三維地震勘探設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性研究

三維地震勘探設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性研究

隨著石油地質(zhì)研究的深入。地震采集工程設(shè)計(jì),一方面要滿足地質(zhì)設(shè)計(jì)的要求,另一方面要考慮采集成本從某油田早期的三維地震勘探部署來(lái)看(圖1),其具有如下幾個(gè)缺點(diǎn):①勘探區(qū)域根據(jù)地下構(gòu)造單元進(jìn)行劃分,按不同年度分別進(jìn)行地震采集設(shè)計(jì)與施工,由于不同年份部署區(qū)域的方位有差異,必然出現(xiàn)不同程度的地震資料重合與空白,如1996年布設(shè)的區(qū)域與其他年度布設(shè)的區(qū)域;②勘探區(qū)域之間沒(méi)有很好的銜接,如2003年、2007年布設(shè)的三維勘探,雖然勘探區(qū)域面積的方位角保持一致,但區(qū)域的邊界重復(fù)布設(shè)太多;③勘探區(qū)域面積的大小、形狀不同,如1996年布設(shè)最小的勘探面積(45.960km上述布設(shè)勘探區(qū)域的布設(shè)方式不利于地震資料的連片處理及地質(zhì)解釋主要針對(duì)勘探區(qū)域面積的邊緣處理,三維地震勘探由觀測(cè)系統(tǒng)將不同炮點(diǎn)、檢波點(diǎn)聯(lián)系在一起,對(duì)于一個(gè)特定的檢波點(diǎn),每接收一次地震信號(hào),就認(rèn)為其被“激活”一次,區(qū)域邊界的檢波點(diǎn)被“激活”的次數(shù)不斷減少,要達(dá)到相同的覆蓋次數(shù),根據(jù)面積的大小及形狀變化,必須增加不同數(shù)量的炮點(diǎn),數(shù)量的多少取決于部署區(qū)域面積,直接影響勘探費(fèi)用。分析內(nèi)容:①在三維地震觀測(cè)系統(tǒng)一定的情況下,部署區(qū)域面積的大小如何影響滿覆蓋區(qū)域面積、未滿覆蓋區(qū)域面積及地震資料面積的變化;②在三維地震勘探部署區(qū)域面積一定的情況下,區(qū)域面積的拐點(diǎn)數(shù)量如何影響滿覆蓋區(qū)域面積、未滿覆蓋區(qū)域面積及地震資料面積的變化;③在三維地震勘探部署區(qū)域面積一定的情況下,區(qū)域面積的縱橫比如何影響滿覆蓋區(qū)域面積、未滿覆蓋區(qū)域面積及地震資料面積的變化;④三維地震滾動(dòng)勘探開(kāi)發(fā)中在進(jìn)行三維地震部署與設(shè)計(jì)的指標(biāo)分析之前,先闡述兩個(gè)概念:(1)三維地震資料面積:在不考慮偏移孔徑(2)平均覆蓋次數(shù):將獲取三維地震資料的區(qū)域面積按照網(wǎng)格(面元)進(jìn)行劃分,如地震采集的觀測(cè)方式為6L×4S×120,每放一炮共計(jì)720個(gè)地震道接收,每接收一道地震信息,獲取地下地震反射一次,即覆蓋次數(shù)為一次。(地震采集總炮數(shù)×每炮的地震道接收總數(shù))÷網(wǎng)格(面元)數(shù),得到每個(gè)面元內(nèi)的射線數(shù)目,即為平均覆蓋次數(shù)。地震資料面積內(nèi)的平均覆蓋次數(shù)越高,則未滿覆蓋區(qū)域面積占總資料面積的比值越小,勘探能效越高。