關(guān)鍵詞：縫洞型；碳酸鹽巖；VSP；驅(qū)動(dòng)處理；偏移；歸位

引言

塔里木盆地縫洞型碳酸鹽巖油藏埋藏深度大，有些地區(qū)甚至超過(guò)8000m，縫洞儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間尺寸小、具有極強(qiáng)的非均質(zhì)性。同時(shí)，由于地下地質(zhì)條件復(fù)雜，兼有二疊系火成巖巖性變化造成的速度突變影響，有些地區(qū)常規(guī)疊前深度偏移對(duì)超深縫洞體成像不精確，洞穴儲(chǔ)層空間歸位精度不高，不能滿足鉆井工程上對(duì)縫洞體空間位置精度的要求，使得鉆井過(guò)程中無(wú)法鉆遇有效儲(chǔ)層達(dá)到地質(zhì)目的，需要進(jìn)行儲(chǔ)層改造，甚至導(dǎo)致鉆井失利或開(kāi)窗側(cè)鉆，直接增加了鉆探成本。因此，生產(chǎn)上需要一種精確度、經(jīng)濟(jì)性和時(shí)效性均能兼顧的縫洞儲(chǔ)層空間定位技術(shù)方法，在不影響鉆井進(jìn)度的前提下完成儲(chǔ)層的再次定位，作為常規(guī)疊前深度偏移資料的補(bǔ)充，來(lái)共同指導(dǎo)鉆井靶點(diǎn)調(diào)整及軌跡優(yōu)化。通過(guò)多年的探索與實(shí)踐，形成了以VSP驅(qū)動(dòng)處理為核心的隨鉆地震儲(chǔ)層精準(zhǔn)定位技術(shù)，通過(guò)提前準(zhǔn)備需要的資料及優(yōu)化驅(qū)動(dòng)處理技術(shù)流程，實(shí)現(xiàn)了在采集處理VSP資料之后72h內(nèi)重新完成井周6km 6km內(nèi)的疊前深度偏移處理，完成縫洞儲(chǔ)層的再次精準(zhǔn)定位，小范圍重新驅(qū)動(dòng)處理保證了經(jīng)濟(jì)性與時(shí)效性，能夠在不影響鉆井進(jìn)度的前提下完成靶點(diǎn)的優(yōu)化調(diào)整。該方法應(yīng)用于120余口鉆井的隨鉆跟蹤過(guò)程中，有效提高了儲(chǔ)層直接鉆遇率，放空漏失率從60%提高到80%，為類似縫洞型儲(chǔ)層的精細(xì)定位積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

1儲(chǔ)層特征及技術(shù)難點(diǎn)

塔里木盆地奧陶系縫洞型碳酸鹽巖基質(zhì)物性差，儲(chǔ)集空間主要由機(jī)械破碎及巖溶作用所形成的洞穴、孔洞、裂縫組合而成[1]，縫洞體大小不均、結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜、儲(chǔ)層縱橫向非均質(zhì)性極強(qiáng)。正演研究及鉆井地震標(biāo)定表明，縫洞儲(chǔ)層在地震剖面上主要表現(xiàn)為“串珠狀”反射或“雜亂狀”反射特征，且振幅異常強(qiáng)度與儲(chǔ)層發(fā)育強(qiáng)度呈正相關(guān)，當(dāng)儲(chǔ)集體發(fā)育達(dá)到一定規(guī)模時(shí)，在地震資料上常表現(xiàn)為“串珠狀”反射[27]，“串珠狀”反射是目前最主要、最有利的鉆探目標(biāo)。隨著勘探由隆起、斜坡向拗陷深部不斷推進(jìn)，“大縫大洞”的潛山儲(chǔ)層也逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)育規(guī)模相對(duì)較小斷控儲(chǔ)層，“串珠狀”儲(chǔ)層逐漸變小、變深，儲(chǔ)層的空間歸位難度越來(lái)越大。

