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地球物理技术在深层油气勘探中的创新与展望

2021-09-25 来源:客趣旅游网
石414 2015年8月 油勘探与开发 V_0142 No.4 .PETRoLEUM EXPLORATION AND DEVEL0PMENT 文章编号:1000.0747(2015)04.0414.11 DOI:10.11698/PED.2015.04.02 地球物理技术在深层油气勘探中的创新与展望 孙龙德 ,方朝亮 ,撒利明 ,杨平2,孙赞东2 (1.中国石油天然气集团公司;2.中国石油集团东方地球物理公司) 基金项目:国家科技重大专项(2011ZX05001.002);国家重点基础研究发展计划(973)项目(2009CB219304) 摘要:系统研究全球深层油气分布、储量、产量等勘探开发现状,总结中国陆上深层地球物理勘探技术研究进展及勘 探成效,并指出面临的技术挑战与攻关方向。针对中国陆上深层油气勘探,分析了现阶段深层碎屑岩、碳酸盐岩及火 山岩勘探所面临的低信噪比、低分辨率、低成像精度及低保真度等主要地球物理问题,明确了相应的宽线大组合二维 及宽方位高密度三维采集、各向异性叠前深度偏移及逆时偏移、复杂构造建模及储集层定量预测等关键技术对策。在 此基础上,从深层复杂构造成像与复杂储集层预测两个方面分析得出,宽频、保幅、高精度及信息综合是陆上深层地 球物理勘探的技术挑战与攻关方向,并提出宽频地震采集、复杂储集层岩石物理建模、高精度叠前保幅成像、复杂储 集层综合评价、非地震物探以及钻井地震导向等技术的研究与应用是未来深层地球物理技术发展的重点。图6参36 关键词:地球物理技术;深层油气勘探;深层复杂构造成像;深层复杂储集层预测 中图分类号:P631 文献标识码:A Innovation and prospect of geophysical technology in the exploration of deep oil and gas Sun Longde ,Fang Chaoliang ,Sa Liming ,Yang Ping ,Sun Zandong (1.China National Petroleum Corporation,Beij'ing 100724,China;2.Bureau ofGeophysical Prospecting,CNPC,Zhuozhou 072750,Chin Abstract:The global situation of distribution,reserves and production of deep oil and gas are examined systematically,the progress nd aexploration achievement of onshore China deep geophysical technology are summarized,and the challenges and developing direction of deep geophysical technology are pointed out.Aiming at the exploration of deep onshore strata in China,the article analyzes the key geophysical problems,such as low signal-to-noise ratio,low resolution,low imaging accuracy and low amplitude・preservation,in the exploration of deep clastic,carbonate,and volcanic reservoirs,and presents the corresponding technical countermeasures such as wide—line lrge-aarray 2-D acquisition,wide—azimuth nda high—density 3-D acquisition,anisotropic pre-stack depth migration(PSDM), reverse—time migration(RTM),complex structure modeling,and quantitative reservoir prediction.The analysis from two aspects,imaging 0f de印complicated structures and prediction of deep complicated reservoirs,shows that wide-frequency,amplitude-preservation, l1igh—accuracy and information integration are the challenges to and key issues in the geoph3 sical technology.It is pointed out that wide-frequency seismic acquisition,rock physical modeling of complex reservoirs,high—accuracy prestack ampliude-tpreservation imaging,comprehensive evaluation of complex reservoirs,non-seismic techniques,and drilling steering wih seitsmic data are the key geophysical techniques needed to be developed in the future. Key words:geophysical technology;de印oil and gas exploration;deep complicated structure imaging;deep complicated reservoir prediction O引言 “深层”一般指埋深为4 500 ̄-6 000 m的地层, 勘探技术挑战,指出了未来深层地球物理勘探技术发 展的方向和目标。 埋深大于6 000 m为超深层【 31。由于深层油气勘探开 发具有高风险、高难度、高投入的特点[ 】,对深层目 标的位置、规模及储集层物性等进行钻前预测至关重 要,因而对地球物理技术的精度要求及依赖程度更为 突出。