣流，常規(guī)三維地震資料的頻率衰減上沒(méi)有異常，沒(méi)有工業(yè)氣流的鄰井DK6井卻出現(xiàn)異常，說(shuō)明常規(guī)三維地震資料在含氣性識(shí)別方面存在較大的多解性。反之高精度三維地震資料上D15井在盒三段出現(xiàn)異常，而DK6井沒(méi)有異常特征，與實(shí)際產(chǎn)氣情況吻合良好(圖8)。說(shuō)明高精度三維地震資料在含氣性識(shí)別方面有非常大地進(jìn)步。

圖9為盒一段疊前反演縱橫波速度比剖面圖。D11井在盒一段不產(chǎn)氣，但常規(guī)三維地震資料表現(xiàn)出異常，反演結(jié)果與實(shí)際測(cè)試情況不符。從圖9(b)可以看出，D11井處表現(xiàn)為氣層的變化點(diǎn)，說(shuō)明氣層不發(fā)育，與鉆井情況吻合良好，顯示了高精度三維地震在識(shí)別氣層邊界方面的優(yōu)勢(shì)。反演過(guò)程中選取了5口井作為盲井檢驗(yàn)，常規(guī)三維的吻合率為60%，高精度的吻合率為80%。

圖7 地震資料橫向分辨率對(duì)比圖Fig.7 Comparison of seismic lateral resolution(a)常規(guī)三維地震；(b)高精度三維地震

圖8 地震資料頻率衰減屬性對(duì)比剖面圖Fig.8 Comparison of seismic frequency attenuation attributes(a)常規(guī)三維地震；(b)高精度三維地震

圖9 盒一段疊前反演縱橫波速度比剖面圖Fig.9 Pre-stack inversion Vp/Vs sections in H1 formation(a)常規(guī)三維地震；(b)高精度三維地震

圖10為盒1段疊前反演的平面圖，紅色代表含氣異常區(qū)，標(biāo)注的黑色井位為9口測(cè)試無(wú)阻流量大于1×104m3/d的井。高精度資料的平面展布規(guī)律性比較強(qiáng)，含氣條帶位于工區(qū)東部，呈現(xiàn)近南北向展布的條帶，而常規(guī)三維比較雜亂，規(guī)律性差。與9口實(shí)鉆井對(duì)比統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，常規(guī)三維預(yù)測(cè)成果與井吻合的有5口，吻合率為56%，高精度三維預(yù)測(cè)成果與井吻合的有7口，吻合率為78%，高精度三維在提高鉆探高產(chǎn)井成功率方面發(fā)揮了重要作用，其成果能夠更好地應(yīng)用于該區(qū)的氣田開(kāi)發(fā)中。

圖10 盒一段疊前反演縱橫波速度比平面圖Fig.10 Pre-stack inversion Vp/Vs maps in H1 formation(a)常規(guī)三維地震；(b)高精度三維地震

6 結(jié)束語(yǔ)

高精度三維地震具有較高的縱向、橫向分辨率和信噪比，能夠識(shí)別小地質(zhì)目標(biāo)。較高的覆蓋次數(shù)和較大的偏移距能夠滿(mǎn)足疊前反演等技術(shù)地需求，在識(shí)別儲(chǔ)層的基礎(chǔ)上還能夠?qū)蜌庑赃M(jìn)行識(shí)別。高精度三維地震越來(lái)越成為油氣田開(kāi)發(fā)的有效技術(shù)手段, 能夠解決更復(fù)雜的油氣地質(zhì)問(wèn)題,發(fā)現(xiàn)更多的隱蔽油氣資源。

[1] 郭愷，仝兆岐，滕厚華．地震采集面元尺度與成像橫向分辨能力分析[J]．石油與天然氣地質(zhì)，2012，33(1)：141-147.

GUO K,TONG Z Q,TENG H H. Analysis on bin size of seismic survey and lateral resolution of imaging[J]. Oil & Gas Geology，2012，33(1)：141-147. (In Chinese)

[2] 胡中平,孫建國(guó). 高精度地震勘探問(wèn)題思考及對(duì)策分析[J].石油地球物理勘探,2002,37(5):530-536.

