四维地震技术研究的现状及意义

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四维地震技术研究的现状及意义
国外石油公司对用于油气勘探开发的新技术一般采取以下投资策略：①在油价低迷时，他们将调整投资策略，降低投资风险，由高风险的新区勘探向低风险的成熟区（老油田）转移，对老区挖潜和提高采收率，依靠科技进步，降低勘探开发成本，提高经济效益；②在油价持续较高时，他们将扩大新区和风险勘探，增加储量，同时也是技术开发的有利时机，这时加大科技投入力度，增加技术储备，以便在油价下降时通过技术含量的提高来降低勘探开发成本，提高效益。
国际油价在经历了长时间的低迷后，于1999年下半年以来大幅上涨，已保持了两年多的高价位。虽然这两年石油公司收入颇丰，但油价的不稳定性时刻影响着石油公司的生存与发展。这也促使石油公司打破投资常规，大力发展技术，依靠科技进步降低生存风险。
在老区挖潜和提高油气采收率的过程中，首先面对的是如何确定剩余油分布及如何监测油藏内部流体流动等问题。过去，油藏工程师和地质家主要依靠基于井的监测方法来管理和开发油藏，但这种以点代面的方法无法精确确定油藏开发动态，特别当储层是非均质性较强的裂缝性储集体时这种方法很难奏效。
早在八十年代末、九十年代初，国外石油公司就开始利用油井注入期和生产期不同时间的三维地震资料的振幅、频谱、速度、波阻抗等信息研究储层连通性、储层中流体的移动，进行水驱/蒸气驱油藏描述和动态监测，及时调整开发方案。据SEG发表的研究资料，美国大部分新增储量都是依靠对储集层特性的详细研究由打加密井和扩边井获得的，大量的井在注水或注气，从经济上考虑强烈需要将监测技术用于监测油气田开发中的驱动机制。应用结果表明，对于小型油气田，采收率提高0。5%即可收回监测费用，而对于大型油气田，采收率只要提高1%，即可收回监测费用。而在应用监测技术后，美国石油采收率提高15%~20%。
目前每年全球在4D地震上的投入大约在5千万?1亿美元左右，并有持续增长的趋势。近几年来从美国SEG国际学术会议报告的资料看，国外石油公司越来重视将时移地震技术作为监测油气田开发和调整开发方案的主要技术手段之一，而且在大力推广时移3D?3C、3DVSP技术等，经济效益比较显著。
虽然国外公司取得了一定的经验可供我们借鉴，但从应用领域看，大量的4D地震试验和应用实例是在海上（而且主要是在北海一带），BP Amoco公司甚至铺设了海底永久性电缆，以便于4D地震观测，效果较好。只有一小部分用于陆地，而且应用的深度也有一定限度，目前应用实例显示最深海上在3000米，陆地在1000多米左右。对储层物性要求也较高，即孔隙度较高（25%）的疏松砂岩储集体取得成功的可能性较大。例如Statoil公司（W7.14,99SEG）在在北海Statfjord油田的朱罗系 Brent砂岩，埋深2500米，清质油（35API），当孔隙度为30%，320巴孔隙压力，从低含水饱和度到80%水饱和时，波阻抗增加8%，顶部反射系数降低50%，水驱动能引起地震反射的显著变化。当孔隙压力从380巴下降到320巴（几年开采后），波阻抗增加2-3%，当孔隙压力从320巴增加到450巴（几年开采后），波阻抗下降7-8%。物性的变化与油藏特征密切相关。
国内CNPC大庆油田、辽河油田也开展过四维地震工作的试验。辽河油田在1996年6月8日采集第一次3D地震资料，6月13日开始第十一轮蒸汽注入（井口温度336度，干度 70%，压力13.1mp），6月20日停止注蒸汽并闷井，共注入蒸汽3433方。第二次3D地震采集于6月21日开始，观测系统相同。液体被蒸汽替代后P波速度降低30%左右。观测系统为3线（每线40炮）激发，8线接收，井下6 米深度激发，涡流检波器0.5米深度接收，最终获得10条CMP线，每线120CMP，5*5米面元，20次覆盖。经过50HZ干扰剔除、球面发散与大地吸收补偿、近地表鸣震压制、检波器效应消除、精细速度和剩余静校正处理、叠加和差异信息提取等处理后认为，在陆上薄互层（10米厚度）地区，如目的层在 1000米深度以内，并且采用蒸汽热采方式，在合理地消除陆上勘探特有问题后（吸收衰减、激发能量、频率变化、近地表等各种影响），可以获得有意义的成果。
大庆油田则是利用了1988年~1990年和1998年~1999年间两次2D地震资料开展时移地震研究工作的，结论是可以在大庆薄互层油藏开展时间推移地震试验，有望取得一定的效果。