四维地震勘探.ppt

四维地震油藏监测技术1一、什么是四维地震技术一、什么是四维地震技术•四维地震油藏监测技术是在油藏生产过四维地震油藏监测技术是在油藏生产过程中，在同一油气田不同的时间重复进程中，在同一油气田不同的时间重复进行三维地震测量，地震响应随时间的变行三维地震测量，地震响应随时间的变化可以表征油藏性质的变化（岩石物理化可以表征油藏性质的变化（岩石物理性质、流体运移、压力、温度）性质、流体运移、压力、温度）2•通过特殊的四维地震处理技术，差异分通过特殊的四维地震处理技术，差异分析技术和计算机可视化技术来描述油藏析技术和计算机可视化技术来描述油藏内部物性参数的变化（孔隙度、渗透率、内部物性参数的变化（孔隙度、渗透率、饱和度、压力、温度）和追踪流体前缘饱和度、压力、温度）和追踪流体前缘3重复三维重复三维地震勘探地震勘探差异数据分析差异数据分析重复地震数据重复地震数据相减相减时间时间2 2时间时间1 1剩余油气剩余油气分布预测分布预测4墨西哥湾地墨西哥湾地区区88和和94年年重复三维地重复三维地震勘探的测震勘探的测线剖面5墨西哥湾墨西哥湾Eugene Island 330 区块生产油藏不同时期的振幅包络显示区块生产油藏不同时期的振幅包络显示6四维地震差异分析显示四维地震差异分析显示7油藏动态显示油藏动态显示89二、为什么使用时延地震监测二、为什么使用时延地震监测•世界石油储量是有限的世界石油储量是有限的•全球对油气的需求与人口的增长全球对油气的需求与人口的增长•通过新的油藏管理增加石油采收率通过新的油藏管理增加石油采收率    现有油藏的采收率很低现有油藏的采收率很低    对供求最有影响的因素应该是提高油气采收率对供求最有影响的因素应该是提高油气采收率10提高采收率就要进行油藏流体流动监测，目前的提高采收率就要进行油藏流体流动监测，目前的方法大多是对井中数据的观测与分析，测井数据：方法大多是对井中数据的观测与分析，测井数据：•压力压力•生产数据生产数据•注入数据注入数据•水水/油比油比(WOR)•气气/油比油比(GOR)•生产测井生产测井•裸眼井测井裸眼井测井•中子测井中子测井•追踪追踪•重复地层测试重复地层测试(RTF)11问题：问题：•在油田中，井是稀疏的，井间的情况如在油田中，井是稀疏的，井间的情况如何并不知道。

何并不知道•但油藏监测技术可以通过油藏的流体、但油藏监测技术可以通过油藏的流体、压力、温度等变量与地震观测之间的关压力、温度等变量与地震观测之间的关系实现12三、四维地震能做什么？三、四维地震能做什么？•寻找剩余油气带寻找剩余油气带•制定油田开发过程中的补救措施制定油田开发过程中的补救措施•优优化化油油田田开开发发，，延延长长油油田田寿寿命命，，提提高高采采收率收率•优优化化油油藏藏管管理理，，二二次次、、三三次次采采油油中中监监测测油藏动态，测定油藏性质油藏动态，测定油藏性质13墨西哥湾深水浊积油藏的四维地震抽油模式识别墨西哥湾深水浊积油藏的四维地震抽油模式识别14 LF砂层油藏东部过砂层油藏东部过EI330/338区块边界的区块边界的W－－E地震剖面地震剖面            下部小窗口内则是下部小窗口内则是1985年到年到1988年地震振幅的同一性与差异性显示由四维年地震振幅的同一性与差异性显示由四维地震分析进行设计的地震分析进行设计的A－－8ST水平井（黄色）直接钻至红色表示的剩余油气带中水平井（黄色）直接钻至红色表示的剩余油气带中15 墨西哥湾地区墨西哥湾地区EI区块由四维地震对区块由四维地震对A－－8ST水平井的设水平井的设计及生产统计计及生产统计16四维地震技术与现有油气预测手段之间的比较四维地震技术与现有油气预测手段之间的比较•左左图图为为美美国国墨墨西西哥哥湾湾地地区区Eugene Island 区区块块LF砂砂层层顶顶部部由由测测井井数数据据解解释释的的水水（（蓝蓝色），油（绿色）和气（红色）分布图。

