常寶科

(中石化石油工程地球物理有限公司勝利分公司,山東東營 257086)

井間地震數(shù)據(jù)采集質(zhì)量控制方法探討

常寶科

(中石化石油工程地球物理有限公司勝利分公司,山東東營 257086)

本文以井間地震數(shù)據(jù)采集的全過程為主線,結(jié)合豐富的井間地震數(shù)據(jù)采集的實踐經(jīng)驗,對影響井間地震采集質(zhì)量的重點環(huán)節(jié)進行全面分析,逐步探討出一套有效的井間地震數(shù)據(jù)采集質(zhì)量控制方法。

井況 扇設(shè)計 試驗 二次設(shè)計 現(xiàn)場質(zhì)量控制

1 前言

井間地震技術(shù)是為了適應(yīng)油藏開發(fā)工程對地震成像分辨率的需要而在油氣勘探開發(fā)領(lǐng)域中興起的一項新技術(shù)。通過質(zhì)量控制的不斷改進，采集資料的品質(zhì)越來越好，這都歸功于大家對影響采集質(zhì)量的因素認識不斷提高，在項目運作過程中嚴格控制各種可能對采集產(chǎn)生影響的不利因素，把影響減少到最小。在大量采集實踐的摸索下，采集資料的品質(zhì)大大提高，促成系統(tǒng)討論影響井間地震數(shù)據(jù)采集質(zhì)量的時機慢慢成熟，為總結(jié)出一套井間地震采集數(shù)據(jù)質(zhì)量的控制方法奠定了良好基礎(chǔ)。

2 選擇合適的井況

首先要收集全面的井況數(shù)據(jù)，選擇合適的井況，充分了解井況，了解這些數(shù)據(jù)在施工過程中對井下儀器、激發(fā)震源的的影響，達到井間地震必須滿足的井況。

2.1 選擇合適的井距

井距是影響采集資料品質(zhì)最重要的因素之一，受井中震源能量限制，井距過大，震源能量在地層中衰減變多，接收到的資料信噪比低，因此需要結(jié)合地質(zhì)任務(wù)選擇合理的井距，從采集的資料品質(zhì)來看：井距最好不要大于400m，最好控制在300m以內(nèi)。

2.2 井況滿足條件

井況必須滿足井下儀器和激發(fā)震源在井中正常工作的性能要求。(1)施工井應(yīng)盡可能選擇直井，套管內(nèi)徑應(yīng)大于井下儀器最大外徑5mm以上，小于井下設(shè)備的最大推靠距離2cm以上(對無推靠設(shè)備不做額外要求)，不能有破損變形。(2)進行通井、刮管、洗井替清水作業(yè)，做到井壁光滑套管完好，不能有破損變形。有無氣泡上返？在射開孔的層位進行擠水泥或在上部打可撈式橋塞，對可能的噪音層段進行封堵。(3)井底無沉砂，井內(nèi)無氣體，液面高度應(yīng)在所設(shè)計的震源和檢波器最淺處以上50米。施工前完成燜井工作(時間達到3-5天)；(4)井口在施工時要拆卸井口上法藍，加裝可在井中封電纜的井口防噴器；(5)通井機始終在井位上就位，作業(yè)井架上方吊裝天滑輪滑車設(shè)置符合安全要求；(6)作業(yè)隊保持至少有一名值班人員始終在現(xiàn)場值班；(7)已完成井斜測量，井斜應(yīng)在10度以內(nèi)，具備完整的測井資料；(8)如出現(xiàn)設(shè)備遇卡情況，采油廠協(xié)助進行打撈工作，其間要使用通井機、油管以及打撈工具等。(9)如施工中確實需要停井，采油廠及時停井。(10)接收井應(yīng)選擇井下安靜、射孔段較少、噪音水平比較低的井。進行實際采集前要進行噪音測試來最終確定。震源激發(fā)井應(yīng)該選擇射孔段較少、井孔變形小的井；(11)觀測井段溫度不超過觀測設(shè)備正常工作溫度。(12)固井質(zhì)量必須合格，應(yīng)將觀測段選在固井質(zhì)量良好套管井段內(nèi)；固井質(zhì)量差的井段在經(jīng)過較長時間的巖屑填充和固化后，形成“假固井”，也可用作觀測段。

