周 滨,陈昌旭,张建峰,李 江,王志亮,吴 尧
中海石油(中国)有限公司天津分公司 (天津 300452)
中海石油渤海油田(以下简称渤海油田)是我国油气勘探开发的重要基地,据第3次资源评价,渤海湾盆地是我国第二大含油气盆地。作为典型的克拉通内裂谷盆地,具有含油气层系多的特点,已发现太古界、中上元古界、古生界、中生界和新生界等五大套含油气层系,可概括为新近系、古近系和前古近系三大含油气层系。按形态分类,油气藏类型包含构造油气藏、地层油气藏、岩性油气藏[1]。
渤海油田的地震勘探经历了二维、三维、高精度2次三维技术发展历程,历次勘探重大发现和储量的高速增长均与地震勘探技术的进步密切相关[2-4]。高品质的地震资料为渤海油田勘探开发提供了重要基础,但渤海海况极为复杂,港口建设、航运、钻井作业等均对物探采集资料品质影响巨大,强化海上物探项目的质量基础、促进物探项目的管理提升、建立高效的物探项目质量控制体系成为亟需解决的问题。为适应油田的高速发展,不断提高资料品质,渤海油田通过学习、调研、摸索、时间,创新地提出了三大管理模式:多船队集团作业模式、采集处理联动作业模式、“点线面体”质控模式。通过多年的应用实践,不但地震资料品质得到了显著地改善,而且物探作业效率得到了大幅度提高。2013年渤海全三维覆盖基本实现,提前18年完成渤海勘探家们40年来梦寐以求的愿望。这些高品质的地震资料直接为渤海数10个油田的发现奠定了坚实的基础,创造了数十亿的经济价值,为渤海油田上产3 000×104t及其稳产做出了重大贡献。
渤海油田矿区面积只有4.5×104km2,特殊的地理形态决定了不能同时安排多条物探船作业,否则将造成船队间的干扰,而渤海油田的勘探形势要求必须最大限度地应用物探船队进行海上作业。因此,创新地在渤海全海域部署地震作业,进行整体设计,根据各船队性能和勘探步伐,对船队进行全海域的动态调配。这种集团管理体系,就是以工作目标为核心,从作业部署,项目管理,项目协调和技术保障4个方面保障施工效率。
每个项目提前申请、提前设计、提前预测、提前协调,由于提前将各采集工区的设计都准备好,在作业过程中就可以根据勘探研究的需要和海上作业环境,对作业船队在多个工区之间进行动态的调配,做到项目间零过渡、作业零等待。
优选作业资源,掌握各物探船潜力,将最优良的资源用在最适合的地区。固定使用长期在渤海作业的拖缆和海底电缆船队,由于长期在渤海作业积累了丰富的经验,对渤海海况非常熟悉,因此,大大缩短了项目磨合,提高了作业效率,同时作业质量也得到了提高。
制定严格的项目启动制度,召开项目启动会议,明确各项事宜。对所有作业设备、备件、进行严格的检查,对参与项目人员进行资质审查,为项目高效运行创造良好的环境。进一步明确现场监督、室内管理人员岗位分工、职责权限及办事程序,避免了遇事相互推诿、职责不清和多头管理、口径不一给施工现场造成的混乱,大大提高了办事效率。
每个项目开工之初就依据实际情况制定了详细的项目运行计划,充分预测制约因素,通过多方渠道全力排除阻碍项目顺利运行的干扰。加强过程控制、节点考核,制定了严格的月度物探作业考核制度,举行月度生产例会:首先,对存在的问题进行了分析,展开讨论,群计众策,制定合理有效的解决方案;其次,对已完成的工作进行总结,对下一步的工作进行规划,对下一步工作中可能出现的问题提前做好预案,减少等待时间,提高工作效率。
保障所有作业点宽带通讯畅通,实时掌握现场作业动态,深入作业一线,了解问题实质。成立联合协调小组,加强协调力度,使作业问题及时解决,不推诿、不滞后。全面了解工区渔业、航运等情况,根据作业情况及外界环境调整作业,做到海上作业船舶不停工。保重点,兼一般。根据勘探情况,保重点项目的运行,其他物探船队为其让路,减少邻队干扰,确保重点项目的作业效率和资料质量。在作业发生冲突时,由于已经在全海域设计了地震采集作业工区,非重点项目物探船队可进入其他工区作业。