色），油（绿色）和气（红色）分布图•右图为四维地震预测的油气水边界和剩余油（绿色）气（红色）的位置右图为四维地震预测的油气水边界和剩余油（绿色）气（红色）的位置17四维地震研究用于剩余油气识别及评估四维地震研究用于剩余油气识别及评估18四、四维地震的效益四、四维地震的效益•四四维维地地震震并并没没有有降降低低成成本本反反而而花花费费更更大大那么为什么还要应用四维地震技术？那么为什么还要应用四维地震技术？•很很明明显显，，四四维维地地震震技技术术发发展展的的商商业业动动力力是是从从老老油油区区大大量量开开采采新新的的石石油油因因此此“多多投投多多赚赚”就就是是新新生生产产环环境境下下为为四四维维地地震技术制定的准则震技术制定的准则19•提提高高油油田田采采收收率率是是“多多投投多多赚赚”准准则则实实现现的的主主要途径•从从2D到到3D的的变变迁迁导导致致了了采采收收率率的的改改善善, 3D勘勘探探从从2D勘勘探探开开采采石石油油地地质质储储量量的的25%--30%上上升升到到 40--50%(Aylor, Offshore Technology Conference,  1996)。

而而 BP公公 司司 则则 期期 望望 在在Foinaven (West of Shetlands) 的的4D项项目目中中能能将将采采收收率率提提高高到到65%--75% (Petroleum Engineer International, February, 1996) 20 二维、三维和四维地震勘探对改善采收率的比较二维、三维和四维地震勘探对改善采收率的比较21五、四维地震油藏监测五、四维地震油藏监测适用的背景及条件适用的背景及条件•地震成像包含了油藏：地震成像包含了油藏：         （（1）静态性质信息像构造、岩性等）静态性质信息像构造、岩性等         （（2）动态性质信息像流体饱和度、压力和温度等动态性质信息像流体饱和度、压力和温度等•在单个三维地震勘探中，地震成像的油藏静态与动态在单个三维地震勘探中，地震成像的油藏静态与动态性质信息是耦合的，很难分离开来但是在时延地震性质信息是耦合的，很难分离开来但是在时延地震勘探中，时间延迟的地震成像相减后，静态地质成分勘探中，时间延迟的地震成像相减后，静态地质成分被消去，从而导致了油藏动态流体性质的直接成像被消去，从而导致了油藏动态流体性质的直接成像。

•用这种方法，时延地震技术可以对由于油藏生产引起用这种方法，时延地震技术可以对由于油藏生产引起的流体饱和度、压力和温度的变化进行成像的流体饱和度、压力和温度的变化进行成像22随时间变化的要素随时间变化的要素油藏性质油藏性质•油藏孔隙压力油藏孔隙压力•油藏孔隙流体油藏孔隙流体•油藏孔隙温度油藏孔隙温度•次次生生变变化化：：油油藏藏压压实实性性、、孔孔隙隙度度、、密密度度、、围围岩岩压压力力以以及及化化学学变变化化地震观测地震观测•地震数据的时间、速地震数据的时间、速度、振幅、频率和相度、振幅、频率和相位等位等. .•不希望的变化不希望的变化•噪音噪音•环境变化环境变化•近地表速度和影响近地表速度和影响•记录仪器、采集参数、记录仪器、采集参数、处理参数、处理软件、处理参数、处理软件、处理人员处理人员23时间推移地震数据时间推移地震数据采集与可重复性采集与可重复性    可重复性误差原因：可重复性误差原因：•采集参数采集参数•环境噪音环境噪音•物理环境变化物理环境变化•记录仪器记录仪器•不同震源类型不同震源类型•近地表速度和影响近地表速度和影响•等等等等24时间推移地震数据时间推移地震数据处理与可重复性处理与可重复性•克服脚印克服脚印•得到与油藏动力学变化相关的地震变化得到与油藏动力学变化相关的地震变化成像成像25由数据处理参数引起的非重复性由数据处理参数引起的非重复性•T0校正和静校正应用校正和静校正应用•确定性谱校正确定性谱校正•切除应用切除应用•叠前反褶积参数叠前反褶积参数•叠前多道噪音衰减（主要对振幅影响）叠前多道噪音衰减（主要对振幅影响）•叠前振幅平衡叠前振幅平衡•成像速度，即，成像速度，即，NMO/偏移速度偏移速度•叠后反褶积叠后反褶积•叠后振幅平衡叠后振幅平衡26时间推移地震的可行性时间推移地震的可行性•必须油藏随时间的变化必须油藏随时间的变化•必须根据岩石物理预测地震变化与油藏变化之必须根据岩石物理预测地震变化与油藏变化之间的关系间的关系•必须做地震到油藏的模拟或反之必须做地震到油藏的模拟或反之•必须保证时间推移地震信号必须保证时间推移地震信号（差异）（差异）/非重复性非重复性信号比信号比27四维地震并不是对所有油田都可行四维地震并不是对所有油田都可行•年年代代较较轻轻、、松松散散的的砂砂体体是是进进行行四四维维地地震震油油藏藏监监测的最好地方。

