松原城区地震勘探采集技术

松原城区地震勘探采集技术

松原位于吉林省西部，是石油城。20世纪50年代,地质普查中在老扶余县城东郊雅达虹村(今松原市宁江区雅达虹开发区)钻探扶27井,于下白垩统泉头组第四段中获0.599t/d工业油流;从而发现了扶余油田,揭开了扶余油田勘探开发的序幕。地震勘探工作始于80年代,仅在油田周边完成了少量常规二维及高分辨率二维地震,工区内大部分区域为地震空白区。扶余油田勘探开发基本上是依赖于对井孔资料的地质认识。断层空间展布不清,开发后期方案调整难度大;由于对油田周边和下伏层(杨大城子油层)地质认识不清,导致油田扩边和挖潜难度大。为配合扶余油田综合调整,满足油藏再认识需求,在松辽盆地南部中央坳陷区扶新隆起带——松原城区进行三维地震勘探工作,填补了地震空白,设计满覆盖工作量为258.06km1地质特征和勘探困难1.1扶余、杨大城油层—地质特点从构造角度讲,松原城区基本涵盖了扶余Ⅲ号构造,该构造是个巨型鼻状构造,面积近百平方千米,是扶余油田的主体,也是中央坳陷区扶新隆起带的主体。扶新隆起带是松辽盆地一个长期继承性发育的古隆起。以扶余Ⅲ号为砥柱,具左旋张扭特征,并形成了一系列环绕砥柱的断裂,造就了泉三段、泉四段(扶余、杨大城子油层),构造上具有“三小”和“多断复杂”的特点,同时控制了沉积。从储层沉积角度看,扶余、杨大城子油层沉积受控于长春—怀德水系发育的河道砂体。由于河流摆动和低洼地的存在,导致河道与道间频繁交替出现,形成了不等厚和非均质性薄层砂体,这就是扶余、杨大城子油层油气的储集空间,为形成大面积构造—岩性油藏创造了条件。油源方面,它两面被生烃凹陷包围,即北部为三肇凹陷,西部为长岭凹陷;两凹陷青一段沉积了近百米厚的大套生油岩。生油凹陷与长期继承性发育的扶新隆起带构造相配置,扶余Ⅲ号构造及围斜成为长期油气运聚的有利指向区,为形成大型构造—岩性油气藏奠定了坚实的物质基础。1.2地表、地表条件相对落后基于上述地质特点,要求地震资料完整性好、精度高;但采集处理难度较大,问题与难点主要表现为以下几方面:(1)工区位于松原市,城区、水网、林地、沙丘和油田设施密布,障碍物众多,严重影响了炮点及检波点布设。(2)主要目的层埋藏较浅(300~1300m),大的空炮变观会造成目的层资料缺失;浅层资料有效覆盖次数和资料的完整性难以保证。(3)地表条件比较复杂,表层结构变化较大,地质条件变化使得炮点和检波点之间存在差异,导致了激发和接收之间的能量差异。(4)地表高程从128m至166m,局部地段地表起伏剧烈,相对高差达30m以上;城区表层结构认识不清,由于静校正问题严重地影响了剖面的叠加精度。(5)城区高楼林立,建筑物密布,无法使用炸药震源激发,使城区内、外子波存在差异。(6)勘探目的层断裂发育,多数断层断距小、平面延伸距离短,小断层不易识别,复杂构造地区断裂系统组合困难;砂体薄,且横向变化快。2地震资料的处理针对上述地质特点及存在的问题,三维地震采集、处理采取的主要对策是:(1)采用特变观系统和井炮与震源相结合的方法,以尽量减少因缺炮而造成的浅层地震资料缺口;(2)在保证高信噪比的情况下,尽量拓宽频带;(3)提高高频能量,尽量满足微小断层和薄层解释的需要。2.1激发和接收技术方面针对层浅和“多断复杂”的特点,三维地震采集主要采用小面元、多覆盖次数和多道数仪器,主要目的是提高分辨率和信噪比(图1)。在此基础上,注重高精度三维地震采集动态论证技术、激发技术、接收技术和压噪技术等方法的联合应用。