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(①中國石油天然氣股份有限公司,北京 100007; ②中國石油勘探開發研究院,北京 100083)
井中地震技術的昨天、今天和明天
——井中地震技術發展及應用展望
趙邦六①董世泰*②曾 忠①
(①中國石油天然氣股份有限公司,北京 100007; ②中國石油勘探開發研究院,北京 100083)
趙邦六,董世泰,曾忠.井中地震技術的昨天、今天和明天——井中地震技術發展及應用展望.石油地球物理勘探,2017,52(5):1112-1123.
井中地震的接收或激發設備位于井中,接近目的層或目標地質體,避免了近地表和環境干擾,得到的地震波信息能更直接反映地層、油藏或目標體的地質屬性,其精度和探測范圍介于地面地震和測井方法之間,成為兩種技術的空間(縱向、橫向)拓展和有效補充;井中地震深度、時間、速度、時變子波、頻譜及相對能量關系等信息相對精確,具有識別精度高、數據保真度高的特點。隨著油氣勘探開發目標日趨復雜和多種井中地震技術快速發展且日益成熟,井中地震將在復雜構造、復雜儲層、復雜油氣藏的勘探開發中發揮關鍵作用,特別是Walkaway/Walkaround/三維VSP、微地震等技術,在復雜構造地震成像、提高分辨率地震處理、儲層連通性識別、剩余油預測、油氣藏建模等方面,將會發揮獨特和不可取代的重要作用。
井中地震 Walkaway/Walkaround/三維VSP 復雜構造 復雜儲層
井中地震勘探始于1917年,Fessenden在他的專利報告中首次提出利用井中震源和檢波器探測礦體位置。1927年,美國第一個深井檢波器下井探測鹽丘,首創了利用地震資料指導鉆井的先例。20世紀40年代,前蘇聯Siotnick和Dix利用井中檢波器測量速度。20世紀50年代初,LeVin和Lynn討論利用井中觀測方法觀察地震脈沖的波形衰減。1959年,前蘇聯加爾彼林首先提出了垂直地震剖面法(VSP)勘探技術,1971年出版了專著《垂直地震剖面》,1974年該書介紹到西方,引起了西方地球物理界的廣泛重視,世界各國都很重視在油氣勘探領域中研究和應用垂直地震剖面技術,當時曾認為它是衡量一個國家地球物理勘探水平的標志[1-4]。1980年,朱光明教授向國內系統介紹垂直地震剖面技術,并于1983年翻譯出版了加爾彼林院士的《垂直地震剖面法》[2]一書。1984年起,中國在勝利油田、遼河油田開展了試驗,拉開了該技術在中國國內研究應用的序幕。
井中地震與常規(地表)地震觀測方式不同,它是在井中觀測或者在井中激發,即在介質的內部進行觀測或激發,可以記錄到比地面記錄更多的地震波信息。除有上行波、直達波外,還可記錄下行波、轉換波、多次波等。它能夠觀測和研究地震波在實際介質中形成和傳播的真實過程,取得有關地震波的成因及其傳播介質性質的完整資料。采用三分量VSP觀測時,由于到達三分量檢波器的各種類型波的方向不同,其變化規律也不同,在穿過不同介質的地層時,其波型和強度都可發生突變。當檢波器位于界面附近時,會更明顯地觀測到各種波的運動學與動力學特征的變化和區別,也就能更好地接收和研究與各類界面有關的對應波場的變化,使勘探效果和分辨力都得到明顯提高。
