井间地震技术在红河油田中的应用

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【摘 要】 井间地震技术是油气田勘探开发中一项新技术，是将震源系统和接收系统分别放入井中，在目的层进行地震波的激发和接收，利用其资料高信噪比、高分辨率的特点，结合测井或地面地震资料进行解释， 以了解井间地下构造特征和储层岩性变化。本文根据红河油田的实际地质情况，与华北油田分公司技术人员研究讨论后，在该油田范围内选取有代表性的两个井组进行井间地震资料数据采集，研究井间储层横向变化和流体分布规律，明确地层和砂体的连续性、储层的连通性，有效指导复杂采油区开发方案的精细调整。

【关键词】 井间地震 波场 初至 直达波 管波

1 前言

井间地震是将震源与检波器都置入井中进行地震波观测的物探方法。通过对记录的地震波走时、振幅和频率等信息的处理，并结合测井、地面地震和地质等多方面资料综合解释。避开了地表低速带对地震信号高频成分的吸收，可以对井间小幅度构造、小断块、薄储层等地质目标的纵横向变化进行极为精细和准确的成像，并对油气田开发过程中的储层参数进行动态监测，分析流体移动方向、残余油气位置与数量，为提高油气采收率和优化油气田开发方案提供依据。

2013年7月，地球物理胜利分公司与华北油田分公司合作，进行了两对井组井间地震工作。

2 地质概况

红河油田主要储层为延长组、延安组辫状河三角洲前缘分流河道砂体，为典型的低孔低渗类型，储层具有厚度小、非均质性强、砂泥岩阻抗差异小、同期次河流多次改道、多期次河道纵向叠置、横向可预测性差等特点，油藏特征和井间关系十分复杂，石油开发进度和效益在很大程度上依赖于油藏描述精度的高低。常规地面地震资料信噪比低、纵横向分辨率低，对于解决油藏开发过程中的井间储层横向变化规律和连通性等问题具有极大的局限性，而对于监测油气藏动态、注气注水效果、压裂效果、获取构造和沉积细节、确定小断层与薄储层特征、识别岩性和漏失油层、研究流体分布情况、探明剩余油分布范围、进行油藏描述等等则几乎无能为力。

3 观测方式选择

根据激发点和接收点之间的位置关系，目前常见的观测方法有四种：共激发点道集观测方法（CSG）、共接收点道集观测方法（CRG）、YO-YO道集观测方法（CMG）、连续测井观测方法（COG）。

井间地震数据采集时，选择观测方法需要对成像目的、设备性能、施工效率、现场条件等各种因素综合考虑。此次投入设备是TOMOSEIS公司的Z-SEIS压电晶体震源和12级井下四分量检波器DDS-250。Z-SEIS震源，工作时均悬挂在井中，连续激发，不需要推靠井壁，连续激发性能非常好，适合于移动激发。井下四分量检波器DDS-250需要进行推靠，不适合于移动接收。根据现有设备特点，采用共接收点道集观测方法的效率最高。

4 采集参数的确定

设计观测系统时有两个重要的参数，一是观测点距的选取，二是观测井段的选取。本次接收检波器间距为3m，满足空间采样定律。观测井段要能得到较好的反射波成像，入射角必须小一些（小于45°），尽量避开波场十分复杂的牛角尖区域。根据以往经验与本井区目的层情况，确定观测井段在1900m到2400m之间。

利用X-Plan软件，对两对井组井间地震观测系统进行优化设计，得到一个指导采集施工的基础数据。通过试验（噪音测试，点试验，扇试验），对不同参数的共检波点道集和频谱对比分析，选择了检波器接收间距3m，扫描频率200-800Hz，扫描长度2.5s，震点间隔3m，仪器记录长度0.5s，采样间隔0.5ms。井下噪音相对较小，生产中采用4次扫描叠加就能满足甲方要求。

5 野外原始资料分析

5.1 波场丰富

井间地震资料既不同于地面地震资料，也不同于VSP资料，它可以观测到地震勘探中可能遇到的多种波场，如直达波、反射波、绕射波、管波、多次反射波以及各种转换波等。红河油田某井井间地震接收的波场信息丰富，利用直达波可以获得地面地震无法获得的高分辨率地层速度;利用上下行反射波场，可以精细研究井间地层的结构特征、岩性、物性以及流体特征等。

5.2 管波发育

井间地震中所指的管波与正常测井中的管波有所不同。红河油田井间地震资料显示管波非常发育，基本分为3种：（1）接收井管波：震源激发的体波传播至接收井后在物性界面上产生二次绕射源，并沿接收井筒传播一段距离后被检波器所接收。（2）激发井管波：震源激发的体波沿激发井筒传播一段距离后，遇到物性界面产生二次体波后直接被接收井检波器所接收。（3）复合型管波：震源激发的体波在激发井筒内传播一段距离后遇到物性界面并产生绕射，再沿物性界面传播至接收井后继续沿接收井筒传播一段距离后被检波器所接收。这些管波比较有规律性，处理时可以通过变换道集，将它们转化成直线型波组，从而可以利用F-K滤波、中值滤波等方法对其进行分离和压制。

5.3 初至波不清晰分析

根据地震波传播理论，在复杂介质条件下，以不同路径传播的地震波可能同时到达同一接收点，或到达同一接收点的时差很小，按照波的叠加原理，接收点处的质点位移是每个地震波各自引起质点振动的矢量和。所以，从理论上讲，对于水平层状介质，近炮点井间地震记录垂直分量上的初至波可能振幅很小甚至为零。造成实际近炮点井间地震记录初至不清晰的两种可能原因：一是初至波与续至波到达时间相差很小，初至波为续至波所干扰，造成初至波能量很小甚至为零;二是对于近炮点井间地震记录，到达接收点初至波的射线传播方向与垂直方向的夹角接近90°，初至波在垂直方向上的投影很小。

6 结语

（1）井间地震的激发和接收都靠近目的层，避开了地面噪声和地表低降速带对地震信号高频成分的吸收。井间地震波场丰富，可以精细研究井间地层的结构特征、岩性、物性以及流体特征。（2）井间地震的资料，管波比较发育，比较有规律性。（3）近炮点井间地震记录初至不清晰的原因：一是初至波被续至波干扰，二是初至波在垂直方向上的投影很小。（4）红河油田两对井组井间地震采集选取的施工参数合理，得到了优质的资料。