油气地球物理技术发展新动向

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1、油气地球物理技术发展新动向摘要：针对复杂新区和老油区挖潜，从 3 个方面阐述了以地震勘探为主的油气地球物理技术的发展现状和趋势。在复杂地表及复杂地质条件下的地震成像方面,非线性层析静校正和炮域地震资料处理流程能够较好地完成复杂 地表及复杂地质条件下地震资料静校正，基于共反射点道集 的偏移速度分析能够获得复杂地区较为准确的速度模型、而 各向异性叠前深度偏移能更好地实现对复杂地质体的偏移 成像。在油藏综合地球物理技术方面，以高密度单点数字地震 技术、多波多分量地震技术以及时移地震技术为代表的油藏 综合地球物理技术能为油气田开发提供必要的技术支撑，尤 其是高密度单点数字地震技术，给地球物理界带来了新

2、的发 展机遇，成为地震勘探技术未来发展的重要方向。在地震储层预测方面，应用叠前弹性波阻抗反演和地震 资料的曲率属性能进一步提高复杂地质条件下的地震储层 预测成功率。一方面，随着油气勘探开发的不断深人，地质情况简单、闭越来越少。所面对的已基本上都是复杂地区的复杂油气藏，复杂地区包括沙漠、高山、黄土塬、碳酸盐岩出露区，复杂油气藏包括复杂构造、地层、岩性和复合型闭油气藏。这些复杂的勘探对象对以地震勘探为主体的油气地球物理技术提出了新的挑战。另一方面，随着勘探精度和描述能力的不断提高，地球物理技术己从勘探向开发阶段不断延伸，油气田开发对地球物理提出了更高精度的要求，如何提高分辨率，如何出剩余油，以及如

3、何进行精细油藏描述是油藏综合地球物理必须 解决的问题。近年来，针对这些问题，国内外各大石油公司和地球物 理服务公司都在纷纷联合大学与科研院所，开展新方法新技 术研究，从而推动着复杂地区地震成像技术、油藏综合地球 物理技术以及储层预测技术不断向前发展。1.复杂地区地震成像技术1.1 静校正静校正是一个既古老而又难以懈决的问题，也是制约地 震资料处埋的瓶颈问题，特别是在地表起伏变化剧烈，山地 和山前地带地形陡峭，近地表速度纵、横问变化强烈的地区 静校正问题严重地影响了地震资料的成像质量。近些年，针 对近地表结构较复杂、但不存在速度倒转和地层尖灭、能够 用分层模型表示的情况，发展了适用的无射线追踪层

4、析静校 正方法。该方法首先把旅行时按偏移距范围分组，然后通过 迭代求解获 得空间变化的延 迟时和视速度， 再用 Herglotz- Wiechert 公 式进 行深 度估 计，从而 建立 表层 速度模型，最后 用直射线法计算长周期静校正值，通过拾取初至与模拟初至 之差的地表一致性，分解获得短周期静校正值，针对近地表 结构极复杂、存在速度倒转和地层尖灭，发展了非线性层析 静校正方法，该方法把介质网格化为一系列单元，初至波穿 过模型，旅行时剩余差被反投影或反演成对射线穿过的每个 单元慢度的扰动，从而不需对反射或折射界面作任何地质假 设。它使用全偏移距范围内的初至时间，对非线性初至的拟 合较好。Ni

5、canoff 等在 玻利 维亚 安第斯逆冲带的复 杂构造成像中 提出一种非常独特的炮域地震资料处理流程，来获得不规则 地形、复杂近地表和复杂地下构造的精确模型和成像。该流 程应用到安第斯逆冲带的二维地震资料处理中，获得了一系 列有意义的叠瓦状构造。该流程的独到之处在于：（1）基于初至非线性层忻成像技术估计近地表模型，对 每炮的炮检道进行静校正、基于折射剩余静校正和基准面校 正；（2）直接在地表而不是在基准面上进行地下建模和成像， 速度建摸是 在反射点处估计 RMS 速废和层速度。1.2 叠前 深度偏移地震数据的偏移成像是油气勘探开发地震数据处理中的 关键步骤，受到国内外众多地震勘探方法技术研究

