曹雯，梁瑜

(1.中國(guó)石油川慶鉆探工程有限公司地質(zhì)勘探開發(fā)研究院，四川 成都 610051；2.中國(guó)石油東方地球物理公司研究院西南物探研究院，四川 成都 610051)

1 勘探中常見(jiàn)的石油地質(zhì)類型

1.1 生油氣層

不管是原油地層，還是天然氣地層，都含有油氣資源，因此在巖層中有著不容忽視的作用。通常情況下，儲(chǔ)藏的油氣種類和數(shù)量各不相同，因此對(duì)地層類型產(chǎn)生的影響也有所不同。生油氣層主要由泥巖與碳酸鹽巖組成，其地質(zhì)為泥質(zhì)土和碳酸鹽質(zhì)土，該土層相對(duì)適宜于有機(jī)質(zhì)的生長(zhǎng)。因此，該層地質(zhì)是原有生物進(jìn)行生長(zhǎng)的重要場(chǎng)所，而石油資源在某種意義上是由有機(jī)質(zhì)在地下經(jīng)過(guò)萬(wàn)年的變化和發(fā)育而形成的。這也是該巖層具有較高價(jià)值的原因。

1.2 儲(chǔ)集層

儲(chǔ)集層具有儲(chǔ)存油氣的作用，它的成因與油氣的性質(zhì)有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。原油是一種天然的有機(jī)物質(zhì)，經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)年的地質(zhì)演變，最終形成了石油。它雖然具有特定的大小，但也會(huì)占用一定的空間。因?yàn)槭途哂辛鲃?dòng)性和滲透性等物理特征，因此，它會(huì)在一個(gè)相對(duì)固定的地方進(jìn)行集聚。集聚而來(lái)的石油就會(huì)構(gòu)成一個(gè)儲(chǔ)集層，為了使其能夠進(jìn)行儲(chǔ)存，通常情況下，儲(chǔ)集層的巖層會(huì)具有多孔性，具有較多的孔隙，這樣的結(jié)構(gòu)使其儲(chǔ)存十分便利[1]。

1.3 蓋板層

蓋板層的功能是將石油與外部環(huán)境隔絕開來(lái)，這一過(guò)程貫穿于油氣儲(chǔ)層形成的全過(guò)程。在地層形成的前期，蓋板層可以阻隔外部環(huán)境中的物質(zhì)和一系列有機(jī)質(zhì)發(fā)生的反應(yīng)，后期也可以有利于儲(chǔ)集層對(duì)石油資源進(jìn)行相應(yīng)的存儲(chǔ)，從而可以科學(xué)、高效地解決石油資源噴涌的問(wèn)題，并可以對(duì)天然氣泄漏這一情況進(jìn)行處理。

2 石油地質(zhì)勘探中的地震勘探技術(shù)

地震勘探技術(shù)是指以人為的方法和手段激發(fā)地震波，這些地震波將從地表出發(fā)，進(jìn)行自上而下的地震波傳播。在傳播過(guò)程中，由于各地層之間的巖性和介質(zhì)不同，這些地震波在實(shí)際的信號(hào)傳播中，將會(huì)呈現(xiàn)不同的信號(hào)反射與折射。通過(guò)地震勘察檢波儀，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)這些不同反饋信號(hào)的接收并分析處理。結(jié)合地震波理論，分析地層巖性和資源分布，以實(shí)現(xiàn)油氣資源的勘察和測(cè)量。但目前在我國(guó)，使用相對(duì)較多的技術(shù)仍然是爆炸物為主的勘測(cè)模式。本文在查閱了大量資料的基礎(chǔ)上，總結(jié)出了國(guó)內(nèi)常用的幾種地震探測(cè)技術(shù)。

