井間地震數據采集質量控制方法探討

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)

井間地震數據采集質量控制方法探討

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)

本文以井間地震數據采集的全過程為主線,結合豐富的井間地震數據采集的實踐經驗,對影響井間地震采集質量的重點環節進行全面分析,逐步探討出一套有效的井間地震數據采集質量控制方法。

井況 扇設計 試驗 二次設計 現場質量控制

1 前言

井間地震技術是為了適應油藏開發工程對地震成像分辨率的需要而在油氣勘探開發領域中興起的一項新技術。通過質量控制的不斷改進，采集資料的品質越來越好，這都歸功于大家對影響采集質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，采集資料的品質大大提高，促成系統討論影響井間地震數據采集質量的時機慢慢成熟，為總結出一套井間地震采集數據質量的控制方法奠定了良好基礎。

2 選擇合適的井況

首先要收集全面的井況數據，選擇合適的井況，充分了解井況，了解這些數據在施工過程中對井下儀器、激發震源的的影響，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，因此需要結合地質任務選擇合理的井距，從采集的資料品質來看：井距最好不要大于400m，最好控制在300m以內。

2.2 井況滿足條件

井況必須滿足井下儀器和激發震源在井中正常工作的性能要求。(1)施工井應盡可能選擇直井，套管內徑應大于井下儀器最大外徑5mm以上，小于井下設備的最大推靠距離2cm以上(對無推靠設備不做額外要求)，不能有破損變形。(2)進行通井、刮管、洗井替清水作業，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，井內無氣體，液面高度應在所設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，作業井架上方吊裝天滑輪滑車設置符合安全要求；(6)作業隊保持至少有一名值班人員始終在現場值班；(7)已完成井斜測量，井斜應在10度以內，具備完整的測井資料；(8)如出現設備遇卡情況，采油廠協助進行打撈工作，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。震源激發井應該選擇射孔段較少、井孔變形小的井；(11)觀測井段溫度不超過觀測設備正常工作溫度。(12)固井質量必須合格，應將觀測段選在固井質量良好套管井段內；固井質量差的井段在經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 井況數據必須滿足地質任務的需要

井況條件能否允許采集到可以完成地質任務的數據，要通過初步設計查看已有井況能否完成采集任務。

3 扇的初步設計

3.1 初步設計要求

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

(1)對于基于速度層析成像目標，目的層段內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，目的層段內反射波入射角適中，有足夠的覆蓋次數，成像范圍最大。

3.2 詳細的資料收集

應詳細收集鉆井、測井、井區開發資料、地震資料、地質資料，并將資料數據合理的應用到選井、設計中去。

3.3 建立精確地正演模擬

(1)建立井間地質模型。根據有關合同的要求進行井間地震數據采集，收集所有觀測井的有關地質資料，同時，根據所收集的有關地質數據建立井間地震地質模型。(2)正演模型記錄。井間地震設計時，對井間地震地質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、初至時間變化規律等，以便對后續的采集作業進行指導。

3.4 專業軟件扇設計

根據地質任務和井況具體條件，初步設定試驗方法，采集參數，并結合井斜等井況數據通過專業扇設計軟件初步設計生產扇的大小。

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

試驗目的：測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

試驗目的：測試選定的激發與接收井信噪比情況；測試選定震源的疊加次數；測試有效能量的傳播距離，為扇大小的選擇提供依據。

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

資料分析：驗證設計扇大小是否合理，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，能夠很好的完成井間地震的地質任務。

4.3 扇試驗

試驗目的：測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井內激發；接收點選擇井的上、中、下三個點；疊加次數(綜合考慮試驗因素，減少試驗工作量)。

資料質量分析控制：從野外監視記錄上分析，不同疊加次數所得資料的信噪比。選擇信噪比較高，初至波清楚，有效波場清晰的疊加次數作為最終選擇疊加次數，并把試驗數據發回研究院進行Fan設計。Fan設計完成后開始兩對進組的井間地震生產工作。