近百年來,隨著采集裝備、處理技術的發展,井中地震技術已經在垂直地震剖面(VSP)基礎上形成了零井源距(Zero Offset)VSP、非零井源距(Offset)VSP、變井源距(Walkaway/Walkaround)VSP、井間地震(Cross-Well)、三維(3D)VSP、隨鉆地震(SWD)、微地震監測(MS)等系列,成為了不可或缺的勘探方法,在油氣勘探開發中被廣泛應用。例如:零井源距VSP、非零井源距VSP被廣泛應用于層位與深度標定、速度求取、地震波吸收衰減因子求取和提高分辨率井控處理; Walkaway/Walkaround VSP、3D VSP逐步應用于井旁地層成像和復雜斷裂的識別;井地聯采、多井觀測、井間地震等用于巖性及流體研究、井間連通性預測和油藏描述;隨鉆地震逐步用于鉆頭前地層深度預測、地層壓力預測、鉆頭導向和提高儲層鉆遇率方面;微地震目前已廣泛應用于油藏動態監測、儲層壓裂的動態監測。因此,井中地震技術在油氣勘探開發中發揮著越來越重要的作用。
2.1 國外發展歷程
總體來說,國外井中地震技術發展經歷了三個階段。
2.1.1 起步試驗階段(1910~20世紀70年代)
1917年Fessenden提出井中地震觀測思路后,1927年美國開展了第一口井試驗,井深800m,采用單級單分量模擬儀器,用于鹽丘探測[1]。在20世紀30~40年代,前蘇聯、美國著名地球物理學者Siotnick、Dix、LeVin、Lynn等研究利用井中檢波器測量時—深曲線和時間—速度關系曲線,利用井中觀測方法觀察傳入地下的地震脈沖的演化及波形衰減。1959年,蘇聯科學院大地物理所的加爾彼林[2]院士首先提出了垂直地震剖面法勘探技術(Vertical Seismic Profiling,VSP),利用井中觀測進行地層成像,成功識別波場并用于地層解釋。1974年美國SEG年會重點推廣VSP法,使VSP技術從前蘇聯走向了美國及世界其他地區[3-7]。
2.1.2 推廣發展階段(1980~20世紀90年代)
20世紀70年代末至80年代初,VSP技術得到全面推廣,多數油公司將該方法列為常規完井程序,稱之為VSP測井,用于地層標定、速度求取和走廊疊加成像。1986年,美國AGIP公司采集了全球第一塊三維 VSP數據,作業級數8級,開展了井周成像研究。同期,根據McMachan提出的井間地震理念,1987年雪佛龍在美國德克薩斯進行了首個井間地震試驗,開展井間儲層連通性研究[6]。至此,井中地震技術系列基本形成。
2.1.3 深化應用階段(1990~21世紀10年代)
井下接收裝備技術的發展,推動了井中地震技術的應用[7-10]。1993年,美國Sleefe發布帶推靠臂的多級三分量高頻檢波器,提高了井中地震數據的信噪比,推動了多級Walkaway VSP、三維VSP技術發展[1];1994年,三維VSP被用于墨西哥灣鹽丘、氣云等復雜高陡構造和儲層成像;2000年后,CGG、GeoSpace、Avalon等公司推出多級三分量接收系統,TomoSeis、GeoSpace等公司推出了井下激發設備,推動了井間地震技術的發展和應用,一度成為熱點技術。2001年,光纜傳輸技術的發展,推動了多級VSP、井中微地震監測技術的快速發展;2010年,分布式光纖檢波器開始應用,實現了全井段觀測。
2.2 中國發展歷程
國內井中地震技術發展長期處于跟隨狀態,2000年后,在國外熱度放緩,應用實例減少的情況下,國內井中地震技術進入快速發展時期,總體分為三個階段。
2.2.1 引進試驗階段(1980~20世紀90年代)
自1980年朱光明[2]向國內介紹了VSP技術后,在南海、中原、勝利、江蘇、大港、遼河、新疆等探區進行了VSP試驗,采用單級模擬檢波器接收,在層位標定、速度求取等方面發揮了作用。遼河油田在東勝堡潛山的勝11井進行垂直地震觀測,在潛山頂面獲得較強反射。1985年,原中國石油天然氣總公司將VSP技術研究列為“七五”攻關項目,開展采集裝備、處理技術研究。
2.2.2 推廣應用階段(1990~21世紀初)
