孫振濤， 劉俊州, 羅 延

(1.中國石化 石油物探技術研究院，南京 211103；2.中國石化 石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083)

面向開發(fā)目標的高精度三維地震優(yōu)勢分析
——以大牛地氣田為例

孫振濤1， 劉俊州2, 羅 延1

(1.中國石化 石油物探技術研究院，南京 211103；2.中國石化 石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083)

以大牛地氣田開發(fā)中應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別小地質(zhì)體和儲層含油氣性預測等方面的優(yōu)勢。在觀測系統(tǒng)上，高精度三維地震采集對資料頻帶寬度、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。從疊前道集資料對比、疊后剖面對比、橫向分辨率對比上來看，高精度三維地震具有較高的縱橫向分辨率，能夠識別小地質(zhì)目標。較高的覆蓋次數(shù)和較大的偏移距能夠滿足疊前反演等技術地需求。結合實際鉆井、試氣資料對比，高精度三維地震在識別儲層的基礎上能夠有效準確地識別含油氣性，與鉆井吻合率達到了82%，已成為油氣田開發(fā)的有效技術手段。

高精度； 縱向分辨率； 橫向分辨率； 含氣性檢測

0 前言

目前，我國很多油氣田已步入開發(fā)階段,地質(zhì)目標更加精細，需要對小斷塊、薄儲層、低幅度構造等小尺度地質(zhì)目標進行精細刻畫，對三維地震技術提出了更高地需求[1-3]，高精度地震是完成精細儲層預測和流體檢測的重要數(shù)據(jù)，是油氣田進行高效開發(fā)的基礎。筆者重點對高精度地震在解決開發(fā)階段地質(zhì)問題的效果進行研究，以鄂爾多斯盆地大牛地氣田高精度三維地震為例，從觀測系統(tǒng)、縱向分辨率、橫向分辨率和含氣性檢測等角度對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別小尺度復雜地質(zhì)目標及流體檢測中的優(yōu)勢。

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。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為主的開發(fā)階段，開發(fā)方式地轉變對三維地震資料的精度和氣層預測提出了更高的要求：由多套儲層疊合預測過渡到單砂體精細刻畫；由儲層識別發(fā)展到含氣性識別；由疊后地震預測發(fā)展到疊前地震預測；由定性預測發(fā)展到定量預測。常規(guī)三維地震已不能滿足目前開發(fā)的需求，因此，在常規(guī)三維地震基礎上又在核心區(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發(fā)中地需求，優(yōu)化了觀測系統(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，對該區(qū)的開發(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 觀測系統(tǒng)對比

前期常規(guī)三維地震采集參數(shù)及資料應用中存在很多問題，高精度三維地震采集重點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，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)束狀觀測系統(tǒng)，5 940道接收，面元為10 m×10 m，覆蓋次數(shù)達到99次，比常規(guī)三維地震提高了3倍多(表1)，新老觀測系統(tǒng)參數(shù)的差異導致面元屬性發(fā)生了很大變化，主要體現(xiàn)在高精度三維地震為對稱接收，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；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系統(tǒng)對比表

高精度三維地震采集對小地質(zhì)體目標的優(yōu)勢表現(xiàn)在以下幾方面：

1)覆蓋次數(shù)增加，有利于處理時壓制噪聲，提高疊后剖面的信噪比。

圖2 兩期地震單炮對比圖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算，保證形態(tài)準確性；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

在處理上重點針對常規(guī)三維在微幅構造落實，以及含氣性預測等方面精度低的問題，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，消除了地表及近地表變化產(chǎn)生的靜校正問題；采用處理解釋一體化的模式，在解釋人員指導和參與下利用測井資料，指導速度分析，建立了精確的偏移速度場，保證地震、鉆井、測井對比解釋合理一致。優(yōu)選疊前時間偏移流程(圖3)及參數(shù)，確保了資料的準確成像歸位，得到精確的成像數(shù)據(jù)體和CRP道集數(shù)據(jù)，為后續(xù)的儲層預測以及疊前含氣性檢測提供了堅實的數(shù)據(jù)基礎。由于兩次資料處理流程、處理技術存在一定的差異，新處理的資料在保真性方面比老資料有進步，使得后期資料在品質(zhì)和最終效果評價上比老資料要好。

圖3 疊前時間偏移流程Fig.3 Process of prestack time migration

4 分辨率

4.1 疊前道集數(shù)據(jù)對比

從兩期地震的疊前道集對比來看(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，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)儲層描述和薄氣層的疊前檢測提供了很好的原始資料。

4.2 疊后剖面對比

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個同向軸(T10f、T9c1、T9e1)，并且能夠進行追蹤，垂向分辨率提高明顯，有了精細的層位解釋，就能夠對沿層屬性分析更好地進行時窗的控制，使得提取的地震屬性反映地質(zhì)層段的信息，保證不會穿層，屬性的變化真實反映儲層內(nèi)部的變化，反映出的規(guī)律更加真實，為后續(xù)的油氣開發(fā)起到了借鑒作用。應用高精度三維地震開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，目的層段可以進一步細化分析，對后續(xù)單砂體識別及水平井部署起重要作用。

圖4 兩期地震疊前道集對比圖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比圖Fig.6 Comparison of the old and new 3D seismic data frequency spectrum

4.3 橫向分辨率對比

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，高精度三維地震識別的砂壩形態(tài)和邊界清晰，砂體邊界與實鉆井吻合很好。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 含氣性識別

從疊后地震資料地吸收衰減、疊前地震反演等方面，對兩期地震含氣性識別效果開展對比[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有異常，沒有工業(yè)氣流的鄰井DK6井卻出現(xiàn)異常，說明常規(guī)三維地震資料在含氣性識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井沒有異常特征，與實際產(chǎn)氣情況吻合良好(圖8)。說明高精度三維地震資料在含氣性識別方面有非常大地進步。

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，反演結果與實際測試情況不符。從圖9(b)可以看出，D11井處表現(xiàn)為氣層的變化點，說明氣層不發(fā)育，與鉆井情況吻合良好，顯示了高精度三維地震在識別氣層邊界方面的優(yōu)勢。反演過程中選取了5口井作為盲井檢驗，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)，標注的黑色井位為9口測試無阻流量大于1×104m3/d的井。高精度資料的平面展布規(guī)律性比較強，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口實鉆井對比統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，常規(guī)三維預測成果與井吻合的有5口，吻合率為56%，高精度三維預測成果與井吻合的有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用于該區(qū)的氣田開發(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 結束語

高精度三維地震具有較高的縱向、橫向分辨率和信噪比，能夠識別小地質(zhì)目標。較高的覆蓋次數(shù)和較大的偏移距能夠滿足疊前反演等技術地需求，在識別儲層的基礎上還能夠對含油氣性進行識別。高精度三維地震越來越成為油氣田開發(fā)的有效技術手段, 能夠解決更復雜的油氣地質(zhì)問題,發(fā)現(xiàn)更多的隱蔽油氣資源。

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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

國家重大專項(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用，E-mail：sunzt@sinopec.com。

1001-1749(2017)05-0691-07