6、小组和研 究人员的高度重视，成为一个研究热点。目前，国外除了瞄 准对陡倾构造和盐体侧翼成像的各种偏移方法，包括回转波 偏移、全波方程逆时偏移、真振幅偏移之外。另一个动向是 从各向同性叠后时间成像向各向异性叠前深度成像发展，尤 其是在复杂地区，各向异性叠前深度成像技术改善了地震能 量聚焦和地质构造的成像。Total E&P 美国的 Hua 等研究了 VTl 介 质的三维共方位 F FD 深度偏移。他们引入了新的各向异性参数系统。推导出其 中的共方位 VTI 双平方根色散方程，并用类似于各问同性共 方位 FFD 偏移方法找出 FFD 解 。这一方法 结合了有限差分 偏 移和傅里叶 法的优点。 Ve

7、ritas DGC 公司 的 Zhu Tianfei 把 各向同性介质中的高斯束叠前深度偏移技术延伸到各向异 性介质中。关键是发展了各向异性介质中的射线追踪技术。所建立的均方根相速度公式使各向异性介质中的射线追踪技术更简单、更有效，理论模型和实际资料叠前深度偏移处 理结果比各向同性介质偏移的结果更精确。如果忽略推覆体 的各向异性，明显可见倾斜推覆体下方的基底反射层出现假 的向上隆起，沿推覆体有散焦效应。而考虑各向异性后，基 底反射层被正确地拉平，推覆体成像清晰，表明了各向异性 在这个模型成像中的重要性。与各向同性深度偏移相比，各向异性深度偏移的成像精 度得到了较大的改替。从方框A和A可见倾斜层

8、下方的差 异，与方框A相比，方框A 左上角断层下方的横向位移和 反射连续性得到了改善。方框A底部反射界面连续性也得 到了改善。方框B中解释的背斜往方框B中没有了。方框B 中的背斜被认为是近地表倾斜层强烈变化产生的假深度构 造。经各向异性深度偏移后，通过比较方框C和方框C可见。 基底反射的连续性也得到了改蕾。因此，从深度偏移剖面可 见，当我们考虑地震各向异性后，成像质量得到了很大提高， 这表明在复杂地质构造区需要进行各向异性深度偏移。1.3 CRP 道集速度分析和偏移速度修正速度建模（分析）和偏移速度模型修正是复杂 地区高质量偏移成像的关键。相对于叠前时间偏移来说，叠 前深度偏移对速废模型的依赖

9、性更强。知果没有合适的速度 模型，其他的一切偏移成像工作也就成了纸上谈兵。 然而。 常规的速度分析是一种基于数据空间的数据道集方法一一C MP 道集方法，存在许多的假定和限制，使之难以在复杂构造 区获得满意的速度分析结果。同样，基于数据空间参数 偏移距域共成像道集的偏移速度修正也难以在复杂构造区 获得满意的偏移速度修正结果。CRP （ Common Reflection Point ，共反射点 ）道集是一 种成像空间的数据道集，可根据速度分析点（也视为共反射 点）的几何结构和速度结构由其他常规叠前数据道集分选出 来。对 CRP 道集可以采用与当前 CMP 道集速度分析类似的方 法技术。在 CR

10、P 道集上进行速 度分析可突破常 规 CMP 道 集速 度分析在复杂构造区的瓶颈。CRP 道集的 偏移 速度分析（ 修正 ）是当前 CFP（Common F ocus Point ，共 聚焦点）偏移速度修正和 CIP （ Common Imag e Point 。 共成像点）偏移速度修正方法技术的结合。它不 需要像CIP道集速度修正那样先进行偏移然后再抽取成像道 集，它只需要进行共反射点的偏移成像，因此 CRP 道集的偏 移速度修正具有很高的计算效率和灵活性。它是以偏移聚焦 能量最大为准则，采用速度模型扰动和由浅到探的层剥离方 法进行偏移速度模型的修正。在 CRP 道集偏移速度修正中， CRP

11、 道集的分选随速度模型而变。该方法对于层状速度模型 具有很好的适应性和很高的计算效率。1.4 提高 处理人员 的理念地震资料处理质量除了取决于方法和流程外，另外一个 决定因索就是处理人员的经验和水平。和过去相比，现在地 震资料处理更加注重与解释的结合，注重处理解释一体化理 念。叠前探度成像是一个需要与解释人员紧密结合的迭代过 程，解释人员必须知道地震处理过程，知道哪些步骤和参数是关键的，能够确保与最终解释结果一样可信的速度模型。同时，处理人员必须进行成像质量控制。而且确信用于建立 一个稳健的速度模型和实施成像的所有准则。自问一些主要 的问题，如共成像道集校平没有?叠加聚焦没有?速度的微小 变化