由于地下地質(zhì)條件復(fù)雜，加之儲(chǔ)層埋深變大、儲(chǔ)層尺寸變小，實(shí)現(xiàn)超深縫洞儲(chǔ)層的精準(zhǔn)成像難度倍增。受地震資料采集偏移距和低信噪比的限制，三維地震資料隨著深度的增大，對(duì)速度的敏感性變差，單獨(dú)依賴三維地震資料得到的速度精度不夠高，無(wú)法滿足精準(zhǔn)定位儲(chǔ)層的需求。依據(jù)常規(guī)疊前深度偏移資料部署的鉆井放空漏失率保持在60%左右，部分鉆井不能直接鉆遇有利儲(chǔ)層，必須進(jìn)行酸壓等儲(chǔ)層改造工作甚至側(cè)鉆，大幅增加了生產(chǎn)成本。

2方法探索與技術(shù)流程

隨鉆地震技術(shù)最早在20世紀(jì)30年代提出，其方法是利用鉆頭作為震源信號(hào)來(lái)研究地下信息[8]，但由于鉆頭工藝的限制一直沒(méi)有取得好的應(yīng)用效果。之后，業(yè)界提出了隨鉆VSP技術(shù)，其方法是在地面設(shè)置震源，利用安裝在井下鉆具上的檢波器接收地面震源釋放的能量[9]。該技術(shù)具有實(shí)時(shí)測(cè)量且不損失鉆井時(shí)間的優(yōu)點(diǎn)，但儀器穩(wěn)定性受井況影響較大，難以適應(yīng)超深高溫高壓的鉆井工況，并且費(fèi)用高昂，難以實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。期間國(guó)內(nèi)諸多學(xué)者一直對(duì)隨鉆地震技術(shù)進(jìn)行著跟蹤及應(yīng)用研究[1014]。

隨著塔里木油田碳酸鹽巖進(jìn)入規(guī)?？碧介_(kāi)發(fā)階段，開(kāi)發(fā)井?dāng)?shù)量大幅增加，不能直接鉆遇有利儲(chǔ)層的生產(chǎn)問(wèn)題日益突出，在實(shí)現(xiàn)了處理方法從時(shí)間偏移轉(zhuǎn)變?yōu)樯疃绕?、疊后深度偏移轉(zhuǎn)變?yōu)榀B前深度偏移的基礎(chǔ)上，塔里木油田開(kāi)始探索了一條新的隨鉆處理技術(shù)思路，即在鉆井過(guò)程中鉆至目的層之前采集普通零偏移距VSP資料，在先期三維地震處理中得到的道集、速度場(chǎng)等資料基礎(chǔ)上，利用新獲取的VSP速度信息對(duì)地面地震速度場(chǎng)和各向異性參數(shù)進(jìn)行修正，利用新速度場(chǎng)重新偏移，再次確定縫洞儲(chǔ)層空間位置，從而與原靶點(diǎn)對(duì)比分析后進(jìn)行靶點(diǎn)調(diào)整并優(yōu)化鉆井軌跡[1521]。該方法充分利用了地面三維地震資料信息和新采集的VSP數(shù)據(jù)，達(dá)到了縫洞體精確定位的目的。經(jīng)過(guò)多年來(lái)的探索實(shí)踐與技術(shù)攻關(guān)，該技術(shù)逐步走向成熟，形成了針對(duì)縫洞型碳酸鹽巖的VSP驅(qū)動(dòng)處理技術(shù)流程（圖1）。

流程中主要有資料準(zhǔn)備、VSP驅(qū)動(dòng)疊前深度偏移處理、疊后保真處理及成像分析與應(yīng)用等4個(gè)階段，其中，VSP驅(qū)動(dòng)疊前深度偏移處理包括VSP驅(qū)動(dòng)速度校正、地震約束橫向速度插值、速度場(chǎng)與各向異性場(chǎng)優(yōu)化、“盲點(diǎn)”速度優(yōu)化及各向異性深度偏移這幾個(gè)步驟，是整個(gè)流程的重點(diǎn)。

