油藏地球物理技术的回顾与展望

holypax

转贴自：转载石油经济和信息研究中心

油藏地球物理是相对新颖的概念。过去地球物理的作用在很大程度上限制在勘探阶段，在油
气发现的开发
而，在石油工业提高经济效益的动力驱使下，以及大多数油气田面临绝产的形势下，石油工
业广泛开展了提高成
为此地球物理勘探技术逐步被确认为改善地层解释精度的工具。地球物理勘探技术的可靠性
，尤其是地震技术，
现有油田钻井的风险，而且通过在统计模型中增加地球物理约束条件，为直接向油藏工程使
用地球物理结果提供机
1.油藏地球物理与勘探地球物理之间的差别
油藏地球物理与勘探地球物理相比存在着一些明显的差别，其中包括在地球物理勘探区域内
可以获得井控信息
非常详尽地球物理勘探设计，并能够掌握用于解释的岩石物性资料。
⑴井控
在勘探阶段，通常需要从目标区域、断层、地层边界甚至一些错误的间断点很远的地方外推
井眼数据，这种类
重要组成部分，因此产生的解释结果可信度有局限性。在油藏地球物理观测中，油藏通常处
于生产之中或开发后
资料可以提供各种信息用于分析。岩石物性分析专家可以提供编辑好的测井解释资料，用于
描述岩性、流体含量
度约束因素。生产与油藏工程师可以提供目标区域的边界、含水层或其它特征的近似估算结
果，而且油藏工程师
整体的估算结果，资产评估组可以将其结果与地质解释相结合，为高分辨率勘探提出要求。
将所有信息综合起来
油藏现场条件的基本资料，包括地层温度、压力和油、气、水的特征。地球物理家应该熟悉
岩石物理与油藏工程
限性，而且能够提出这些领域的专业问题。
⑵岩石物性控制
现有地球物理技术是否能够区分各种油藏模型在成本和效果方面的优劣，是地球物理家必须
回答的重要问题之
答案并不是取决于地球物理模型，而是岩石物性研究，或储集岩与相邻地层的地震岩石物性
研究，井眼资料和获
以明显改善油藏地球物理家解决这个问题的能力。测井资料，尤其是纵、横波速度的声波测
井资料，结合提供裂
像测井资料，可以提供基础地震特征，并在改变岩性特征、流体含量和现场条件的情况下依
次进行模拟。岩样可
的基本框架，或用岩样测量结果提供基本地震特征。地球物理家必须时刻注意输入数据偶然
的错误使用，关注标
注意不要把一种刻度上观察到的物理效应错误地用于其它刻度上。同样，一知半解的知识是
非常危险，对地层地
不完整的评价，很可能产生错误的结果或解释。
⑶勘探设计
当油田经发现、开发和处在生产的某个阶段时，地球物理家可以获得一些信息来设计地球物
理勘探，以这种方
的成功率，以便优化解释。如果勘探的目的是确定油田构造的范围，可以按照常规方式设计
三维地震勘探，但如
确定气藏范围，地球物理家需要利用测井资料、地震岩石物性模拟和老地震资料，确定是否
需要特定的偏移距范
和含气带。如果需要高精度的井控和子波相位控制，则需要设计VSP勘探。如果在早期采集
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识别确认油藏目标的属性，地球物理家可以通过设计新的勘探来消除这种障碍。总之，油藏
地球物理家在已知油
设计勘探的效果要明显好于勘探地球物理家，而且通常很容易确认解决油藏描述问题的地震
勘探费用，并通过快
资金回报，计算出勘探产生的经济效益。
在过去的几年里，计划三维地震勘探的程序得到迅速发展，关于联合地震数据、井眼控制和
VSP结果与生产信息
也已经公开发表。
2.三维地震
虽然有许多地球物理勘探技术在油藏的具体项目上应用，但大多数油藏地球物理以反射地震
数据为基础，而且
藏研究的地震数据都是高覆盖次数的三维纵波数据。不过，近来已经在陆上和海底用多分量
检波器记录方式，以
量震源激发方式采集转换波数据，来解决油藏问题，尤其是为了对屏蔽油藏纵波成像的气云
下方进行成像，正在
数据，而且有关在海底采集多分量数据的技术正在不断改善。裂缝在油藏开发过程中的重要
性，使人们开始研究
收器，以便去识别与高裂缝密度有关的横波散射现象，其中一些技术将在未来有良好的应用
前景。
⑴属性
在大多数勘探与油藏地震观测中，主要目标是在时间与深度上准确成像地层构造，以及准确
描述叠前与叠后
幅。从这些数据中可以导出大量附加特征并用于解释，这就是常说的地震属性，其中振幅是
最简单且用途最广泛
多数情况下，反射波振幅与下伏地层的孔隙度或地层孔隙空间的流体密度（和可压缩性）有
着直接的关系。如果
的假设成立，那么简单的褶积模型就可以适合这种情况下的数据解释，不过有时这种假设也
会产生错误的解释，
偏移距独立性在解释中非常重要时，这种褶积模型就不适应了。同样，把孔隙度或流体特征
的解释建立在真阻抗
通常也显得过于简单和乐观了，尤其在含泥质的砂岩或裂缝岩石中。绝大多数原始地震属性
以Hibert变换为基础，
瞬时相位和瞬时频率等，以及这些属性的变化和其它类型的属性。相关性是反映相邻记录中
波形相似性的属性
缝；倾向与方位描述记录道偏移距最大相似性的方向，可以产生地层面的详细图像等等，目
前在各种地球物理处
中使用的属性超过了200多种，这些属性可以形成不同的方法确定一种特殊的特征。
