地球物理学开发地震学课件4-1时移地震

4.油藏监测 (Reservoir Surveillance) 4.1 时移地震与油藏监测4.2 岩石物理学基础4.3 时移地震资料的互均化处理4.4 如何实施一个 4D地震项目4.5 时移地震油藏监测的应用4.1 时移地震与油藏监测4.1.1 时移地震的含义及作用Time-Lapse Seismic4 Dimension Seismic4.1.2 油藏监测的过程4.1 时移地震与油藏监测综合岩石物理学，地质学和油藏工程资料，利用不同时间观测的地震资料上反射特征的变化，实现对油藏的动态监测，快速做出油藏评价，调整开发方案，对油田进行有效的开发提高采收率。主要应用：（ 1）寻找死油区，确定加密井和扩边井等新井井位，以及老井重新作业。（ 2）监测注入流体，如水、蒸汽、 CO2和气等流体的移动，调整注入井和采油井。4.1.1时移地震的含义及作用4.1 时移地震与油藏监测4.1.1时移地震的含义及作用时移地震的类型：（ 1）时移三维地震，也称 4D， 成本高，效果好（ 2）时移二维地震，也称重复地震，成本低，易实现（ 3）时移 VSP， 它是研究井史及井旁油藏特征变化规律的好方法， 3C， 9C（ 4） 井间时移地震，它是利用重复井间地震方法来实现油藏动态管理的。4.1 时移地震与油藏监测4.1.2 油藏监测的过程4.1 时移地震与油藏监测4.1.2 油藏监测的过程4. 2 岩石物理学基础4.2.1 随时间变化的油藏特征4.2.2 与时移地震有关的岩石物理特征4.2.3 地震能观测到什么4 油藏孔隙流体油气的采出，水驱使含油饱和度下降4 油藏孔隙压力油气采出使孔隙压力下降，流体的注入使其增加。4 油藏温度注冷水、注蒸汽、火烧4 其它间接因素油藏压实、孔隙度、密度、上覆压力、油藏裂缝4. 2 岩石物理学基础4.2.1 随时间变化的油藏特征u油藏岩石骨架弹性特征弹性特征是指岩石受力后产生形变的能力。具有低骨架弹性特征的岩石也称为软岩石，这类岩石包括未固结或粗劣固结砂岩，弱颗粒连接岩石，具有张裂缝的岩石，低上覆地层压实压力下的岩石。这类岩石孔隙度通常都很大，速度和密度很低，孔隙流体变化对速度和密度的改变通常都是很大的，以致孔隙流体的改变能引起地震特征的明显变化。4. 2 岩石物理学基础4.2.2与时移地震有关的岩石物理特征4. 2 岩石物理学基础4.2.2与时移地震有关的岩石物理特征u孔隙流体压缩系数流体成分改变，具体表现在流体之间存在着压缩系数差异，具有高差异压缩系数的情况有：当油被气，蒸汽或 CO2置换时，压缩系数明显减小；如果置换的是高矿化度的盐水，即使是没有溶解气的死油，二者之间的压缩系数差异也是高的，活油压缩系数随溶解气的逸出而减小，低温油和高温油之间的压缩系数差异也较明显。通常， 高压缩系数对应着低速度和低密度；低压缩系数对应着高速度和高密度 ，即压缩系数的明显差异通过地震波的速度和密度改变反映到地震特征的变化上来。孔隙流体可压缩性差异大的几种情况4. 2 岩石物理学基础4.2.2与时移地震有关的岩石物理特征u采油方式采油过程中，油藏压力下降明显可使速度和密度增加，时移地震应当有能力监测油藏的衰竭过程。注水或水驱过程中，对轻油或活油的压缩系数之差变大，对重油或死油的压缩系数应当变小。高注入压力或酸化压裂后，使岩石发生破裂，引起速度的明显改变。热采过程中，油藏温度增加，也使岩石和孔隙流体的压缩系数同时增加，使地震波速度和密度明显降低。注 CO2或气后，比原始油藏流体压缩系数变大。4. 2 岩石物理学基础4.2.2与时移地震有关的岩石物理特征4. 2 岩石物理学基础4.2.2与时移地震有关的岩石物理特征油层注水后的地震响应：（ 1）振幅变化，在注水波及区内反射振幅随含水饱和度的增加而减小，在注水井附近表现为明显的弱振幅带。（ 2）同相轴抬升，由于注水过程中水置换原始孔隙中的原油，从而导致砂岩储层的可压缩性减小，体积模量增大，进而引起砂岩速度的增加以致出现了时间超前现象，即同相轴抬升。