掌握业界先进技术,针对性地引进能够提高作业质量和作业效率的技术。所有在渤海作业的拖缆船都更换上新的固体电缆和DIGIFIN电缆横向控制器,摆脱了以往油缆受天气和潮流的影响,使得作业效率和资料质量大大提高[5]。提高现场监督专业技术水平和工作能力,召开案例分析会议,邀请专家和有经验的师傅对监督进行培训,鼓励监督积极地创新管理、创新技术。强化了现场质控处理能力,使得野外、室内处理近同步,有力地保障了资料的质量,优化作业技术。
按照原先的作业模式,采集监督只管理作业船队,只和作业船队进行沟通;作业船队管理现场处理人员,现场处理人员也只针对作业船队负责。一个工区的采集任务结束后,陆地的处理中心才开始进行该工区的处理作业。这种管理模式的缺点是沟通不畅,效率不高、资料提交落后。采集监督和现场处理人员之间缺少交流,很多问题不能及时有效地发现和解决;作业船队,特别是现场质控处理在海上遇到的很多问题缺少室内处理中心的技术支持;资料中存在的质量问题不能及时反馈等不利因素。面对工作量大幅度增加和对资料品质需求的不断提高,必须要有创新的管理模式才能适应目前的环境 (图1)。创新的采集处理联动作业模式架起了室内处理、现场处理、作业船队和采集监督之间的桥梁,拓宽了交流渠道。运用采集处理联动管理模式,采集的资料达到一定数量就送到室内处理中心进行处理,这样既节省了处理项目运行的时间也可以及时发现海上资料采集中存在的问题并及时反馈到采集监督处进行解决;海上的疑难问题可以通过陆地的专家得以解决,可以在室内处理软实现的地方就不需要现场的硬实现。使人力、计算机资源、技术为海上提供实时支持,实现“陆为海用”,大大缩短了地震资料的处理周期,提高了作业效率。QHD29-35项目 2 500km2三维地震资料的处理按原先的管理模式需要7个月才能完成。运用新的管理模式后实际3个月就完成了任务,整整提前了4个月,为勘探开发争取了宝贵时间。
面对作业效率和工作量的大幅度提高,传统的质量控制手段已经不满足目前的生产现状,因此必须从实际生产出发,创新思路制定严格的质量控制体系才能满足生产需要。
图1 老模式与联动模式的对比
目前的质控主要是在作业过程中加强质量控制,制定“点、线、面、体”的质量控制体系(图 2):点,每一个炮点;线,每一条测线;面,每一层切片;体,整个三维数据体。由点到面,由面到体,如果过程中每一个步骤没有问题,那么最终资料就必定满足质量要求。
图2 “点、线、面、体”质量控制体系
地震资料是油田勘探开发的第一手资料,资料野外采集质量的好坏直接影响到油田后续工作的开展,为了保证地震采集资料的质量,对地震资料采集制定了以下质量控制体系。
3.1.1 加强基础工作
作业前对所有设备进行严格的校准,对采集的第一条测线在24h内进行全面的分析目的是:检查采集参数是否合理;物探船各项专业设备参数设置是否正确;水下设备、节点网络是否配置正确[6];地下成像是否达到设计要求。海上地震采集各项参数设置和水下设备配置是最为基础的工作,但在此方面如果出现问题,将为整个项目造成严重的影响。因此,加强基础工作是质量控制的关键。
3.1.2 加强现场过程控制
地震资料采集质量控制主要是通过加强对现场采集的质控要求,提高现场解决问题的能力来实现。为了使现场质控处理由“乙方的乙方”模式向“第二监督”模式转变,中海石油天津分公司勘探部多次组织会议与服务方进行商讨,共同研究怎样重视现场处理质控工作,在人力和物力上给予支持,并多次上船检查和指导现场处理工作,争取把现场处理室建设成具有一支好队伍,形成一个坚强有力的团队,提高这个团队战斗力、纪律性和觉悟性。通过研究,改变了现场处理质控合同模式,将现场处理质控工作从以往的地震采集总包合同中分离出来,甲方与现场处理质控单位直接签定合同,更加明确了现场处理的责任 ,使现场处理工作不再是采集船队的附属,而直接受天津分公司勘探部的管理,减少了中间环节,为采集监督对施工质量的评价及后续作业提供了更及时、更可靠的依据,大大提高了工作效率。