自1988年起,原中國石油天然氣總公司將VSP列為正式生產任務,在整個石油系統全面推廣,每年生產任務約100口。1994年,勝利油田在草橋開展了井間地震試驗,可分辨約6m的砂體。1996年,勝利油田在墾71首次開展了三維 VSP試驗。2000年,新疆油田在莫北2003井首次開展三維 VSP井地聯采,獲得地層精細成像[11-15]。1999年,勝利油田在東辛采油廠開展了井間地震試驗,開展井間儲層連通性研究,2001年遼河油田在曙光油田曙68井區開展了大井距井間地震采集試驗,實施了井間儲層連通性研究和剩余油預測[16]。
2.2.3 規模發展階段(2000~2015)
隨著耐高溫多級井下接收裝備技術的發展,井中地震技術在國內進入快速規模應用與發展階段。中石油、中石化、中海油開展了大量Walkaway VSP、三維VSP以及井間地震技術的規模化應用,并發展了井—地聯采等技術。目前中石油將常規VSP技術作為重點井的完井技術手段,已累計實施3568口。2003年,長慶油田在蘇里格首次開展Walkaway VSP試驗,獲得了高精度井旁地震成像后,中石油已累計實施Walkaway VSP[17]超過67口; 2004年,長慶油田在蘇31-13井區首次開展三維VSP與地面多波地震聯采,提高氣藏識別精度;2005年,渤海油田在歧口18-2油田P6井開展了海上三維 VSP,使三維 VSP技術從陸上發展到海上,到目前為止,中石油已累計對11余口井實施了三維VSP; 2007年,東方地球物理公司在吐哈探區首次開展高密度Walkaround VSP試驗;2013年在長慶、青海等探區開展了多井同步觀測VSP試驗。自2012年開始,中石油全面推廣應用井中微地震監測,每年實施50口井,已累計完成336口,廣泛應用于松遼致密油、長慶致密油氣、四川頁巖氣以及山西煤層氣儲層改造等。2014年,中石油在冀東油田開展了國內首個全井段DAS光纖地震觀測,實現了井中地震技術在全井段求取吸收衰減參數、提高處理分辨率和井旁地震成像精度等方面的應用。
隨著井中地震采集裝備(百級三分量檢波器、井中激發裝置、地面可控震源等)技術的快速發展、計算機運算能力的提高及井中地震處理解釋軟件的不斷研發與完善,中石油井中地震技術基本形成了配套的技術系列。
采集方面。井下接收儀器包括三分量加速度檢波器、壓電檢波器、光纖傳感器等類型。模數轉換位數為24位,作業級數到達80~160級/三分量、320~640級/壓電、萬道/光纖,耐溫達到125~175℃,數據傳輸采用7芯數字纜或光纜,最大作業深度可達7500m。與井壁耦合有推靠式檢波器、自由懸掛式光纖電纜兩種。作業條件包括裸眼井、套管井、油管內等井眼類型等。激發設備包括地面炸藥激發裝備、可控震源、電火花、重錘、氣槍等,井中激發設備包括電磁振動、電火花、機械振動、重錘等。觀測方式包括零井源距VSP、Walkaway VSP,Walkaround VSP、三維VSP、井間地震觀測、井地三維地震聯合采集、Walkaway VSP多井同步觀測、井中微地震監測+地面微地震監測、隨鉆地震等形式。
井中地震觀測方式多樣,得到的地震信息豐富、可靠,使其在油氣勘探開發領域的應用更加重要。主要用于時深關系標定和求取速度、可靠識別地震反射的地質層位及吸收衰減參數分析、地面地震井驅高分辨率處理、各向異性分析與井旁地震構造成像、井控地震反演及巖性解釋以及縱、橫波聯合識別流體、油藏精細建模、地層壓力預測和鉆頭前地層預測等方面,彌補了地面地震勘探的不足。
3.1 提高地面地震層位標定精度
利用零井源距VSP資料的橋梁作用,通過上行波走廊疊加分析和與聲波合成記錄對比分析,可進行地面地震剖面的層位精細標定[17]。圖1為利用零井源距VSP的走廊疊加剖面對過塔里木玉北1井地面地震剖面的主要反射層進行地質層位標定,標定深度誤差為米級,比地面地震提高一個數量級,為地震層位識別與構造解釋奠定了基礎。