HU Z P ,SUN J G. Discussion on problem of high-precision seismic exploration and its countermeasure analysis[J]. Oil Geophysical Prospecting, 2002,37(5):530-536. (In Chinese)

[3] 李丕龍，宋玉龍，王新紅，等．灘淺海地區(qū)高精度地震勘探技術(shù)[M]．北京：石油工業(yè)出版社，2006

LI P L , SONG Y L，WANG X H，et al. High precision seismic exploration technology in paralic zone[M]. Beijing:Petroleum Indusry Press，2006. (In Chinese)

[4] 巢思友 ,柳曉英, 張麗華,等. 2011年胡慶高精度三維地震資料應(yīng)用效果[J].內(nèi)蒙古石油化工,2013(7):5-7.

CHAO S Y,LIU X Y,ZHANG L H, et al.Application of Huqing high-precision 3D seismic data in 2011[J]. Inner Mongolia Petrochemical Industry,2013(7):5-7. (In Chinese)

[5] 郭棟.勝利探區(qū)高精度地震資料解釋?xiě)?yīng)用及成果分析[J]. 油氣地球物理, 2010, 8(1): 27-33.

GUO D .Application and analysis of 3D high accuracy seismic interpretation in Jiyang prospect area[J].Petroleum Geophysics,2010,8(1):27-33. (In Chinese)

[6] 趙殿棟.高精度地震勘探技術(shù)發(fā)展回顧與展望[J].石油物探，2009，48(5)：425-435.

ZHAO D D. Review and prospect on high-precision seismic exploration technique[J]. Geophysical Prospecting for Petroleum,2009，48(5)：425-435. (In Chinese)

[7] 李慶忠.走向精確勘探的道路[M].北京:石油工業(yè)出版社,1993.

LI Q Z. The Road To High Resolution Seismic Exploration[M].Beijing: Petroleum Indusry Press，1993.(In Chinese)

[8] 趙殿棟,呂公河,張慶淮,等.高精度三維地震采集技術(shù)及應(yīng)用效果[J].石油物探，2010，40(1):1-8.

ZHAO D D,LV G H, ZHANG Q H,et al. High-precision 3D seismic acquisition technology and application effect[J]. Geophysical Prospecting for Petroleum,2010,40(1):1-8. (In Chinese)

[9] HILTERMAN F J. 地震振幅解釋[M]. 孫夕平,譯.北京：石油工業(yè)出版社，2006.

HILTERMAN F J. Seismic amplitude interpretation[M]. Translated by SUN X P. Beijing: Petroleum Indusry Press，2006.(In Chinese)

Forthedevelopmentgoalsofhighprecision3Dseismicadvantageanalysis
——TakeDaniudigasfeildforexample

SUN Zhentao1，LIU Junzhou2，LUO Yan1

(1.SINOPEC Geophysical Research Institute, Nanjing 211103, China;2.SINOPEN Petroleum Exploration And Production Research Institute, Beijing 100083, China)

Taking the high precision 3D seismic applied in the Daniudi gas field development for example, we analyze the advantages of high precision 3D seismic data in the identification of small geologic body and oiliness of reservoir prediction, etc. On the observation system, high precision 3D seismic acquisition has increased greatly in frequency band wideth, number of coverage and space sampling density. This improved excitation and reception, so the seismic data quality has improved greatly. From prestack gathers data comparison, poststack profile contrast and lateral resolution, high precision 3D seismic has higher lateral and vertical resolution, which enable to identify small geological target. Higher folds and larger offset can meet the needs of pre-stack inversion technology. Combined with the actual drilling and testing data contrast, high precision 3D seismic can identify reservoir, and identify efficiently the oil-gas possibility, and drilling self-agreement reached 82%. This technology is then the effective technology of oil and gas field development.

high precision; vertical resolution; lateral resolution; gas detection

P 631.4

A

10.3969/j.issn.1001-1749.2017.05.17

2016-09-01 改回日期： 2016-11-23

國(guó)家重大專(zhuān)項(xiàng)(2011ZX05045)

孫振濤(1974-)，男，碩士，主要研究巖石物理與地球物理正反演方法及應(yīng)用，E-mail：sunzt@sinopec.com。

1001-1749(2017)05-0691-07