延時(4-D)地震被認為是優(yōu)化油氣生產(chǎn)的關(guān)鍵工具。油氣開采會引起儲層的變化,導(dǎo)致地震時間、速度和振幅的變化,進而影響反演結(jié)果。通過準確重復(fù)4-D監(jiān)測勘查來監(jiān)測地震信號中的這些變化,可以推導(dǎo)出儲層性質(zhì)的變化。這通過繪制不排水體積且為動態(tài)地質(zhì)和油藏模擬模型提供輸入數(shù)據(jù),可以提高采收率。
油氣生產(chǎn)商已經(jīng)認識到4-D地震是一項經(jīng)濟有效的技術(shù),有利于成功實施加密井作業(yè)和提高采收率,如注氣和水平鉆井,其附加價值是獲取4-D地震數(shù)據(jù)成本的好多倍。
為了實現(xiàn)這些優(yōu)勢,4-D地震勘查需要將4-D噪聲降至最低,以避免遮蔽儲層變化造成的差異。更重要的是,源和接收器的位置要能夠盡可能準確的復(fù)制,以確保記錄相同的水下射線路徑。4-D高端采集解決方案專注于源轉(zhuǎn)向,最近,CGG開發(fā)了集成的船舶和源轉(zhuǎn)向系統(tǒng),以最大限度地提高可重復(fù)性。先進的4-D采集還需要由最新的4-D成像技術(shù)來完善,以提供完整的解決方案。
可重復(fù)性
工作人員通過4-D作業(yè)規(guī)劃,與船上專家合作,可實現(xiàn)大規(guī)模的復(fù)制;通過考慮環(huán)境條件(洋流、潮汐等)來不斷更新采集方案,以定位覆蓋區(qū)域并優(yōu)化拖纜(羽狀)匹配。然后通過使用諸如Sercel Nautilus等設(shè)備的拖纜轉(zhuǎn)向來保持覆蓋區(qū)范圍,上述設(shè)備還提供聲學定位和深度以確保精確定位。
CGG的集成源和船舶轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包含一個自動導(dǎo)向助手,可以定位船舶,使源盡可能靠近預(yù)繪圖的位置,同時保持采集區(qū)的完整性。自動震源轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制剩余橫向定位和由膨脹引起的震源位置的短時波動。該系統(tǒng)還控制放炮策略,并按縱向位置而不是時間間隔來觸發(fā)源啟動,從而糾正小尺度誤差,如源偏斜。這種系統(tǒng)不同部分的自動集成相對于源轉(zhuǎn)向不僅顯著提高了可重復(fù)性,更不用說在沒有任何源轉(zhuǎn)向的情況下在北海和西非近海兩種完全不同的環(huán)境中完成了地震數(shù)據(jù)采集。先進的監(jiān)測系統(tǒng)和船載質(zhì)量控制(QC)確保獲得最佳的4-D數(shù)據(jù)。
即使在復(fù)雜的北海環(huán)境下,通過強大的集成源和船舶轉(zhuǎn)向,顯著提高了源定位的可重復(fù)性。
源信號
除了源位置的可重復(fù)性之外,監(jiān)測源信號以確保在整個勘查過程中保持一致也非常有意義。在不斷變化的海洋環(huán)境中,源信號的穩(wěn)定性可以通過對記錄的每炮近場信號近實時QC進行監(jiān)測。這些記錄可以使用專有的反演方法進行遠場信號重建,以用于船上和陸上處理,從而提供更精確的反信號和更好的圖像。
理想情況下,可采用與基準勘查完全相同的參數(shù)和條件完成4-D監(jiān)測勘查。在實踐中,這通常是不可能的,而且在已經(jīng)有一些多年前完成的監(jiān)測數(shù)據(jù)的情況下,它會阻止使用先進的采集技術(shù),所以這么做也不合適,采集技術(shù)進步對帶寬、照明或多重衰減來說是好事。盡管如此,人們普遍認為源和拖纜位置的可重復(fù)性至關(guān)重要,應(yīng)盡可能地能夠重復(fù)這些位置。即使目前來看對比的優(yōu)勢可能有限,但采集更長的炮檢距和更寬的帶寬可為以后監(jiān)測的對比提供一個良好的基礎(chǔ)。
多傳感器拖纜
最近,多傳感器拖纜成為寬帶解決方案的一部分,為寬帶4-D監(jiān)測提供了更多選擇。這些拖纜使用與單傳感器拖纜相同的檢波器,其低噪聲特性和精確的低頻響應(yīng)使之成為4-D采集的理想選擇。使用多傳感器拖纜記錄意味著可以更直接地向前和向后兼容,因為檢波器數(shù)據(jù)可以與基準勘查相匹配,而y和z加速度計數(shù)據(jù)可以用于多傳感器3-D去虛反射,使用先進的算法來匹配未來針對真實寬帶4-D地震的勘查。然而,一般來說,傳統(tǒng)的基準勘查通常使用虛反射波場消除法來去除虛反射,并且匹配到傳統(tǒng)數(shù)據(jù)信噪比所允許的最大帶寬。這些算法的成熟使得能夠進行基準和監(jiān)測勘查的3-D聯(lián)合去虛反射(稱為4-D去虛反射),并且能夠充分處理海面工況的變化。
這種技術(shù)最終形成了常規(guī)和寬帶采集解決方案,這些解決方案可與所有其他拖纜4-D采集技術(shù)兼容。盡管如此,寬帶采集仍然是最好的系統(tǒng),能夠成功實現(xiàn)去虛反射,并保留最大的帶寬以便與未來的勘查相匹配。寬帶4-D地震可以提供強化儲層建模,3-D寬帶的所有優(yōu)勢也適用于4-D。例如,沒有旁瓣更尖銳的子波提供了高分辨率的4-D信號,沒有干擾且不會屏蔽地震細節(jié)。無重影子波消除了數(shù)據(jù)的海面特征,因此可以提供更可靠的幅度與炮檢距,從而實現(xiàn)準確的同時4-D反演和更好的低頻內(nèi)容以獲得定量反演結(jié)果。
如果儲層在地震數(shù)據(jù)中可見,則可以更好地檢測到4-D信號(儲層變化),尤其是在用低頻變化解釋4-D信號的情況下。
增強的低頻改善了對儲層非均質(zhì)性的描述,并且能夠以更定量的方式檢測由壓力和/或飽和度變化引起的4-D信號。當有來自油井和井之間的低頻帶來的更清晰的油藏圖像時,將更容易檢測到4-D信號,尤其是在4-D信號是通過低頻變化解釋的情況下。
4-D處理和成像的技術(shù)進步一直致力于優(yōu)化針對最小4-D差異的序列;诓杉R的修正(如源和水層速度)被用于消除4-D噪聲。在處理過程中儲層域?qū)傩詫⒍ㄆ趶娀瘶藴实腝C?梢栽O(shè)計4-D的成本函數(shù),以進一步衰減不可重復(fù)的噪聲,同時保留固有的4-D信號。雖然詳細的4-D處理和成像可以幫助改善采集中缺乏可重復(fù)性所帶來的挑戰(zhàn),但采集越匹配,4-D信號越好,4-D噪聲也越趨于降低,從而降低虛假信號的幾率。一種極端情況證明了這一點,如永久埋在水下的海底電纜,被用于高頻率監(jiān)測以及提供高度的重復(fù)性,以監(jiān)測油藏的微小變化。然而,先進的轉(zhuǎn)向技術(shù)可以提供非常好的重復(fù)性,并結(jié)合最先進的4-D成像技術(shù),為需要低頻率監(jiān)測的油藏提供可靠的4-D信號。
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