3.2 準確求取地震速度提高速度建模精度
利用零井源距VSP資料,通過下行波初至處理求取地層的縱橫波速度,并可校正因泥漿侵入、井徑變化等造成的聲波測井速度異常[18]。圖2左為利用塔里木哈6井區多口井的零井源距VSP求取一維層速度,可看出在4000~4600m存在速度倒轉現象,以此為基礎,對地面地震剖面進行構造解釋和層析速度分析,建立了準確的二維和三維地震層速度模型(圖2右),速度倒轉得以體現,為提高偏移成像精度和時間域地震解釋的構造成圖精度奠定了基礎。

圖1 玉北1井零井源距VSP層位標定

圖2 塔里木哈6井區VSP層速度曲線(左)及井驅速度建模結果(右)
3.3 提取地震波場信息恢復高頻成分,驅動地面地震提高分辨率
利用零井源距VSP和非零井源距VSP資料,根據上、下行波的變化,求取時變子波和球面擴散Tar因子;通過疊前時變反Q濾波提取Q值,將一定空間控制密度的VSP“井點數據”和地面地震數據進行一體化聯合處理;根據地面地震地震波特征與井中地震資料的匹配程度,提供最佳反褶積參數,進行真振幅恢復和頻率補償,使地面地震資料的分辨率得到大幅度提高(頻帶拓寬約15Hz)(圖3)。
3)在體育舞蹈傳授過程中,讓學生懂得體育舞蹈賽事組織,學習體育舞蹈基本禮儀,促使學生相互溝通,增進友誼,增強自信心,豐富大學生的社會文化生活。
3.4 提高井旁復雜構造的地震成像精度
利用Offset VSP、Walkaway VSP、三維 VSP等具有一定觀測孔徑的井中資料,開展精細波場信號處理和層速度建模,使井旁復雜構造可以精確成像。此類觀測方式因接收系統避開地面干擾和近地表吸收衰減,且直接在目標層段附近接收,得到的地震信息相對可靠,并具有較高的信噪比,能夠直接得到深度域數據或直接給出時間深度關系等優點。因此,可進行井周高分辨率地震成像,進而提高井旁復雜高陡構造、小斷層、薄砂體等地質體的成像精度。為了解決柴達木盆地英東地區復雜山地風蝕地貌下的地下構造特征描述難題,在英15-2和英東106井實施雙井聯合Walkaway采集試驗,采用大陣列井下檢波器,最大限度地擴大成像范圍。從圖4的結果看,英東構造頂部斷裂帶成像精度大幅度提高,Walkaway成像斷點與傾角測井基本吻合。利用Walkaway成像解釋的斷層組合,驗證了英東地區斷層“上封下開”的構造模式,為油氣藏晚期源上成藏的成藏模式提供了依據,為柴西英雄嶺構造油氣勘探提供了技術支撐。同時,可以利用縱橫波初至反演各向異性參數η、δ和ε,驅動地面地震數據進行各向異性的疊前時間/深度偏移處理。

圖3 哈6井區Q補償前(左)、后(右)剖面對比

圖4 英15-2—英東106井Walkaway VSP成像(左)、與地面地震(右)剖面對比
3.5 利用多次波、井旁轉換波信息提高儲層識別精度
利用多分量零井源距VSP、Walkaway VSP、Walkaround VSP資料,能夠較準確地獲得縱波、轉換波及多次波速度信息[19]??梢愿鶕v波上行波和轉換波上行波及多次波的特點,進行轉換波地震成像或多次波識別,通過縱波和轉換波在目的層段相位及能量的變化,識別含油氣特征;通過多次波識別來消除儲層附近層間多次波的影響,以提高儲層的識別精度。圖5所示利用VSP資料開展縱波阻抗、橫波阻抗、速度比和泊松比反演,預測儲層的含油氣特征,從圖中可以看出,縱波與轉換波速度比和泊松比能夠較好地預測含氣儲層,圖5c、圖5d中紅色指示了含氣位置。

圖5 VSP資料縱、橫波聯合儲層反演剖面
3.6 獲取井間地層信息提高儲層連通性描述精度
