陆上非一致性采集时延地震处理关键技术
芮拥军
胜利油田分公司 物探研究院,山东 东营 257022

作者简介: 芮拥军(1973-),男,胜利油田分公司物探研究院,主要从事地震资料处理技术研究工作。

摘要

时延地震是一项进行剩余油预测的重要技术,但严格意义上的时延地震由于需要多期重复采集的地震资料,应用范围受到一定的限制。为此,根据目前我国高勘探程度油田实施二次采集的实际情况,提出了非一致性采集时延地震技术。建立了以两期资料的一致性处理为基础,互约束处理为核心,差异属性提取为目的的研究思路,研究了消除资料间非油藏差异的关键技术,形成了非一致采集时延地震处理流程,最大限度地消除了非一致性采集所带来的影响。该技术在YX油田取得了明显的应用效果,证明其具有较好的应用前景。

关键词: 非一致性; 时延地震; 互约束; 差异属性
中图分类号:P631.4 文献标志码:A 文章编号:1000-8918(2016)04-0778-05 doi: 10.11720/wtyht.2016.4.22
Key processing technique for land non-uniform acquisition of time-lapse seism
RUI Yong-Jun
Institute of Geophysical Exploration,Shengli Oilfield Branch Co.,Ltd.,Dongying 257022,China
Abstract

Time-lapse seism is an important technology for prediction of remaining oil prediction;Nevertheless,due to the need of repeated acquisition of seismic data,the application range of the strictly sense time-lapse seism is subjected to certain restrictions.According to the actual situation of the implementation of the two times of acquisition in high exploration degree oil fields in China,this paper puts forward the non-uniform time-lapse seismic technology.The research train of thought was established with the consistency of the two times of data processing as the basis,mutual constraint processing as the core,and the differential attribute extraction as the purpose.The key technology for elimination of non-reservoir differences between the data was studied,and a non-uniform acquisition of time-lapse seismic processing flow was formed,which maximally eliminates the influence caused by non-uniform acquisition.The technology was applied in YX oilfield,and the result proves that it has a good prospect.

Keyword: non-uniform; time-lapse seism; mutual restraint; differential attribute

在一个成熟探区, 人们更加关注地下油藏的动态信息(如流体饱和度等), 通常的做法是利用严格的时延地震技术进行多次采集, 来预测剩余油的分布, 并且在Duri油田等见到了一定的效果[1], 但该技术需要多期重复采集资料, 应用条件苛刻, 不易推广, 在国内的应用前景并不是非常乐观 24

对于中国东部胜利油田, 利用新的采集技术进行二次地震采集 57, 提高了地震资料品质, 即:基于原三维资料区块利用现今采集技术进行重复采集, 获得了具有时延效果的、非一致因素采集的地震数据。为了充分利用这些资料信息, 研究了基于两次采集数据的“ 一致性处理、突出油藏时延特征的技术” , 为通过非一致性采集数据寻找剩余油分布提供了一种有效方法。该技术在YX地区应用见到了较好的效果, 提高了勘探效益。

1 非一致时延地震技术难点与策略

非一致性时延地震就是研究如何充分利用两次非一致性重复采集资料的属性差异, 针对储层流体特征变化而进行的时移地震数据处理、属性差异分析及综合解释的技术。与严格意义的时延地震相比, 两期资料的差异更大, 也具有更大的处理难度 811

1.1 技术难点

目前, 胜利油田二次采集的资料时间跨度一般达到十年左右, 采集条件、采集设备等都发生了巨大的变化, 具体表现在:

1)地面条件越来越复杂, 两期原始资料噪声一致性差;

2)采集技术越来越先进, 两期资料观测系统变化较大;

3)野外激发接收设备不同, 两期数据的能量、频带及相位存在差异。

1.2 技术策略

由于油气开采过程造成的地震响应差异较弱, 而地震资料的非重复性或不一致性造成的地震响应差异较大。能否利用两次采集资料的各种差异进行时延地震研究, 关键是地震资料的处理技术的应用 1215

非一致时延地震处理策略是解决同期资料间、不同期资料间的一致性问题, 消除不同期资料的非油藏变化引起的差异, 突出油藏变化因素。首先, 解决同期资料间的一致性问题, 主要利用层析静校正、噪声压制、地表一致性振幅补偿、地表一致性反褶积和剩余静校正等处理技术; 其次, 解决不同期地震资料间的一致性问题, 采用空间近似抽取、多参数约束相位校正、约束速度拾取和叠后互约束等技术。

2 非一致性采集时延处理关键技术

通过研究, 建立以不同期资料的一致性处理为基础, 互约束处理为核心, 差异属性提取为目的的处理思路。改进了传统的一致性处理技术, 以两期数据间时差、能量、频带一致为目标, 确定处理参数和监控处理质量, 新研发了数据互约束和时变差异属性求取技术, 形成了非一致采集时延地震处理流程, 最大限度的消除非一致性采集所带来的影响(图1)。