2.1 四維法

四維測(cè)深法，也稱為時(shí)延測(cè)深法。其基本理論是在某一時(shí)期對(duì)某一油氣儲(chǔ)層進(jìn)行多次地震探測(cè)，以獲取儲(chǔ)層物性參數(shù)的變化。其主要目標(biāo)是利用儲(chǔ)層物性參數(shù)的變化來(lái)進(jìn)行反演，以獲取儲(chǔ)層物性參數(shù)的詳細(xì)信息。在國(guó)外，該技術(shù)的研發(fā)工作開始得比較早，并且已經(jīng)呈現(xiàn)出商業(yè)化的發(fā)展趨勢(shì)。但是，在國(guó)內(nèi)，該技術(shù)的研發(fā)工作開始得相對(duì)較晚。不過(guò)，經(jīng)過(guò)多年的理論研究和實(shí)際應(yīng)用，該技術(shù)在許多油田中得到了成功的運(yùn)用，并在提高石油和天然氣的開采效率方面獲得了巨大的突破[2]。

2.2 垂直地震剖面法

垂直地震剖面法是一種新興的油氣地質(zhì)勘查技術(shù)。該技術(shù)通過(guò)在井中觀測(cè)地震波場(chǎng)來(lái)實(shí)施，將地震檢波器精確放置于井中不同深度，以記錄地面震源所產(chǎn)生的地震信號(hào)。這一先進(jìn)方法得益于國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者和實(shí)地調(diào)查工作者的持續(xù)探索與合作，已在全國(guó)范圍內(nèi)取得了令人矚目的成果。垂直地震剖面法不僅能夠有效解決一系列常見(jiàn)的地質(zhì)難題，還能準(zhǔn)確測(cè)量地震波的衰減系數(shù)、橫向速度以及平均速度。

2.3 地震屬性法

地震屬性法的基本理論是通過(guò)分析地震數(shù)據(jù)，并與特定區(qū)域的數(shù)據(jù)相結(jié)合，來(lái)判斷地層的結(jié)構(gòu)和巖性特點(diǎn)，從而建立起儲(chǔ)層的數(shù)學(xué)模型，為后續(xù)的鉆井和開發(fā)決策提供依據(jù)。自20 世紀(jì)60 年代開始油氣勘探以來(lái)，多維屬性研究的發(fā)展雖然曲折，但總體技術(shù)走向已逐漸成熟。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新，地震屬性借助計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能技術(shù)等手段，數(shù)據(jù)量已達(dá)到量級(jí)增加的狀態(tài)。通過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)備對(duì)三維資料的分析以及數(shù)據(jù)資料的可視化發(fā)展，可以將地震處理技術(shù)的發(fā)展提升到一個(gè)新的發(fā)展水平，進(jìn)一步推動(dòng)地震處理技術(shù)的進(jìn)步。

2.4 多波多分量勘探法

多波多分量勘探法是基于各向異性介質(zhì)轉(zhuǎn)換波的技術(shù)方法。該方法在應(yīng)用中，憑借良好的成像刻畫效果，可實(shí)現(xiàn)對(duì)油氣存儲(chǔ)的分析檢測(cè)。在實(shí)際應(yīng)用中，通過(guò)地震橫波的分裂得到各向異性特征，再通過(guò)對(duì)波的成像可以實(shí)現(xiàn)p 波剖面呈現(xiàn)及其他介質(zhì)的影響，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)油藏特征的分析。近年來(lái)，該技術(shù)得到了迅速發(fā)展，有望在不久的將來(lái)，成為我國(guó)地震勘探領(lǐng)域的一項(xiàng)重要技術(shù)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在深入分析了各種不同類型的異性介質(zhì)轉(zhuǎn)換波特性后，發(fā)展了各種類型的新概念新方法，包括異性動(dòng)校正參數(shù)法、雙曲型轉(zhuǎn)換波時(shí)間差異方法等[3]。