3應(yīng)用實(shí)例及效果

3.1數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

真實(shí)規(guī)范的前期地震處理及井資料是VSP驅(qū)動(dòng)處理的基礎(chǔ)，要保證驅(qū)動(dòng)處理的時(shí)效性，在采集VSP資料之前必須做好已有三維地震數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備，需要提前對(duì)原來(lái)三維地震處理形成的道集、速度場(chǎng)、各向異性場(chǎng)等進(jìn)行質(zhì)量控制，為了滿足6km 6km偏移范圍內(nèi)偏移孔徑對(duì)偏前數(shù)據(jù)的需求，通常需要準(zhǔn)備井點(diǎn)周邊16km 16km的CMP道集，發(fā)現(xiàn)有問(wèn)題要及時(shí)完成相應(yīng)校正優(yōu)化工作[22]。同時(shí)收集齊全驅(qū)動(dòng)處理井區(qū)周邊鉆井的VSP、測(cè)井及鉆井分層等資料，進(jìn)行數(shù)據(jù)加載等工作建立好工區(qū)，為后續(xù)VSP驅(qū)動(dòng)處理做好準(zhǔn)備。

同時(shí)，在鉆井鉆至目的層之上200 300m時(shí)采集普通零偏移距VSP資料，利用其解釋成果開(kāi)展VSP驅(qū)動(dòng)處理。

3.2VSP驅(qū)動(dòng)速度建模

VSP驅(qū)動(dòng)地震處理首要任務(wù)就是要解決利用VSP資料快速準(zhǔn)確修正地震速度模型的難題，即利用新鉆井信息及VSP速度快速校正地震速度誤差[23]。VSP驅(qū)動(dòng)速度建模大體可以分為3步：VSP驅(qū)動(dòng)地震速度校正、VSP井底地震速度更新以及地震約束橫向速度插值。

3.2.1VSP驅(qū)動(dòng)地震速度校正

VSP采集深度以上垂向速度利用VSP速度進(jìn)行約束更新，先對(duì)初始速度進(jìn)行平滑，消除層速度間變化過(guò)大對(duì)偏移產(chǎn)生的影響，通過(guò)井速度與平滑后速度對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)還存在一定差異性，將兩速度進(jìn)行運(yùn)算求取比例因子，并將比例因子應(yīng)用于平滑后速度場(chǎng)，產(chǎn)生新的VSP約束后速度場(chǎng)（圖2），這種方法可以實(shí)現(xiàn)井旁地震速度與VSP速度的高效吻合，吻合率達(dá)到95%以上。圖2中綠色為原三維地震偏移處理中該位置的速度，紫色為VSP速度，藍(lán)色為VSP約束后速度，可以看出，約束后速度與原偏移速度相比整體趨勢(shì)保持一致，但在大于1km地層速度存在一定差異，特別是在大于3km以上的地層中，優(yōu)化后速度上更加精細(xì)，能夠反映地層速度變化的更多細(xì)節(jié)。

3.2.2VSP井底地震速度更新

受VSP測(cè)井采集深度限制，VSP采集深度以下至目標(biāo)靶點(diǎn)間存在速度“盲區(qū)”，偏移速度得不到有效校正，為了提高VSP采集深度以下速度精度，減少這部分速度不準(zhǔn)造成的目標(biāo)儲(chǔ)層的空間位置誤差，應(yīng)參考周邊完鉆井的VSP速度、聲波測(cè)井或后續(xù)鉆進(jìn)過(guò)程中得到了聲波速度對(duì)速度進(jìn)行校正。

3.2.3地震約束橫向速度插值

VSP速度驅(qū)動(dòng)能夠提供井點(diǎn)附近準(zhǔn)確的垂向速度，但不能提供準(zhǔn)確的橫向速度變化。速度橫向變化可以通過(guò)地質(zhì)層位約束的空間插值和外推，把VSP速度推展到速度建模的范圍，提高整個(gè)工區(qū)速度精度。

