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看穿地下7000米地层迷宫

2024-01-15 16:52:00    来源:能源科技

通讯员 武天祥 尹彦龙

 

中国石化胜利油田物探研究院直面准噶尔盆地超深层成像难题,深化地震技术攻关,攻克了10余项地震资料处理瓶颈问题,形成了可复制、易推广的采集处理技术系列。该院通过对新采集及老资料双向挖潜,有效提高了薄储层的地震分辨能力。2022年以来,S1井等三维地震资料品质显著提升,为超深层勘探突破夯实了基础。

“Z10井在埋深6700米的三叠系克拉玛依组,试油稳定后日产油20立方米、气4839立方米”消息传来,科研人员备受鼓舞,进一步证实了准噶尔盆地中部洼陷超深层具备效益勘探的能力。

“有缆”到“无缆”  大幅度改善采集质量

准中地区位于准噶尔盆地腹地,油气层埋藏深达7000米以下,发育多类型油气藏,资源丰富。

要想探明地层深处的情况,地震波需要穿透不同年代的地层,再反射回到地面,全程将近1.5万米。地表覆盖的松散沙土会将地震波能量逐级吸收,导致深层信号变得微弱。“拿不到高质量地震资料,就无法看清油气藏富集位置。”谈及超深层勘探,物探研究院副院长尚新民总是反复推敲。

常规的炸药震源激发,在沙漠区存在钻井及供水困难、激发能量不足等顽疾。国内外实验均显示,低频地震信号有利于改善深部成像质量。

科研人员制订“可控震源激发+节点采集”的技术思路,逐项突破,从激发端到接收端、从硬件到软件,拥有完全自主知识产权。在激发端,研发了任意复杂边界自动布设、推拉式高效地震观测系统布设等软件,实现了1.5Hz极低频稳定激发;在接收端,节点采集解决了传统有缆采集带道能力弱、施工效率低等固有顽疾,施工彻底摆脱线缆的束缚,实现了从“有缆”到“无缆”的跨越式发展,资料炮道密度提高10倍以上。

图为尚新民(中)与团队成员攻关地震资料处理技术

以征2井三维为例,可控震源高密度采集单炮数量远超炸药震源,该项目累计完成42.6万余炮,采集周期仅为常规炸药震源激发的1/3,7000米以下超深层地震资料一级品率从不足20%提高到60%以上。

自主研发一揽子技术  逐级提高地震资料品质

超深层地震勘探面临着地震信号衰减严重、强煤层产生严重多次波干扰等难题。

准中地区侏罗系发育煤层,煤层的速度与密度比围岩(砂、泥岩)低很多,地震波在不同波阻抗界面之间来回震荡,产生强烈的层间多次波。

图为公关团队成员查看地震剖面质量

“就像大太阳照射下找星星。”从事近30年西部探区地震资料处理工作的物探研究院资料处理质控专家韩站一说,“煤层对下部的砂体反射波造成强烈屏蔽。”

科研人员立项股份公司课题,攻关形成了基于子波分解重构的煤层屏蔽消除技术,煤下地层地震振幅能量提高约15%,在煤层较为发育的Z3井、D2井北等区块应用成功。

针对可控震源采集资料近炮点“三角形”区存在的强能量噪声,该院自主研发了“能量谱相关法可控震源噪声压制技术”,可实现噪声能量衰减96%以上,并已申请国家发明专利;形成了基于表层Q吸收补偿的高分辨率处理技术,地震频宽拓展约5~8Hz,有效解决了浅表层低降速带对高频信号吸收与衰减难题。

锻造火眼金睛  “看清”超深层地宫

上天容易入地难,准中地区恶劣的地表条件、复杂的地下构造一度是石油勘探禁区。要探索这个“超深层地宫”宝藏,必须依靠叠前深度偏移这柄利器。

为了确保地震资料在成像精度、分辨率、保真保幅等方面满足勘探综合研究的需要,该院成立一体化团队,以实测井资料作为标准,地震资料处理与地质专家共同研究处理流程的合理性和处理效果的有效性;把地质专家建立的构造模式作为速度建模的依据,采用井控约束各向异性技术使得深层地震反射准确归位。

2022年以来,基于一体化速度建模的叠前深度偏移成像技术,在准噶尔盆地超深层资料处理中全面推广应用,深度误差降低了35%,有效解决了复杂构造成像度低的问题。7000米以下的目标,可以看得清、看得全、看得准。该院地震资料处理首席专家芮拥军胸有成竹。

准中地区组合从“看不见”到“看得清”,实现了万米超深层地质体的精细地震成像,为中国石化“深地工程”的实施提供了重要基础资料。

在D1井地区建议部署的中国石化风险探井——D4井,目前已进入钻前准备阶段,有望打开准噶尔南缘常非一体油气勘探的序幕。

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