5 施工因素的確定和二次設計

5.1 觀測方法的確定

根據現有設備的特點，選擇最高施工效率的觀測方法的。

根據井間震源施工特性，綜合考慮井下三分量檢波器的級數、推靠等施工環節因素，合理確定井間施工方法。

由于井間地震數據采集的特殊方式，根據激發點和接收點之間的位置關系，通常選擇共接收點道集數據采集方法，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、效率高的優點。

5.2 觀測點距的選取

滿足空間采樣定律，應防止出現空間假頻。

5.3 采集參數確定

根據本次施工的試驗情況，最終確定采集參數。

5.4 二次設計

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

6 項目實施過程質量控制

6.1 技術溝通

施工前期進行了全員技術培訓、施工方法培訓，質量過程控制培訓，保證了本項目的順利進行。

6.2 設備的全面檢測

首先對井下儀、地面儀器等設備進行了測試，嚴格按照設計、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，確保了野外施工質量。

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

6.3 現場的質量控制

(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量，隨時觀察推靠電流和加力電流的大小，確保在規定的范圍內。在檢波器完成推靠以后，放松電纜1m～2m。提升時應緩慢提升至電纜張力恢復方可收推靠。(3)在生產過程中，始終要監視井下地震道的工作狀態。發現靜態噪音較大時，應查明原因。待排除干擾，恢復正常以后才能開始生產。(4)發現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束，每扇資料采集應為連續作業。若因意外情況不得不中斷測井，在提升電纜前應在電纜上做出標記。待恢復生產時，應有兩個重復觀測點記錄，檢查無誤后方可繼續生產。(6)針對本工區，現場處理的工作重點放在了質量監控上，根據監控資料的變化情況，做好現場處理信息反饋和整改回執工作，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)、檢測記錄。(7)交接班時，各班組根據施工中出現的問題開班組質量分析會，查找影響質量的原因；根據分析的各種因素對質量的影響結果，提出質量檢查的重點內容，對關鍵環節重點監控。(8)注意監視背景噪音水平，由于大風天氣對資料影響很嚴重，在生產過程中隨時注意觀測天氣變化，遇有大風天氣應停止生產，確保采集資料質量。(9)注意所有激發設備、采集儀器設備的運行狀況，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量，首先選擇做好各井的井況調查工作，了解各井的開發時間、井段等，在資料采集過程中，利用儀器噪音監視功能，隨時注意井下噪音情況，同時利用工作站監測采集資料的整體面貌；密切注意環境噪音干擾，和井場附近施工隊伍聯系溝通，盡量在施工時間上不發生沖突，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確定的電纜提升速度。井間地震采集對激發點和接收點深度數據的要求非常高，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定的疊加次數就進入下一個激發點。每采集完一個扇，均要對激發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器，一套帶有UPS電池，防止絞車計數面板掉電等突發問題造成計深誤差。震源絞車為保證震源激發深度精度，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，設置面板到同一深度，保證深度計數的一致性。

7 現場記錄的及評價和質量控制

記錄質量的現場控制。(1)現場質量控制由出工施工員進行檢查，現場處理員負責監控現場資料質量情況，并及時反饋給野外施工責任人。(2)放炮前在工地按規定項目進行日檢。(3)放炮前要認真錄制和分析環境噪音，檢查如有不正常道，要采取相應措施。(4)要在監視器上仔細檢查記錄所反映的施工質量，包括：儀器工作是否正常；檢查激發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；數據道工作情況、激發能量情況以及初至時間的變化；記錄品質分析與質量初評；發現問題向施工組通報，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)發現有隨機的較大，干擾了初至波、有效反射波的需及時補炮。當噪音背景突然變大需要核實井場及附近的作業情況，核實后等待噪音平靜后方可施工。(6)在每一扇施工后，應使用現場質量控制軟件回放該扇內垂直分量共接收點道集記錄，檢查資料質量并作為監視記錄存檔。發現問題應立即補炮或改變因素后返工。

8 結語

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