2.5 延時(shí)地震法

延時(shí)地震法包括時(shí)延2D 地震技術(shù)、時(shí)延3D 地震技術(shù)、時(shí)延井間地震技術(shù)、時(shí)延VSP 技術(shù)等。本文重點(diǎn)介紹了時(shí)間延遲3D 地震技術(shù)。目前，世界上主要的油田都在進(jìn)行時(shí)間延遲研究，并已從地表向井間時(shí)延研究方向發(fā)展，并逐漸實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；_發(fā)。在對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行了幾年的研究之后，國(guó)內(nèi)的學(xué)者們已經(jīng)確認(rèn)，由于石油天然氣的開發(fā)，會(huì)導(dǎo)致地層孔隙產(chǎn)生變化，特別是壓力和溫度的變化，會(huì)直接影響波阻抗，從而對(duì)地震響應(yīng)產(chǎn)生影響。在此基礎(chǔ)上采取延時(shí)地震法，可以根據(jù)響應(yīng)情況實(shí)現(xiàn)勘察分析。

3 地震勘探技術(shù)在石油地質(zhì)勘探中的應(yīng)用發(fā)展

3.1 層序?qū)Ρ?/h3>

地層地震勘探數(shù)據(jù)具有廣泛的覆蓋面，可以客觀地反映出沉積物的立體狀態(tài)，并跟蹤地層間的接觸情況，為地層框架的監(jiān)測(cè)工作提供了科學(xué)的基礎(chǔ)。在油氣藏勘探中，油氣藏測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)通常指向某一目的層，但由于沉積環(huán)境的變化劇烈，使得油氣藏與目的層之間的關(guān)系難以建立可靠的聯(lián)系。而利用三維的地震數(shù)據(jù)資料，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)聯(lián)井剖面的提供，以此為紐帶，確保連續(xù)的觀察，并達(dá)到跟蹤對(duì)比的需求。這樣可以實(shí)現(xiàn)有序地層的等時(shí)對(duì)比，構(gòu)建起等時(shí)格架后，可以形成更合理的流動(dòng)單元規(guī)劃，使油田的開發(fā)和調(diào)整更具針對(duì)性。

3.2 沉積相研究便捷化

在油氣勘探過(guò)程中，沉積相態(tài)的研究是一項(xiàng)非常關(guān)鍵的基礎(chǔ)性工作。利用地震勘測(cè)法對(duì)沉積相進(jìn)行處理，能夠?yàn)槌练e相的研究依據(jù)提供，并提高研究的精度。在地層中，各種介質(zhì)之間的地震波傳輸可以形成不同類型的地震波。在此過(guò)程中，通過(guò)運(yùn)用各種技術(shù)對(duì)波的特點(diǎn)進(jìn)行分析，可以獲取相應(yīng)介質(zhì)的沉積相狀態(tài)，進(jìn)而真實(shí)地反映地下結(jié)構(gòu)，這對(duì)于地下環(huán)境的研究和資源的勘察具有很大幫助。

3.3 精細(xì)結(jié)構(gòu)模式的構(gòu)建

利用VSP 數(shù)據(jù)資料，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)地震記錄的合成和分析確定。在進(jìn)行目標(biāo)層位的分析時(shí)，通過(guò)精細(xì)及時(shí)技術(shù)等技術(shù)類型，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整體構(gòu)造、斷裂情況等的詳細(xì)分析。結(jié)合基本的地理數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)精細(xì)的構(gòu)造模型構(gòu)建。精細(xì)結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建可以指導(dǎo)油氣田開發(fā)時(shí)的開發(fā)設(shè)置最優(yōu)化處理。這種技術(shù)不僅適用于新油田的開發(fā)，也可以對(duì)已經(jīng)開發(fā)甚至到了開發(fā)末期的老油田發(fā)揮作用。老油田由于長(zhǎng)期開發(fā)利用，油位降低而水位逐漸上升，很多油氣田都將面臨因含水量過(guò)高導(dǎo)致的關(guān)停。特別是一些建設(shè)位置較高的油氣田，更容易因水位高漲導(dǎo)致資源浪費(fèi)。而通過(guò)上述技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)基于三軸高精度地震資料的精細(xì)化模型構(gòu)建。在實(shí)際生產(chǎn)中可以結(jié)合模型構(gòu)建對(duì)油氣資源的定位位置進(jìn)行確定，進(jìn)而確保油氣資源的有效利用。

