写在前面
先公布上一期连载「地震与地震解释技术在非常规储层描述中的应用」中抽奖的结果。
我在留言里反复选择,本来是送出一本的,但我最终决定送出两本「Modern Well Design」,感谢所有读者的关注和支持!这两位的留言我已经在前文的留言墙上贴出:
后续仍将有更多的礼物送出,感谢您的关注和支持。对于留言提问的朋友,我会在后续推送中逐个作答。
借此机会,我也将未来的视频教程更新计划与各位交流一下。除继续更新钻完井工程与地质力学专题的视频教程外,我还将在以下四个大的方面做进一步的视频教程更新:
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地震测试设计及获取数据的考量
在做一个完整的测试之前,首先要为地震数据的获取设计一套完整的设备需求清单。同时,我们还需要做一个可行性研究,而这一切都为了获得更完整、精确的地层信息,了解目标地层的完整地质特性。
可行性研究
我们为地震采集程序准备的设计和最终的施工过程都是有非常明确的目的的,我们需要对勘测数据做精确的调谐处理,处理后得到的相关地质信息可以帮助建立合理的开发程序。很多甲方也意识到地震数据的采集过程是非常重要的,但他们长久以来形成了另外一种习惯性思维:地震数据采集的施工应当基于区块历史经验或者成本最小化策略,对于地震数据采集过程的规模施加很多限制。
但我需要强调一个我曾经多次强调过的点:地质模型和地质认识经验是因区块而异的,地震采集可行性研究对于整个地震数据采集工程的成功是决定性的。这样的可行性研究使用的是地层的基本结构特性,包括位置、深度、厚度以及目标区域和周围岩石的声学和弹性性能。基于各种信息回推的地质模型可以提供对地层岩性、流体、应力和裂缝中发生微妙变化的地震敏感性认识。一旦我们理解到这一程度,就可以开始地震数据采集的过程设计。
地震测试采集技术
通过检测诱导源反射到地面的能量来获知地层的相关信息就是我们所谓的地面地震测试设计的原理。
页岩气地震数据采集技术这些年也有了巨大的进展,也已经实现了页岩气地震数据的可用性,地震解释成果也有了更大的价值。这些技术进展实现了储层在横向和垂向上的空间覆盖,震源控制技术的改进也增强了地震识别带宽。更高的频率带宽,尤其是低频的部分可以提供更有效的油藏信息,这样就不用再从老式的地震勘测测试中获取了。
地震数据处理
检波器记录下来的原始的、未经处理的地震响应数据必须被数字化地处理后才可以生成精确的地震图像。地震数据处理过程是一个交互式的、解释性的过程,既需要时间也需要计算机技术的辅助。解释的过程中会产生很多的选项,处理人员对最终目标区域的理解对地震解释成果的影响巨大。而不同的处理手段、处理技术、处理范围形成了各种各样不同的组合,对于每一个项目都是如此。
简单来看,地震数据处理可以分成三个主要组成部分,而根据特定的挑战可能在处理过程中采用数十个步骤或工作流程。首先,地震采集施工需要正确的质量控制检查及合理的安排。地震采集施工期间在现场可能发生各种各样的意外问题,而这些问题需要在处理阶段进行校正。震源和检波器的位置需要现场和确认和校正。地震采集现场会有卡车活动、天气异常或野生动物等干扰,这些干扰会对地震数据产生负面的影响,在处理过程中需要进行处理和剔除。
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使用地震数据进行储层描述
利用地震数据进行储层描述的过程相当于一种刻画储层重要属性的技术手段,这种刻画的信息来源是叠前和叠后的地震数据体,它综合了地震数据体信息、测井数据、岩心测试数据以及录井数据等。在常规储层中,我们的关注点相对集中,例如,我们会关注孔隙度、水饱和度以及泥岩的体积。而在非常规储层,如页岩中,我们在脑海中构建的地层形象不是那么地清晰。这里有更多潜在的重要属性决定着页岩气储层的开发效果。
A surface mine location target for 3D seismic survey.
岩石的众多属性,例如矿物含量、总有机质含量(TOC)、孔隙度和岩性都可以都过叠后反演的方法来测算,了解到这些属性,我们就可以更好地掌握储层开发的一些关键决策因素。
地质力学属性,例如杨氏模量、泊松比,以及相应的脆性指数可以从叠前反演的结果中测算出来。了解了这些属性,我们就可以明确该页岩储层是延展性的和还是脆性的,同时将明确该储层在压裂增产时的地质力学表现。
断层和应力属性,比如水平主应力之间的百分比差量以及水平主应力的方向,都可以通过地震数据的方位分析得到,这样的地震解释和地震数据处理结果对于了解原始地层应力和应力方向是至关重要的。这类信息是相对粗糙的,但是可以配合测井解释进行校准,校准后的结果是相对可靠的,而校准后的结果对我们最大的指导意义在于帮助确定最佳钻井方向和压裂增产方案。
地震反演
Sheriff 2002 定义的地震反演技术是一种模型,这个模型来源于现场数据,模型的用途是描述与现场测试数据相吻合的地层模型。正演地震模型是相对简单的,而且,一口具备声波和密度测井数据的井就可以用来做正演。但是,反演则有一点复杂。在获取地震数据时,地球已经对原始震源做了类似于滤波的工作,从原始信号中去除掉了低频和高频。图中展示了地球的滤波器效应。
Resulting AVO amplitude based on seismic attribute
Effect of earth filter in the frequency domain
在反演的过程中,地球物理工程师要提供一个合理的初始阻抗模型以及子波值,注意,这些是从区域上提取的。而这些额外的信息结合合理的约束可以提供更好的阻抗模型,示意图如下。
Use of constraints together with the seismic data to derive the final inversion model.