蔡志東，王 赟，溫鐵民，艾維平，王 沖

（1.中國地質(zhì)大學(xué)（北京）地球探測與信息技術(shù)學(xué)院，北京100083；2.中國石油集團(tuán)東方地球物理公司新興物探開發(fā)處，河北涿州072750；3.中國石油集團(tuán)東方地球物理公司研究院，河北涿州072751；4.中國石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院，北京100206）

隨著油氣開發(fā)的不斷深化，復(fù)雜斷塊儲層、火山巖儲層和碳酸鹽巖縫洞型儲層已成為主要的油氣勘探目標(biāo)。但目前這些目標(biāo)的勘探難度仍然較高，儲層鉆遇率很低，嚴(yán)重制約了油氣勘探開發(fā)的發(fā)展。近年來，基于VSP的儲層預(yù)測及地震地質(zhì)導(dǎo)向方法逐步被國內(nèi)外學(xué)者所關(guān)注，它是將VSP、地面地震和鉆井工程相結(jié)合的一項(xiàng)交叉學(xué)科技術(shù)。傳統(tǒng)的隨鉆地震方法的作業(yè)方式以鉆頭破巖振動(dòng)為激發(fā)源、地面或鄰井中檢波器接收[1-2]，而基于VSP的地震地質(zhì)導(dǎo)向方法則是采用主動(dòng)震源在地表或井中激發(fā)，通常分為基于正VSP和逆VSP 的兩種地震地質(zhì)導(dǎo)向方法[3-5]。需指出的是，近年來有些文獻(xiàn)將該類方法歸納為隨鉆地震方法，是不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?。正VSP和逆VSP地震地質(zhì)導(dǎo)向方法的觀測系統(tǒng)在幾何形式上為互逆互等關(guān)系，因此兩種方法所獲得的井中地震數(shù)據(jù)處理方法是類似的。其中逆VSP 采用井中震源激發(fā)、地面檢波器接收的方式，與傳統(tǒng)的隨鉆地震方法在觀測方式上類似，但傳統(tǒng)的隨鉆地震方法以正在鉆進(jìn)作業(yè)工作中的鉆頭為信號源，鉆頭信號難以獲得、噪聲水平較高，特別是近年來隨著PDC 鉆頭的廣泛使用，切削式的破巖作業(yè)產(chǎn)生的縱波能量更低。逆VSP方法在激發(fā)能量、可控制性、作業(yè)時(shí)間上具有一定優(yōu)勢，該方法目前仍在探索發(fā)展中。多個(gè)國內(nèi)外油服公司先后進(jìn)行了井下電火花、井下壓電陶瓷、井下可控震源等多種激發(fā)源的研發(fā)與應(yīng)用試驗(yàn)，致力于開發(fā)出既可以產(chǎn)生足夠激發(fā)能量，又能確保井筒安全的理想井下激發(fā)儀器，預(yù)期將在近幾年內(nèi)有所突破[6]，目前尚不能應(yīng)用于解決高精度的鉆前儲層預(yù)測問題?；谡齎SP的地震地質(zhì)導(dǎo)向方法利用地面震源激發(fā)、井中儀器接收的方式獲得鉆前地震和地質(zhì)信息[7-9]，該技術(shù)相對成熟。本文主要討論這種觀測方式。與常規(guī)VSP方法主要區(qū)別體現(xiàn)在3個(gè)方面：①需要在鉆井周期內(nèi)完成快速的井中地震數(shù)據(jù)采集；②需要實(shí)時(shí)的地震數(shù)據(jù)處理、解釋；③需要快速、準(zhǔn)確的鉆前目標(biāo)預(yù)測與鉆井軌跡指導(dǎo)。與地面地震相比，該方法在井孔中獲取地震數(shù)據(jù)，其地震波旅行路徑更短、信號的衰減更小，因此，它具有高信噪比、高分辨率和更好的地震波特征，可以很好地補(bǔ)充和驅(qū)動(dòng)地面地震的處理解釋，目前已在鉆前儲層預(yù)測方面發(fā)揮了較好的作用[10-11]。為了更準(zhǔn)確地預(yù)測地質(zhì)目標(biāo)，本文系統(tǒng)討論了地震地質(zhì)導(dǎo)向方法，從基本方法原理出發(fā)，確定了完整而可行的作業(yè)流程，形成了基于不同儀器的一系列試驗(yàn)方法，并探索開發(fā)了新型井下接收儀器。在不同探區(qū)的數(shù)個(gè)深井項(xiàng)目中進(jìn)行了試驗(yàn)，獲取了較為理想的地震數(shù)據(jù)。分析結(jié)果表明，該方法具備可實(shí)施性，采集系統(tǒng)穩(wěn)定，能夠解決鉆前地質(zhì)目標(biāo)預(yù)測問題，有效提升目標(biāo)儲層鉆遇率，同時(shí)確保生產(chǎn)作業(yè)安全、降低作業(yè)成本[12-13]，具有良好的應(yīng)用推廣前景。