3.4 空間分布及物性變化的預(yù)測(cè)

利用多井約束地震反演技術(shù)，也就是波阻抗反演技術(shù)，已被普遍應(yīng)用于油氣資源的勘查與開采。因?yàn)橛筒嘏c非油藏的致密程度不同，因此油藏的物理性質(zhì)如孔隙等的改變，也將引起油藏中的聲速及致密程度的改變，從而引起油藏中波阻抗的改變。利用相關(guān)的反演軟件，可以實(shí)現(xiàn)基于地震波的約束反演，實(shí)現(xiàn)對(duì)油氣儲(chǔ)藏層的空間分布和物性空間變化預(yù)測(cè)，有利于油氣資源開發(fā)的優(yōu)化發(fā)展。但是這一技術(shù)的應(yīng)用需要較高的數(shù)據(jù)支持，也就是說(shuō)數(shù)據(jù)精度越高，反演的效果質(zhì)量也就越高，因此技術(shù)的應(yīng)用中需要注重?cái)?shù)據(jù)資源的精度保障。

3.5 最優(yōu)井身軌道

井身軌道優(yōu)化是實(shí)現(xiàn)油氣田合理、有效開采，提高油氣田采收率的重要環(huán)節(jié)。受地表?xiàng)l件及地質(zhì)條件的制約，油氣田的開采一般采用定向傾斜井或水平井。在油氣田的開發(fā)中，鑒于油氣資源的開發(fā)通常以大規(guī)模開采模式進(jìn)行，因此其油氣資源的整體含量將快速減少。而為了滿足精細(xì)化開采和長(zhǎng)期開采的需求，相關(guān)單位需要注重做好斜井和水平井的設(shè)計(jì)。為此，相關(guān)單位可以通過(guò)高精度的3D 地震數(shù)據(jù)對(duì)目標(biāo)層進(jìn)行高精度建模，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行井眼設(shè)計(jì)，以提升油氣資源開采設(shè)計(jì)的總體質(zhì)量。

3.6 利用井間地震技術(shù)

與傳統(tǒng)的地面地震數(shù)據(jù)采集方法相比，井間地震技術(shù)具有較大的優(yōu)越性，它可以有效地避免因地層不均一性和地表減速區(qū)等因素對(duì)油氣藏探測(cè)結(jié)果的干擾，實(shí)現(xiàn)對(duì)油氣藏目標(biāo)層位的準(zhǔn)確探測(cè)。同時(shí)該技術(shù)可獲取豐富的地層信息和等效波場(chǎng)。此外，井間地震技術(shù)的信號(hào)噪聲相對(duì)較高，這使得它在空間分辨方面也有著很大的優(yōu)越性。利用這一方法，不僅可以得到井間油氣藏的連通性信息，而且還可以對(duì)油氣藏中的微裂縫進(jìn)行分析與解釋，信息為油氣藏的開發(fā)提供有利的條件[4]。

3.7 基于AVO 方法的裂縫分析及油氣狀態(tài)探測(cè)

AVO 技術(shù)的應(yīng)用是以地震反射波振幅的分析記錄來(lái)實(shí)現(xiàn)有效的油層分析檢測(cè)的。具體來(lái)說(shuō)，它是通過(guò)對(duì)地震反射波振幅的關(guān)鍵信息進(jìn)行分析，包括反射系數(shù)、振幅、頻率等，來(lái)進(jìn)行科學(xué)的地質(zhì)分析。利用這一技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)地震波縱橫波的回彈系數(shù)分析，從而對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。這種方法更適用于石油、天然氣等油氣資源的勘探和開發(fā)，可以顯著提高開采井的精度。當(dāng)前，AVO 技術(shù)已由油性探測(cè)向巖性探測(cè)方向發(fā)展，可探測(cè)地下構(gòu)造中的裂隙狀況，準(zhǔn)確圈出含油層的空間分布，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)含油層的有效開采。