常規(guī)插值方法都需要準(zhǔn)確的地震層位進(jìn)行約束，而地震導(dǎo)向速度插值技術(shù)無(wú)需地震層位，采用地震成像數(shù)據(jù)體的相干振幅趨勢(shì)進(jìn)行橫向約束，對(duì)于難以用解釋準(zhǔn)確獲得地震層位的數(shù)據(jù)更為適用，避免了地震層位解釋帶來(lái)的誤差。首先應(yīng)用地震導(dǎo)向速度插值技術(shù)對(duì)比例因子進(jìn)行插值外推，然后應(yīng)用到原始地震速度場(chǎng)，得到更為精確的地震速度模型，產(chǎn)生新的VSP驅(qū)動(dòng)地震疊前深度偏移速度體[1921，23]。從VSP驅(qū)動(dòng)前后速度剖面（圖3）上來(lái)看，VSP驅(qū)動(dòng)前后深部地層（特別是3000m以深）速度更加細(xì)致、分辨率更高、層次分明，橫向上地層速度相對(duì)穩(wěn)定的規(guī)律性更強(qiáng)。

3.3速度模型迭代優(yōu)化

利用VSP速度驅(qū)動(dòng)對(duì)地震速度重新建模后，速度誤差減小，更符合地下實(shí)際地質(zhì)情況，但是該速度是垂向地震速度，需要和對(duì)應(yīng)的各向異性參數(shù)體結(jié)合才能得到地震成像速度。初始各向異性參數(shù)場(chǎng)通?？梢圆捎帽r(shí)層析方法得到的各向異性參數(shù)體，但是當(dāng)?shù)兰旁氡缺容^低時(shí)，通過(guò)網(wǎng)格層析不能實(shí)現(xiàn)對(duì)各向異性參數(shù)的快速更新，得到相對(duì)準(zhǔn)確的地震成像，此時(shí)應(yīng)考慮對(duì)初始Delta參數(shù)場(chǎng)進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算得到與VSP驅(qū)動(dòng)速度更為匹配的各向異性參數(shù)，這樣快速實(shí)現(xiàn)目標(biāo)串珠的準(zhǔn)確成像，降低網(wǎng)格層析及層控網(wǎng)格層析的迭代次數(shù)。

確定了初始各向異性參數(shù)體之后，需要通過(guò)網(wǎng)格層析迭代進(jìn)行速度與各向異性參數(shù)校正。其迭代過(guò)程主要有兩步：各向異性場(chǎng)優(yōu)化、VSP井底至靶點(diǎn)“盲區(qū)”速度優(yōu)化。

3.3.1各向異性場(chǎng)優(yōu)化

經(jīng)過(guò)VSP驅(qū)動(dòng)地震速度校正，VSP井底以上地震成像速度已經(jīng)相對(duì)準(zhǔn)確，因此，對(duì)于VSP井底以上，在迭代過(guò)程中保持地震速度相對(duì)不變，通過(guò)迭代各向異性參數(shù)將每個(gè)深度偏移CRP道集的每個(gè)較強(qiáng)同相軸拉平，得到更準(zhǔn)確的疊前深度偏移成像。

根據(jù)以往處理經(jīng)驗(yàn)及弱各向異性假設(shè)， 取值范圍應(yīng)該變化不大，一般通過(guò)一輪迭代就能得到相對(duì)準(zhǔn)確的淺層成像，滿足VSP驅(qū)動(dòng)處理對(duì)時(shí)效性的要求。

迭代過(guò)程中對(duì)Delta與Epsilon參數(shù)分別進(jìn)行修改，得到的Epsilon體可以使CRP同相軸遠(yuǎn)偏移距拉平程度更好（圖4）。