测的最好地方•水水驱驱和和衰衰竭竭型型油油藏藏生生产产新新鲜鲜石石油油，，也也是是进进行行四四维地震监测的很好地区维地震监测的很好地区•在在坚坚硬硬岩岩石石地地区区和和一一般般的的碳碳酸酸盐盐岩岩地地区区，，蒸蒸汽汽驱驱、、火火驱驱、、混混相相溶溶剂剂驱驱、、注注二二氧氧化化碳碳、、常常规规注注水水、、注注气气等等改改善善采采收收率率采采油油地地区区也也在在可可以以进进行行四维地震监测之列四维地震监测之列28美国墨西哥湾美国墨西哥湾Eugene Island 地区地区LF油藏油藏1988年与年与1992年的地震成像，红年的地震成像，红色为低阻抗，蓝色为高阻抗（上图），油水界面的移动通过不同年代色为低阻抗，蓝色为高阻抗（上图），油水界面的移动通过不同年代的比较得到显示通过四维地震差异分析，绿色为持续低阻抗的比较得到显示通过四维地震差异分析，绿色为持续低阻抗且变化较小的区域，为剩余油气带且变化较小的区域，为剩余油气带29印度尼西亚印度尼西亚Duri地区稠油热采四维地震监测研究地区稠油热采四维地震监测研究30六、国外研究现状六、国外研究现状及发展趋势及发展趋势•目前在世界上五十多个油田进行着六十目前在世界上五十多个油田进行着六十多个四维地震的合作项目研究。