图1 非一致时延地震处理技术框架

2.1 一致性处理技术

该技术的核心就是消除同期资料存在的能量、频带不一致, 针对性压制资料中的噪声, 保证同期资料的一致性, 同时在宏观上消除不同期非一致性采集地震资料比较明显的差异。

2.1.1 统一建模的层析静校正处理技术

层析反演技术是解决近地表静校正的有效手段, 不同期数据单独反演时, 由于前期资料往往采集较早, 炮、道相对较为稀疏, 其反演精度不如后期采集的资料。为此, 采用了将两期数据合并联合反演, 利用后一期资料进行弥补, 不仅大大地提高了反演的精度, 保证了静校正效果, 有效地解决了两期资料的静校正问题, 而且解决了两期资料间存在的时差问题。

2.1.2 非统一地表一致性反褶积处理技术

非一致时延地震反褶积不同于常规反褶积处理思路, 而新的思路是在提高地震资料分辨率的同时, 还要考虑两期资料的一致性。主要方法是分别对前期数据和后期数据做反褶积参数的测试, 并通过子波频率及频带进行两两交叉对比分析, 分别获得频率一致性较好的两期数据的反褶积处理参数, 再分别对不同期数据进行地表一致性反褶积处理, 既提高了地震资料的分辨率, 又保证了两期资料有效频带的一致性。

2.2 互约束处理技术

该技术是消除非一致性采集地震资料存在的观测方式、能量、频率与相位等的不一致问题, 保证不同期资料间的一致性。

2.2.1 共反射点道集空间近似抽取技术

非一致时延地震的最大差别就是观测系统的不一致, 对时延地震影响很大, 必须重点解决。

研究表明[4], 非一致性观测系统采集的差异, 主要是观测系统最大偏移距和最大非纵距的差异, 其实质就是新老两期地震数据观测系统的炮间距和方位角分布属性的差异。

因此, 非一致性时延地震一个重要任务就是保证两期数据偏移距和方位角的尽量一致。针对两期地震相同面元的数据, 通过控制炮点和检波点的位置, 以及地震波入射角的信息, 按照两期数据入射和反射角的角度基本一致的原则, 抽取数据, 使得抽取后两期数据在偏移距和方位角方面具有最大的相似性, 其公式为:

式中:i为线号, j为道号; n为一期地震数据的道数, m为二期地震数据的道数; B为一期地震数据, M为二期地震数据; S为抽取后地震数据; λ 为两期地震数据偏移距或方位角的距离阈值。

图2为不同期时延数据共反射点道集空间近似抽取的方位角数据分布, 从图上可以看出, 通过共反射点抽取技术, 使得两期资料的偏移距分布、覆盖次数以及方位角信息基本一致, 有效地消除观测方式不一致带来的非油藏差异。

图2 不同期时延数据共反射点道集空间近似抽取的方位角数据分布

2.2.2 多目标函数相位校正技术

由于两次地震资料采集时间跨度大, 两次采集设备的差异以及炮检波点耦合条件的差异等造成了两期资料间存在有明显的相位差, 严重影响了一致性。

常规的相位校正仅使用单一的目标函数为判别准则, 精度较低, 为了进一步提高相位校正精度, 提出并实现了多目标函数的联合判别准则:

F(x)=Q'variance(x)+Q'parsimony(x)+Q'kurtosis(x),  (2)

其中: Q'variance(x)、 Q'parsimony(x)和 Q'kurtosis(x)分别是方差模、简约度函数、绝对峰度函数。

图3是比较相位校正前后的效果。从图上可以看出, 不同期资料间相位差异得到了很好的校正。

图3 多目标函数约束相位校正前后效果对比

2.3 时变差异均方根振幅属性求取技术

通常情况下, 时延地震的差异是用简单的相减来表达的, 然而, 简单的相减并不能完全正确指示油藏的变化, 不能够描述由于油藏属性变化引起的相位以及同相轴时移的变化。因此, 引入时间变化时窗, 研究了时变相关方法进行地震属性差异求取技术。具体步骤如下:

1)对两次采集的地震数据选择相同的时窗;

2)定义最大的移动时窗范围;

3)对两期地震数据在第二步中定义的范围内滑动;

4)计算两期数据的相关函数;

5)选择相关系数最大的位置作为最好的相关位置;

6)计算能够反应油藏变化的均方根振幅属性差异。

通过时变差异属性求取技术的应用(图4), 传统的直接相减法(图4a), 振幅差异属性规律性不强, 在A3-103和A3-93井处, 由于开发造成的振幅差异表现不明显, 而经过时变差异属性求取后(图4b), 差异更加突出, 与油藏的变化更加吻合, 表明该技术能够有效反应油藏变化引起的地震资料振幅变化, 更加突出时延地震的油藏差异性。