应用地震方法监测注水过程的理论模型实验三个不同注水时刻的地震响应：随着注水波及范围的扩大，剖面内弱振幅区的横向分布范围也在扩大，且振幅变化较为显著，与此同时同相轴抬升也较为明显，同相轴抬升的范围也随之扩大。u油藏参数油藏深度 ：埋藏浅，岩石一般未固结，可压缩，孔隙流体压力通常较大，流体饱和度或流体成分置换的影响较大，再加上浅层地震资料信噪比高，频带宽，能够高分辨率成象。油藏温度 ：对油气的压缩系数依赖性大，而对水的压缩系数依赖性小。孔隙度 ：高孔隙度相对于低孔隙度来说，孔隙流体的变化和岩石骨架的变化一般要明显。渗透率 ：影响流体的流动，低渗透率区域不利于流体流动使地震特征不易发生改变。油藏压力 ：流体压力下降，气从溶解状态脱离出来，使得油藏的气油比增加，速度下降。4. 2 岩石物理学基础4.2.2与时移地震有关的岩石物理特征时移地震技术的应用条件：孔隙度较大（ 25% ）岩石较疏松深度较浅厚度较大地震资料信噪比较高水驱采油最好是轻油或气热驱采油应当是重油4. 2 岩石物理学基础4.2.2与时移地震有关的岩石物理特征u反射时间油藏枯竭可使地震波深度增大热采过程中油藏温度的增加可使地震波速度减小u振幅油藏参数的变化可引起储层波阻抗差异变化u速度油藏温度的变化引起速度的变化u频率油藏对频率的吸收作用不同速度变化引起层间旅行时改变可表现出频率的变化4. 2 岩石物理学基础4.2.3 地震能观测到什么不同孔隙度砂岩油藏地震波振幅的百分数变化4. 2 岩石物理学基础4.2.3 地震能观测到什么不同孔隙度碳酸盐岩油藏地震波振幅的百分数变化4. 2 岩石物理学基础4.2.3 地震能观测到什么未固结饱和稠油砂岩随着温度升高时，纵波速度明显下降，温度有 250C增加到1500C是，纵波速度降低 22% 44% 。未固结砂岩含盐水饱和度100% 时，纵波速度几乎与温度无关。温度对地震波速度影响实验4. 2 岩石物理学基础4.2.3 地震能观测到什么速度随温度变化的幅度与含油饱和度有关含油饱和度 100% 时，速度随温度的变化最明显，随着含油饱和度的降低，速度随温度升高而降低的幅度将变小。4. 2 岩石物理学基础4.2.3 地震能观测到什么速度随温度变化的幅度与稠油密度和黏度有关速度随温度变化的幅度与砂岩的固结程度有关温度对地震波速度影响实验固结砂岩的速度下降小于 10%4. 2 岩石物理学基础4.2.3 地震能观测到什么时移地震的可重复性要求：时移地震监测油藏流体的变化，通用的测量方法是用时移地震与基础观测的地震数据相减，这就要求不同时间的地震数据具有非常好的可重复性，只在油藏反射上存在与油藏变化有关的变化。引起差异的原因：不同时间的环境噪声不同，采集环境的改变（地面建设、钻井和采油设施的增加，近地表潜水面季节变化，全球化潮汐变化等），环境产生的直接的或次生的噪声会降低信噪比，产生几到十几毫秒的时间差，采集系统、采集参数和定位精度不同，处理软件和处理参数的不同。4.3 时移地震资料的互均化处理影响一致性的处理因素：静校正、初至切除、振幅均衡、反褶积、成像速度、多道去噪互均化处理的目标： 消除时间推移地震中那些不需要的随时间的变化，而只保留油藏反射的动态变化。4.3 时移地震资料的互均化处理u 时间校正在油藏外面或上方选择一段与油藏无关的反射，在这个时窗内用相关方法计算时移观测与基础观测之间的时差，作为一个静校正量，用来对时移观测进行静校正。在频率域这就是一个纯线性相位滤波器。u 振幅校正用上述同样的方法开一个时窗，计算基础观测与时移观测的均方根振幅，将两者的比值作为校正因子，对时移观测进行振幅校正处理，使与油藏无关的振幅尽可能趋于一致，而不改变油藏反射应该存在的差异。4.3 时移地震资料的互均化处理 匹配滤波u 相位校正用与地震频带同样宽度的零相位子波和测井资料制作合成地震记录，然后用合成道与相位扫描结果对比，确定不同时间观测的相位角，分别做相位校正。u 频率校正按上述同样原则开时窗，计算振幅谱。先求基础观测振幅谱的平滑曲线，然后用这条曲线去