CN100429530C - 井间地震激发和接收互换反射波观测方法 - Google Patents

Abstract

一种井间地震激发和接收互换反射波观测方法，根据已有的声波、密度、伽玛、自然电位和电阻率等地质和测井资料，确定井间观测排列，首先将井下激发装置置于一井、接收井置于另一井进行数据采集，完成用于反射波成像的采集量后，将激发和接收装置互换，即将激发装置置于原接收井，将接收装置置于原激发井，再采集数据并处理。本发明可对震源点和接收点的相对位置有比较明确的说明，反射波成像分辨率高、减少采集数据量，易于实施。

Description

井间地震激发和接收互换反射波观测方法

技术领域

本发明涉及石油地质勘探技术，具体是油田开发地震测量的一种井间地震激发和接收互换反射波观测方法。

技术背景

目前，油田开发地震测量通常采用井间地震测量，过程是将井下激发和接收装置下入生产井中，进而记录观测井间传播地震信号。常规的井间地震测量方法是将井下震源和井下接收系统分别下入两口油井中，在待观测的目的层段的上、下方一定范围内设置激发点和观测点，采集的信号用于井间速度层析成像以及反射波成像。通常激发和接收的井段一般为井距的两倍，激发和接收点距以不出现空间假频为标准，空间分辨率的计算根据地层的速度、地震信号的优势频率等确定。

当目的层的最小速度(vmin)为2000m/s，观测的地震信号的最高频率(fmax)为200Hz，则允许的最大空间深度采样间隔(DZ)为：Dz＝0.5vmin/fmax＝0.5×2000/200＝5m。

如果井间地震要解决几米厚的薄储层的成像问题，就要求其空间采样间隔要小，需要采集更多的数据。根据一般要求，当井距为X米时，观测井段至少应为2X米。对于以井间速度层析成像处理为主的常规处理方法，要求：激发点数：2X/Dz+1，接收点数：2X/Dz+1，总观测点数：(2X/Dz+1)²。

常规方法在实际应用中有以下不足：

许多生产井只达到储层深度，这样就不能在储层下方布置激发和接收点进行井间地震测量，不能得到完整的数据，导致利用直达波信号进行井间速度层析成像的方法不能实施，而利用反射波信号则只能得到靠近接收井一侧的部分成像。

井间地震测量通常在生产井和注水井中进行，随着开采时间的增长，有些井下套管在储层段附近发生变形，使井下激发和接收装置不能沉放到储层附近，测量无法完整实施。

要求数据采集要有足够的空间采样，需长时间占用生产井用于测量。

在实际应用中，不能兼顾两种成像，难以保证反射波成像的效果。

发明内容

本发明目地在于提供一种可对震源点和接收点的相对位置有比较明确的说明，反射波成像分辨率高、减少采集数据量，易于实施的井间地震激发和接收互换反射波观测方法。

本发明根据井间目的层深度、井间距离、井下震源激发能量以及井间地震速度，包括已有的声波、密度、伽玛、自然电位和电阻率等测井资料，建立井间地震模型，利用地震波模拟计算给定井间观测排列的地震响应，确定井间观测排列，首先将井下激发装置置于一井、接收井置于另一井进行数据采集，完成用于反射波成像的采集量后，将激发和接收装置互换，即将激发装置置于原接收井，将接收装置置于原激发井，再采集数据，具体采用以下步骤：

1)在激发井中目的层上方设置激发点，在接收井中设置多个接收点，在观测井段延伸穿过目的层或在目的层的上方；

2)根据激发点和接收点的相对位置，采用射线追踪算法计算每个激发、接收点的地震反射波传播的射线轨迹以及井间反射点的覆盖次数、覆盖范围、地震波的反射角度，确定地震反射波覆盖范围及接收井观测范围内半井间距成像区无全反射以及目的层不产生折射；

3)采集数据通过处理得到靠近接收井方一半井间距的成像；

4)将激发井和接收井互换，在原来的激发井放置接收设备，接收井放置井下震源，重复1)至3)步骤采集，测量得到激发和接收互换后的的数据，得到另一半井间的反射波成像；

5)将两次观测结果用常规的地震波场分离、信号增强、速度分析等数据信号处理，利用井间地震统一成像处理得到完整的井间反射波成像剖面。

本发明还提供如下技术方案，接收点数及接收点距根据井下仪器的级数、级间距以及地质目标确定。最浅的一个井下接收点深度要小于或等于最浅的激发点深度。激发点数最少为1个或1个以上，接收点数量大于激发点数量。

本发明效果表现在数据采集的高效性和实用性。

本发明能在原来不能进行常规井间地震测量的油井中进行有效的测量。增强井中地震技术适应能力，扩大了应用范围。

本发明完全从地震反射波角度出发，充分发挥了发射波具有更高分辨率的特点，提高了井间地震观测效果，其最终成果的形式与地面地震的一致，两者成果易于结合用于解释，提高了用于油藏描述的效果。

本发明与现有标准井中地震施工方法比，大大减少了激发点数。如现有标准井地震施工方法中，当井距(X)为200米、最大空间采样为5米时，原激发点数和观测点数均为2X/Dz+1＝81，总观测点数为81×81＝6561。而本发明只需在两井采用数个激发点(而不是81个点)就可得到更好的效果，工作量仅为十分之一。当采用了4个炮点激发(每口井为2个炮点)、每个炮点对应150个接收点接收，取得的效果与原来采用51炮激发、136炮接收的设计方案减少10余倍。

