井間地震技術在紅河油田中的應用

汪叢兵

【摘 要】 井間地震技術是油氣田勘探開發中一項新技術，是將震源系統和接收系統分別放入井中，在目的層進行地震波的激發和接收，利用其資料高信噪比、高分辨率的特點，結合測井或地面地震資料進行解釋， 以了解井間地下構造特征和儲層巖性變化。本文根據紅河油田的實際地質情況，與華北油田分公司技術人員研究討論后，在該油田范圍內選取有代表性的兩個井組進行井間地震資料數據采集，研究井間儲層橫向變化和流體分布規律，明確地層和砂體的連續性、儲層的連通性，有效指導復雜采油區開發方案的精細調整。

【關鍵詞】 井間地震 ?波場 ?初至 ?直達波 ?管波

1 前言

井間地震是將震源與檢波器都置入井中進行地震波觀測的物探方法。通過對記錄的地震波走時、振幅和頻率等信息的處理，并結合測井、地面地震和地質等多方面資料綜合解釋。避開了地表低速帶對地震信號高頻成分的吸收，可以對井間小幅度構造、小斷塊、薄儲層等地質目標的縱橫向變化進行極為精細和準確的成像，并對油氣田開發過程中的儲層參數進行動態監測，分析流體移動方向、殘余油氣位置與數量，為提高油氣采收率和優化油氣田開發方案提供依據。

2013年7月，地球物理勝利分公司與華北油田分公司合作，進行了兩對井組井間地震工作。

2 地質概況

紅河油田主要儲層為延長組、延安組辮狀河三角洲前緣分流河道砂體，為典型的低孔低滲類型，儲層具有厚度小、非均質性強、砂泥巖阻抗差異小、同期次河流多次改道、多期次河道縱向疊置、橫向可預測性差等特點，油藏特征和井間關系十分復雜，石油開發進度和效益在很大程度上依賴于油藏描述精度的高低。常規地面地震資料信噪比低、縱橫向分辨率低，對于解決油藏開發過程中的井間儲層橫向變化規律和連通性等問題具有極大的局限性，而對于監測油氣藏動態、注氣注水效果、壓裂效果、獲取構造和沉積細節、確定小斷層與薄儲層特征、識別巖性和漏失油層、研究流體分布情況、探明剩余油分布范圍、進行油藏描述等等則幾乎無能為力。

3 觀測方式選擇

根據激發點和接收點之間的位置關系，目前常見的觀測方法有四種：共激發點道集觀測方法（CSG）、共接收點道集觀測方法（CRG）、YO-YO道集觀測方法（CMG）、連續測井觀測方法（COG）。

井間地震數據采集時，選擇觀測方法需要對成像目的、設備性能、施工效率、現場條件等各種因素綜合考慮。此次投入設備是TOMOSEIS公司的Z-SEIS壓電晶體震源和12級井下四分量檢波器DDS-250。Z-SEIS震源，工作時均懸掛在井中，連續激發，不需要推靠井壁，連續激發性能非常好，適合于移動激發。井下四分量檢波器DDS-250需要進行推靠，不適合于移動接收。根據現有設備特點，采用共接收點道集觀測方法的效率最高。

4 采集參數的確定

設計觀測系統時有兩個重要的參數，一是觀測點距的選取，二是觀測井段的選取。本次接收檢波器間距為3m，滿足空間采樣定律。觀測井段要能得到較好的反射波成像，入射角必須小一些（小于45°），盡量避開波場十分復雜的牛角尖區域。根據以往經驗與本井區目的層情況，確定觀測井段在1900m到2400m之間。

利用X-Plan軟件，對兩對井組井間地震觀測系統進行優化設計，得到一個指導采集施工的基礎數據。通過試驗（噪音測試，點試驗，扇試驗），對不同參數的共檢波點道集和頻譜對比分析，選擇了檢波器接收間距3m，掃描頻率200-800Hz，掃描長度2.5s，震點間隔3m，儀器記錄長度0.5s，采樣間隔0.5ms。井下噪音相對較小，生產中采用4次掃描疊加就能滿足甲方要求。

5 野外原始資料分析

5.1 波場豐富

井間地震資料既不同于地面地震資料，也不同于VSP資料，它可以觀測到地震勘探中可能遇到的多種波場，如直達波、反射波、繞射波、管波、多次反射波以及各種轉換波等。紅河油田某井井間地震接收的波場信息豐富，利用直達波可以獲得地面地震無法獲得的高分辨率地層速度;利用上下行反射波場，可以精細研究井間地層的結構特征、巖性、物性以及流體特征等。

5.2 管波發育

井間地震中所指的管波與正常測井中的管波有所不同。紅河油田井間地震資料顯示管波非常發育，基本分為3種：（1）接收井管波：震源激發的體波傳播至接收井后在物性界面上產生二次繞射源，并沿接收井筒傳播一段距離后被檢波器所接收。（2）激發井管波：震源激發的體波沿激發井筒傳播一段距離后，遇到物性界面產生二次體波后直接被接收井檢波器所接收。（3）復合型管波：震源激發的體波在激發井筒內傳播一段距離后遇到物性界面并產生繞射，再沿物性界面傳播至接收井后繼續沿接收井筒傳播一段距離后被檢波器所接收。這些管波比較有規律性，處理時可以通過變換道集，將它們轉化成直線型波組，從而可以利用F-K濾波、中值濾波等方法對其進行分離和壓制。

5.3 初至波不清晰分析

根據地震波傳播理論，在復雜介質條件下，以不同路徑傳播的地震波可能同時到達同一接收點，或到達同一接收點的時差很小，按照波的疊加原理，接收點處的質點位移是每個地震波各自引起質點振動的矢量和。所以，從理論上講，對于水平層狀介質，近炮點井間地震記錄垂直分量上的初至波可能振幅很小甚至為零。造成實際近炮點井間地震記錄初至不清晰的兩種可能原因：一是初至波與續至波到達時間相差很小，初至波為續至波所干擾，造成初至波能量很小甚至為零;二是對于近炮點井間地震記錄，到達接收點初至波的射線傳播方向與垂直方向的夾角接近90°，初至波在垂直方向上的投影很小。

6 結語

（1）井間地震的激發和接收都靠近目的層，避開了地面噪聲和地表低降速帶對地震信號高頻成分的吸收。井間地震波場豐富，可以精細研究井間地層的結構特征、巖性、物性以及流體特征。（2）井間地震的資料，管波比較發育，比較有規律性。（3）近炮點井間地震記錄初至不清晰的原因：一是初至波被續至波干擾，二是初至波在垂直方向上的投影很小。（4）紅河油田兩對井組井間地震采集選取的施工參數合理，得到了優質的資料。