1 方法原理

1.1 基于VSP的地震地質(zhì)導(dǎo)向方法實(shí)施系統(tǒng)

基于VSP的地震地質(zhì)導(dǎo)向方法將井中地震、地面地震方法和鉆井工程相結(jié)合，利用鉆井過程中獲得的井中地震資料提取井控參數(shù)，約束三維地面地震數(shù)據(jù)進(jìn)行重新偏移處理，并將其解釋結(jié)果用于目標(biāo)儲層預(yù)測，實(shí)時(shí)調(diào)整鉆井軌跡，如圖1所示，該方法包括以下3個(gè)主要環(huán)節(jié)。

圖1 基于VSP地震地質(zhì)導(dǎo)向?qū)嵤┡c決策系統(tǒng)

1）井中地震數(shù)據(jù)采集。快速準(zhǔn)確地進(jìn)行井中地震數(shù)據(jù)采集是本項(xiàng)研究的關(guān)鍵，為了提高井中地震數(shù)據(jù)采集的時(shí)效性，經(jīng)過大量的方法研究試驗(yàn)，探索形成了一套完整的作業(yè)體系，同時(shí)也開發(fā)了一種新的采集儀器，包括探測單元、記錄和存儲單元、時(shí)間標(biāo)定和數(shù)據(jù)傳輸單元、鉆桿短節(jié)等幾個(gè)部分。

2）現(xiàn)場數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)處理包括兩個(gè)步驟：①井中地震數(shù)據(jù)處理，獲得準(zhǔn)確的井控參數(shù)；②在所獲得的參數(shù)的約束下進(jìn)行地面地震數(shù)據(jù)重新偏移處理。

3）地球物理目標(biāo)預(yù)測和鉆井軌跡調(diào)整。利用重新處理得到的結(jié)果確定地球物理目標(biāo)的空間位置，并及時(shí)調(diào)整鉆井軌跡，使得鉆頭準(zhǔn)確命中目標(biāo)儲層。

1.2 基于VSP的地震地質(zhì)導(dǎo)向方法的工作流程

圖2顯示了基于VSP的地震地質(zhì)導(dǎo)向方法的工作流程，共包括5個(gè)主要步驟，需要3個(gè)研究組共同完成。時(shí)間。

圖2 基于VSP的地震地質(zhì)導(dǎo)向方法的工作流程

3）井中地震數(shù)據(jù)處理。在該步驟中，第一研究組進(jìn)行高效的現(xiàn)場數(shù)據(jù)處理，獲得可靠的井中地震波場、速度和井控參數(shù)。此步驟一般在2h內(nèi)完成。

4）地面地震數(shù)據(jù)處理。包括地震波場衰減補(bǔ)償、速度模型建立、三維地震數(shù)據(jù)重新偏移和深度域波場標(biāo)定。該步驟一般花費(fèi)不超過8 h，由第三研究組完成。

