三维地震技术在油田开发中的应用

题目 :三维地震技术及其应用 第一讲 三维地震技术概述 第二讲 三维地震技术在勘探中的应用 第三讲 三维地震技术在开发中的应用 第四讲 随钻测量技术 第三讲 三维地震技术在开发中的应用 一、地震属性分析技术 二、时移地震技术 三、开发中的应用实例 一、地震属性分析技术 （一）地震属性的定义 地震属性是地震数据中反映不同地质特征（信息）的分量或子集，是刻画、描述地层结构、岩性以及物性等地质信息的地震特征量。 （二）地震属性的分类 建立在运动学、动力学基础上的地震属性类型 ,包括振幅、波形、频率、衰减特性、相位、相似性、能量、比率等。 以油藏特征为基础的地震属性类型 ,包括表征亮点、暗点、 油气异常、薄层油藏、地层间断、构造不连续、岩性尖灭、特殊岩性体等的地震属性。 一、地震属性分析技术 不同数据对象的地震属性类型，包括 以 剖面为基础的属性，如传统的瞬时类属性，或经速度、声阻抗等特殊处理后的剖面； 以 同相轴 为基础的属性，提供了在地质分界面上或分界面之间的地震属性的变化信息，如沿层或层间瞬时属性、单道时窗的沿层或层间属性、多道时窗的沿层或层间属性。 以 数据体 为基础的属性，由三维地震数据体得到的相关类型的属性体具有很大的研究价值，例如可提供地震信号相似性和连续性方面的最佳信息。 一、地震属性分析技术 （三）地震属性的发展趋势 从 20世纪 60年代的烃类检测和亮点技术，到70年代基于复数道分析的瞬时属性， 80年代的多属性分析（由叠前或叠后数据提取的各类属性）， 90年代的多维属性（倾角，方位和相干等）分析，直至 21世纪的自动地震相分析等，地震属性技术的发展循序渐进，目前已逐渐走向成熟。 一、地震属性分析技术 地震属性发展的特点： 属性分析智能化程度提高 ,多属性联合分析流行。 属性研究从叠后向叠前推进 ,从纵波向 弹性波扩展。 属性应用的重点进一步转向开发，尤其是向精细储层描述、动态监测等方面转移。 一、地震属性分析技术 属性成果的可视化程度更高，地质意义更明了，使专家获取更丰富的地下信息。 属性技术的定量化进程加快，解释的置信度提高。 总之，未来地震属性总体将更加地质化而不是地球物理化。 一、地震属性分析技术 （四）地震属性的分析方法 (1) 自相关分析 (2) 傅立叶谱、功率谱分析 (3) 振幅特征分析 (4) 复地震道分析 (5) 地震记录的信噪比分析 (6) 地震记录的相对分辨率分析 (7) 地震记录的自回归分析 (8) 地层平均吸收衰减特性分析 (9) 相干体分析 (10) (11) 各种变换和反演方法等 提取地震属性的分析方法 目标层 干体沿层属性平面图 北东向断层十分发育，并收敛于西南部 胜利油田潜山油藏顶面沿层相干切片 +信噪比迭合图 目标层地震属性的分析研究方法 用于构造细节、断层特征、地震相、储层（岩性、物性）和油气特性解释的地震属性分析研究方法包括： （ 1）属性剖面和切片分析三瞬剖面、相干体切片； （ 2）属性平面作图各种沿层属性平面图； （ 3）属性聚类通过各种属性的复合相关、聚类并由井标定，预测或描述已知地质特点的平面分布，如地震相分析等； 一、地震属性分析技术 （ 4）属性拉平将某一属性沿解释层位拉平，用于检测储层特征及其横向变化，称之为层拉平切片技术； （ 5）属性可视化分析采用 3位立体地观察和分析地震属性，还可通过调节显示参数更有效、准确的分析储层特性，发现在剖面、切片和平面图难于看到的地质现象。 一、地震属性分析技术 地震属性的标准化 由于不同地震属性的单位、量纲以及数值大小、变化范围是不相同的，如果对原始数据直接使用，就会突出绝对值大的属性，而压低那些绝对值小的属性的作用。为克服数据中存在的这种不合理现象，因此，在对这些地震属性进行分析时，应首先将各种属性的观测值变换到某种规范尺度之下，即定量数据的标准化。 