2000年以来深层油气勘探取得的各项重大突破 与成果,绝大多数与地震勘探技术的进步密切相关[5 】。 本文在回顾、总结深层油气勘探开发技术及成果的基 1深层油气勘探开发现状 1.1全球深层油气勘探开发现状 深层油气勘探可追溯至20世纪50年代【 1。1956 年,在美国阿纳达科盆地Carter.Knox气田中奥陶统 Simpson群碳酸盐岩(埋深4 663 m)内发现了世界上 第一个深层气藏[8]。之后,伴随着深层钻井和完井等技 术的突破,油气勘探向超深层、特超深层(埋深超过 础上,深入分析深层油气勘探开发所面临的地球物理 石油勘探与开发・油气勘探 VO1.42 NO.4 表征准确,流体预测可靠,风险评估充分”。地震勘探 所面临的主要问题如下。 利的井点和最佳的井型,并在钻井过程中根据最新钻 井信息对构造、储集层的预测结果进行修正,实时调 整钻井方案【 ,以确保准确命中靶点。 因此,深层复杂储集层综合评价要向“叠前、多 ①各种采集处理因素导致的地震资料不保幅问 题。“保幅”包括偏移剖面的相对振幅保持、偏移距道 集的AVO关系保持以及方位角道集的各向异性关系 (AVOZ)保持。对储集层、流体及裂缝研究而言,“保 幅”是对资料最基本和最迫切的需求[32-33]。然而,在 资料采集和处理过程中,由于观测方式、噪音压制、振 幅补偿等因素的影响,很难实现全面的真振幅恢复[3 。 维、融合、一体化”方向发展。“叠前”既包括AVO, 也包括AVOZ;“多维”除了包括时移地震(四维), 还包括三维数据体发展为五维数据体( 】,、z、方位 角与偏移距,其中 、y、z为三维坐标);“融合”是 不同地震属性的深度结合,一般需要通过三维可视化、 要解决上述问题,采集上需尽可能实现连续、均 匀、对称、无假频采样,为后期叠前偏移提供更好的 基础资料。“两宽一高(宽频、宽方位、高覆盖)”采 集、宽频数字检波器接收等均有利于实现保幅处理[3训。 处理上除了要避免采用改变振幅相对关系的流程外, 还需发展全波形反演、局部角度域偏移等前沿技术, 通过高精度的算法实现保幅处理。 ②深埋及高频吸收带来的地震资料低分辨率问题。 除了薄储集层预测需要不断提高地震资料的纵向分辨 率外,小尺度储集体(如塔里木盆地岩溶缝洞体)、岩 性异常体、地层尖灭线等描述也需要地震资料具有更高 的横向分辨率,因此必须从信号激发、接收以及资料处 理人手提高分辨率。宽频震源、全频段数字检波器、宽 频带逆时偏移等采集、处理技术是近期较为现实的攻关 方向。其他如井间地震、横波勘探等技术也是提高分 辨率的有效手段,可作为中长期目标进行实用性攻关。 ③复杂油藏环境引起的综合评价问题。复杂储集 层综合评价的重点是发现优质储集层,与非常规油气 勘探中发现“甜点”的工作类似。但与页岩等非常规 储集层不同的是,这些深埋储集层的油藏环境更为复 杂,油气富集条件更为苛刻,因而获得高产稳产油气 流的难度更大。 以塔里木盆地碳酸盐岩岩溶储集层为例,为了获 得高产稳产井,不仅要发现和准确定位“串珠状”反 射,更需落实其上部的盖层条件、底部与含水层的连 通情况、周缘的裂缝发育情况及与其他缝洞体的连通 关系,以及自身的位置、体积、物性、含油气性等问 题。因此在资料解释过程中,从宏观的构造运动及沉 积环境分析,到局部的断裂系统、古地貌、古水系、 风化淋滤、热液溶蚀等作用的研究,再具体到储集层 位置、规模、物性、泥质充填程度、相互连通性,以 及裂缝、含油气性等方面的评价,都缺一不可,且必 须保证其精细度与可靠性[2 。然后需要在上述精细研 究的基础上进行多维信息融合分析,最终优选出最有 图像处理等技术实现;“一体化”则是指多学科的结合, 包括地震地质一体化、地震非地震一体化、地震与生 产动态一体化等。微地震技术目前已经在多个领域取 得了成功的应用实例[3引。微地震与常规地震的结合可 以对裂缝、溶洞等进行更加准确的标定,有望成为精 细储集层研究的重要手段之一。 通过上述技术攻关,有望实现陆上深层地球物理 勘探技术的进一步跨越。在中国力争实现:①拓宽原 始资料频带,东部地区拓宽12 Hz左右,西部地区拓 宽8 Hz左右;②提高复杂构造成像精度,构造深度预 测误差小于2%,钻井成功率提高到65%以上;③提高 储集层预测精度,使碎屑岩岩性圈闭落实成功率提高 到85%以上,碳酸盐岩缝洞储集层及火山岩储集层的 钻遇率达90%以上,含油气性预测吻合率达85%以上; ④提高薄层及小断块的识别能力,东部可识别厚度为2 m以上的砂体,西部5 m以上,断块油气藏发育区能 够识别断距5 m以上的断层。在国外陆上深层探区, 力争实现各项指标提高10%以上。 4结论 中国深层油气资源在油气总资源量中占较大比 例,勘探开发潜力巨大,目前已进入发展的关键时期。 深层油气资源勘探的重要性与复杂性促进了相关技术 的不断发展,提高了中国深层油气地球物理技术的先 进性。2005年以来,中国深层油气地球物理技术攻关 取得了丰硕成果,有效解决了中国陆上深层油气勘探 的关键问题,推动了油气勘探的大发现与开发生产的 顺利进行。 面对更高的精度要求,深层地球物理技术应重点 发展以下6方面的技术: ①宽频数字化地震采集技术。具体包括低畸变、 宽频高精度可控震源,全频段数字检波器,50万道以 上全数字地震仪,开放式采集软件系统等。 ②复杂储集层岩石物理建模技术。需建立碳酸盐 2015年8月 孙龙德等:地球物理技术在深层油气勘探中的创新与展望 423 岩、火山岩以及致密砂岩等复杂储集层的岩石物理模 型,结合频散分析,形成高精度建模软件。 ③高精度保幅成像技术。重点发展RTM、FWI、 LAD(Local Angle Domain)偏移等高精度叠前偏移技 术,以及与之配套的去噪技术、真振幅恢复技术、高 精度速度建模技术等。 ④复杂储集层综合解释技术。重点发展叠前反演、 高分辨率反演、物性参数反演、流体检测、各向异性 裂缝预测、储集层综合评价、油藏动静态建模等技术, 同时深化山前复杂构造综合建模技术。 ⑤以重磁电为主的其他物探技术。重点发展高精度 三维电磁相关的装备及软件、非地震信息约束下的速度 建模及构造解释技术、研发地震一非地震联合反演软件, 完善压裂微地震监测、油藏动态检测等工程地震技术。 ⑥动态钻井地震导向技术。重点发展快速高效的 动态地震预测技术,在钻井过程中结合最新钻井信息 对早期的构造、储集层预测成果进行修正,指导钻井 轨迹调整,确保深层钻井成功率。 参考文献: [1] 孙龙德,撒利明,董世泰.中国未来油气新领域与物探技术对策 [J】.石油地球物理勘探,2013,48(2):317-324. 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