多个四维地震的合作项目研究•成功的地区有：美国墨西哥湾、北海成功的地区有：美国墨西哥湾、北海Sognefjord、加拿大艾伯塔冷湖、挪威、加拿大艾伯塔冷湖、挪威Njord、印度尼西亚、印度尼西亚Duri、西非等地区、西非等地区31•Worldwide 4D Projects•1. ADNOC/ADCO - Abu Dahbi §                  28. Maxus - Weduri - Indonesia §  •2. Amoco/Lamont - Eugene Island 193 - GOM °§  29. Mc Elroy Tx - CO2 flood *•3. Amoco Primrose steam flood - Athabasca Canada *  30. Mobil - Halletsville, Permian Basin, TX ¤*  •4. Amoco - Eugene Island 273 - GOM °§   31. Norsk Hydro - Njord - NS ø•5. ARCO - Holt Fireflood - E. TX *                             32. Norsk Hydro/Western - Oseberg NS *  •6. BP/Shell - Foinhaven - NS §                             33. PDO Shell - Yibal - Oman +*  •7. BP - Forties - NS §                                                          34. Pennzoil/Lamont/Penn State - Eugene Island 330 - GOM °§  •8. BP - Magnus - NS °§                                                          35. Phillips - Ekofisk ø  •9. BP - Vietnam °§                                                          36. Saga/Exxon - Snorre NS § •10. Caltex Pacific Indonesia - Duri steam flood Indonesia §   37. Saudi Aramco - Marjan *•11. Caltex Pacific Indonesia - Kotabatak Indonesia §  38. Shell UK - Brent °§•12. Caltex Pacific Indonesia - Minas Indonesia §  39. Shell - Bullwinkle - GOM ø•13. Chevron - Bay Marchand - GOM §                            40. Shell - Cognac - GOM ¤§ •14. Chevron/Lamont/Penn State - •Eugene Island 360,361 - GOM °§                              41. Shell/Exxon - Fulmar - NS § •15. Chevron - offshore Nigeria §                            42. Shell US - Mars - GOM ø •16. Chevron - Near Lake Maraciabo, Venezuela *  43. Shell - offshore Nigeria §•17. Chevron - NS °§                                                         44. Shell/Lamont/Penn State - South Timbalier °§  •18. Chevron - Steep Bank steam flood, Canada °*  45. Shell/Exxon - Tern - NS §•19. Chevron - San JoaQuin Basin, Calif. °*  46. Statoil - Gullfaks - NS °§  •20. Conoco - Heidron - NS §                             47. Statoil - Stratfjord - NS §  •21. Enterprise - Nelson - NS                             48. Statoil -Troll - NS §  •22. Elf - Frigg - NS §                                                          49. Texaco/Lamont/Penn State - Teal North- GOM °§  •23. Elf - Heimdal §                                                          50. Texaco/Lamont - Kileuea - GOM §  •24. Exxon Imperial - Cold Lake steam injection Canada §  51. Texaco -Teal South - GOM §•25. Exxon /Shell/Lamont - NS °§                               52. Texaco/Colorado School of Mines - Vacuum Permian Basin §  •26. Intevep - Lake Maracaibo, Venezuela ¤*  53. Unocal/Lamont - Vermillion - GOM °§  •27. KOC - Kuwait *                                                          54. Vastar - GOM shelf °§  •KEY         * Historical° Legacy  ø Planned¤ 2D/3D§ Active  + Other than Seismic32四维地震促进地震市场四维地震促进地震市场33四维地震市场（上）与四维地震项目（下）的增长速率四维地震市场（上）与四维地震项目（下）的增长速率34七、我国开展四维地震的必要性七、我国开展四维地震的必要性和可能性和可能性•东部各大油田相继进入中后期开发阶段东部各大油田相继进入中后期开发阶段•我国油区油藏的地层非均质性严重，剩余油分我国油区油藏的地层非均质性严重，剩余油分布复杂布复杂•稠油热采地震监测试验同相轴出现稠油热采地震监测试验同相轴出现“下拖下拖”现现象象35适用领域：适用领域：•稠油热采试验稠油热采试验        辽河辽河        胜利胜利        新疆新疆•寻找剩余油寻找剩余油     潜山型油藏最佳潜山型油藏最佳         华北油田华北油田         大港油田大港油田36问题：问题：•时延地震资料时延地震资料    国外：如美国墨西哥国外：如美国墨西哥                地区地区    国内：稠油热采监测国内：稠油热采监测                试验试验                时延数据时延数据•薄互层油藏薄互层油藏       地震差异小地震差异小       数据体均衡差数据体均衡差       需进行可行性研究需进行可行性研究37 美国墨西哥湾地区三维地震勘探分布图，美国墨西哥湾地区三维地震勘探分布图，绿色为做过两次三维地震勘探的地区，绿色为做过两次三维地震勘探的地区，红色为三次或三次以上三维地震勘探区域。

红色为三次或三次以上三维地震勘探区域38八、四维地震处理分析技术八、四维地震处理分析技术•四四维维地地震震结结合合了了新新近近开开发发的的3D技技术术，，如如油油藏藏表表征征,油油藏藏模模拟拟和和地地震震模模拟拟，，去去决决定定流流体体前前缘缘随随时时间的变化情况间的变化情况•四四维维地地震震还还需需要要3D以以外外如如振振幅幅，，频频率率，，相相位位的的归归一一化化软软件件，，更更好好地地均均等等多多个个3D地地震震数数据据体体，，获得它们之间可信的同一性和差异性获得它们之间可信的同一性和差异性•四维地震有特殊处理方法与软件四维地震有特殊处理方法与软件39四维地震数据处理的主要步骤与流程：四维地震数据处理的主要步骤与流程：40    多个三维地震数据的予处理，道重新编辑：多个三维地震数据的予处理，道重新编辑：41振幅频率归一化振幅频率归一化•四维地震应用的原理是认为非油藏部分，由于没有流四维地震应用的原理是认为非油藏部分，由于没有流体流动的变化，因此在理想条件下，两次不同时间采体流动的变化，因此在理想条件下，两次不同时间采集的地震数据应该一致，振幅频率应该相同，而地震集的地震数据应该一致，振幅频率应该相同，而地震信号变化是油藏部分由于抽油生产或注气注水等流体信号变化是油藏部分由于抽油生产或注气注水等流体流动引起的。