1部署區(qū)域面積大小與采集指標(biāo)分析根據(jù)三維地震特定觀測(cè)系統(tǒng),地震勘探部署區(qū)域按照微型、中型、大型的矩形面積進(jìn)行數(shù)據(jù)采集(表1),滿覆蓋區(qū)域面積、未滿覆蓋區(qū)域面積、地震資料面積表現(xiàn)出各自的變化規(guī)律,滿覆蓋區(qū)域面積與其占地震資料面積百分比的變化規(guī)律為對(duì)數(shù)函數(shù)(圖3),滿覆蓋區(qū)域面積相對(duì)于地震資料面積而言,其變化規(guī)律為二次函數(shù)(圖4)。若滿覆蓋區(qū)域面積為12.32km因此,當(dāng)滿覆蓋區(qū)域面積逐漸增大時(shí),未滿覆蓋區(qū)域面積也隨之緩慢增大,但滿覆蓋區(qū)域面積占未滿覆蓋區(qū)域面積的百分比提高更快,相對(duì)于滿覆蓋區(qū)域面積而言,未滿覆蓋區(qū)域面積逐漸縮小,在區(qū)域面積內(nèi)不必部署更多的炮點(diǎn)、檢波點(diǎn)數(shù),從而可以提高地震勘探的能效。對(duì)于特定的勘探部署區(qū)域面積,由勘探目標(biāo)層深度選擇觀測(cè)系統(tǒng)的最大排列長(zhǎng)度(最大偏移距),在炮點(diǎn)距、接收道間距、炮線距、接收線距相同的情況下,由滿覆蓋區(qū)域面積占地震資料面積的百分比變化關(guān)系2部署區(qū)域形狀與采集指標(biāo)分析圖6a是“口”形布設(shè)區(qū)域,為了分析不同區(qū)域形狀對(duì)采集指標(biāo)的影響,在保證區(qū)域面積相同的前提下,將3個(gè)小矩形區(qū)域(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)沿縱向、橫向移動(dòng),放置在特定區(qū)域(ⅰ、ⅱ、ⅲ),將原先的“口”形區(qū)域重新組合成面積相同、形狀各異的部署區(qū)域(圖6b、c),此時(shí)勘探區(qū)域面積的拐點(diǎn)(圖6中的字母為拐點(diǎn))由4個(gè)增加到8個(gè),分別對(duì)其進(jìn)行三維地震數(shù)據(jù)采集,三維地震部署區(qū)域與采集參數(shù)、工作量對(duì)照如表2所示。在采集參數(shù)相同的情況下,不同區(qū)域形狀的未滿覆蓋區(qū)域面積、地震資料面積、滿覆蓋區(qū)域面積與地震資料面積的比值各不相同,布設(shè)區(qū)域拐點(diǎn)數(shù)越少,則地震資料面積、未滿覆蓋區(qū)域面積越小,在未滿覆蓋區(qū)域內(nèi)部署的炮點(diǎn)、檢波點(diǎn)數(shù)目越少,提高了勘探能效;反之,布設(shè)區(qū)域形狀拐點(diǎn)數(shù)越多(圖6b、c),未滿覆蓋區(qū)域面積越大,CMP面元內(nèi)的平均覆蓋次數(shù)越低,在未滿覆蓋區(qū)域內(nèi)需要部署更多的炮點(diǎn)、檢波點(diǎn)數(shù),從而降低了勘探能效。其次,在勘探部署區(qū)域面積相同的情況下,垂直地震測(cè)線方向增加區(qū)域面積(圖6c),需要增加額外的接收線,使得地震采集的區(qū)域邊界問(wèn)題更加突出,在未滿覆蓋區(qū)域面積內(nèi)需要部署較多的炮點(diǎn)、檢波點(diǎn),勘探能效更低。第三,炮密度差異與拐點(diǎn)沒(méi)有直接關(guān)系,主要差異由縱橫向的炮點(diǎn)距(橫向炮點(diǎn)距為50m,縱向炮點(diǎn)距為200m)不對(duì)稱造成的,同時(shí),炮密度的高低間接地反映了勘探能效。