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大庆油田“双剑”合璧探清地下“底细”

www.chinaoilonline.com  2018-08-31 01:05:07

    大庆油田勘探开发研究院自主研发的近地表Q补偿和粘弹性介质叠前时间偏移两项技术,为长垣油田剩余油开发和外围扶余油层致密油勘探水平井部署提供了有力的技术支撑――

    8月20日,在大庆油田勘探开发研究院地震处理一室,地震高分辨率成像技术攻关团队的成员正在电脑前忙碌着。让来自地下千里的“情报”收集得更精准,他们是关键的一环。

    产量是可持续发展的压舱石。在长垣老区,特高含水开发阶段,剩余油分布零散,精细刻画井间砂体展布成为现实需求;在大庆外围,扶余油层致密油资源丰富,但已找到的探明储量如何有效动用?水平井钻探和体积压裂是高效勘探的有效途径,厚度2至5米单砂体的精细刻画对地震垂向分辨率有迫切需求。

    需求就是方向,难题就是课题。大庆油田勘探开发研究院在已有保幅处理基础上,大力发展地震高分辨率成像技术,核心利器是近地表Q补偿和粘弹性介质叠前时间偏移这两项技术,并研制出相应App,形成工业化生产能力。双剑合璧,为长垣油田剩余油开发和外围扶余油层致密油勘探水平井部署提供了强有力的技术支撑。

    近地表Q补偿技术

    精准创新排干扰

    少失真更保真

    随着油田开发难度的增加,常规地震的分辨率已经不能满足精准开发的需求。目前,三维地震的技术瓶颈主要是地震分辨率不够,而近地表层及上覆地层对地震波的吸取衰减是造成这一瓶颈的主要原因之一。

    “大庆地区近地表情况比其他地方特殊。在松辽盆地广泛发育面积较小的局部低速异常区,存在着一个不同于其他地区的降速层。这个降速层使地震波的衰减变得更为严重,极大地降低了地震原始资料分辨率,因此必须解决这部分衰减问题。另外,由于近地表介质的空变吸取和频散作用,会造成子波能量和相位的不一致,影响叠加成像以及保真度。”大庆油田勘探开发研究院地震处理一室成员赵忠华告诉记者。

    针对上述难题,大庆油田勘探开发研究院自主研发近地表Q补偿技术,在解决实际问题的同时进行理论创新,取得两项重要创新成果:一是表层Q模型建立,利用地震初至信息和野外调查表层结构建立精确的表层Q模型;二是高效稳健补偿算法,实现近地表高频能量吸取补偿与相位校正,大幅提高了原始地震资料的分辨率。

    近地表Q补偿技术破解了实际工作中的干扰,让地震波“传回”的“最后一段”少失真,提高了振幅保真度,使收集的地震资料更贴合地下实际。

    科研人员建立了表层数据库,形成了近地表模型。由微测井和地震初至波振幅建立近地表Q场,将地震波场由炮点深度及检波点地表延拓至基准面深度,补偿了近地表层对地震波的非均匀吸取衰减,展宽单炮记录的有效频带15赫兹以上,为高分辨率成像奠定了基础。

    在理论创新的基础上,科研人员建立地震工程数据平台,开发了“地震波近地表吸取补偿系统”App,具有多种方式的近地表吸取模型(Q场)的建立、处理、点线面分析等功能。同时,在Q场的基础上,针对不同处理系统的多种格式数据,实现地震资料多种方法配套的吸取补偿处理,并提供必要的处理结果质控分析功能。

    据先容,这种方法既具有明确的物理意义,又符合吸取衰减机制的确定性补偿方法。各探区大量应用显示,对提高分辨率发挥了重要作用。在中浅层保幅高分辨率处理中得到全面推广,已成功应用于松辽盆地、海拉尔盆地和塔东等地区,截至2017年年底,累计推广面积已超过1.5万平方公里。

    粘弹性介质叠前时间偏移技术

    复杂构造精准成像

    地下千里一目了然

    “大家创新的粘弹性介质叠前时间偏移技术,能‘看清’和识别千里地下厚度2至5米单砂体。打个比方,精准度好比医院里的CT从64排升级到256排。”地震处理一室王成说。

    今年春节期间,大庆三肇凹陷致密油勘探传来捷报,肇平22-平2井获得水平段1135米、砂岩钻遇率100%和油层钻遇率100%的效果。这是应用粘弹性介质叠前时间偏移技术见到的成效。

    粘弹性介质叠前时间偏移技术首次提出等效Q模型,解决了粘弹性介质叠前时间偏移面临的Q模型建立难题,实现了考虑传播路径的地震波场吸取补偿,提高了成像分辨率;在偏移算法中引入稳相算法,有效压制了偏移噪声,提高了振幅保真度;在偏移算法中加入4项技术,进一步提高分辨率和保真度,包括高阶走时计算、采集照明补偿、子波拉伸校正、剩余时差校正。与目前通用的商业App结果相比,粘弹性介质叠前时间偏移成果展宽频带20赫兹左右,垂向分辨率提高30%,沿层振幅属性对井符合率由70%提高到85%。

    2014年起,在持续攻关的基础上,研发了一套适用有效的粘弹性叠前时间偏移App,在大庆油田致密油勘探中得到规模应用,共完成16个水平井区的目标处理,支撑12口水平井部署,已实施的9口水平井均准确入靶,水平段平均砂岩钻遇率86%。平均水平段增加200米,水平井砂岩钻遇率逐步提高,平均砂岩钻遇率达到91.7%,平均油层钻遇率达到86.9%,油层钻遇率提高14.4%。

    近地表Q补偿与粘弹性介质叠前时间偏移作为大庆油田保幅高分辨率地震成像的两项核心技术,均入选2015年伟德体育十大技术创新成果,在致密油精细成像和水平井部署导向中发挥了不可替代的作用,为扶余油层致密油的成功勘探夯实了基础。

    专家视点

    陈树民(集团企业高级技术专家):不同的盆地、不同的油田对地震勘探技术的需求不同,松辽盆地主要勘探目的层以大型陆相湖盆三角洲砂泥薄互层为主要特点。

    30多年来,经过几代科技人员的努力,提高纵向分辨率一直是大庆油田勘探技术攻关的主题,虽然经过几代地震采集装备的更新、几代地震处理技术的进步,但地震资料的有效频宽一直保持在8至60赫兹左右,没有本质突破。两大“屏障”导致无法实现地震资料分辨率的突破:一是松辽盆地第四纪未成岩表层的强吸取作用的建模问题;二是地层中第三系和晚白垩地层的强吸取建模问题。大家立足松辽表层地质条件的特点,突破了表层吸取补偿因子(Q)的高精度建模技术瓶颈,原始单炮频宽提高到8至80赫兹。这种进步幅度比采集仪器的更新换代还要大。从理论上提出的等效Q模型,实现了偏移过程的地震波吸取Q补偿,分辨率比国外同类App又拓展了20至30赫兹。

    这两项技术,是松辽盆地地震勘探技术的重大突破。目前,大庆油田已采集三维地震近3万平方千米。两项技术的推广应用,将成为大庆油田提高地震资料的利用率、降低勘探成本,以及实现松辽盆地非常规时代高效勘探开发的利器。

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