一、地震属性分析技术 地震属性与地质参数的相关性 为了说明两者的相关性，我们设计了包含楔形体、砂泥岩互层的地质模型，模型中选用的子波为雷克子波，地震子波的主频 30样间隔 1波长度为60 一、地震属性分析技术 楔形体厚度与地震属性间的关系 波动理论 砂泥岩互层段地震属性与地震波速度之间的关系 波动理论 （ 1）地震属性优化原则与方法 （ 2）聚类分析方法普遍使用 （ 3）主因子分析方法 （ 4） （ 5） （五）地震属性的优化方法 一、地震属性分析技术 用于模式识别、油藏描述中的地震属性参数的总体 选择原则： 不同的研究区域应根据本区的地质特点，并在试验的基础上选择相应的属性参数； 需要解决的地质目标（如岩性、地层、含油气性、断裂带、目标层埋深等）不同，选择的属性参数应有所不同； 选择反映异常特征最敏感、物理意义最明确的属性参数参预运算或用作综合研究； 一、地震属性分析技术 在众多的地震属性参数中，反映异常特征相似的若干个参数中只选其一，即同类或相似属性不可重复选用； 根据实践和经验，参预综合分析或处理的属性参数一般在 3至 8个为佳。 在优选地震属性之前必须仔细研究分析井（测井、录井资料，钻采资料，井中地震信息等）信息，研究地震属性与岩石特性之间的关系，做好标定工作。 在有条件情况下应该做些理论研究，即研究并分析地震属性与地质特征之间的相关性，或研究地震属性的物理含义。 低 相似系数 高 通过谱系图的分析可以看到：胜利油田樊家地区砂泥岩薄互层的18个深度域地震属性大致可以划分为以下四类： 第一类： 1、 2、 4、 9、 10、 15； 第二类： 16、 17、 18； 第三类： 5、 6、 8、 11； 第四类： 3、 12、 13、 14； 其 它： 7。 类别划分的粗细尺度 (1)信噪比 ; (2)道积分 ; (3)道微分 ; (4)能量半时 ; (5)线积分 ; (6)波峰振幅 ; (7)多道相似性 ; (8)瞬变幅度 ; (9)瞬变相位 ; (10)瞬变波数 ; (11)自相关函数主极值幅度 ; (12)自相关函数极小值 /极大值 ; (13)自相关函数第一过零点 ; (14)自相关函数第二过零点 ; (15)旁瓣面积 /主瓣面积 ; (16)双时窗能量比 ; (17)双时窗主瓣面积比 ; (18)双时窗旁瓣面积比。 （六）地震属性应用 在多年研究和实践的过程中，我们逐渐形成了地震属性分析的方法与技术系列，出版了专著，形成了地震属性分析技术的软件系统（软件命名为 一、地震属性分析技术 三维地震数据体 从解释系统输出层位时间 地震资料品质分析 沿层属性及其属性体的提取 地震属性的归一化 地震属性分析 相关分析 聚类分析 提取井位点地震属性参数 主因子分析 输入井位点储层参数 地震属性与储层参数的关系建立 储层参数转换及含油性预测 地震数据（ 逐步回归分析 神经网络方法 相关滤波 协克里金方法 非参数回归 支持向量机 模糊神经网络 判别分析 灰色理论分析 成果显示 地震属性曲线图 地震属性散点图 属性平面分布 属性剖面显示 储层参数平面分布 含油性预测分布 利用 地震属性提取 目标体精细描述 目标层层位标定 目标体属性特征分析 井中地震属性优选 间资料 地震属性归一化 目标体属性 属性优化分析 目标体储层参数预测 先验知识 地面地震资料 目标体精细描述 目标体属性特征分析 地面地震属性优选 属性提取及分析 建立地面地震属性 、 井中地震属性以及储层参数之间的关系 钻井、地质、测井、油藏动态资料 正演模拟 砂体 15 50 砂体 5 30 目标层沙一下预测的泥质含量平面图 （非参数回归分析方法） 目标层沙一下预测的储层厚度 （非参数回归分析方法） 二、时间推移地震技术 时间推移地震（ 不同时间对油气田进行地震观测、监测油气开采状态、探明剩余油气的分布、调整注采方案、提高油气采收率的一整套技术。时移地震由岩石物理学这根链条把地震与油藏工程连接在一起。 技术风险评价 互均化处理 时移地震项目的成功实现需要依靠多种技术和部门的密切配合。对这种跨学科的决策和分析要求该项目必须是 综合性 的，资料分析的性质也决定了项目组的组成必须是综合的。实际上，在这样的一种处理和分析过程中，要求地质学家、地球物理学家、油藏工程师和油气物理学家 密切配合 ，同时由于它面对的是一个动态问题，因而对资料的 快速分析和显示 也成为首要解决的问题。 油藏监测过程 可行性研究 历史数据分析 (互均化 ) 静态特征参数 数据采集和重处理 时间推移分析 动态特征参数 油藏管理决策 时移地震技术提高采收率 1980年以前 : 2D 采收率为 251980 3D 采收率为 401996 以后 : 4D 采收率为 65剖面 体 差异性 时间 1的油藏模拟 时间 2的油藏模拟 地震数据体 岩心数据 开采数据 油藏动态模拟 测井数据 开采预测； 设备规划； 采收率策略 “历史匹配” 流体模型的动态参数要适合于井的信息。 