流动引起的•但实际数据是间隔性采集的，由于时间的差异导致采但实际数据是间隔性采集的，由于时间的差异导致采集系统、环境噪音和处理流程、参数的不同从而带来集系统、环境噪音和处理流程、参数的不同从而带来了地震振幅、频率、相位的变化，为了获得真正由于了地震振幅、频率、相位的变化，为了获得真正由于油藏部分油气水变化引起的地震差异，因此必须对非油藏部分油气水变化引起的地震差异，因此必须对非油藏部分的地震数据进行归一化油藏部分的地震数据进行归一化42整体归一化前两剖面整体归一化前两剖面43整体归一化后两剖面整体归一化后两剖面44经过振幅频率校正后得到整体上归一化了的两个数据体经过振幅频率校正后得到整体上归一化了的两个数据体(时间切片）时间切片）45时间位移互相关校正前后比较时间位移互相关校正前后比较46相位校正量及相应的地震数据体相位校正量及相应的地震数据体47归一化前后剖面比较归一化前后剖面比较48归一化前后剖面的频谱分析图归一化前后剖面的频谱分析图49滤波前后的比较滤波前后的比较50两个地震道的谱匹配比较两个地震道的谱匹配比较51四维地震振幅差异分析技术四维地震振幅差异分析技术52地震、测井与油藏变化分析比较地震、测井与油藏变化分析比较5319881988年年 差异（差异（88-9488-94年）年） 19941994年年 K-40 K-40 层位层位8888年年- -差异差异-94-94年振幅包络综合显示年振幅包络综合显示5419881988年年 差异（差异（88-9488-94年）年） 19941994年年 K-8 K-8 层位层位8888年年- -差异差异-94-94年振幅包络综合显示年振幅包络综合显示55九、四维地震解释分析技术九、四维地震解释分析技术地震、地震、测井测井与油与油藏变藏变化分化分析比析比较较56基于油藏模拟剩余油气分析基于油藏模拟剩余油气分析正演正演数模结果数模结果, 时间时间2 时间时间2的地震的地震时间时间1的地震的地震合成差合成差观测差观测差修改模型并修改模型并循环循环时间时间1的合成的合成地震地震时间时间2的合成的合成地震地震正演正演?数模结果数模结果, 时间时间1?57 ECLIPSE 结果和模型的输入结果和模型的输入岩石物理模块岩石物理模块58• 油藏模型进行了数值模拟油藏模型进行了数值模拟•  用岩石物理模块生成地震属性用岩石物理模块生成地震属性处理数值模拟模型处理数值模拟模型岩石物理模块岩石物理模块59岩石物理模块岩石物理模块某测井刻度的某测井刻度的GASSMAN 结果结果岩石物理模块岩石物理模块60处理结果处理结果T1 合成振幅合成振幅岩石物理模块岩石物理模块61处理结果处理结果T1 阻抗剖面阻抗剖面岩石物理模块岩石物理模块62处理结果处理结果T2 合成振幅合成振幅岩石物理模块岩石物理模块63处理结果处理结果T1-T2 合成振幅差合成振幅差岩石物理模块岩石物理模块64处理结果处理结果T1-T2 合成合成AI差差岩石物理模块岩石物理模块65-5002500Difference Predicted by Initial ModelMeasured Amplitude Difference at ReservoirDifference Predicted by Optimized ModelXlineInlineXlineInlineXlineInline337522027501203375337527502750120120220220基于油藏模拟剩余油气分析基于油藏模拟剩余油气分析66十、四维地震油藏监测计算机十、四维地震油藏监测计算机可视化技术可视化技术•四维地震油藏监测计算机可视化技术四维地震油藏监测计算机可视化技术67三维地震数据体的切片动态显示三维地震数据体的切片动态显示68地震数据体不同角度（不同时间）的切片动态显示地震数据体不同角度（不同时间）的切片动态显示69油藏不同组成（水）的显示油藏不同组成（水）的显示70油藏不同组成（油）的显示油藏不同组成（油）的显示71油藏三维可视化油藏三维可视化72油藏三维可视化油藏三维可视化73油藏三维可视化油藏三维可视化74油藏三维可视化油藏三维可视化75油藏三维可视化油藏三维可视化76油藏三维可视化油藏三维可视化77油藏三维可视化油藏三维可视化红色红色-振幅增加振幅增加蓝色蓝色-振幅减小振幅减小78Thank you for your attention !79。