2.3 井況數(shù)據(jù)必須滿足地質(zhì)任務(wù)的需要

井況條件能否允許采集到可以完成地質(zhì)任務(wù)的數(shù)據(jù)，要通過初步設(shè)計查看已有井況能否完成采集任務(wù)。

3 扇的初步設(shè)計

3.1 初步設(shè)計要求

利用井間地震資料對井間的精細構(gòu)造與儲層的分布、厚度、屬性和含油氣情況進行分析，幫助建立和優(yōu)化油藏地質(zhì)模型。

(1)對于基于速度層析成像目標，目的層段內(nèi)直達波射線分布均勻，密度滿足層析反演要求；(2)對于基于反射波成像的目標，目的層段內(nèi)反射波入射角適中，有足夠的覆蓋次數(shù)，成像范圍最大。

3.2 詳細的資料收集

應(yīng)詳細收集鉆井、測井、井區(qū)開發(fā)資料、地震資料、地質(zhì)資料，并將資料數(shù)據(jù)合理的應(yīng)用到選井、設(shè)計中去。

3.3 建立精確地正演模擬

(1)建立井間地質(zhì)模型。根據(jù)有關(guān)合同的要求進行井間地震數(shù)據(jù)采集，收集所有觀測井的有關(guān)地質(zhì)資料，同時，根據(jù)所收集的有關(guān)地質(zhì)數(shù)據(jù)建立井間地震地質(zhì)模型。(2)正演模型記錄。井間地震設(shè)計時，對井間地震地質(zhì)模型進行波動方程波場模擬。分析各種正演模擬記錄道集的波場特征、初至?xí)r間變化規(guī)律等，以便對后續(xù)的采集作業(yè)進行指導(dǎo)。

3.4 專業(yè)軟件扇設(shè)計

根據(jù)地質(zhì)任務(wù)和井況具體條件，初步設(shè)定試驗方法，采集參數(shù)，并結(jié)合井斜等井況數(shù)據(jù)通過專業(yè)扇設(shè)計軟件初步設(shè)計生產(chǎn)扇的大小。

4 試驗的開展

本次野外采集試驗分噪音測試、點試驗、扇試驗，試驗的主要目的、方法、分析如下：

4.1 噪音測試

試驗?zāi)康模簻y試目標井的噪音水平，選擇相對安靜的井作為接收井。

測試方法：將井下檢波器沉放到測試井的不同深度處(最好等間隔全井段)，錄制接收井背景噪音水平并對其能量、頻譜等進行定量分析。

資料分析：通過噪音特征分析可看出，選擇噪音背景較小的井作為接收井。

4.2 點試驗

試驗?zāi)康模簻y試選定的激發(fā)與接收井信噪比情況；測試選定震源的疊加次數(shù)；測試有效能量的傳播距離，為扇大小的選擇提供依據(jù)。

試驗方法：按照設(shè)計因素在在選定的激發(fā)井中激發(fā)；接收點選擇在接收井的上、中、下三個點(按目的層深度設(shè)計)。

資料分析：驗證設(shè)計扇大小是否合理，要求資料信噪比高、初至波清晰，有效反射能量強，隨機干擾非常少。激發(fā)井段足夠，各種波場清晰，能夠為扇大小的選擇提供良好依據(jù)，能夠很好的完成井間地震的地質(zhì)任務(wù)。

4.3 扇試驗

試驗?zāi)康模簻y試有效能量的傳播距離，確定扇的大小。

試驗方法：用震源在選定的激發(fā)井內(nèi)激發(fā)；接收點選擇井的上、中、下三個點；疊加次數(shù)(綜合考慮試驗因素，減少試驗工作量)。

資料質(zhì)量分析控制：從野外監(jiān)視記錄上分析，不同疊加次數(shù)所得資料的信噪比。選擇信噪比較高，初至波清楚，有效波場清晰的疊加次數(shù)作為最終選擇疊加次數(shù)，并把試驗數(shù)據(jù)發(fā)回研究院進行Fan設(shè)計。Fan設(shè)計完成后開始兩對進組的井間地震生產(chǎn)工作。

5 施工因素的確定和二次設(shè)計

5.1 觀測方法的確定

根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備的特點，選擇最高施工效率的觀測方法的。

根據(jù)井間震源施工特性，綜合考慮井下三分量檢波器的級數(shù)、推靠等施工環(huán)節(jié)因素，合理確定井間施工方法。

由于井間地震數(shù)據(jù)采集的特殊方式，根據(jù)激發(fā)點和接收點之間的位置關(guān)系，通常選擇共接收點道集數(shù)據(jù)采集方法，該方法獲得的道集可用于層析成像和反射成像，滿足成像方法的要求，并且具有采集速度快、效率高的優(yōu)點。