3.3.2VSP井底至靶點(diǎn)“盲區(qū)”速度優(yōu)化

對(duì)VSP采集深度以下“盲區(qū)”速度開(kāi)展層控+速度掃描的方法進(jìn)行迭代，以獲得相對(duì)準(zhǔn)確的成像速度。

開(kāi)展沿層層析速度更新，確保橫向速度準(zhǔn)確。當(dāng)周邊井較多時(shí)，利用周邊井以及地震構(gòu)造模型可以很好地控制奧陶系以上橫向速度趨勢(shì)，這時(shí)只需要對(duì)奧陶系標(biāo)志層進(jìn)行沿層層析。部分井（特別是開(kāi)展預(yù)探井的VSP驅(qū)動(dòng)處理時(shí)）周邊井較少，無(wú)法實(shí)現(xiàn)利用周邊井控制橫向速度趨勢(shì)，需要通過(guò)沿層層析的方法進(jìn)行速度更新奧陶系灰?guī)r頂面以上的速度，從上到下逐層反演在層速度估算和每一層反射層幾何形態(tài)描述之間交替進(jìn)行，隨著從上至下分析，模型修改與模型估算交替進(jìn)行，避免層速度和反射面幾何形態(tài)誤差累計(jì)，以提高速度橫向速度精度[2325]。最后對(duì)于目標(biāo)靶點(diǎn)，通過(guò)速度掃描方法，比較縫洞體成像效果，以確定最佳成像速度。

3.4各向異性深度偏移及疊后處理

VSP約束獲得了精準(zhǔn)偏移速度場(chǎng)后，基于縫洞儲(chǔ)層成像精度及時(shí)效性方面的考慮，在疊前深度偏移算法上選擇了占用資源少且實(shí)現(xiàn)效率較高的柯?；舴蚍e分法，從處理時(shí)效及應(yīng)用效果上來(lái)看，柯希霍夫積分法是目前最適合VSP驅(qū)動(dòng)處理的偏移方法。

由于奧陶系目的層段的信噪比較低，一般存在較重的伴隨相位，串珠顯示弱，導(dǎo)致縫洞型儲(chǔ)層難以準(zhǔn)確辨別，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)寞B后處理適。但是保幅性好的疊后處理方法通常是在疊前道集上進(jìn)行，耗時(shí)較久，無(wú)法滿足VSP驅(qū)動(dòng)處理對(duì)于時(shí)效性的要求，需要在疊后剖面上探索快速且保幅性好的提頻修飾方法。在疊后剖面上提高地震資料的分辨率，補(bǔ)償?shù)叵陆橘|(zhì)衰減性造成的地震波能量損失的方法主要有反Q濾波方法、時(shí)頻分析吸收補(bǔ)償?shù)确椒?，但是這些方法的保幅性較差。為了解決保真性和時(shí)效性的問(wèn)題，采用振幅因子保持技術(shù)確保數(shù)據(jù)保幅性，在此基礎(chǔ)上利用反Q濾波等方法提高目的層信噪比與分辨率，使目標(biāo)成像得到較大的改善。

3.5應(yīng)用效果

VSP驅(qū)動(dòng)處理使得目標(biāo)成像得到明顯改善，信噪比明顯提高，串珠聚焦、空間位置清晰，儲(chǔ)層信息得到凸顯（圖5b），各井隨鉆處理資料的均方根振幅屬性圖上鉆探目標(biāo)更加清晰，地震深度誤差也得到一定校正，達(dá)到了串珠儲(chǔ)層精準(zhǔn)空間定位的目的。

