面向开发目标的高精度三维地震优势分析——以大牛地气田为例

孙振涛， 刘俊州, 罗 延

(1.中国石化 石油物探技术研究院，南京 211103；2.中国石化 石油勘探开发研究院，北京 100083)

面向开发目标的高精度三维地震优势分析
——以大牛地气田为例

孙振涛1， 刘俊州2, 罗 延1

(1.中国石化 石油物探技术研究院，南京 211103；2.中国石化 石油勘探开发研究院，北京 100083)

以大牛地气田开发中应用的高精度三维地震为例，剖析了高精度三维地震资料在识别小地质体和储层含油气性预测等方面的优势。在观测系统上，高精度三维地震采集对资料频带宽度、覆盖次数、空间采样密度都有较大提高，改进了激发和接收效果，资料品质得到改善。从叠前道集资料对比、叠后剖面对比、横向分辨率对比上来看，高精度三维地震具有较高的纵横向分辨率，能够识别小地质目标。较高的覆盖次数和较大的偏移距能够满足叠前反演等技术地需求。结合实际钻井、试气资料对比，高精度三维地震在识别储层的基础上能够有效准确地识别含油气性，与钻井吻合率达到了82%，已成为油气田开发的有效技术手段。

高精度； 纵向分辨率； 横向分辨率； 含气性检测

0 前言

目前，我国很多油气田已步入开发阶段,地质目标更加精细，需要对小断块、薄储层、低幅度构造等小尺度地质目标进行精细刻画，对三维地震技术提出了更高地需求[1-3]，高精度地震是完成精细储层预测和流体检测的重要数据，是油气田进行高效开发的基础。笔者重点对高精度地震在解决开发阶段地质问题的效果进行研究，以鄂尔多斯盆地大牛地气田高精度三维地震为例，从观测系统、纵向分辨率、横向分辨率和含气性检测等角度对比分析了高精度三维地震和常规三维地震的差异，分析了高精度三维地震在识别小尺度复杂地质目标及流体检测中的优势。

1 研究区概况

大牛地气田位于鄂尔多斯盆地东北部(图1)，构造整体上为西北高、东南低的单斜，断裂不发育，气藏主要受岩性控制，主力产气层段是下石盒子组、山西组和太原组，其中下石盒子组为河流相沉积，河道砂体具有纵向叠置，单层厚度薄、横向变化快的特点。经历了十几年的勘探，目前该区由直井多层合采发展到以水平井加压裂技术为主的开发阶段，开发方式地转变对三维地震资料的精度和气层预测提出了更高的要求：由多套储层叠合预测过渡到单砂体精细刻画；由储层识别发展到含气性识别；由叠后地震预测发展到叠前地震预测；由定性预测发展到定量预测。常规三维地震已不能满足目前开发的需求，因此，在常规三维地震基础上又在核心区部署了100 km2的高精度三维地震，新部署的高精度三维地震充分考虑气田开发中地需求，优化了观测系统，提高了资料采集质量，原始单炮的品质有了较大提高，地震剖面质量大幅提高，资料信噪比和分辨率比老资料提高明显，对该区的开发起到了很好地支撑。

图1 研究区位置图Fig.1 Map of the study area

2 观测系统对比

前期常规三维地震采集参数及资料应用中存在很多问题，高精度三维地震采集重点从提高资料频带宽度、覆盖次数、空间采样密度、激发和接收效果等方面做了改进，有效提升了资料品质。高精度三维地震采用18线、24炮常规束状观测系统，5 940道接收，面元为10 m×10 m，覆盖次数达到99次，比常规三维地震提高了3倍多(表1)，新老观测系统参数的差异导致面元属性发生了很大变化，主要体现在高精度三维地震为对称接收，接收道数增加；面元尺寸变小、覆盖次数增加、偏移距分布更加均匀等(偏移距分布均匀更加有利于叠前偏移成像和叠前含气性识别)；采集资料品质比以前大幅提升；高精度资料的单炮在能量比老资料强；视分辨率明显高于老资料(图2)。

表1 常规与高精度三维地震观测系统对比表

高精度三维地震采集对小地质体目标的优势表现在以下几方面：

1)覆盖次数增加，有利于处理时压制噪声，提高叠后剖面的信噪比。

图2 两期地震单炮对比图Fig.2 Comparison of two period shot(a)常规三维单炮;(b)高精度三维单炮

2)小道距、小面元提高了空间采样密度，有利于层析静校正计算，保证形态准确性；有利于偏移成像；提高目的层有效覆盖次数，有利于叠前AVO属性分析。

3)排列长度增大，有利于提高速度分析精度，提高AVO分析精度。

4)潜水面以下3 m～5 m激发，使最大频带范围及高频成分得以保留；大药量激发使高频端面积最大，高频信息更加丰富[4-5]。

3 资料处理分析

在处理上重点针对常规三维在微幅构造落实，以及含气性预测等方面精度低的问题，采用小折射约束层析静校正与多次剩余静校正和速度分析的迭代技术，消除了地表及近地表变化产生的静校正问题；采用处理解释一体化的模式，在解释人员指导和参与下利用测井资料，指导速度分析，建立了精确的偏移速度场，保证地震、钻井、测井对比解释合理一致。优选叠前时间偏移流程(图3)及参数，确保了资料的准确成像归位，得到精确的成像数据体和CRP道集数据，为后续的储层预测以及叠前含气性检测提供了坚实的数据基础。由于两次资料处理流程、处理技术存在一定的差异，新处理的资料在保真性方面比老资料有进步，使得后期资料在品质和最终效果评价上比老资料要好。