5）地球物理目標(biāo)的空間位置預(yù)測和鉆井軌跡設(shè)計(jì)調(diào)整。此步驟一般不超過2 h，由第一、三研究組與油田公司地質(zhì)專家共同完成。

上述5個(gè)步驟是系統(tǒng)性的基于VSP的地震地質(zhì)導(dǎo)向方法工作流程，涵蓋了井中檢波器接收的各種作業(yè)方法，同時(shí)處理流程也是完整的，除了速度約束重新偏移處理外，流程中用到了更多的井中和地面地震數(shù)據(jù)，包括井控參數(shù)的提取和補(bǔ)償、重新偏移處理、VSP走廊標(biāo)定等，實(shí)際生產(chǎn)中可根據(jù)作業(yè)的時(shí)間要求和區(qū)域地質(zhì)情況進(jìn)行數(shù)據(jù)取舍。

2 模型試驗(yàn)

1）項(xiàng)目啟動(dòng)，確定項(xiàng)目運(yùn)行計(jì)劃和井中地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)。第一研究組和第二研究組的人員和設(shè)備及時(shí)到達(dá)作業(yè)現(xiàn)場，開始設(shè)備測試和數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)備工作。

2）井中地震數(shù)據(jù)采集和處理準(zhǔn)備。地面地震數(shù)據(jù)由第三研究組進(jìn)行室內(nèi)準(zhǔn)備，數(shù)據(jù)采集工作由第二研究組在鉆井間隙進(jìn)行，通常該步驟不需要占用鉆井

為了分析以塔里木盆地普遍發(fā)育的二疊系火成巖為代表的上覆地層對目標(biāo)儲層的影響[14-15]，我們首先通過正、反演模型進(jìn)行模擬分析。

2.1 模型正演

參考塔里木盆地塔北和塔中地區(qū)地層情況[16-17]，建立如圖3所示的地質(zhì)模型，其中圖3a為穩(wěn)定速度地質(zhì)模型，隨著深度增加速度由2000 m/s增加至5000 m/s，速度梯度為0.5s－1；圖3b為加入了變速層的地質(zhì)模型，變速層厚度為300 m，速度從左向右由4 000 m/s增至5500 m/s，用于模擬該區(qū)二疊系火成巖的不穩(wěn)定分布。兩個(gè)模型均在4500 m 深度位置加入了大小為300 m×200 m、速度為4000 m/s的特殊地質(zhì)體，用于模擬碳酸鹽巖溶洞勘探目標(biāo)。

圖3 穩(wěn)定速度（a）和含變速層（b）地質(zhì)模型

2.2 模擬數(shù)據(jù)成像處理

提取上述模型中的穩(wěn)定地層速度，忽略變速層的影響，分別對兩個(gè)模型的正演模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行深度偏移處理，得到如圖4所示的成像結(jié)果。從圖4b中可明顯觀察到如紅色虛線所示的目標(biāo)體與真實(shí)位置的偏差，測量可知橫向偏差為＋29 m，縱向偏差為－33 m，盡管該偏差與數(shù)千米的井深相比顯得十分微小，但實(shí)際上，所模擬的塔里木盆地碳酸鹽巖勘探目標(biāo)位置偏差也通常只有20～50 m，這一看似較小的偏差往往決定了鉆井的成功與否。