從VSP驅(qū)動(dòng)處理前、后目的層最大波谷振幅屬性對(duì)比圖（圖6）上來(lái)看，驅(qū)動(dòng)處理后地震資料隨機(jī)噪音得到了明顯壓制、信噪比更高，鉆探目標(biāo)串珠儲(chǔ)層更清晰，串珠中心平面位置更明確（圖6b），同時(shí)，驅(qū)動(dòng)處理后資料所反映的儲(chǔ)層沿走滑斷裂線性展布特征（圖中藍(lán)色框）更清楚，為優(yōu)化鉆探靶點(diǎn)提供了資料基礎(chǔ)。平面、剖面結(jié)合就可以精準(zhǔn)定位目標(biāo)縫洞體的空間位置，為鉆井軌跡調(diào)整提供基礎(chǔ)資料。

MS801井VSP驅(qū)動(dòng)處理資料顯示儲(chǔ)層中心偏離原設(shè)計(jì)靶點(diǎn)，據(jù)此將靶點(diǎn)往南西調(diào)整約35m（圖7中新靶點(diǎn)），同時(shí)進(jìn)行了軌跡優(yōu)化（圖6中的藍(lán)色虛線為優(yōu)化后軌跡平面投影），靶點(diǎn)調(diào)整后該井在鉆探過(guò)程中發(fā)生漏失，酸壓后測(cè)試獲得高產(chǎn)，證實(shí)了VSP驅(qū)動(dòng)處理資料的可靠性。

通過(guò)該種方法完成120余口鉆井的VSP驅(qū)動(dòng)處理研究工作，提高了井周6km 6km內(nèi)地震資料成像精度，為鉆井的靶點(diǎn)調(diào)整及軌跡優(yōu)化提供了依據(jù)，其中45口井基于VSP驅(qū)動(dòng)處理資料調(diào)整了靶點(diǎn)位置及鉆井軌跡，靶點(diǎn)平面最大調(diào)整距離達(dá)到82m，靶點(diǎn)縱向最大調(diào)整深度達(dá)到180m，鉆探目的層放空漏失率達(dá)到80%，有效提高了儲(chǔ)層直接鉆遇率，保證了鉆井成功率在90%以上，有力支撐了碳酸鹽巖油藏的快速建產(chǎn)，已經(jīng)成為速度復(fù)雜區(qū)縫洞儲(chǔ)層精準(zhǔn)定位的必備技術(shù)手段。

4結(jié)論

1）VSP驅(qū)動(dòng)地震處理是一種兼顧時(shí)效性、經(jīng)濟(jì)性的技術(shù)手段。通過(guò)優(yōu)化技術(shù)流程，能夠在不影響鉆井鉆進(jìn)的情況下，在72h之內(nèi)為非均質(zhì)較強(qiáng)的縫洞型碳酸鹽巖鉆井軌跡優(yōu)化和精準(zhǔn)入靶提供依據(jù)，避免動(dòng)輒幾百萬(wàn)的儲(chǔ)層改造或側(cè)鉆費(fèi)用，是對(duì)常規(guī)疊前深度偏移資料的有益補(bǔ)充。

2）VSP驅(qū)動(dòng)處理技術(shù)可以明顯提高碳酸鹽縫洞體空間歸位精度，有效提高目的層的儲(chǔ)層直接鉆遇率，對(duì)超深層縫洞型油氣藏精細(xì)勘探開(kāi)發(fā)具有重要意義。

3）驅(qū)動(dòng)處理中可以緊密跟蹤鉆井進(jìn)度，結(jié)合后續(xù)收集到的鉆井地質(zhì)資料和測(cè)井資料，繼續(xù)進(jìn)行多輪次速度場(chǎng)更新調(diào)整，進(jìn)一步提高目標(biāo)成像精度，指導(dǎo)鉆井鉆進(jìn)，達(dá)到精準(zhǔn)命中儲(chǔ)層的地質(zhì)目的。

4）建議試驗(yàn)非零偏VSP測(cè)量方法，增強(qiáng)VSP資料對(duì)測(cè)量井底以下深層速度的探測(cè)能力，進(jìn)一步提高測(cè)量井底至目標(biāo)靶點(diǎn)“盲區(qū)”速度精度，不斷完善VSP驅(qū)動(dòng)處理技術(shù)。