图3 叠前时间偏移流程Fig.3 Process of prestack time migration

4 分辨率

4.1 叠前道集数据对比

从两期地震的叠前道集对比来看(图4)，高精度三维地震同相轴连续性明显高于常规三维地震，且分辨率明显提高，高精度三维地震资料多出了T9c1层。同时，高精度三维地震资料的角道集信噪比明显高于常规三维地震资料，为后续储层描述和薄气层的叠前检测提供了很好的原始资料。

4.2 叠后剖面对比

从图5可以看出，高精度三维地震的分辨率明显高于常规三维地震，在目的层处高精度三维地震比常规三维地震多出了3个同向轴(T10f、T9c1、T9e1)，并且能够进行追踪，垂向分辨率提高明显，有了精细的层位解释，就能够对沿层属性分析更好地进行时窗的控制，使得提取的地震属性反映地质层段的信息，保证不会穿层，属性的变化真实反映储层内部的变化，反映出的规律更加真实，为后续的油气开发起到了借鉴作用。应用高精度三维地震开展的反演工作也比常规三维地震资料反演的分辨率有了较大地提高，目的层段可以进一步细化分析，对后续单砂体识别及水平井部署起重要作用。

图4 两期地震叠前道集对比图Fig.4 Comparison of two period pre-stack seismic gathers(a)常规三维地震；(b)高精度三维地震

图5 两期地震叠后剖面对比图Fig.5 Comparison of two period post-stack seismic sections(a)常规三维地震；(b)高精度三维地震

图6为新老三维地震资料目的层段频谱分析对比图，常规三维地震带宽为7 Hz～62 Hz，主频为28 Hz，高精度三维地震带宽为3 Hz～102 Hz，主频为38 Hz，主频提高了10 Hz，速度取4 000 m/s计算，纵向分辨率由35.7 m提高到26.3 m，纵向分辨率提升明显。

图6 新老三维地震资料频谱对比图Fig.6 Comparison of the old and new 3D seismic data frequency spectrum

4.3 横向分辨率对比

横向分辨率采用沿层属性分析的方法。从沿T9b的层切片看(图7)，该层主要为太二段(太原组二段)的砂坝沉积，砂体主要发育在工区东北部，北西—南东向展布，高精度三维地震识别的砂坝形态和边界清晰，砂体边界与实钻井吻合很好。常规三维地震资料的砂体形态和边界比较模糊，砂体边界与钻井出现矛盾。这说明高精度三维地震的横向分辨率，比常规三维地震提高了很多[6-8]。

5 含气性识别

从叠后地震资料地吸收衰减、叠前地震反演等方面，对两期地震含气性识别效果开展对比[9]。

D15井在盒三段获得了高产气流，常规三维地震资料的频率衰减上没有异常，没有工业气流的邻井DK6井却出现异常，说明常规三维地震资料在含气性识别方面存在较大的多解性。反之高精度三维地震资料上D15井在盒三段出现异常，而DK6井没有异常特征，与实际产气情况吻合良好(图8)。说明高精度三维地震资料在含气性识别方面有非常大地进步。

图9为盒一段叠前反演纵横波速度比剖面图。D11井在盒一段不产气，但常规三维地震资料表现出异常，反演结果与实际测试情况不符。从图9(b)可以看出，D11井处表现为气层的变化点，说明气层不发育，与钻井情况吻合良好，显示了高精度三维地震在识别气层边界方面的优势。反演过程中选取了5口井作为盲井检验，常规三维的吻合率为60%，高精度的吻合率为80%。

图7 地震资料横向分辨率对比图Fig.7 Comparison of seismic lateral resolution(a)常规三维地震；(b)高精度三维地震

图8 地震资料频率衰减属性对比剖面图Fig.8 Comparison of seismic frequency attenuation attributes(a)常规三维地震；(b)高精度三维地震

图9 盒一段叠前反演纵横波速度比剖面图Fig.9 Pre-stack inversion Vp/Vs sections in H1 formation(a)常规三维地震；(b)高精度三维地震

图10为盒1段叠前反演的平面图，红色代表含气异常区，标注的黑色井位为9口测试无阻流量大于1×104m3/d的井。高精度资料的平面展布规律性比较强，含气条带位于工区东部，呈现近南北向展布的条带，而常规三维比较杂乱，规律性差。与9口实钻井对比统计发现，常规三维预测成果与井吻合的有5口，吻合率为56%，高精度三维预测成果与井吻合的有7口，吻合率为78%，高精度三维在提高钻探高产井成功率方面发挥了重要作用，其成果能够更好地应用于该区的气田开发中。

图10 盒一段叠前反演纵横波速度比平面图Fig.10 Pre-stack inversion Vp/Vs maps in H1 formation(a)常规三维地震；(b)高精度三维地震

6 结束语

高精度三维地震具有较高的纵向、横向分辨率和信噪比，能够识别小地质目标。较高的覆盖次数和较大的偏移距能够满足叠前反演等技术地需求，在识别储层的基础上还能够对含油气性进行识别。高精度三维地震越来越成为油气田开发的有效技术手段, 能够解决更复杂的油气地质问题,发现更多的隐蔽油气资源。

[1] 郭恺，仝兆岐，滕厚华．地震采集面元尺度与成像横向分辨能力分析[J]．石油与天然气地质，2012，33(1)：141-147.