圖4 穩(wěn)定模型模擬數(shù)據(jù)（a）和含變速層模型模擬數(shù)據(jù)（b）的成像結(jié)果

2.3 參數(shù)約束成像處理

圖5a給出了含變速層的準(zhǔn)確速度得到的成像結(jié)果。由圖5a可見，目標(biāo)體得到了有效歸位。圖5b為在準(zhǔn)確速度的基礎(chǔ)上，對疊前數(shù)據(jù)進(jìn)行真振幅恢復(fù)和吸收衰減補(bǔ)償?shù)葏?shù)約束后得到的成像結(jié)果。由圖5b可見，目標(biāo)體的刻畫精度得到了一定的提升。實(shí)際數(shù)據(jù)中速度和各向異性參數(shù)、球面擴(kuò)散和吸收衰減參數(shù)難以精確得到，只能利用井中地震方法提取并進(jìn)行約束處理，最大程度地趨近真實(shí)結(jié)果，最終的成像結(jié)果也需要利用井中地震走廊進(jìn)行層位標(biāo)定。

圖5 準(zhǔn)確速度（a）和多參數(shù)約束（b）成像結(jié)果

3 地震地質(zhì)導(dǎo)向方法數(shù)據(jù)采集

近年來，在塔里木盆地、準(zhǔn)噶爾盆地、環(huán)渤海灣地區(qū)、銀額盆地等探區(qū)，面向油氣勘探開發(fā)的生產(chǎn)需求，開展了大量的地震地質(zhì)導(dǎo)向方法的探索和研究工作，目前共計(jì)完成了近200井次的試驗(yàn)工作，表1給出了部分地震地質(zhì)導(dǎo)向方法的試驗(yàn)情況。

表1__地震地質(zhì)導(dǎo)向方法試驗(yàn)情況

3.1 以鉆頭為震源的逆VSP地震地質(zhì)導(dǎo)向方法

以鉆頭為震源的地震地質(zhì)導(dǎo)向方法研究已經(jīng)取得了一系列隨鉆地震研究成果[2]。為了深化該項(xiàng)研究，2011年在塔里木探區(qū)組織了新一輪的隨鉆地震系列現(xiàn)場試驗(yàn)，選擇正在鉆進(jìn)中的K8井為試驗(yàn)井，在井旁平行布設(shè)了兩條6000 m 長的檢波點(diǎn)線，其中一條采用的模擬檢波器組合以50 m 間距接收，另一條采用三分量數(shù)字檢波器以25 m 間距接收；在鉆頭信號采集方面，分別在鉆井平臺、方鉆桿、井口、鵝頸鉤等位置，焊接或埋置了26只不同類型的檢波器，其中包括常規(guī)三分量檢波器和水聽器、國外兩個(gè)合作單位提供的實(shí)時(shí)無線傳輸檢波器、授時(shí)儀檢波器等，記錄了包括標(biāo)量數(shù)據(jù)在內(nèi)的四分量數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)在22 d內(nèi)，不間斷地記錄了3542～4350 m 井段、超過800 m 的鉆頭信號。試驗(yàn)表明，現(xiàn)場的排列記錄數(shù)據(jù)和鉆頭監(jiān)測信號均表現(xiàn)出較高的噪聲水平，經(jīng)過長時(shí)間（每鉆進(jìn)10 m）的數(shù)據(jù)疊加，再經(jīng)過鉆頭信號互相關(guān)、噪聲壓制等處理工作后，得到了隨鉆地震數(shù)據(jù)，如圖6所示，并最終得到小塊的成像剖面（圖7），可以獲得一定的鉆前地層信息。盡管該項(xiàng)試驗(yàn)取得了一定的研究成果，但檢波器動(dòng)態(tài)范圍不足和強(qiáng)噪聲壓制方法不成熟影響了鉆頭信號的獲取，且TB級的數(shù)據(jù)處理量及逆Walkaway-VSP 成像處理周期過長，難以滿足時(shí)效性極強(qiáng)的隨鉆地震勘探開發(fā)的需要，仍需要開展進(jìn)一步的攻關(guān)研究。此外，作為以鉆頭為震源的替代技術(shù)，利用鉆頭和電纜攜帶的電火花震源也在研發(fā)之中。