⑵井眼标定
在使用各种属性时，油藏地球物理家必须利用测井资料、岩心数据和井眼地震信息，在井眼
处进行详细的标定
与岩石特征的相关性，这是油藏地球物理家的优势，而勘探地球物理家通常无法通过井眼验
证地层特征与地震
系。建立目的层属性与测井资料的关联非常简单，而地震振幅与孔隙度两者的相关性可以让
研究人员确信，地震
藏描述中孔隙度的代表。不过，在实际应用中存在着一些潜在的风险。在这种井眼资料相关
分析中，应该使用统
地质推论和观测属性特征的物理基础结合，共同检验其结果的合理性。
⑶地学统计
在油藏描述中，资产评估组一般掌握着一些井，可从中提取关于油藏的信息，因此需要解决
如何利用这些空
题。井间一般性的取平均值方法可能会产生错误的结果，当观察到的特征在一定范围内进行
关联时，可以使用克
技术经改进后可以使用那些在井眼"硬"数据分布位置之间提供"软"数据证据的资料。而地震资料是提供这种软证据
常，如果在井眼观察到的地层参数与穿越研究区的地震属性之间存在一种统计关系时，使用
地学统计技术可将井
范围内兑现和内插（通常使用克里格技术）。在缺少地震数据的情况下，可以使用改进后的
地学统计技术建立井
能情况"，如果存在具有可靠预测能力的地震数据时，这种模拟范围将会明显减少，会使油藏
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强。
⑷超薄层问题
近几年，人们专门开发了一种技术帮助解释员识别那些低于四分之一波长地震分辨率的超薄
地层的特征，这些
震子波所含的各种频率成分，其中一个在频率域运行；另一个在时间域运行。而成为频谱分
解的频率域方法寻找
它们表示薄层顶、底反射波干涉产生的一种虚反射信号。出现虚反射或频谱陷频的频率对应
着地层（双程）时间
由于地震子波含有超过主频的频率，所以频谱陷频可能是超薄层的标志。例如，通过描绘频
谱中依次增高的高频
到河道或海岸线的尖灭。时间域方法通常涉及用神经网络技术匹配子波特征，沿指定地层的
子波可以分成几种不
利用巧妙的方法区分彼此的差异。分类子波产生的图件通常可以充当被勘查的地质特征图件
，这种分类往往能比
波峰或波谷上的"端面"或周期上的微小变化，所以常对应着低于子波分辨率的特征产生的干涉。
如果地震岩石物性模拟不能指导分析和解释，或验证结果，使用这两项技术容易产生错误的
解释。不过，对于
程序能够产生优质图像的油藏地球物理家来说，这两项技术的使用正在变得越来越容易，目
前大多数现行软件包
的模拟功能。
3.井眼地球物理
油藏地球物理家不仅具有利用井眼数据进行相关的优势，而且具有利用这些井眼在风化带以
下更接近目标的位
数据的优势。目前，在井眼中采集地震数据的新技术已经产生，它们会在不久的将来成为油
藏地球物理家的重要
接收器放入一口井中或周围井中或地面，通过分析速度场或井眼附近的反射波图像确定目标
。
⑴VSP、检验炮记录、声波测井和套管井声波测井
最常规的井眼地球物理技术包括VSP、检验炮记录、传统的声波测井和套管井声波测井等。
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面地震数据与井眼观察结果，但现在它们的用途发生了很大的变化。VSP资料不仅可以为详
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据，而且还可以对井眼周围环境进行成像，如果采用多井源距采集方式，VSP成像结果会有
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供纵、横波速度的观测结果，对流体替换在地震数据上的效应的标定研究有重要影响，而且
还经常提供套管井
量结果。
⑵井间地震、RVSP和单井成像
井间地震、RVSP和单井成像技术是井眼地球物理技术的最新发展成果。这些方法已经得到试
验的验证，并产生
时关于数据采集时间、数据处理时间和这个作业成本也已经降到经济合理的程度。几年前，
能够使用的井间地震
像方法，这种方法能够提供井间范围的速度显示结果，但无法提供详细的图像。现在层析成
像技术通常作为提
具，服务于井间反射波程序产生的井间地层详细的反射波图像产品。新的井下震源系统不仅
可以支持RVSP数据采
究表明它们具有支持井眼周围构造成像的潜力。虽然单井成像技术的用途并不广泛，但这项
技术是从事封闭构
具，如盐体研究等。
4.无源地震监测
近几年，通过研究天然地震与油气生产的关系和注入开采的效应，人们对储层基岩的机械响
应进行了详细的
器放置在井下，能够远离地表噪声和靠近震源，人们可以准确地监测到天然振动或称无源地
震的信号。在流体产
压力发生变化期间储层基岩受到应力作用时，会出现微弱（偶尔很强）的振动波至，表示沿
脆弱面出现剪切破坏
表明，用这些微弱的波至可以表示与原油运移有关的裂缝系统位置和模式。在水力压裂过程
中，采用无源地震监
观测结果，可以有效地改善油藏开发效果。目前。这两项水力压裂监测技术正在演变为常规
技术，它们受环境因素影响很小