观测系统采用斜交线束状观测系统,它具有较好的炮检距和方位角分布,从而确保相邻面元属性的一致性,减少由于观测系统形成的采集“足印”。通过空间采样、横向分辨率、最高无混叠频率参数分析,确定面元;采用小道距,有利于提高横向分辨率,增强对小断块、断点的识别能力。宽窄方位角选择方面,宽方位角采集资料在道集中远炮检距的道数增多,有利于速度分析和压制多次波,但同时也导致了叠加资料同相轴变宽和分辨率的降低;而窄方位观测具有较多的近道资料,动校拉伸小,分辨率高。从提高分辨率角度,宜采用窄方位角;从压噪和成像角度,宜采用宽方位角。在激发技术方面,通常在潜水面以下1~3m寻找较好的激发岩性,此方法能减弱虚反射的影响。依据表层调查,参考激发点高程,追踪野外岩性,定性分析,逐点设计激发井深。选择适中药量激发可获得宽频单炮资料。采用组合激发可拓宽信号频带、提高高频信号能量(图2)。在接收技术方面,采用组合接收可以压制噪声。实验证明20m×20m的检波器组合对180Hz以内有效反射波的压制只有-3dB,对110Hz以内的有效反射波基本没有压制(接近于0dB);30m×30m的检波器组合,对130Hz以内有效反射波的压制只有-3dB,对70Hz以内的有效反射波基本没有压制。经上述分析,本区采集方面采取了如下措施:(1)首先在卫星照片的基础上,提前进行变观设计,并详细踏勘,逐点落实每个炮、检点,确保采集资料的完整性。(2)在观测系统设计上因地制宜,缩小面元增加浅层覆盖次数,主体采用的观测系统为10L×5S×80R(26.565°斜交);观测方向为90°;面元大小为15m×30m;覆盖次数为8(纵)×5(横)次;接收道数为800道(10L×80R);道距为30m;炮点距为60m(横)/30m(纵);接收线距为60m;炮线距为150m(纵);最小非纵距为150m;最大非纵距为390m;纵向最小炮检距为15m;纵向最大炮检距为1785m;纵横比为0.22;纵向排列方式为585-15-30-15-1785;排列片横向移动距离为300m。(3)在激发方面,依据岩性和地震波动力学特征,以微测井为主,辅以小折射、取心、水面调查等手段,获取精细的表层及岩性信息,逐点设计井深,确保在浅水面之下1~3m的较好岩性(胶泥)中激发。(4)采取加密炮点和井炮与可控震源联合激发方法,确保城区中浅层资料的完整性。(5)在接收方面,采用多检波器组合,尽可能采用电钻打眼埋置检波器和用沙袋插置检波器,保证与大地耦合良好,压制噪声,提高信噪比。放工中坚持“边生产、边试验”的原则,不断调整和优化采集施工方案,确保采集成果质量。针对地下和地表双重复杂区域需求,推广优化采集参数及观测系统,小面元、多道数采集势在必行;激发方面,在精细表层调查的基础上,继续推广追踪岩性打井技术,拓宽频带、提高主频;接收方面,重视检波器选型,加强组合检波及检波器埋置,提高资料信噪比,采集成效显著。2.2地震资料品质分析及质量控制针对地表复杂、层位浅、断层多和储层薄的特点,在处理上采取了5项处理措施:(1)采用全三维处理技术;(2)叠前去噪技术,提高资料的信噪比;(3)在保证资料信噪比的前提下提高资料分辨率技术;(4)三维偏移技术,使各反射波准确归位;(5)相对振幅保持技术,为开展储层预测奠定基础。静校正问题是影响剖面叠加精度的最主要问题(特别是野外复杂地区),要采用长波长分量,地表一致性和非地表一致性的剩余静校正解决静校正量中的短波长分量,以实现同相叠加。为满足精细解释要求,应在保持波组特征的基础上提高目的层的分辨率。