一定范圍內的多井同步Walkaway VSP或井間地震(在一口井內激發,在另一口井內接收)采集,地震波直接穿過儲層,能夠獲得可靠的井間縱、橫波層析速度成像和井間地震反射波成像。在精細地質研究的基礎上,對井間地震資料進行精細層位標定和層位追蹤對比,表征儲層的橫向變化情況,從而研究井間儲層的連通性,預測剩余油。圖6是玉門QT7_Q1-2層析反演速度與反射波成像疊合顯示(彩色背景為井間地震反演速度),井間地震成果剖面頻帶寬,其分辨率可達3m,地質現象豐富,為開發井位部署提供了依據。

圖6 常規地面地震(左)與井間地震(右)剖面對比
3.7 獲取巖石物性和鉆前地層信息,服務鉆探工程
隨鉆地震(將鉆頭作為井下震源,鉆頭在巖層中鉆進時產生地震波,檢波器在地面進行觀測)能夠開展鉆頭前一定范圍內的地層反射界面預測,根據鉆井深度(鉆頭位置)和接收到的上行波反射信息及層速度信息,預測鉆頭之下的層位深度、壓力信息,為鉆探工程提供預判[20]。利用 VSP穿過儲層的地震波特征,隨時修正速度模型,提高儲層成像精度,實時連續定位鉆頭軌跡,指導鉆頭鉆遇更多儲層。圖7為XK8-6井鉆至井深6400m裸眼進行隨鉆地震測量時,利用隨鉆資料,38小時內完成井旁三維地震偏移,發現“串珠”中心向北東偏移39m,及時調整軌跡,鉆至井深6791.47m處放空1.38m,預測與實鉆誤差1.5m,極大提高了儲層鉆遇率。
微地震監測是將壓裂井內的巖石破裂能量作為震源,在鄰井井下或者地面觀測,通過精確的速度校正后計算巖石的破裂位置,實時監測壓裂縫網生成及延伸范圍,計算裂縫長、寬、高及壓裂改造體積SRV,分析天然裂縫活化并預測套變風險,開展震源機制反演,研究壓裂縫網性質及應力狀態,從而指導水平井間距、段間距及水平井方位設計,提高儲層改造成效。該技術已成為致密油氣儲層改造、頁巖油氣開發的關鍵技術,是井中地震業務增長最快的技術。

圖7 隨鉆地震在塔北鉆探工程中的應用
中國未來油氣勘探開發領域向復雜儲層、復雜構造、深層、非常規及海洋延伸,油氣勘探開發面臨的難點是地表復雜、地下構造復雜、沉積相帶多變、儲層非均質性強、儲層物性差、厚度薄(致密儲層、單層厚度2~10m)、埋藏深、圈閉規模小、儲量品位差等勘探開發難題。地震技術急需進一步展寬頻帶,提高空間分辨率,識別更薄儲層(2~10m)和更小斷層(小于5m),提升復雜構造的成像精度,服務于油氣勘探新領域和有效開發的新方式[21,22]。地面地震因近地表起伏、吸收衰減和干擾嚴重,地震波場特征受上覆地層影響而失真,時深關系不確定,無法直接獲得地層信息,更難以直接描述儲層性質。而井中地震因其獨特的技術優勢,使得油氣勘探開發領域發展地面、井中一體化地震勘探技術勢在必行,發展井中地震技術更是迫在眉睫。
選擇適合的井中地震技術,準確把握與地面地震的結合點,充分發揮井中地震技術的應有作用,將影響到油氣勘探開發成效和地震技術發展的進程。
4.1 地層巖性領域
地層巖性油氣藏是中國成熟探區的主力勘探開發領域。目前,陸相大型湖盆坳陷中的大面積地層巖性油氣藏,是探明石油儲量增長和產量穩定的主體,占中石油新增石油儲量的47.2%。但該領域儲層厚度較小(幾米至幾十米),松遼盆地儲層厚度處于米級狀態,單砂體在米級以下,因此,提高地震分辨率是該領域地震技術努力的方向和重點。
根據瑞利準則和雷克準則,地面地震剖面的縱向分辨率為λ/4,利用井約束地震反演,將測井數據匹配到地震剖面上,地震可分辨能力大幅度提高,但依然較難突破λ/8的界限,常規地震資料不能滿足分辨薄砂體要求。而井中VSP分辨能力是地面地震的1.5~4倍,井間地震分辨能力是地面地震的10~100倍,故井中地震的分辨率可達米級~十米級[23]。圖8 為大慶探區的應用實例,資料重新處理后分辨率及與VSP資料的相位一致性明顯提高,為薄儲層研究奠定了基礎。針對成熟探區構造和儲層厚度普遍偏小的特點,部署密度適當的全井段零井源距VSP、Walkaway VSP、井間地震,以驅動地面地震資料的高分辨處理,彌補地面地震分辨率的不足,提高薄油層的識別精度。
