开发地震技术在油田开发中的应用

开发地震技术在油田开发中的应用随着地震技术不断向高分辨率、高讯噪比、高保真度的“三高”阶段发展，地震已不仅仅应用于勘探阶段，在油田开发的不同时期，地震资料发挥的作用越来越明显；反过来，对地震资料的要求也越来越高，特别是在胜利油田勘探开发难度日益加大，岩性、地层等隐蔽油气藏在勘探开发中所占份量日渐增大的形势下，更需要地震勘探技术、特别是开发地震技术在油田开发中广泛应用。开发地震技术包括：VSP测井、井间地震、四维地震和多波多分量地震等几项技术，VSP测井通过深井、长距离裸眼井、斜井的实践，无论在平原、沙漠、戈壁、海上、山地、山区，还是零井源距，多方位的非零井源距，对精细速度的选取，层位的标定，地层压力预测及井旁细微地质现象的解释，胜利物探在国内都达到领先水平。下面主要介绍四维地震、井间地震、和多波多分量地震在国内外的应用情况。1、四维地震近年来，四维地震已成为一个热点，有大量的理论文章及油田实例，其应用研究取得了令人乐观的成就。美国Stanford大学所研究的流体模型、Columbia大学所研究的地震模拟都非常有特色，并加紧开发及完善开发地震资料处理软件。根据BP/壳牌公司在Foehaven油田的统计：1984年以前单靠二维地震技术，油气采收率为25-30%，1984-1995年采用三维技术，采收率达40-50%，1996年以来采用四维技术，采收率提高到65-70%，因采用开发地震技术而增加的纯利润已达到25亿美元。雪弗龙公司在印度尼西亚的Duri地区于92至95年在稠油开发中进行了8次注汽开采的开发地震监测研究，得到了不同时期注入蒸汽的清晰成像。最近几年，世界许多大石油公司在世界范围内（如印尼、墨西哥湾、西非和北海等地）成功实施了一系列野外大规模开发地震项目，包括对蒸汽以及油、气、水接触界面的监测等，减少了地面建设及钻井生产费用，明显提高了油气采收率。目前，国外地震勘探市场中，三维占55%左右，而仅四维开发地震已占14%左右且持续增长，其投资额以每年10-30亿美元的速率递增。九十年代初，国内一些油田如辽河、新疆和胜利油田等积极开展了稠油热采地震监测工作，取得了阶段性的成果。克拉玛依油田自1989年开始稠油热采地震监测工作，野外采集使用“米”字形二维测网。通过野外试验，总结了单点激发、单点接收；小道距、小药量；高自然频率检波器接收、宽带高频；检波器埋置在低速带以下的经验。胜利油田物探公司紧跟世界物探技术发展潮流，于九十年代初期积极开展了四维地震勘探技术，并取得了有益的实际效果。在物理实验室内，对胜利探区的五种稠油砂样在不同温度、压力、介质及含油水饱和度等因素影响下进行了岩芯特性的测试；在单家寺地区，对单2自注自采井进行了两次单束线的野外地震观测、室内资料处理并进行了资料综合解释；在乐安油田进行了两次单束线、两次微三维的野外地震观测，室内进行了高质量的资料处理，研究了稠油层汽驱前后的地震波振幅、速度、频率等信息的变化规律，确定了蒸汽平面前缘波及半径范围。目前，四维地震在国外已经成为较为成熟的一种技术，已占地震勘探的14%左右且持续增长。而我国仅处在试验阶段，几乎没有进行大规模的四维地震工作。国外进行了较为细致、系统的研究工作，包括可行性研究、岩芯物理性质测量、野外采集方法、室内资料处理技术、资料综合解释技术以及建立油藏模型、油藏模拟、反演技术等一整套完整的技术。而我国投入的资金及人力十分有限，仅在几个油田进行了一些试验性工作，还没有形成一套成熟的四维地震工作系统，还没有被用户真正认可。2、井间地震技术1989年，雪弗龙石油公司在美国中途日落油田26-C区注蒸汽泡沫前后共进行了两次井间地震测量试验，这两次井间地震层析成像图成功反映了油藏蒸汽驱的地下动态和产层的含油饱和度。1989年雪弗龙和德士古石油公司联合在德士古的Mckttrick油田应用了井间地震层析成像技术，除确定油藏封闭断层和饱含油带之外，还提供了井间详细的地质构造图。