3.2 基于常規(guī)檢波器VSP的地震地質(zhì)導(dǎo)向方法

井中檢波器地震數(shù)據(jù)采集屬于一種高效率的中途多分量VSP方法，利用井中檢波器在套管井中進(jìn)行快速數(shù)據(jù)采集并進(jìn)行現(xiàn)場處理，在最短的時(shí)間內(nèi)獲得用于地震地質(zhì)導(dǎo)向的數(shù)據(jù)。該方法在地震地質(zhì)導(dǎo)向作業(yè)方法中占到絕大多數(shù)，也是目前最成熟、最可靠的方法，但對井筒條件要求較高，占井時(shí)間較長，且在大段祼眼井段觀測時(shí)安全風(fēng)險(xiǎn)偏高。

圖6 以鉆頭為震源的經(jīng)相關(guān)處理后的隨鉆采集數(shù)據(jù)

圖7 以鉆頭為震源的隨鉆地震成像結(jié)果并鑲嵌在地面地震剖面中

3.3 基于水聽器VSP的地震地質(zhì)導(dǎo)向方法

對于某些存在較長裸眼段的試驗(yàn)井，利用常規(guī)井中檢波器需要打開支撐臂進(jìn)行作業(yè)，在采集時(shí)存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，因此提出了一種基于水聽器的地震地質(zhì)導(dǎo)向方法，研制了直徑較小、無需推靠的記錄儀器，并配有實(shí)時(shí)打撈工具，實(shí)際數(shù)據(jù)應(yīng)用中取得了一定的效果。圖8a、圖8b和圖8c分別給出了在2015年9月、2015年11月和2016年1月進(jìn)行的3次采集試驗(yàn)得到的地震記錄。對比圖8a、圖8b和圖8c可以看出，通過持續(xù)的技術(shù)攻關(guān)，水聽器采集可以獲得較高品質(zhì)的井中地震數(shù)據(jù)，該記錄數(shù)據(jù)為標(biāo)量數(shù)據(jù)，一定程度上可以代替常規(guī)檢波器的三分量數(shù)據(jù)。因此可配合常規(guī)井中檢波器在裸眼井段應(yīng)用，提高井中作業(yè)的安全性。

3.4 基于鉆頭檢波器VSP的地震地質(zhì)導(dǎo)向方法

圖8 不同日期水聽器采集試驗(yàn)得到的地震記錄a 2015年9月采集到的地震記錄；b 2015年11月采集到的地震記錄；c 2016年1月采集到的地震記錄

盡管井中檢波器記錄方法可以獲得理想的用于地震地質(zhì)導(dǎo)向的VSP數(shù)據(jù)，同時(shí)最大程度地減少了鉆井過程中的停鉆等待時(shí)間，但時(shí)效性仍有待加強(qiáng)，需要更加快捷的測量工具。因此開發(fā)了鉆頭檢波器井中地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)充分考慮了各種嚴(yán)苛數(shù)據(jù)采集環(huán)境，首先要解決高溫、高壓、高振動(dòng)環(huán)境下記錄系統(tǒng)的穩(wěn)定問題，其次支撐臂推靠裝置是另一個(gè)挑戰(zhàn)性的技術(shù)。另外需要良好的密封條件用來保護(hù)地震檢波器不受損壞，保證大容量電池和存儲設(shè)備系統(tǒng)正常工作。設(shè)計(jì)并開發(fā)了井下采集接收系統(tǒng)，如圖9所示。5個(gè)部件集成在一個(gè)鉆桿短節(jié)內(nèi)，它們是三分量地震檢波器、大容量電池、電子板、數(shù)據(jù)輸入/輸出接口和支撐臂。其中地震檢波器的最大動(dòng)態(tài)范圍為100d B，全系統(tǒng)能承受的最高溫度為175℃，最大耐壓為140 MPa，最大抗振能力為20 g。

圖9 井下采集接收系統(tǒng)