另一优势是现场质控处理和陆地正式处理方都与天津分公司勘探部签订服务合同 ,天津分公司勘探部就可以要求两处理方联合作业 ,其优点是提高了作业效率 ,因为陆地处理方拥有较多的技术专家,可以随时向现场提供技术支持。野外采集的费用很高,在海上多耽搁1天,可能损失上百万元的费用,在每条野外测线采集完毕后,现场处理人员在2h内对资料存在的噪音干扰等问题给出可行性建议,判定这些问题是否能通过室内处理手段得以解决,对于现场不能确定的问题,通过陆地处理可以得到及时的反馈,避免由于资料质量问题的不明确,造成的作业延误。减少了野外补线率,提高了作业时效。
现场质控处理模式的改变,已经在采集项目中取得了显著的效果。例如,BZ8区带三维地震资料采集工区内有3条航道,过往船只非常频繁,过往船只对地震资料的品质有多大的影响,室内能不能消除这些船只的干扰,通过现场处理和陆地处理方共同研究,认为这些噪音能得到一定的衰减,存在大船噪音的10多条野外线的资料可接收,不用重新采集,这样做不仅提高了野外作业效率,为工区采集任务的提前完成争取了宝贵时间,还避免了大量的人力和物力的浪费。
地震资料是勘探研究的基础,在保证基础资料真实可靠的前提下,最大限度地提高资料成像效果是资料处理追求的目标[7]。为了保证资料处理的质量,通过对以往项目的经验总结和对其他单位的调研,确定了以加强过程控制为主的质量控制体系。
3.2.1 科学制定运行计划
召开项目启动会,使资料处理和资料解释人员更加全面地相互理解该地区地质情况、处理目的和处理计划,明确质控关键点。制定严格详细的项目运行计划书[8]。
3.2.2 加强过程质控
①规范化处理流程,严格执行项目运行计划书,每个处理流程要有详细的质控措施,每一处理步骤要有质量控制剖面,每一步工作要有明确的质控责任人;②加强对原始资料的分析,要求处理人员对全区的资料品质做分析与总结,处理人员要清楚整个工区的原始资料情况,包括工区水深分布,整个工区的频率和信噪比变化等;对于大型工区,加大试验细致性,选择多条能够代表整个工区特点的线做试验工作,通过大量针对性的处理试验,确定处理参数,并就不同地区地质特点总结规律,避免个人主观主义;③正式处理流程和参数经天津分公司勘探部、处理服务商共同确定后,不能进行更改,后期如有变化要有正式的书面通知,避免口径不一给作业带来的推诿滞后;④处理过程中,严格执行“点、线、面、体”的质量控制体系,严格把关每一炮点,每一条测线,每一张切片,确保过程资料质量过关。
3.2.3 优化处理流程
为了提高资料品质和作业效率,对数据处理流程进行了优化和调整。
①对于通过大量项目的实际应用已经确定的流程参数,不再投入工作量进行试验论证,如需要可根据甲方要求进行。例如DMO分析,DMO分析包括DMO速度分析和叠加,在叠后时间偏移中是必做项目,但目前叠前时间偏移已经成为常规处理,DMO分析在叠前时间偏移处理中只作为一种质控手段,需要人力和机时的投入,其结果及过程并不应用在正式处理中,当前的偏移速度求取方法为以下步骤:衰减多次波后的速度、速度线偏移、反动校、速度分析、速度扫描、多次迭代。因此,根据经验DMO分析作为可选处理流程,根据项目需要进行,可以节省大量人力和机时,加快处理速度。②对于受主观因素影响较大的流程,通过试验讨论确定。例如反褶积处理,反褶积处理方法较多,不同人员对处理结果和流程的判断不一致,因此,在该流程中要求处理方进行多种反褶积方法试验,特别要做好多道预测反褶积和T-P域反褶积试验,并对每个项目的T-P域反褶积做合理的保幅性分析。在该流程设立质控点,经甲乙双方讨论达成一致意见后可进入下一步处理流程。