5.2 觀測點距的選取

滿足空間采樣定律，應(yīng)防止出現(xiàn)空間假頻。

5.3 采集參數(shù)確定

根據(jù)本次施工的試驗情況，最終確定采集參數(shù)。

5.4 二次設(shè)計

必須進行扇試驗分析后，進行二次設(shè)計。井間地震施工中存在許多不確定性因素，如激發(fā)接收井不確定，所以激發(fā)接收井段難以確定，施工扇的大小也不確定。在我們的初步設(shè)計中，是以有關(guān)單位提供的各井的資料進行設(shè)計的，根據(jù)各井的作業(yè)情況，如果通井、刮管無法達到原設(shè)計的深度，則必須根據(jù)實際作業(yè)情況進行重新設(shè)計。以上設(shè)計的采集參數(shù)只是初步設(shè)計，現(xiàn)場采集時還需要根據(jù)具體情況調(diào)整和詳細設(shè)計。在實際施工中，井間地震采集技術(shù)設(shè)計與現(xiàn)場的采集試驗情況密不可分，采集參數(shù)要根據(jù)現(xiàn)場情況隨時進行調(diào)整，因此，在實際施工中必須以初步設(shè)計、作業(yè)情況、結(jié)合試驗情況，進行二次設(shè)計，得到最終的觀測系統(tǒng)。二次設(shè)計是井間地震采集設(shè)計的一個重要特點。

6 項目實施過程質(zhì)量控制

6.1 技術(shù)溝通

施工前期進行了全員技術(shù)培訓(xùn)、施工方法培訓(xùn)，質(zhì)量過程控制培訓(xùn)，保證了本項目的順利進行。

6.2 設(shè)備的全面檢測

首先對井下儀、地面儀器等設(shè)備進行了測試，嚴格按照設(shè)計、標準和合同的要求進行施工，在資料采集過程中進行了嚴密的質(zhì)量控制，從而保證了野外采集資料的真實性和可靠性，確保了野外施工質(zhì)量。

(1)嚴格儀器系統(tǒng)的檢測，確保儀器系統(tǒng)工作正常；(2)嚴格保證數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的絕緣性，減少干擾因素。