4.2 復雜構造領域

圖8 利用零井源距VSP上行波求取Q 對地面地震資料進行補償處理前(左)、后(右)的對比(插入VSP走廊接疊加剖面)
(上)頻譜圖; (下)地震剖面
復雜構造是探明天然氣儲量增長的重要領域,占中石油新增天然氣儲量的24.4%。 提高復雜構造的成像精度一直是地震技術追求的目標和工作重點。復雜構造包括山前高陡構造、逆掩推覆構造、深層潛山構造和火山巖體、生物礁體等。地面地震復雜構造成像主要面臨層速度建模精度問題。而井中地震有明顯優勢,利用Walkaway/Walkaround/三維 VSP、隨鉆地震等井中地震技術,可以有效避開近地表吸收衰減影響[24],降低地面干擾,減少復雜地表區靜校正不準等問題,有利于井中地震成像[25],利用井中地震精確速度也可以改進地面地震速度場精度,使其復雜構造成像精度逐步提高。

圖9 玉門老君廟油田井中地震應用
庫車、柴達木、玉門等復雜構造區實踐證明,Walkaway VSP是提高復雜構造成像精度的有效技術。圖9是玉門老君廟油田地面地震剖面與Walkaway VSP鑲嵌剖面的對比,可以看出,在Walkaway VSP剖面上,逆推斷層和下盤地層反射成像精度明顯提高。在該領域,可以按構造區帶部署Walkaway VSP/三維VSP,規模推廣應用,以提高復雜構造帶的描述精度,提高鉆探成功率,降低鉆井風險。
4.3 碳酸鹽巖非均質儲層領域
碳酸鹽巖、火山巖等非均質儲層地質界面成層性差,有效儲層與圍巖波阻抗差異小,儲層邊界及內幕地震響應信號弱,地面地震資料信噪比低、頻率低、分辨率低;因構造形態復雜造成速度變化劇烈,波場復雜,邊界成像模糊;儲層發育因素多,目前地面地震資料品質不能完全滿足儲層精細預測要求,儲層預測難度大。
碳酸鹽巖、火山巖是中石油天然氣儲量增長的主要領域之一,占新增天然氣儲量的45%以上,提高非均質儲層描述精度是物探工作的重點和難點。利用Walkaway/Walkaround/三維VSP、多井同步觀測、多分量觀測[26]等井中地震技術,提高井旁構造成像精度,可有效識別洞穴、裂縫性儲層位置[27]、小斷層和裂縫發育方向、小幅度構造等地質異常體,識別有效非均質儲層的輪廓,并為非均質儲層預測提供縱、橫波信息,以大幅度提高儲層描述精度。圖10是新疆克拉瑪依地區利用VSP資料進行井驅處理的地震相干切片與老資料對比,從圖中可看出,裂縫(箭頭所示)成像精度大幅度提高。在該領域,針對縫洞等強非均質儲層雕刻,應根據儲層類型的變化特點,以能夠控制儲層變化為原則,部署Walkaway VSP/三維 VSP,為大面積非均質儲層的研究提供準確速度、層位標定以及構造特征信息。
4.4 剩余油預測領域
目前,中國東部老油田開發已進入中后期,含水率較高。但由于前期地面地震精度較低,油田開發后雖然增加了開發井數據并開展了油藏描述,其描述精度仍然較低,已探明油藏的開發動用程度很不均衡,斷層邊界、地層巖性邊界仍然存在剩余油分布。如何準確識別儲層、斷裂系統、成藏單元,建立精準的油氣藏三維模型,預測剩余油分布,預測油層的有效孔隙,描述產層、水層分布規律,提高油田采收率,將是油田開發系統長期面臨的課題。
面對油田開發應用需求,應加大井中地震技術的應用,發揮井中地震資料貼近油藏的獨特優勢,在油藏滾動評價和剩余油預測中,推廣應用多井VSP、井間地震、三維VSP或井地聯采,大幅度提高油層的識別和描述精度,提升井間連通性的預測精度[28,29],通過時延三維VSP、井地聯合高分辨率資料處理、小尺度構造解釋[30]、多屬性融合綜合評價等技術應用,重新構建地下油藏模型,精細刻畫小斷層空間展布、儲層空間展布,提高油藏靜態描述精度,尋找剩余未動用油層,為油藏建模、開發井位調整提供有效技術支撐。