本发明有利于提高井间地震测量反射波数据采集质量和成像效果，大大缩短施工时间，降低成本。

附图说明

图1为本发明测量状态示意图；

白色圆点表示井下震源；白色矩形表示井下检波器；下方小点矩形区表示目的层段；深色表示成像区；箭头表示地震射线，激发井在左边，接收井在右边的测量状态。

图2为本发明又一测量状态示意图；

两井为完成第一次测量后将互换，即激发井在右边，接收井在左边的测量状态。

图3为本发明油田井间地震观测实施例；

图中将激发和接收互换前后的观测排列重叠重叠绘制。两井共有4个激发点(上方圆圈)和每个炮点对应的150个接收点(粗线)。

图4为本发明一个炮点和150个接收点采集的共炮点道集集原始Z分量数据图；

图中为一个炮点和150个接收点采集的数据。图中反射波清晰可见。

图5为本发明地面地震反射波成像(左)与井间反射波成像(右)对比图。

图中显示经过数据处理得到的最终的井间反射波成像剖面(右)与地面地震反射波成像剖面(左)的对比；井间地震反射剖面分辨率明显提高，地质现象更为清晰可见。

具体实施方式

以下结合附图详述本发明。

首先根据已有的井间目的层深度、井间距离、井下震源激发能量(或井下震源激发能量的有效传播距离)以及井间地震速度模型确定井间观测排列。做法是根据施工井的测井资料，主要包括声波、密度、伽玛、自然电位和电阻率等测井资料，建立井间地震模型。利用地震波模拟技术计算给定井间观测排列的地震响应，据此在效果和项目投资两个方面做出最优选择。

具体做法如下：

首先，在激发井中，在目的层上方一定距离设计激发点，距离是根据每一对激发点和接收点位置在目的层不产生地震波折射((通过正演模拟，能采集到有效反射波)确定。在接收井中设计多个接收点，在给定激发点的情况下，根据接收井附近半井间距范围内反射波有足够的覆盖次数确定接收点的数量。

观测井段可以延伸穿过目的层或在目的层的上方。最浅的一个井下观测(接收)点深度要小于或等于最浅的激发点深度。激发点数最少为1个，接收点数及接收点距(由接收点数和接收点距确定接收范围)要根据现有井下仪器的级数和级间距初步确定。如现有仪器为16级、级间距为20米，则接收点的数目最小从16个、井间距最大从20m开始设计观测排列。

然后根据上述井间地震模型及观测排列，利用常规Snell(斯奈尔，人名)定理或Fermat(费马，人名)射线追踪算法计算每个激发、接收点的地震反射波传播的射线轨迹，保证观测排列(激发点和接收点的相对位置)在目的层不会产生折射为设计原则。

同时，计算观测排列中井间反射点的覆盖次数、覆盖范围、地震波的反射角度。当井间成像区的地震反射波覆盖次数较高且均匀、接收井观测范围内半井间距成像区无全反射情况下，确定该测量观测排列。

根据观测排列以及地震反射波成像(如VSPCDP转换算法)原理，对测量数据进行处理得到靠近接收井方一半井间距的成像。由于最浅的接收点深度要小于最浅的激发点的深度，保证了该成像范围要稍大于半个井间距的成像范围(从接收井到激发井)。为了提高成像区反射波的覆盖次数，可以增加激发点和接收点。激发点和接收点的数目要根据项目地质目标结合需求确定。

完成上述测量后，将激发井和接收井互换，即在原来的震源井放置接收设备。接收井放置井下震源重复前述测量。在井间地震波传播基本理论基于水平层状均匀介质条件下，这种互换属于完全同等条件的互换，可以得到相近的观测排列。据此排列进行测量得到激发和接收互换后的的数据，能保证得到另一半井间的反射波成像(从激发井到接收井)。

将两次观测结果通过常规的地震波场分离、信号增强、速度分析和成像等数据信号处理手段，最终得到完整的井间反射波成像剖面。

Claims (1)

1、一种井间地震激发和接收互换反射波观测方法，根据井间目的层深度、井间距离、井下震源激发能量以及井间地震速度，包括已有的声波、密度、伽玛、自然电位和电阻率等测井资料，建立井间地震模型，利用地震波模拟计算给定井间观测排列的地震响应，确定井间观测排列，其特征是首先将井下激发装置置于一井、接收井置于另一井进行数据采集，完成用于反射波成像的采集量后，将激发和接收装置互换，即将激发装置置于原接收井，将接收装置置于原激发井，再采集数据，具体采用以下步骤：

1)在激发井中目的层上方设置激发点，在接收井中设置多个接收点，在观测井段延伸穿过目的层或在目的层的上方；

2)根据激发点和接收点的相对位置，采用射线追踪算法计算每个激发、接收点的地震反射波传播的射线轨迹以及井间反射点的覆盖次数、覆盖范围、地震波的反射角度，确定地震反射波覆盖范围及接收井观测范围内半井间距成像区无全反射以及目的层不产生折射；

3)采集数据通过处理得到靠近接收井方一半井间距的成像；

4)将激发井和接收井互换，在原来的激发井放置接收设备，接收井放置井下震源，重复1)至3)步骤采集，测量得到激发和接收互换后的的数据，得到另一半井间的反射波成像；

5)将两次观测结果用常规的地震波场分离、信号增强、速度分析等数据信号处理，利用井间地震统一成像处理得到完整的井间反射波成像剖面；

所述的接收点数及接收点距根据井下仪器的级数、级间距以及地质目标确定，最浅的一个井下接收点深度要小于或等于最浅的激发点深度；

所述的激发点数最少为1个或1个以上，接收点数量大于激发点数量。

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