3.8 四維地震技術(shù)在油氣田開采中的應(yīng)用

在當(dāng)前的油氣資源開采過(guò)程中，必須對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行動(dòng)態(tài)的管理以及儲(chǔ)層的開采情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。四維地震技術(shù)是基于3D 監(jiān)控技術(shù)發(fā)展的一種可以精確刻畫油氣藏的巖性、空間結(jié)構(gòu)和油氣空間分布情況的技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)油氣藏動(dòng)態(tài)研究。此外，利用四維地震反演技術(shù)和可視化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)含水開采過(guò)程的高效監(jiān)控。利用這一技術(shù)可以準(zhǔn)確地監(jiān)控水驅(qū)采油過(guò)程、深部水體前沿的空間分布及移動(dòng)速率，便于對(duì)深部水體前沿進(jìn)行優(yōu)化配置及加密部署從而有效地抑制深部水體的發(fā)展，防止深部水體提前出現(xiàn)。

3.9 井下激發(fā)地震波振動(dòng)開采

振動(dòng)采油是指在油氣田開采中，通過(guò)人工激發(fā)地震波振動(dòng)的方式，對(duì)底層的壓力系數(shù)和溫度系數(shù)進(jìn)行改變，以提升地層的孔隙率和滲透率，進(jìn)而促進(jìn)產(chǎn)液量的提升。該項(xiàng)技術(shù)通常是用作油田開發(fā)開采的后期，當(dāng)油井出現(xiàn)明顯的液量降低以及開采困難時(shí)，即可采用該技術(shù)進(jìn)行開采。

3.10 三維地震連片處理

目前，國(guó)內(nèi)各大石油探區(qū)均采用三維地震探測(cè)技術(shù)，為石油天然氣勘探提供了有力支撐。但伴隨著石油天然氣的不斷深入，新的開采理論不斷涌現(xiàn)，人們逐漸認(rèn)識(shí)到三維地震探測(cè)技術(shù)的不足之處。在三維工作區(qū)邊界，因其覆蓋范圍小，獲取的資料稀少，無(wú)法充分反映地層中的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。此外，隨著三維數(shù)據(jù)的快速發(fā)展，不同時(shí)間的三維數(shù)據(jù)在應(yīng)用上存在著相互矛盾，給儲(chǔ)層的精確評(píng)價(jià)帶來(lái)了困難。為了解決這些問(wèn)題采用三維地震聯(lián)片處理技術(shù)，能夠?qū)⑷S地震數(shù)據(jù)的覆蓋范圍進(jìn)行擴(kuò)展。經(jīng)過(guò)聯(lián)片處理后的數(shù)據(jù)能夠更好地符合層序地層研究的需要，同時(shí)由于數(shù)據(jù)的一致性，還能夠提高工作區(qū)交界處數(shù)據(jù)的精度。使用較為完備的數(shù)據(jù)，能夠便于全面認(rèn)識(shí)工作區(qū)交界處的整體情況，增加新的油藏被發(fā)現(xiàn)的概率。而在交界處等老地區(qū)，則能夠更準(zhǔn)確地進(jìn)行油氣藏?cái)?shù)據(jù)的提取，從而提高油田的開采效率。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在當(dāng)下的技術(shù)發(fā)展下，地震勘探技術(shù)的應(yīng)用在石油地質(zhì)勘探中具有重要的應(yīng)用價(jià)值和意義。且基于技術(shù)的類型多樣性，在實(shí)際的石油地質(zhì)勘探中，應(yīng)當(dāng)注重根據(jù)技術(shù)需求和勘探工作需求進(jìn)行科學(xué)選擇，以確保技術(shù)的應(yīng)用能夠發(fā)揮最大的作用。