圖10 克拉瑪依地區Walkaway VSP約束處理前(左)、后(右)相關切片對比
4.5 鉆探工程領域
隨著復雜油氣藏、非常規油氣藏的勘探開發經濟性問題的凸顯,降低鉆探工程風險、提高勘探開發成功率和單井產量將是今后的熱點問題。而井中地震技術方式的多樣性、高精度和低投入將是解決此問題的有效途徑[31]。
零井源距VSP和隨鉆地震能夠為鉆井提供地層壓力和鉆頭軌跡設計調整的可靠依據。通過實時連續定位、錄井巖性等信息,指導鉆頭鉆遇更多儲層[32-36],提高水平井的儲層鉆遇率。因此,應加大隨鉆地震技術的試驗和關鍵技術研究,加強與鉆井工程結合,使地震技術在鉆井提質增效中發揮作用。地表、淺井、深井微地震監測技術是致密儲層壓裂效果的有效監測手段,在致密油氣和頁巖氣、煤層氣勘探開發中,針對關鍵評價井和開發井壓裂過程中部署實施微地震監測項目,實時監測壓裂縫網生成及延伸范圍,分析天然裂縫活化預測套變風險,為后期開發方案編制、鉆井及壓裂設計(如指導水平井間距、段間距及水平井方位設計和判識儲層改造效果等)提供技術支撐。
雖然井中地震技術存在資料范圍有限、橫向地震信息覆蓋不均勻等劣勢,但井中地震技術對復雜地質目標的識別與描述[37]有著獨特優勢,隨著勘探開發對物探技術描述精度需求不斷提高,高精度、高清晰度和高可信度的井中地震技術將是今后油氣田勘探開發的必選手段和有效技術,必將得到大力發展和規模化應用。
經過近百年的努力探索,井中地震采集方法和裝備已基本成熟和完善,具備工業化應用基礎[38-44],但資料處理和解釋方法與技術仍處于發展完善之中。特別是在信號高精度分離、井筒噪聲壓制[45]、信號一致性處理、數據規則化保幅處理和高精度地震成像(Q偏移)方法研發等方面仍需進行技術攻關;在井中地震屬性應用、物性反演方法[46,47]、時延地震信息及三分量信息利用方法等方面也需深化研究,需要更多高層次科研人員的潛心努力和工業界的大力支持與推動。
在計算機技術的快速發展和油田開發的應用需求的有力推動下,井中地震技術將會在“十三五”期間逐步走向成熟與完善,解決實際勘探難題的能力將會得到大幅度提升,應用領域也將會不斷擴大,井中地震技術發展和應用前景廣闊。
感謝中石油集團東方地球物理公司新興物探開發處、川慶物探公司、中石油股份公司塔里木、青海、玉門、冀東、大慶、大港等油田提供了相關資料。
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(本文編輯:馮杏芝)

趙邦六 教授級高級工程師,博士,1964年生; 1985年本科畢業于長春地質學院應用地球物理專業,2004年博士畢業于中國科學院地質與地球物理研究所。現在中國石油天然氣股份有限勘探與生產分公司任總工程師,主要從事地球物理勘探技術研究和管理工作。一直以來,致力于三維地震勘探技術的國產化及深化應用研究; 推動物探技術攻關和新技術應用; 在提高分辨率、多波勘探、井中VSP、井地聯采、重磁電、物探技術綜合應用等物探新技術研究應用方面發表文章20余篇; 編寫《多分量地震勘探技術與實踐》、《中國石油地球物理勘探典型范例》、《生物礁地質特征與地球物理識別》、《低滲透薄儲層地震勘探關鍵技術》等4部專著。
1000-7210(2017)05-1112-12
P631
A
10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2017.05.026
*北京市海淀區學院路中石油勘探開發研究院100083。Email:shitai_dong@petrochina.com.cn
本文于2017年3月8日收到,最終修改稿于同年8月3日收到。