通过“点线面体”的质控管理模式,使得地震资料的成像品质得到了大幅度的提高,为勘探开发研究提供了更加可靠的依据。
通过不断创新思路、运用高效的管理模式,2006年至2012年,渤海油田三维地震采集工作量连续7年作业量刷新历史记录(图3),每年以近1 000km2的速度向上增长。天津分公司3 000×104m3产量目标提出后,物探管理人员通过学习、调研、摸索、实践,2006年到2014年,短短9年时间内累计完成物探三维采集工作量4.5×104km2,年度作业量由1 000km2左右迅速增加到2012年的7 431km2。渤海油田自营矿区2006年至2014年物探采集工作量是1985年开始自营三维地震采集作业以来累计工作量的2倍多。2013年渤海油田矿区基本实现三维全覆盖,比之前预计的提前了18年,正是这些大面积、高品质的基础资料,保证了渤海油田大量的勘探发现。
渤海油田物探项目高质高效管理模式实现了多船队集团作业模式、采集处理联动作业模式、“点线面体”质控模式这三大管理模式创新不但使地震资料品质得到了显著的改善,而且物探作业效率得到了大幅度提高。
图3 渤海历年三维地震资料采集工作量统计
过去渤海每年最多同时2支物探船队作业,目前已经成功同时运行7支物探船队作业。作业量最高的年份,在10个工区部署了三维地震资料采集,动用物探船队7支,高峰期海上作业大小船只达到194条,作业人数1 651人;地震资料处理共运行了33个项目,总计工作量24 413km2,创造了渤海物探作业历史最高记录。
管理模式的创新和先进技术的推广,使得地震资料的成像品质得到了大幅度的提高,为勘探开发研究提供了更加可靠的依据。大面积、高品质的地震资料(图4),使勘探研究从区域构造、区域沉积充填演化、油气运移等方面对渤海有利构造进行整体解剖,明确了勘探方向,落实了大量有利圈闭。
图4 新老资料对比
渤海油田物探项目高质高效管理,在渤海多个地区取得了显著的效果。JZ油田是近期发现的大型轻质油田 ,也是截至目前渤海海域发现的最大的轻质油田和辽西凹陷首个亿吨级油田。该构造1985年利用二维地震资料研究并开始钻探,钻探结果认为无经济性,故暂缓评价。后利用新采集三维地震资料重新落实JZ构造,认清本区油气成藏主控因素为油气运移与储层发育程度,获得较好油气发现,拉开了JZ亿吨级油气田发现的序幕。对该构造进行了整体评价研究,其中10D井测试获得高产油流,该井采用26.99mm油嘴获得日产油1 018m3,这是渤海勘探历史上砂岩油层中首次获得千方产能。JZ亿吨级轻质油气田的发现进一步证实了辽西凹陷为富烃凹陷,坚定了辽东湾勘探向辽西凹陷战略转移的信心。因此,在辽西部署大面积三维地震采集,利用三维资料,从构造与圈闭、沉积与储盖、生烃与运聚等方面开展了针对辽西中洼的综合研究。通过精细地震解释,发现和落实了众多大型构造圈闭,石油资源量总计4.4×108m3。辽西中洼可以作为辽东湾探区下部重点勘探区带,并有望带动辽东湾乃至全渤海下一轮储量快速增长;岐口凹陷重采集资料,使得滚动勘探获高产油气流;KL构造采集实现了构造油藏勘探向岩性油藏勘探的跨越,进一步提升了该亿吨级油田的勘探品位;BZ地区大面积连片处理,发现落实了一批有利构造,坚定了在黄河口凹陷成熟区挖掘规模储量的信心;BZ地区大面积三维地震采集,对渤中西斜坡进行了系统研究、整体解剖,发现落实了一系列构造,使得该区成为又一个储量强劲增长点。
渤海油田物探项目高质高效管理模式的探索与实践取得了良好的效果,强化了海上物探项目的质量基础、促进了物探项目的管理提升、建立了高效的物探项目质量控制体系。不但使地震资料品质得到了显著的改善,而且物探作业效率得到了大幅度提高。该管理模式将继续在渤海油田物探项目管理中推广,并将进一步完善,同时也为公司的管理模式提供参考。
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