由于記錄系統(tǒng)與鉆具相組合，因此它需要獨(dú)立工作。時(shí)間同步和數(shù)據(jù)傳輸也是必須解決的問題。研究中提出了同溫、同壓標(biāo)定的方法，較好地解決了這一問題。具體操作是將一個(gè)高精度時(shí)鐘安裝在井下記錄系統(tǒng)中，另一個(gè)放入模擬環(huán)境箱中，其溫度和壓力與鉆頭所在位置相同。試驗(yàn)結(jié)果表明，兩個(gè)時(shí)鐘的穩(wěn)定性可達(dá)到±1 ppb。在連續(xù)工作約20 d的實(shí)驗(yàn)中，只產(chǎn)生了1 ms的誤差。受數(shù)據(jù)量的限制，本研究中采用了大容量儲存卡，并放棄泥漿數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǎ阢@井作業(yè)空隙時(shí)間，利用數(shù)據(jù)插頭傳輸數(shù)據(jù)。圖10顯示了鉆頭地震檢波器的記錄數(shù)據(jù)，分析可知，數(shù)據(jù)初至起跳干脆、信噪比較高；經(jīng)過時(shí)間同步后，鉆頭地震檢波器與常規(guī)地震檢波器的記錄數(shù)據(jù)如圖11所示，圖中初至波和續(xù)至波的信噪比、波形特征等一致性較好，證明了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，認(rèn)為已初步具備了推廣應(yīng)用能力。該方法可以最快速地提供地質(zhì)導(dǎo)向成果，同時(shí)也最為安全，但需要長時(shí)間的投入設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場采集，甚至在鉆井全周期內(nèi)錄制數(shù)據(jù)，設(shè)備成本投入較高。因此在選用鉆頭檢波器方法和常規(guī)檢波器（或水聽器）方法時(shí)，要根據(jù)每口井的地質(zhì)和工程的具體情況優(yōu)選。

圖10 鉆頭檢波器地震原始記錄數(shù)據(jù)

圖11 鉆頭檢波器記錄鑲嵌到常規(guī)檢波器記錄中的結(jié)果

3.5 基于光纖VSP的地震地質(zhì)導(dǎo)向方法

本項(xiàng)研究中引入了分布式光纖作為井下接收和傳輸裝置，其具有高效率、高密度、全井段、耐高溫、耐高壓、子波一致性好等特點(diǎn)，較適宜基于VSP地震地質(zhì)導(dǎo)向地震數(shù)據(jù)的采集。經(jīng)過詳細(xì)論證和多次現(xiàn)場試驗(yàn)，確定利用鉆井作業(yè)間隙快速采集光纖地震數(shù)據(jù)的方法，該方法較常規(guī)方法占用鉆井時(shí)間更少、下井作業(yè)更安全，同時(shí)較鉆頭檢波器采集的數(shù)據(jù)更全面。圖12和圖13分別給出了基于分布式光纖VSP和常規(guī)檢波器VSP 的地震地質(zhì)導(dǎo)向方法采集的地震數(shù)據(jù)。對比圖12和圖13可見，光纖數(shù)據(jù)信噪比較低，但可以拾取初至并計(jì)算VSP速度，其結(jié)果可以用于較簡單的地震地質(zhì)導(dǎo)向處理應(yīng)用，但求取其它參數(shù)或提取上行波場有一定的困難，因此目前尚不能完全代替井下接收儀器。隨著光纖設(shè)備的進(jìn)步和大數(shù)據(jù)量快速處理能力的提升（一些連續(xù)記錄光纖數(shù)據(jù)達(dá)PB級），基于光纖VSP的地震地質(zhì)導(dǎo)向方法將成為重要的地震地質(zhì)導(dǎo)向方法技術(shù)之一。

圖12 基于分布式光纖VSP的地震地質(zhì)導(dǎo)向方法采集的地震數(shù)據(jù)