6.3 現(xiàn)場的質(zhì)量控制

(1)降低井中的液面高度，減少地面干擾隨液體傳播的影響。(2)檢查檢波器的推靠質(zhì)量，隨時觀察推靠電流和加力電流的大小，確保在規(guī)定的范圍內(nèi)。在檢波器完成推靠以后，放松電纜1m～2m。提升時應(yīng)緩慢提升至電纜張力恢復(fù)方可收推靠。(3)在生產(chǎn)過程中，始終要監(jiān)視井下地震道的工作狀態(tài)。發(fā)現(xiàn)靜態(tài)噪音較大時，應(yīng)查明原因。待排除干擾，恢復(fù)正常以后才能開始生產(chǎn)。(4)發(fā)現(xiàn)記錄點深度錯誤時要及時補炮。(5)從方法試驗開始到測井結(jié)束，每扇資料采集應(yīng)為連續(xù)作業(yè)。若因意外情況不得不中斷測井，在提升電纜前應(yīng)在電纜上做出標記。待恢復(fù)生產(chǎn)時，應(yīng)有兩個重復(fù)觀測點記錄，檢查無誤后方可繼續(xù)生產(chǎn)。(6)針對本工區(qū)，現(xiàn)場處理的工作重點放在了質(zhì)量監(jiān)控上，根據(jù)監(jiān)控資料的變化情況，做好現(xiàn)場處理信息反饋和整改回執(zhí)工作，采集過程中要嚴格進行工序管理。采集過程中的每一步都有各種記錄，包括儀器電子班報(詳細記錄各種施工參數(shù))、檢測記錄。(7)交接班時，各班組根據(jù)施工中出現(xiàn)的問題開班組質(zhì)量分析會，查找影響質(zhì)量的原因；根據(jù)分析的各種因素對質(zhì)量的影響結(jié)果，提出質(zhì)量檢查的重點內(nèi)容，對關(guān)鍵環(huán)節(jié)重點監(jiān)控。(8)注意監(jiān)視背景噪音水平，由于大風(fēng)天氣對資料影響很嚴重，在生產(chǎn)過程中隨時注意觀測天氣變化，遇有大風(fēng)天氣應(yīng)停止生產(chǎn)，確保采集資料質(zhì)量。(9)注意所有激發(fā)設(shè)備、采集儀器設(shè)備的運行狀況，若有異常則要停止采集并查找原因。(10)在施工過程中嚴格控制資料采集質(zhì)量，首先選擇做好各井的井況調(diào)查工作，了解各井的開發(fā)時間、井段等，在資料采集過程中，利用儀器噪音監(jiān)視功能，隨時注意井下噪音情況，同時利用工作站監(jiān)測采集資料的整體面貌；密切注意環(huán)境噪音干擾，和井場附近施工隊伍聯(lián)系溝通，盡量在施工時間上不發(fā)生沖突，確保采集資料較高的信噪比。(11)為了保證觀測點深度間隔的準確，在生產(chǎn)過程中，儀器操作員要隨時觀察震源電纜提升速度，保證速度不大于生產(chǎn)確定的電纜提升速度。井間地震采集對激發(fā)點和接收點深度數(shù)據(jù)的要求非常高，因此要嚴格控制絞車的速度和電纜的深度。嚴格控制震源電纜的提升速度，如果速度過快震源完不成設(shè)定的疊加次數(shù)就進入下一個激發(fā)點。每采集完一個扇，均要對激發(fā)電纜的深度進行標定和校正。(12)在儀器車上，安裝有兩套深度計數(shù)器，一套帶有UPS電池，防止絞車計數(shù)面板掉電等突發(fā)問題造成計深誤差。震源絞車為保證震源激發(fā)深度精度，我們從井底開始做標記，每次提升震源后再次下到同一位置，設(shè)置面板到同一深度，保證深度計數(shù)的一致性。

7 現(xiàn)場記錄的及評價和質(zhì)量控制

記錄質(zhì)量的現(xiàn)場控制。(1)現(xiàn)場質(zhì)量控制由出工施工員進行檢查，現(xiàn)場處理員負責(zé)監(jiān)控現(xiàn)場資料質(zhì)量情況，并及時反饋給野外施工責(zé)任人。(2)放炮前在工地按規(guī)定項目進行日檢。(3)放炮前要認真錄制和分析環(huán)境噪音，檢查如有不正常道，要采取相應(yīng)措施。(4)要在監(jiān)視器上仔細檢查記錄所反映的施工質(zhì)量，包括：儀器工作是否正常；檢查激發(fā)點深度與接收點深度是否正確，必要時要暫停施工進行核對；數(shù)據(jù)道工作情況、激發(fā)能量情況以及初至?xí)r間的變化；記錄品質(zhì)分析與質(zhì)量初評；發(fā)現(xiàn)問題向施工組通報，提出注意事項和改進措施，對不合格資料要及時進行補炮。(5)發(fā)現(xiàn)有隨機的較大，干擾了初至波、有效反射波的需及時補炮。當(dāng)噪音背景突然變大需要核實井場及附近的作業(yè)情況，核實后等待噪音平靜后方可施工。(6)在每一扇施工后，應(yīng)使用現(xiàn)場質(zhì)量控制軟件回放該扇內(nèi)垂直分量共接收點道集記錄，檢查資料質(zhì)量并作為監(jiān)視記錄存檔。發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)立即補炮或改變因素后返工。

8 結(jié)語

(1)井間地震采集的質(zhì)量是與整個項目的踏勘、選井、設(shè)計、試驗分析、二次設(shè)計、生產(chǎn)中人員、設(shè)備的質(zhì)量以及整個施工過程的質(zhì)量控制等是密不可分的，只有從項目開始運作就把權(quán)衡好各方面的因素和條件才能全面掌控井間地震數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量。(2)質(zhì)量和施工的速度是不矛盾的，一定要在保證質(zhì)量的前提下不斷的提高施工的速度。因為過快的追求速度，會導(dǎo)致很多不可預(yù)見的失誤的產(chǎn)生，而且很多失誤很難發(fā)現(xiàn)并挽回。(3)本文總結(jié)了井間地震數(shù)據(jù)采集全過程的質(zhì)量控制方法和要點，希望能夠為大家提供參考，不足之處請大家批評指正！