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打破局限、看透地层:深纵波成像更远更清晰

打破局限、看透地层:深纵波成像更远更清晰

深纵波成像(DCWI)与地震数据处理技术结合,能使恢复地下构造形态效果更佳,尤其是识别盐丘附近的构造,探测深度能达到100英尺甚至更深。

来自 | Offshore
编译 | 郑斯赫

贝克休斯研发出了一种采用由偶极子声源产生的纵体波来进行声波采集、处理和3D可视化的技术—深纵波成像技术(DCWI)。运用该技术,作业者识别出了三个相当大的断层,并确定了它们的位置,提高了对盐丘上部构造的认识,加深了对墨西哥湾的一块成熟油田的了解。同时,通过整合声波和感应测井资料,DCWI还在另外一块目标区域识别出了厚度为30英尺的产层。

寻找隐藏目标

在整个墨西哥湾的钻探过程中,对类似于盐丘的构造形态附近的地震数据解释已经十分详实。盐丘由盐岩运动或盐构造运动产生,盐构造运动会导致盐构造附近的岩层中断,增加沉积物的复杂性。

由于地表地震数据垂向分辨率较差,较小的目标体也有可能是具有经济效益的储量,但具体情况却无法轻易地就从地震数据中成像出来。进而,一些构造复杂体,比如说断层和下伏在盐体之下的目标体就可能完全被遗漏了。类似地,常规井眼成像服务只能探测到与工具相交的裂缝,因此无法识别偏离井眼中心的断层和裂缝,而且一些重要的地层细节也有可能被漏掉。

通过对远离井眼的声波反射进行测绘,深反射横波成像(DSWI)打破了这一局限性。DSWI能提供具有反射特征的成像、距离井眼的距离、反射幅度和走向方向。识别出的特征可以与油藏模型相结合,助力油田开发。

虽然可以采用传统的DSWI方法,但由于墨西哥湾盐丘附近的沉积物横波速度很低,DSWI的探测范围严重受限。

推动性的创新

传统的DSWI工具有两种源:单极子源和偶极子源。最初的井眼成像依赖于单极子源并侧重于分析反射回井眼的辐射纵体波。这种成像技术可以对构造倾角成像,但却无法提供方位角信息。

近年来,研究人员的努力主要集中在利用偶极子源方位接收器来提高定向敏感度,但因尺寸限制,只能使用高频率工具。高频率和随之而来的地层衰减严重制约了测量范围。

DCWI是一种创新型手段,它利用了DSWI的算法,同时专注于由偶极子源产生的低频率的纵体波,从而提供一种高效的方案来处理盐丘附近未胶结的地层。采用地震处理中常用的技术,远离井眼达100英尺的地层特征反射信息都可以从正交偶极子横波波形数据中提取出来。

从偶极子源产生的纵体波频率比从单极子源产生的要低,降低衰减效应的同时,也可以提供更深处的成像。偶极子的定向辐射模式同四个交叉分量偶极子信息耦合,实现方位敏感度方向的最优化。虽然偶极子存在180°相位模糊性的著名难题,但这个问题可以应用其它信息加以解决,比如地质知识、井眼轨迹,或者利用其它信息来确定返回反射波的方向。

案例研究

在墨西哥湾的一个勘探项目中,由于盐丘被未胶结的沉积物包围,地面地震数据存在着很大的不确定性。在地震数据的上部区段中识别出了一个大断层,就在研究井的西部。但是在东面的地震数据中无法识别出这个断层,经过重新处理地震数据后依然不行。

利用DCWI技术对声波数据进行处理,再进行纵波成像,作业者即可在东面看到断层,西北-东南走向,倾角约为45°。将声波数据和地震数据结合,就有可能在地震剖面上判断断层的位置,帮助理解盐丘上部的构造。同时这也有助于识别未来的油藏目标。从地震剖面上识别出断层后,估计断层断距约为50英尺,这同在纵波深成像上看到的一致。

对声波振幅数据的进一步处理还有助于地层划分,提高未胶结地层的地震数据细节,尤其是因为盐丘附近的地震数据非常模糊,而且在盐丘附近以及盐丘之上的深度和偏移量也很难确定。另外,声波数据还能与其它测井数据相整合,并接受其它测井数据的验证。

下入一套3D感应测井仪来评价位于该口井主要产层上部的一套薄产层。探测到了三套砂层。根据常规的测井测量参数,很容易就能判别出最上部砂层含气,但下部的两套砂层就不是那么容易查明,看上去像页岩而且渗透率很低。虽然井眼扩径厉害,但结果仍然显示,在下面的两套砂层中有另外30英尺厚的产层段。

除了发现薄产层之外,在井眼冲刷严重的情况下,3D感应测井能在高盐度的泥浆中进行处理,判断构造倾角,通常能识别出小于10°的构造倾角。这与之前观察的结果以及现场预期相一致。但是,倾角处理还显示出由于复杂生长断层和与之相关的不连续所形成的间隔,这也同DCWI观察到的反射层相一致。

3D感应测井只能在井眼附近观察到断层。利用处理过的纵波成像,除确定远离井眼89英尺反射层的倾角和走向,还能观察到断层附近的一些其它复杂情况。

总之,DCWI方法能识别出三条相当大的断层,一条亚地震断层,以及几个别的不连续小断层。低渗透率产层上方含有气体或者轻烃组分的砂岩,也可以在DCWI上识别出来,因为纵波对烃类非常敏感。

未来发展

DCWI服务未来的发展会延伸到3D体积成像,实现对盐丘和相关构造的可视化。在水平井中,3D可视化能探测到井眼上部和下部的层位。另外,无论是否与井眼相交,3D可视化都能探测到跟自然裂缝和断层有关的反射层。

未来,将这项技术同垂直地震剖面和井眼成像测井相整合还能进一步提高作业者对井眼构造复杂性的认识水平,并进入到更深的地层中去。因此,地震图像的精细雕刻也会成为可能,从而更轻松高效地对目标进行勘探和开发。

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