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自主创新核心物探技术支撑深地高效勘探开发2024年11月04日 来源:
中国石化报 作者:
齐 晴 司文朋 裴云龙
□齐 晴 司文朋 裴云龙 长期以来,中国石化石油物探技术研究院聚焦塔里木盆地勘探开发难题,自主研发攻关超深层油气藏物探技术,注重技术方法序列的流程化、规范化、标准化,为西北油田高效勘探开发提供了有力支撑。 着力加强基础研究 筑牢技术革新根基 塔里木盆地超深层油气藏与走滑断裂地质活动有着密切关系,形成了特殊的断控储集体,科研人员总结出“先找走滑断裂再探油气藏”的“顺藤摸瓜”技术路线。但由于油藏目标埋藏深,返回地面的人工地震反射信号微弱,还会受到沙漠近地表、深层高速火成岩屏蔽等影响,信号“解密”难上加难。 为此,科研人员建立了一系列塔里木盆地走滑断裂体系及超深层断控储集体三维地震地质模型,基于三维数值模拟和物理模拟方法开展超深层复杂断控储集体地震波传播机理研究,总结出不同构造样式断控储集体地震波传播规律及地震响应特征。这些基础性研究成果为后期地震部署及解释提供了分析依据,为地震数据采集参数优化和成像精度提高提供了理论依据。 近年来,物探院推动超深层领域岩石物理基础研究,配套构建了高水平实验平台和关键技术。针对超深层油气藏超高温高压的地下环境,建成了行业首套面向万米井深的超高温高压岩石物理综合测试平台,将岩石物理地层温压实验能力从5000米以浅推进至12000米以深,推动了国内外油气领域的深层超深层岩石物理实验装备和技术发展。 基于超高温高压测试,科研人员厘清了高温高压超声波传感器的温压依赖性,形成了传感器温压校正技术,揭示了碳酸盐岩主要成岩矿物高温高压岩石物理性质,构建了深层超深层碳酸盐岩储层适用的岩石物理模型及解释量版,在超深层地质目标落实及工程“甜点”预测等方面取得应用实效,形成了多项支撑“深地工程”物探工程一体化的岩石物理原创理论与成果。 地震CT扫描成像 打开地下高清视窗 地震处理成像技术就好比为地球做CT,是打开地下高清视窗的重要手段。 针对超深层地震反射能量弱和资料信噪比低等问题,物探院逐渐形成了“两宽一长一小(宽方位、宽频带、长排列、小面元)”地震采集技术,有效减弱了浅层异常速度体的信号屏蔽作用,提高了超深层有效地震反射信息量,获得了包含更多方位角反射信息的高质量数据,对超深层复杂构造、地质异常体、断裂、岩性、物性的识别能力明显提高。 恶劣的沙漠地表条件与复杂的地下构造导致各种干扰波发育且能量较强,近地表吸收衰减作用明显,特殊岩体的信号屏蔽与干扰影响严重。针对这些难题,科研人员创新形成了“三保一测(保绕射、保振幅、保低频弱信号、参数测试到叠前时间偏移成像)”处理技术系列,包括基于沙漠地表的超深层弱信号保护去噪技术、近地表Q补偿技术、振幅和子波一致性处理技术、层控数据驱动的层间多次波压制技术等,提高了有效地震信号的能量和信噪比,拓展了有效频带宽度,为后续的地震成像提供高保真的地震数据。 针对塔里木盆地超深层目标油气藏精细成像问题,科研人员创新形成了全方位角度域成像及宽频高端逆时偏移成像技术系列。全方位角度域成像充分利用宽方位地震信息,在地下局部角度域进行成像,多维度刻画出断控储集体及溶蚀缝洞体的轮廓和内部结构。以解析波场的逆时偏移成像理论为基础,创新形成了各向异性逆时偏移成像技术,有效减弱了断裂非均质性的影响。发展了宽频Q补偿逆时偏移成像技术,有效补偿超远距离传播过程中有效信号的衰减效应。建立了高分辨率最小二乘逆时偏移技术,进行地下照明补偿,提高陡倾角构造、超深层小尺度异常体的成像精度。 综合解释保驾护航 全力保障油气突破 综合解释是实现油气突破的重要环节。科研人员针对塔里木盆地的特点,从基础地质、地震理论研究入手,开展技术创新研究与应用。 针对常规纵波阻抗反演存在分辨率不够高、道间匹配性差、计算量大等难题,采用了新的半监督学习模式,创新研发了基于深度学习的自适应深度卷积神经网络波阻抗反演方法,解决了原有模式应用困难的问题,将模型驱动与数据驱动相结合提高地震反演过程和结果的可解释性,在描述小尺度缝洞集合体时效果显著。 针对超深层走滑断裂分级预测难题,研发了基于机器学习的断裂分级预测技术,并开展测试,收到较好应用效果。该技术建立了地震属性与钻井放空漏失之间的关系,提高了断裂检测的效率和精度,推动了走滑断裂带断裂精细预测技术发展。 针对超深层断控储集体定量表征难题,创新研发了基于频变属性的断控储集体定量描述技术,充分挖掘储集体在频率域的差异特征,在多尺度缝洞体预测和校正、断裂尺度定量化等方面取得突破性进展,首次提出断裂尺度指示因子(FSI)概念,建立了从基础理论、算法设计、正演模型、实际资料应用、效果评价的完整工作流程,形成了储集体连通性评价分析技术方案。 针对奥陶系鹰山组顶面强反射对下部断控储集体的屏蔽效应,创新优化了匹配追踪强反射分离技术,显著降低了强反射对深层断控储集体描述的干扰,为断控储集体量化描述创造更有利条件,目前该技术已集成到NEWS软件最新版本上,也成为顺北地区几乎所有断控储集体定量描述的必要环节,有效提高了勘探成功率和经济效益。 多年来,物探技术逐步从二维勘探发展到三维、四维、五维勘探,支撑了在塔河三叠系油气田构造型油气藏、雅克拉潜山型油气藏、塔河奥陶系喀斯特岩溶缝洞型油气田、顺北油气田断控裂缝-洞穴型油气藏的发现,勘探埋深从4200米下探到7900米,有效推动了西北油田多类型油气藏的发现和增储上产。 下一步,物探院将持续聚焦塔河缝洞储集体结构、小缝洞群、次级断裂带和顺北超深层断控储集体的空间结构、充填类型、断储关系等地质目标开展攻关,助力西北油田高质量勘探开发。 (作者单位:石油物探技术研究院)
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