12、如何影响最终成像？所建立的速度模型是否具有地质意义？需要把地质研究与地质野外工作、构造模型、先进的 叠前地震技术（如叠前地震解释、走时反演、深度偏移）紧 密结合起来。才能够提高对地质模型的理解，进而在建立深 度构造模型时减少不确定性。2.油藏地球物理技术油藏地球物理技术是勘探地球物理技术向油田开发和生 产领域的延伸。除了基于常规地震资料的精细地震资料处 理，叠后与叠前地震属性和地震反演、油藏描述等技术，前 些年，井 中地震、高密度单点地震、多波多分量地震、时 移 地震等技术的发展如火如荼。包括井间地震和 VSP 的井中地 震技术可较 好地解决分辨率 问题，其中三维 VSP 反射波主频 相对地面

13、地震可提高1020Hz ,井间地震的主频约为地面三 维的十倍左右，也就是说，可 以直接分辨出“米”级厚度的 储层和更细微的断层。然而，井中地震技术应用并没有呈现 人们所预料的那么广泛。究其原因，制约三维 VSP 和井间地 震应用的因素是施工成本问题，还有它们的探测范围有限。 而高密度单点地震、多波多分量地震和时移地震技术的发展。大大提高了利用地面地震描述油气藏的能力和精度，给 油气地球物理带来了新的发展机遇。2.1 高密 度单点数 字地震 技术随 着法 国 Sercel 公司超万 道地震数据采集 系统的问世。 以及 WesternGeco 和 1/0 等公司基于 MEMS 的数字检波 器的 投

14、产，高密度单点数字地震技术应运而生。高密度单点地震 技术是指采用万道地震仪和数字检波器进行单点激发、单点 接收（间距510m ,小于噪声波长的一半）、大动态范围、 多记录道数、多分量地震、全 方位信息、小 面元网格、高 覆 盖次数的特高精度三维地震技术。它彻底抛弃了检波器串的 概念，无假频地真实记录噪声，方便后期组合，设计数字滤 波器，衰减相干噪声。它可以在组合前，对每一点作静校正 振幅和相位校正，克服常规检波器串接收中的频率和相位破 坏。这种技术一方面省去了野外组合，极 大地改善了野外效 率（ 需要转运、维修的设备少了），最 终表现为周期的缩短 和项目整体费用的降低，另一方面可以极大地提高地

15、震资料 的纵横向分辨率及信息精度，促进勘探开发技术向特高精度 发展，对 山地勘探和小断块、薄储层、小 砂体、小 尺度孔洞 的 识别以及精细油藏描述具有重要意义。从中可见，单 点检 波的带宽、信噪比和空间分辨率都有大幅度的提升。该例说 明，单点数字三维采集可使地球物理技术上到一个新的台 阶。2.2 多波 多分量地 震多波多分量地震是通过纵、横波激发，多分量接收，利 用多波多分量的走时、振幅、速度以及它们之间的时差、振 幅比、纵横波速度比、泊松此、品质因子 Q 和各向异性系数 对油气储集体几何形态、岩石物性和流体性质等进行更为精 确的成像与描述，最大限度地消除利用单一纵波进行储层预 测的不唯一性，

16、从而提高对非构造油气藏预测，真假亮点识 别，气囱内部成像，裂缝发育带分析，流体识别与监测的能 力。 20 世纪 90 年代中后期。海上转换波技术使多波多分量 勘探进入了发展高潮，并从方法研究阶段开始转入工业化应 用阶段。随着海上多波多分量地震采集成本的不断下降，国 外越来越多的油田进行了多波多分量地震勘探，多分量地震 在我国海上己经取得初步成功。至于陆上多波多分量勘探，各地正在开展大规模试验， 已经取得了一些进展。当前最有工业化或商业化发展前景的 是二维或三维转换波勘探。英国地质调查局在 20 世纪 80 年 代就开始利用多分量地震资料研究地层各向异性。在理论和 实际应用方面对多分量地震勘探技术进行了深入的研究。B P， Chevron 等大石油公司，以及 CGG 、西方、 VaritasDGC 等大地球物理服务公司，在陆上多分量勘探方面做了许多工 作