3勘探面積縱橫比與采集指標(biāo)分析將地震勘探的滿覆蓋區(qū)域分解成面積相同、縱橫比不同的矩形(表3),在采集參數(shù)相同的情況下,矩形面積的縱橫比大于1時(shí),地震資料面積、未滿覆蓋區(qū)域面積逐漸減小,并趨于穩(wěn)定(地震資料面積在6~7km因此,對(duì)于特定的勘探區(qū)域面積,地震采集工程設(shè)計(jì)應(yīng)盡量在勘探區(qū)域較長(zhǎng)邊長(zhǎng)方向布設(shè)測(cè)線,減少接收測(cè)線的條數(shù),以提高勘探能效。4勘探區(qū)塊銜接與采集指標(biāo)分析以某油田三維地震勘探為例(圖8),A工區(qū)和B工區(qū)為不同年度施工的相鄰三維地震勘探區(qū)域,從勘探部署設(shè)計(jì)及采集參數(shù)來(lái)看,相鄰勘探區(qū)域的測(cè)線方位角保持一致,且觀測(cè)方式(8L×8S/360磚墻式)、面元尺寸(15m×30m)、覆蓋次數(shù)(72次)基本相同。由于在相鄰區(qū)域的邊界處理時(shí)沒(méi)有更多地考慮工程設(shè)計(jì)的銜接問(wèn)題,為保證邊界滿覆蓋次數(shù),在未滿覆蓋區(qū)域內(nèi)各自都布設(shè)了炮點(diǎn)、檢波點(diǎn),采用甩道施工,使得重復(fù)區(qū)域的炮密度增加了一倍(圖8a),覆蓋次數(shù)由A、B工區(qū)的72次逐漸過(guò)渡到重復(fù)區(qū)域最高達(dá)136次(圖8b)。按照上述設(shè)計(jì)進(jìn)行地震采集,對(duì)于經(jīng)濟(jì)、技術(shù)一體化的勘探模式存在以下幾點(diǎn)不足:首先造成采集成本的直接增加,A工區(qū)滿覆蓋資料面積為201.132km其次增加的覆蓋次數(shù)(重復(fù)區(qū)域)主要在相鄰區(qū)塊的邊界,對(duì)主體構(gòu)造的地震資料信噪比沒(méi)有任何改善第三,盡管重復(fù)區(qū)域面元內(nèi)的覆蓋次數(shù)比設(shè)計(jì)要高,但受兩套觀測(cè)系統(tǒng)影響,炮點(diǎn)、檢波點(diǎn)連通性差,高斯—賽德?tīng)柕ㄓ?jì)算延遲時(shí)5結(jié)論與建議通過(guò)三維地震勘探部署設(shè)計(jì)與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析,從勘探部署、地震采集工程設(shè)計(jì)、勘探經(jīng)濟(jì)效率等方面進(jìn)行綜合分析,提出如下建議:(1)從部署區(qū)域面積大小與采集能效考慮,地震采集的滿覆蓋區(qū)域面積占地震資料面積的百分比必須提高到60%以上,對(duì)于深度在3000m以下的勘探目標(biāo)層,勘探部署區(qū)域面積至少在200km(2)勘探部署區(qū)域面積盡可能減少拐點(diǎn)數(shù),既有利于提高地震采集能效,又有利于相鄰勘探區(qū)塊的對(duì)接。(3)部署區(qū)域面積的縱橫比為0.7~1.5時(shí),勘探能效較高。三維地震測(cè)線盡量沿部署區(qū)域的長(zhǎng)邊方向布設(shè),減少接收線的條數(shù),提高地震采集效率。(4)做好三維地震滾動(dòng)勘探部署的整體規(guī)劃設(shè)計(jì),保持各相鄰區(qū)塊的銜接方向,在邊緣處理時(shí),盡量接納相鄰工區(qū)和以往的炮點(diǎn)、檢波點(diǎn)數(shù)據(jù),一方面減少地震資料的重復(fù)采集或消除地震資料的空白區(qū),另一方面降低勘探費(fèi)用