GUO K,TONG Z Q,TENG H H. Analysis on bin size of seismic survey and lateral resolution of imaging[J]. Oil & Gas Geology，2012，33(1)：141-147. (In Chinese)

[2] 胡中平,孙建国. 高精度地震勘探问题思考及对策分析[J].石油地球物理勘探,2002,37(5):530-536.

HU Z P ,SUN J G. Discussion on problem of high-precision seismic exploration and its countermeasure analysis[J]. Oil Geophysical Prospecting, 2002,37(5):530-536. (In Chinese)

[3] 李丕龙，宋玉龙，王新红，等．滩浅海地区高精度地震勘探技术[M]．北京：石油工业出版社，2006

LI P L , SONG Y L，WANG X H，et al. High precision seismic exploration technology in paralic zone[M]. Beijing:Petroleum Indusry Press，2006. (In Chinese)

[4] 巢思友 ,柳晓英, 张丽华,等. 2011年胡庆高精度三维地震资料应用效果[J].内蒙古石油化工,2013(7):5-7.

CHAO S Y,LIU X Y,ZHANG L H, et al.Application of Huqing high-precision 3D seismic data in 2011[J]. Inner Mongolia Petrochemical Industry,2013(7):5-7. (In Chinese)

[5] 郭栋.胜利探区高精度地震资料解释应用及成果分析[J]. 油气地球物理, 2010, 8(1): 27-33.

GUO D .Application and analysis of 3D high accuracy seismic interpretation in Jiyang prospect area[J].Petroleum Geophysics,2010,8(1):27-33. (In Chinese)

[6] 赵殿栋.高精度地震勘探技术发展回顾与展望[J].石油物探，2009，48(5)：425-435.

ZHAO D D. Review and prospect on high-precision seismic exploration technique[J]. Geophysical Prospecting for Petroleum,2009，48(5)：425-435. (In Chinese)

[7] 李庆忠.走向精确勘探的道路[M].北京:石油工业出版社,1993.

LI Q Z. The Road To High Resolution Seismic Exploration[M].Beijing: Petroleum Indusry Press，1993.(In Chinese)

[8] 赵殿栋,吕公河,张庆淮,等.高精度三维地震采集技术及应用效果[J].石油物探，2010，40(1):1-8.

ZHAO D D,LV G H, ZHANG Q H,et al. High-precision 3D seismic acquisition technology and application effect[J]. Geophysical Prospecting for Petroleum,2010,40(1):1-8. (In Chinese)

[9] HILTERMAN F J. 地震振幅解释[M]. 孙夕平,译.北京：石油工业出版社，2006.

HILTERMAN F J. Seismic amplitude interpretation[M]. Translated by SUN X P. Beijing: Petroleum Indusry Press，2006.(In Chinese)

Forthedevelopmentgoalsofhighprecision3Dseismicadvantageanalysis
——TakeDaniudigasfeildforexample

SUN Zhentao1，LIU Junzhou2，LUO Yan1

(1.SINOPEC Geophysical Research Institute, Nanjing 211103, China;2.SINOPEN Petroleum Exploration And Production Research Institute, Beijing 100083, China)

Taking the high precision 3D seismic applied in the Daniudi gas field development for example, we analyze the advantages of high precision 3D seismic data in the identification of small geologic body and oiliness of reservoir prediction, etc. On the observation system, high precision 3D seismic acquisition has increased greatly in frequency band wideth, number of coverage and space sampling density. This improved excitation and reception, so the seismic data quality has improved greatly. From prestack gathers data comparison, poststack profile contrast and lateral resolution, high precision 3D seismic has higher lateral and vertical resolution, which enable to identify small geological target. Higher folds and larger offset can meet the needs of pre-stack inversion technology. Combined with the actual drilling and testing data contrast, high precision 3D seismic can identify reservoir, and identify efficiently the oil-gas possibility, and drilling self-agreement reached 82%. This technology is then the effective technology of oil and gas field development.

high precision; vertical resolution; lateral resolution; gas detection

P 631.4

A

10.3969/j.issn.1001-1749.2017.05.17

2016-09-01 改回日期： 2016-11-23

国家重大专项(2011ZX05045)

孙振涛(1974-)，男，硕士，主要研究岩石物理与地球物理正反演方法及应用，E-mail：sunzt@sinopec.com。

1001-1749(2017)05-0691-07