轮古38井三维vsp数据采集方法探讨

轮古38井三维vsp数据采集方法探讨

近年来，国外三维vsp技术发展迅速，在石油工业的勘探中取得了良好的应用。轮古38井区在区域构造上位于塔里木盆地塔北隆起轮南低凸起中部的轮南潜山东斜坡带上,是油气由低向高运移的指向区,油源条件好,且具有较好的储盖组合,是油气勘探的有利目标区。工区内碳酸盐岩潜山发育,三叠系、石炭系总体为一南东倾向的斜坡,局部发育岩性圈闭和低幅度构造;奥陶系整体为一南东倾向的斜坡,东南部为工区最低部位;该区可能还发育了台地坡折带边缘的礁滩相碳酸盐岩沉积。目的层埋深在4000m以下,已探明一些低幅度构造和岩性油气藏。轮古38井区三维VSP勘探的主要地质任务是:利用P波和P-SV波三维VSP资料,预测深度4000～5800m井周围岩溶系统和底砾岩的横向分布范围及含油气性。为获得高精度的资料,我们开展了三维VSP采集方法的研究。1基本组成参数1.1检波器距离检波器间距的选择应满足空间采样定理:式中,v1.2表面条件及衰减从轮古38井零井源距VSP原始剖面(图1)上可见,下行直达波波形较稳定,初至前无明显干扰,上行反射波能量较强,信噪比较高。层速度在1700～2000m深度有一突变点;在2000～5500m深度变化相对稳定,基本在3500m/s以上;在5500m深度以下目的层为5000m/s以上。下行波频率在1700m深度以上较高,约为50Hz;在1700～2000m深度衰减较快,约为15Hz;在2000～3000m深度呈线性衰减,约为8Hz;3400m深度以下非常稳定,在37Hz左右波动,波动幅度在1～2Hz。地层对下行波振幅(做过几何扩散补偿)的衰减在3000m深度以上约为2.6dB,在3000m深度以下为2.6～10dB。据此,建议检波器沉放深度选择在2000m以下。1.3检波器放置深度和偏移距的确定由轮古38井的声波、密度和自然伽马等测井曲线分析可知,该地区目的层的层速度在3000～6000m/s。针对目的层的砂层、灰岩及围岩设计波阻抗模型为:v图2为利用Zoeppritze方程计算的P波和P-SV波反射系数与入射角的关系曲线。可见,P波和P-SV波的反射系数,在入射波从上向下入射波阻抗界面时,入射角为0°～45°比较稳定;在入射波从下向上入射波阻抗界面时,入射角为0°～65°比较稳定。综合以上分析,入射P波和P-SV波的反射系数在入射角为0°～45°时比较稳定,同时要保证入射角小于临界角。因此,入射角选择为45°,检波器放置在2000～2620m深度,选择最大偏移距为6000m;检波器放置在2500～3120m,选择最大偏移距为5500m;检波器放置在3000～3620m,选择最大偏移距5000m。1.4井筒周围面元不同的范围图3显示了不同的炮点距与成像点的分布特征。可以看出,相同的检波点深度,不同的炮点距成像点具有不同的分布特征。在炮点距为200m,面元为10m×10m时,井筒周围600m的范围内成像点呈不均匀分布,最大成像点间距约70m;在炮点距为100m,面元为10m×10m时,井筒周围230m的范围内成像点呈不均匀分布,最大成像点间距约35m。由此可知,在成像面元和检波点深度相同的情况下,炮点距越小,成像点分布不均匀的范围越小。经综合考虑,选择炮点距为100m。1.5不同接收点的优选方案三维VSP观测方式的共反射面元覆盖次数是随深度变化的。本次勘探目的层深度为5800m,炮点的分布范围是10kmX10km(以井口为中心)。根据正方形的炮点布置方案和3种检波器沉放深度计算得出如图4所示的P波和P-SV波的覆盖次数及成像范围的变化情况。对比分析3种设计方案可知,接收点位于2000～2620m时,虽然成像范围大,但成像点比较分散,这样在小面元处理时会造成覆盖次数不均匀,影响最终的成像效果;接收点位于3000～3620m时,虽然成像范围较小,但成像点集中,覆盖次数较均匀,成像效果较好。因此,我们认为,在满足成像范围的前提下,接收点尽可能靠近目的层,可以获得品质较好的资料。优选方案时应根据侧重点不同,将速度、频率、振幅、P波和P-SV波平均覆盖次数、P波和P-SV波零覆盖范围、P波和P-SV波成像覆盖面积、大井井况等赋予一定的权系数。本次研究,我们赋予P波和P-SV波的平均覆盖次数最大的权系数,其次是P波和P-SV的成像面积,通过加入各项权系数计算得出,井下3000～3620m是最佳检波器沉放深度。2采集方案2.1潜水面深不同根据轮古38井三维VSP激发因素试验确定激发因素为:药型为TNT;井深位于潜水面以下5m且最浅不小于15m;药量在偏移距0～1800m为0.5kg,在偏移距1800～3500m为0.7kg,偏移距大于3500m为0.9kg。图5为炮点和药量分布图。2.2检波器间距和炮线距通过对轮古38井三维VSP观测系统设计的论证,确定检波器深度为3000～3620m;检波器间距为20m;炮线距为100m;炮点距为100m;检波器级数为32级;由于目的层4角处为广角反射,因此每个角舍去435炮,设计总炮数为10201-435×4=8461炮;炮点面积为100-12.5=87.5km3效果分析3.1反射波短时长为620h的罪犯,有符合官模一般图6a是地面地震单炮记录和目的层(红色方框内)反射波频谱,可见,目的层主频在6～35Hz,峰值在12Hz左右,频宽0～60Hz。图6b是距井口5000m的三维VSP单炮记录和目的层(红色方框内)反射波频谱,可以看出,上行反射波能量较强,信噪比高,初至起跳干脆,目的层主频在10～80Hz,峰值在30Hz左右,频宽0～120Hz,信噪比达到30dB以上。由此可见,三维VSP的资料品质高于地面地震资料。3.2情感资料的频率图7是Line571线第11级(单级)检波器道集和由Z分量计算得到的频率,可以看出,VSP资料的主频在10～80Hz;峰值较高,为35Hz;频带较宽,为0～120Hz。3.3震剖面位置对比图8对比了三维VSP资料剖面和三维地面地震剖面,可以看出,三维VSP剖面的频率和分辨率明显高于三维地面地震剖面(该资料仅是中间成果,P-SV波资料还在处理中)。4维vsp数据处理对轮古38井三维VSP采集方法的研究表明,根据地质任务和工区地震地质条件科学地选择采集参数,确定合理的检波器间距、检波器沉放深度、