图4 相减方法和时变差异属性求取方法效果对比

3 实际应用

YX油田是一个复杂断块油田, 总体上受北界南倾近东西向的Y3二级大断层控制, 沙二段为主力油层段, 其中Es25为主力产层, 油层较厚, 埋深 1 800 m。该油田从20世纪90年代进入初期注水阶段, 综合含水65.4%, 2007年, 油田进入注采调整阶段, 综合含水上升到92.6%。

1994年和2007年分别在该区采集了常规三维和可变面元三维数据, 两次采集因素和观测系统设计不同。通过同期资料的一致性、两期资料的互均化和时变属性差异求取处理, 得到了时延后的差异属性体。

图5为过A3-60、A3-24和A3-19井的两期地震的均方根振幅属性差异剖面, 沿Es25砂组(图中红线位置)观察其差异变化, 在A3-24和A3-60两口井点处, 开发数据表明, 油藏在1994~2007年间含油饱和度差异超过了25%, 在振幅属性差异剖面中也有显著反映; 而A3-19井处, 含油饱和度差异仅为8%, 属性差异剖面中基本没有反映, 这与油藏动态基本一致, 证明前期的时移地震处理工作具有较高的可信度。

图5 YX地区Es25砂组时延地震均方根振幅属性差异剖面

图6 YX地区Es25砂组剩余油有利区域分布

根据前期的综合研究, 在油藏分布范围内, 利用两期地震资料的Es25砂组振幅属性差异(图6)进行综合分析, 其中差异大的区域表明含水率变化大, 即采出了较多的油; 而在差异小的区域则表明油藏未发生大的变化, 是剩余油相对富集的地方。据此, 共划分了9个有利区带。发现一类有利区4个, 对应的含油饱和度在0.3左右; 二类有利区5个, 含油饱和度在0.15~0.2。其中3个一类有利区在后续的开发中得到了验证, 有效地促进了YX油田的发展。

4 结论

利用非一致的地震数据, 通过一致性和互均化处理技术, 消除了不同时期采集地震数据的非油藏动态变化差异, 获得了剩余油的分布范围, 形成了一套利用不同时期采集资料的非一致时延地震处理技术流程。该技术在YX地区实际应用表明, 其在一定程度上能够反映油藏的动态变化。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
[1] 杨勤勇. Duri油田蒸汽驱的时延地震监测[J]. 石油物探译丛, 1999, 15(2): 87-94. [本文引用:1]
[2] 秦绪英, 朱海龙. 时移地震技术及其应用现状分析[J]. 勘探地球物理进展, 2004, 30(3): 219-237. [本文引用:1]
[3] 郝振江, 陈小宏, 李景叶. 时移地震可行性研究[J]. 西南石油大学学报, 2007, 29(s1): 1-4. [本文引用:1]
[4] 尹成, 葛子建, 芮拥军, . 非一致采集时移地震油藏监测可行性研究[J]. 西南石油大学学报, 2014, 36(1): 170-178. [本文引用:1]
[5] 吕公河, 张光德, 尚应军, . 胜利油田高精度三维地震采集技术实践与认识[J]. 石油物探, 2010, 49(6): 562-572. [本文引用:1]
[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. [本文引用:1]
[7] 刘成斋. 胜利探区地震采集技术发展历程回顾与启示[J]. 石油与天然气地质, 2008, 29(3): 397-404. [本文引用:1]
[8] 云美厚, 丁伟, 王开燕, . 陆相薄互层稠油油藏热采时移地震监测互均衡处理效果分析[J]. 物探与化探, 2006, 30(5): 435-440. [本文引用:1]
[9] 云美厚, 丁伟, 王新红. 陆相薄互层油藏四维地震监测存在的问题与建议[J]. 石油地球物理勘探, 2005, 40(4): 444-450. [本文引用:1]
[10] 汪勇, 阳和华, 桂志先. 流体替代的地震反射振幅特征分析[J]. 物探与化探, 2012, 36(6): 992-995. [本文引用:1]
[11] 尹成, 赵伟, 鲍祥生, . 时移地震属性分析技术基本框架[J]. 勘探地球物理进展, 2006, 29(6): 386-406. [本文引用:1]
[12] 丘斌煌, 李添才, 周家雄, . 海上时移地震数据处理关键技术[J]. 物探与化探, 2011, 35(5): 698-700. [本文引用:1]
[13] 李强, 尚新民, 赵胜天, . 非一致性时移地震资料叠前互约束处理技术[J]. 物探与化探, 2011, 35(1): 97-102. [本文引用:1]
[14] 李卓聪, 韩立国, 张凤姣, . 时移地震数据互均衡处理方法研究[J]. 吉林大学学报: 地球科学版, 2008, 38(s1): 69-71. [本文引用:1]
[15] 尚新民 . 时延地震处理中的近地表静校正技术[J]. 物探与化探, 2014, 38(1): 162-166. [本文引用:1]