圖13 基于常規(guī)檢波器VSP的地震地質(zhì)導(dǎo)向方法采集的地震數(shù)據(jù)

4 應(yīng)用效果分析

塔里木盆地Well-A 井于2016年完鉆，其井深超過6000 m，勘探目標(biāo)為奧陶系碳酸鹽巖縫洞體，由于受到上覆地層速度變化的影響，第一次鉆井未能鉆遇勘探目標(biāo)，地質(zhì)專家寄希望于利用基于VSP的地震地質(zhì)導(dǎo)向方法進(jìn)行補(bǔ)救。Well-B井是2019年新區(qū)塊的一口開發(fā)井，該地區(qū)二疊系火成巖厚度變化較大，為了確保鉆井成功，進(jìn)行了地震地質(zhì)導(dǎo)向處理測量。兩個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目分別代表了兩種不同類型的地質(zhì)需求。

4.1 參數(shù)提取

基于如圖14所示的Well-A 井井中采集數(shù)據(jù)，首先拾取初至波，計(jì)算地層地震波速度。圖15給出了Well-A 井的速度曲線。從圖15 可以看出，在4000 m 深度附近速度曲線變化較劇烈，說明該井鉆遇地層的速度變化較為劇烈。為了進(jìn)一步提升儲層預(yù)測精度，基于該井中地震數(shù)據(jù)，提取了更多的井控參數(shù)，包括用于球面擴(kuò)散補(bǔ)償?shù)恼嬲穹謴?fù)因子（TAR）和地層吸收因子（Q），如圖16和圖17所示。

圖14 Well-A 井地震數(shù)據(jù)

圖15 Well-A 井速度曲線

4.2 井控處理

圖18顯示了Well-B井井控地震速度建模過程，其中圖18a為井中地震速度模型、圖18b為地面地震速度模型、圖18c為利用井中地震速度約束的地面地震速度模型，利用圖18c所示的重建速度模型對疊前數(shù)據(jù)進(jìn)行

圖16 Well-A 井TAR 因子曲線

圖17 Well-A 井Q 因子曲線

重新偏移處理，得到以井口為中心的36 km2的新的處理后的三維地震數(shù)據(jù)。需要指出的是，準(zhǔn)確的TAR 因子、Q因子對于地震偏移處理會(huì)起到一定的改善作用[18]，但通常需要在疊前數(shù)據(jù)中應(yīng)用，這會(huì)消耗較多的處理時(shí)間，因此大多數(shù)情況下仍只利用速度這一個(gè)參數(shù)進(jìn)行井控地震偏移處理[19-20]，少數(shù)對成像精度要求更高的研究項(xiàng)目進(jìn)行了多參數(shù)井控偏移處理。

4.3 層位標(biāo)定

井中地震走廊鑲嵌對比是目前應(yīng)用廣泛、準(zhǔn)確可靠的地震標(biāo)定方法，研究中發(fā)現(xiàn)，多數(shù)情況下時(shí)間域地震剖面與時(shí)間域走廊剖面有較好的吻合關(guān)系[21]，而深度域地震剖面與深度域走廊剖面存在一定的偏差，這是由于地層速度不準(zhǔn)確而產(chǎn)生的。圖19a給出了Well-A 井地震地質(zhì)導(dǎo)向處理前的深度域標(biāo)定結(jié)果。從圖19a可明顯觀察到層位差異。圖19b給出了Well-A 井地震地質(zhì)導(dǎo)向處理后的深度域標(biāo)定結(jié)果，地震地質(zhì)導(dǎo)向處理后的剖面與走廊剖面吻合良好，證實(shí)了重新偏移成像的可靠性。

4.4 鉆井方案調(diào)整決策

基于地震地質(zhì)導(dǎo)向成果，首先對Well-A 井勘探目標(biāo)位置進(jìn)行了充分的討論，并確定了將原鉆探靶點(diǎn)向南西方向調(diào)整65 m，如圖20所示。依調(diào)整方案實(shí)施鉆進(jìn)，最后成功命中溶洞目標(biāo)并獲得了良好的油氣發(fā)現(xiàn)，有效補(bǔ)救了原鉆探失利的影響。