针对该问题主要的技术对策是通过叠前地表一致性反褶积统一子波波形,压缩地震子波、展宽频带,突出波组特征;同时结合预测反褶积的合理应用来拓展有效频宽;其次通过叠后反褶积和蓝色滤波等方法进一步展宽频带,提高分辨率在激发能量弱的区域,资料信噪比相对较低,干扰波严重,通过合理地使用叠前、叠后去噪及信号加强手段,提高叠加剖面的信噪比。通过原始资料分析来发现问题和寻找解决问题的方法,经过全面、细致的参数和方法试验,制定合理处理流程,绘制各处理阶段监视剖面,进行全过程质量控制,把好质量关,确保资料真实性。经论证,本次处理采取如下措施:(1)预处理阶段重定义炮点和检波点,使其归位;再利用“自动压噪”、“双向去噪”和“人工交互剔除坏道坏炮”等手段剔除不正常的道炮和野值。(2)采用射线追踪的球面扩散校正数据进行能量补偿,并用地表一致性补偿对数据进行剩余补偿。(3)应用三维初至折射波静校正解决地表起伏和表层结构变化产生的静校正问题。(4)应用串联反Q滤波去除大地滤波作用引起的记录道能量衰减和相位变化,进行相位、振幅补偿和相对振幅恢复。(5)根据资料品质,使用地表一致性反褶积对子波处理,达到空间方向子波一致,时间方向有较好的波组特征。(6)使用交互速度分析与常速扫描相结合的办法,精确分析速度,合理迭代自动剩余静校正,彻底解决静校正对叠加成像的影响。(7)应用DMO速度分析对数据进行叠前部分偏移(DMO)处理,使绕射波断面波偏移归位。(8)建立合理的偏移速度场,使用一步法拟合有限差分偏移,使倾斜层偏移归位、绕射波收敛。(9)使用偏移后的CMP道集,进行均方根速度分析,为解释和综合研究提供准确的均方根速度场。采取上述技术措施,剖面质量得到很大改观(图4),频率得到拓宽、提高;资料完整性比二维资料明显加强,浅层信息更完整丰富;中浅反射层波组特征清楚,层次感强,能可靠地对比追踪;层间分辨率高、地质信息丰富,比较真实地反映了地质构造特征,异常地质现象较为清楚;断点、断裂带清晰。达到了对构造和岩性解释的要求。2.3开发区地震解释问题在高精度处理成果的基础上,在断裂、构造解释中以相干体、切片体和常规数据体等进行多体融合解释,以断层解释为先导,而后进行层位解释,再作沿层的相干分析、边棱检测和倾角方位角分析等,以验证断层平面和空间组合。在对岩性圈闭解释中依据“弃砂找相,扬相找砂”经综合分析后,解释方面采取了如下措施:(1)针对开发区井网密集特点,制作合成记录时注重声波时差与地震层速度的匹配,消除平面上速度差异,准确标定层位。(2)应用可视化和相干体分析等手段进行层位和断层追踪解释。(3)用钻井地质分层、时深表、地震速度体、时间层位,在标定的构造内插,精确标定速度模型,以此建立各层沿层平均速度场,进行变速成图,提高构造图精度。(4)岩性解释方面,针对开发区,以开发井为主,辅以地震手段,寻找砂岩的横向变化和连通性,为开发方案调整提供依据。对于开发区外的杨大城子油层和扶余油层周边区域,依据相模式,以地震岩层属性分析和反演为主,结合井孔资料,寻找优质储层发育带—水下河道与边滩等。构造解释成果:三维地震T总之,解释方面,相干分析有助于复杂断裂解释;在相的指导下,应用层拉平振幅属性切片和可视化质体雕刻技术有助于河道及河道砂体的识别。3油层顶面地震勘探开发现状城区特变观三维地震落实扶余老区构造,实现油田下面找油田(图6)。扶余油田是吉林探区发现的第一个油田,至今已开发30多年,累计产油3515×10扶余油田的油层顶面构造图由实钻资料编制,井间断层展布不很清楚,使开发方案调整和扩边挖潜困难;2000年后综合研究显现油田下部的