90年代初，日本在中心地热区Yutsubo试验场进行了井间地震试验，用炸药震源和耐高温260度的三分量检波器获得了井间详细的火成岩构造，证明井间地震方法对识别火成岩的岩性变化来说是最好的地震方法之一。1995年春，由Amoco公司负责提供井眼、修井设备和处理；Texaco公司负责提供Bolt气枪组合和震源专家；Conoco公司负责提供由15个检波器组成的检波器串和记录系统在堪萨斯西南部的Kinsler油田进行井间地震勘探，根据井间地震资料确定了两口井附近的砂岩体分布范围。为了探索井间地震技术在油田开发领域的应用效果，近年来我国许多科研单位在油田进行过井间地震测量试验，如：胜利、辽河、吉林、大港、冀东和新疆油田等，他们在仪器测量、基础理论应用研究、仪器制造、野外数据采集、数据处理和解释等方面都取得了较多的成果。胜利油田采用电火花震源激发、单个三分量检波器接收，吉林油田采用重锤脉冲震源和液压可控震源激发、一套多级三分量接收系统接收，辽河油田则采用炸药震源和常规检波器接收，均取得了较好的效果。井间地震处理方法有代表性的主要有胜利油田物探公司、计算中心、石油大学、物探局研究院、地矿部石油物探研究所等。3、多波多分量勘探技术七十年代初期，俄、美、英、法及其它一些国家均在加速研究横波和转换波勘探技术，从八十年代开始，美国等国家积极进行多波多分量的理论方法研究和实验，研制了多种不同性能的横波震源及多分量检波器，取得了质量较高的多波野外数据，建立了多波资料处理流程，研究了横波分裂现象，提取了多种储层物性参数，成功预测了裂缝发育方向，研究了储层空孔隙度，用纵横波资料联合进行直接烃类检测。到八十年代初，多波勘探技术发展较快并取得了较好的效果。美国的大陆石油公司的横波震源较为著名；加拿大生产了智能三分量检波器，但价格昂贵且存在一些技术问题。自八十年代开始，国内在多波多分量勘探研究方面做了不少工作，石油物探局、四川石油管理局先后进行了转换波和横波勘探的研究和试验，在各向异性、地下裂缝横波分裂等方面进行了一系列研究。地矿部物研所进行了野外数据采集和资料处理研究，提取了一些物性参数，做出了泊松比剖面和横波剖面等，对其它油田进行了广泛的合作。目前，转换波资料处理软件较好的单位有：四川局、石油大学、物探局及地矿部物研所等。物探公司于91-93年在盐家、陈家庄、草桥、牛庄和永安镇等地区采集了100多公里的高质量转换波原始资料。与地矿部物探研究所合作，求取了一些物性参数，做出了泊松比剖面和横波剖面，成功证实了盐气2井气层的存在，预测了一个新的油气藏。目前，我国在生产高性能的三分量检波器和横波激发震源方面，比国外有较大的差距，在转换波资料处理系统上也存在一定差距。4、参考文献1.3D地震加入多学科油藏模拟工程，《石油勘探开发情报》，1997年，No.52.4D地震：储层管理中的第四维(一)，《石油地球物理勘探》参考资料，1997,No.8，译自《WorldOil》,97,No.33.4-D地震提高油藏管理决策，《石油物探译丛》，1996年，No.64.4-D需要精确的岩石和流体资料，《国外油气勘探》，1997年，No.65.AndersonRN;Boulanger,A;HeW;SunYF;XuL;SibleyD;AustinJ;WoodhamsR;AndreR,GulfOfMexicoReservoirManagement:Pt.2:MethodDescribedForUsing4dSeismicToTrackReservoirFluidMovement,OilGasJV93,No14,Pp70-74,4/3/956.稠油热采地震监测技术研究，（集团公司科技进步奖，胜利油田），1998年12月7.井间地震野外采集技术，（集团公司科技进步奖，胜利油田），1998年12月