圖19 Well-A 井地震地質(zhì)導(dǎo)向處理前（a）、后（b）的走廊剖面標(biāo)定結(jié)果

圖20 Well-A 井設(shè)計(jì)鉆井軌跡調(diào)整前（a）、后（b）的對比

對于Well-B井，由于火成巖速度的準(zhǔn)確修正，地震地質(zhì)導(dǎo)向處理前、后數(shù)據(jù)產(chǎn)生了明顯的變化，提取對于該探區(qū)縫洞體儲層相對敏感的最大波谷屬性，可觀察到目標(biāo)位置的變化，如圖21所示。將靶點(diǎn)向北東方向調(diào)整35m 后，同樣命中勘探目標(biāo)，獲得油氣產(chǎn)量。

圖21 Well-B井地震地質(zhì)導(dǎo)向處理前（a）、后（b）的地質(zhì)目標(biāo)位置

5 結(jié)束語

1）傳統(tǒng)的隨鉆地震方法受現(xiàn)有檢波器動(dòng)態(tài)范圍不足和強(qiáng)噪聲壓制方法不成熟的制約，目前尚未達(dá)到生產(chǎn)應(yīng)用的能力，且全井段采集時(shí)間和逆Walkaway-VSP成像處理周期過長，難以滿足時(shí)效性極強(qiáng)的地震地質(zhì)導(dǎo)向勘探開發(fā)需求。

2）基于井下檢波器VSP 采集的地震地質(zhì)導(dǎo)向方法較為成熟，以采集時(shí)效性和安全性由高到低進(jìn)行排序，依次為鉆頭檢波器、分布式光纖、水聽器和常規(guī)檢波器方法；以數(shù)據(jù)品質(zhì)由高到低排序，依次為常規(guī)檢波器、水聽器、鉆頭檢波器和分布式光纖。在應(yīng)用選擇方面，近幾年仍將以常規(guī)和鉆頭檢波器試驗(yàn)為主、水聽器為輔，未來分布式光纖將扮演重要角色。

3）在處理解釋技術(shù)方面，基于VSP地震地質(zhì)導(dǎo)向方法所獲得的關(guān)鍵地球物理參數(shù)，可以有效提升地震成像的可靠性，采用多參數(shù)約束的方式，即除了井中地震速度控制以外，采用更多的井中地震參數(shù)進(jìn)行處理控制，將有助于得到更可靠的重新偏移處理成果，對目標(biāo)體的刻畫也更加精確。

4）在采集硬件研發(fā)方面，在多個(gè)探區(qū)進(jìn)行的試驗(yàn)研究表明新儀器性能穩(wěn)定、記錄數(shù)據(jù)品質(zhì)較好，下一步將集中在記錄信號的實(shí)時(shí)傳輸、支撐臂推靠等方面進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。

2015年至今，對已完成的近200個(gè)基于VSP 地震地質(zhì)導(dǎo)向項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)分析，不同探區(qū)的儲層鉆遇率均超過10%，表明該方法具有一定的可靠性和實(shí)用性。同時(shí)，井中地震記錄儀器也表現(xiàn)出良好性能，具備一定的推廣應(yīng)用前景，預(yù)期可以用于解決復(fù)雜構(gòu)造儲層、薄儲層、頁巖油田等地質(zhì)目標(biāo)的預(yù)測問題。

致謝：感謝中國石油大學(xué)劉洋教授、中國地質(zhì)大學(xué)蘆俊教授的方法指導(dǎo)與支持，感謝塔里木油田公司朱忠謙、東方地球物理公司馬培領(lǐng)、王陽等領(lǐng)導(dǎo)和專家的支持與幫助。