WALKAWAY VSP 技術在渤海油田的應用

劉勁省

（中海油田服務股份有限公司油田技術事業部塘沽作業公司，中國 天津 300452）

0 引言

垂直地震剖面（VSP-Vertical seismic profiling)技術是在地面或者海面激發，井中進行接收的井中地震觀測技術。 近幾年，VSP 技術得到了快速發展，其在復雜構造和巖性勘探及油氣田開發領域發揮著越來越重要的作用。

隨著VSP 井下儀器設備的日益完善和處理技術的不斷提高，VSP 技術數據采集方式明顯增多，所提供的地球物理信息在數量、 種類和精度方面也都有了顯著的提高。為了適應不同的地質目的，可以設計出各種各樣的觀測系統，這些新的觀測方式，為解決儲層精細構造、儲層描述和儲層預測等提供了更大的潛力。

渤海油田某區塊是典型的河流相油氣田，因多為薄互層沉積、儲層橫向變化快、連通性易受小斷層的影響。相鄰井同一層位開采效果差異大，油氣藏儲層、隔夾層和流體分布認識不清。 受分辨率的限制，常規地震資料已無法滿足實際生產的需要。 因此，迫切需要開展高分辨率的井中地震技術應用研究。

1 采集意義及條件

1.1 采集意義

（1）提供了比地面地震更高的分辨能力，可以成像那些地面地震成像不了的地質結構,如：巖丘墻、巖丘底下結構、氣煙囪等。

（2）提供了地面三維地震時間—深度域的標定依據，同時可實現目的層的較好的成像，提高對油藏特征、斷層和尖滅點的認識，進而能準確標定油田油藏特征邊界。

（3）三維地面地震資料相互結合可以解決井周三維精細成像、地震屬性和各向異性問題。

（4）它可以實現對剩余油研究、裂隙追蹤、利用縱橫波資料進行儲層物性研究，能更準確、更及時、更節省監測水驅、汽驅。

（5）相對于地面地震來說，采集周期短、 費用少、處理迅速應用于確定最佳井位， 優化某特定區域的油藏特性，監測流體運動及減少新生產設備的投資風險。

1.2 采集條件

1.2.1 采集所需設備

地面系統、GBU、GGRU、GCLU 及多級井下檢波器（GEOWAVES32 系統井下檢波器，最多支持32 級井下檢波器，級間距可以調整）

無線電數據傳輸、控制系統（HOTLINK 系統）

定位系統

可以移動的滿足要求的震源系統（物探船）

空壓機

1.2.2 資料收集及作業設計

具體地質要求及目標等；地震構造解釋層位數據及井位兩側斷層數據 （同時深度域和時間域兩套數據)，由淺到深的層位數據，數據格式為（X，Y，Z），深度數據Z 參考面為海平面；每套層位及斷層對應的層速度數據；鄰近井的VSP 時深關系數據及其常規測井數據，解釋成果數據，地質分層數據；地震偏移成果數據(SEG-Y 格式），并注明道頭字，坐標系統，工區拐點坐標；3D 地震偏移所用的速度體數據文件，并對格式予以說明。

1.2.3 測前建模

在明確地質目標的前提下， 設計安全、 經濟、科學的采集方案， 確保整個觀察系統能覆蓋目標區塊，優化采集幾何方案，包括氣槍震源、采樣點數、檢波器的類型、采樣率、采樣長度。

Walk away-VSP 采集模型如：以海上鉆井平臺為中點，向外發散若干條炮線，震源船沿著跑線向外行駛，在預設點位激活震源進行采集。

2 關鍵點分析

2.1 VSP 設備連接

平臺端：

采集硬件系統：負責井下儀器的供電及功能性調試及控制

無線通信系統：保證接收端與震源激發端的無線通信，并傳遞震源激發信號

電腦軟件：人機交互窗口，在接收到激發信號后，控制軟件記錄井下檢波器接收的信號

船端：

無線通信系統：保證接收端與震源激發端的無線通信，并傳遞震源激發信號

震源控制:在指定的GPS 坐標處，激發震源

3 具體案例分析

3.1 平臺及井的基本信息

渤海某平臺具備修井機和吊機等工程設備。 其中，吊機最大承重為15 噸，采集設備單件最大重量8噸，能夠吊采集設備上平臺；采集設備20 多噸，占地面積20 多平方，滿足測井設備占地要求。

固井質量分析： 該井700 米以上井段未進行固井，700-900 米井段的固井質量較好。 在固井層段，聲波幅度都不高， 變密度在某些深度上顯示強信號，但是地層信號都較強， 說明水泥環和地層之間膠結良好。 固井質量不會對VSP 采集和震源耦合造成影響。

3.2 采集過程

3.2.1 固井質量測井

按照常規測井操作規程測量900～200 米的固井質量測井， 并根據測量結果對固井進行評定， 認定700 m 至900 m 固井質量良好，滿足采集條件，決定最終測量深度范圍在700 m-900 m。

3.2.2 零偏VSP

在井場對井下儀器及級間電纜進行嚴格檢查，保養，確保其工作正常。連接井下儀器，檢波器21 級。下放到900 米，按正常作業程序進行零偏VSP 采集。

3.2.3 Walkaway 采集測試

零偏作業結束后，將檢波器下放到700～900 米。給井下儀器供電建立通訊，檢查設備及井下儀器狀態。

設置好震源船的導航系統，并設定震源處于等待激發狀態。

震源船將槍陣布放到海中，槍陣充氣至工作壓力2 000 psi。 震源船沿設計的炮線運行，通過導航設備發出激發信號，觸發震源氣槍的同時，觸發文件記錄，并通過無線傳輸將水聽器信號傳回文件記錄。

3.2.4 Walkaway 正式采集

確認檢波器處于700～900 米的采集深度，設置好地面系統參數，準備采集。 震源船在離平臺100 米以外，在導航系統中手動觸發震源，檢查系統工作是否正常。 震源船到達第1 條炮線駛離平臺端，平臺與震源船溝通確認各項工作到位后，震源船進入第一條炮線沿炮線勻速前進， 由導航系統在設定位置激發震源，進行第一炮線作業。

震源船在靠近距平臺500 米時開始轉向，震源槍陣將在離平臺200 米處脫離炮線。震源船從靠近平臺端上第2 條炮線，在設定位置激發震源，開始進行第2 條炮線的作業。 當到達第2 炮線遠端后，震源船從遠端上第三條炮線，如此循環，完成后續炮線的作業。對于距離平臺200 米以內的炮點，采用由外而內圓形作業的方式完成。檢查資料質量，列出需要補點，由震源船安排合理的補采路徑，完成補采作業。 將檢波器上提至第二深度點（695～895），按照上述步驟完成第2 深度點的作業。

4 結論

本次WALKAWAY VSP 資料質量合理率100%，采集精度高達5 至7 米， 是高分辨率地震采集精度的2 倍以上，為渤海油田識別油氣藏儲層、隔夾層和流體分布，提供了有效的地質資料，為油田的后續開發指明了方向。 本次WALKAWAY VSP 的采集為國內首次成功采集3D VSP。 本次大型作業的成功實施，積累了大量經驗，為同行業進行類似作業提供了可行性方案。