实验室测试 时间 2 的油藏模型 时间 2实测地震体 时间 1实测地震体 合成地震体差异 实测地震体差异 ? 地震历史匹配 迭代地修改模型，再模拟，再做合成地震体 时间 1 的油藏模型 正演模型 时间 1的合成地震数据体 时间 2的合成地震数据体 正演模型 不同时期地震资料比较 1988 1994 1988 1994 不同时期地震资料互均化后的比较 1988 1994 不同时期地震资料重新处理后的比较 时移地震处理软件主菜单 时移地震资料的解释 利用基础勘探资料和监测数据体及经特殊处理(互均 化 、各种校正等 )后的数据体 ,作层位标定、 追踪； 差值数据体的地质解释； 地震属性分析及解释； 研究地震属性及储层参数的相关关系，进行储层参数转换； 解释成果的可视化显示； 利用上述解释成果建立油藏模型。 时移地震实例 印度尼西亚 田 实 验 区 示 意 图 表 3 . 3 D u r i 油 田 试 试 试 野 外 采 集 试 试炸试量 5 0 克 ， 套管 井试 40 英 尺深激 试 ，其 试 45 英尺试 波 器试 型 水 听 器 ，埋深 10 英尺道试 4 8 0 道 ， 无排列 试 试炮点试 3 0 1试 试 偏移 距 0 4 8 0 米道试距 1 0 米试距 2 0 米C M P 面元大小 5 米C M P 覆盖次试 可 试 ，最大 试 80 次采试率 1 m 试 西方 向） 7 1 试试 试 试 试 7 2 试图 4小规模试验地区的注汽井、观测井和生产井的测井曲线横剖面图 图 4基础观测和历次监测的垂直地震剖面。黄线指示了注汽间隔的顶底，在层的顶部经过两个月的开发以后形成了一个向斜形状，在 31个月内增加了近 20意的是蒸汽区上部的数据没发生任何改变。 基础资料 2个月 5个月 9个月 13个月 19个月 31个月 在基础观测和监测之间旅行时的变化。绿色区域表示基础观测和监测之间具有相同的旅行时间隔，蓝色区域代表与基础观测相比监测数据的上提，经过 2个月注汽生产以后 ,上提在注汽井周围出现 ,5个月生产以后，上提延伸至整个区域。下拉现象围绕在注汽井周围， 31个月以后达到最大，半径为 50m。 经过 2个月和 19个月生产的合成迭加地震剖面。注意向斜形状与上图所示的时间延迟地震监测的一致性。 图 4基础观测与不同时延监测间目标层旅行时的空间变化 振幅、相位及频率归一化前 (上部 )、后 (下部 )的剖面 比较。绿色部分表示差异较小，红色部分（随着时间变化振幅变大）和蓝色部分（随着时间变化振幅变小）则反映了油藏的存在。 三、开发中的应用实例 1、油藏管理 2、油藏监测 3、注采监测 第三讲 三维地震技术在开发中的应用 VO -/ -/适用于老油田开发的工作流程举例 、油藏管理 油藏管理的定义是，通过优化油气开采，使油藏的经济价值达到最大，同时基本投资和作业费用达到最小。首先要注意的是，这个定义既非是地球物理的定义，也不是地质的定义，事实上甚至也不是工程定义。油藏管理过程的模型是发现 评价 开发 报废。这是个线性系统。目前比较流行的油藏管理模型如下图所示，是个迭代系统。 试试 试 试 试 试 试试 价试 4 . 2 1 油 藏 管 理 迭 代 系 试060至 250 2、地震油藏监测 997,16(9):1247 1 根据测井资料模拟不同流体的地震响应，进行基础理论分析。 伽玛测井曲线 含油砂岩 含水砂岩 实际地震剖面 井旁记录 垂直入射纵波 ,叠加道 图 2 复杂构造对地震资料和模拟记录的影响 图 3 基础资料与监测资料的差异补偿。左上是石油生产前的1985采集资料提取的属性；右上是有 3个钻井平台 1995采集资料提取的属性；左下是标定函数；右下是经过标定后的属性图。 图 4 1985年与 1995年的资料解释结果；追踪 释方案相同。 图 5 生成属性区分图：用三角、方块和圆表示不同属性，当只用振幅和极性 2种属性时，方块和三角区分不开；使用振幅、极性和相位 3种属性时，代表 3种属性的所有符号都区分开了。 图 6 展示油藏特性与属性间相关性好（左）坏（右）的属性区分图。油藏特性基于井资料，红色表示油，黄色表示气，兰色表示水。 图 7 石油生产 10年前后的流体分布，由 7种属性分析得到的分类图展示了 1985年和 1995年地震资料