东营凹陷三维地震采集评述

2004年 1月 油 气 地 球 物 理 PETROLEUM GEOPHYSICS 第 2卷 第 1期 东营凹陷三维地震采集评述 沈财余 胜利油田有限公司物探研究院 摘要：近 3O年，来东营凹陷共采集 67块三维地震资料，基本覆盖了整个凹陷。本文简要介绍了该凹陷三维地震勘探 的历程，对其三维地震采集技术进行了后评估；根据凹陷内 2块二次采集的三维地震资料结果，对即将到来的大规 模第二次高精度三维地震采集提出几点建议。 关键词：三维地震采集；二次采集；高精度地震勘探；东营凹陷 ABSTRACT Sixty seven blocks of 3D seismic data have been acquired in Dongying sag in the last 30 years and the entire sag were almost covered．This paper generally introduced the course of 3D seismic exploration of this sag，and conducted post evolution on 3D seismic acquisition technique； Some ideas were suggested to the up--coming second large--scale high precision 3D seismic acquisition based on the results of re—acquired 2 blocks of 3D seismic data in the sag． Key words：3D seismic acquisition，re—acquisition，high precision seismic exploration，Dongying sag 引 言 东营凹陷是济阳坳陷内油气资源丰富、地质构 造 复 杂 的 一 个 次级 构 造 单 元 。 勘 探 面 积 约 5700km2。自1975年采集第 1块三维(广利三维) 以来，到 2003年，累计采集 67块三维，满次面积为 6347．86km ，资料面积为 8424．17km2，施工炮数为 480541炮。整个东营凹陷已为三维地震覆盖。一些 区块 ，如辛镇 、东营、官 1井区、于家庄等地 区开始 探索二次高精度三维地震采集，力求探查薄砂体、 小断块及深部构造，以满足进一步油气勘探开发的 需求。国外在这方面也正在开展针对目标三维采集 的研究【”。对东营凹陷以往三维地震采集技术进行 后评估，可为下一步济阳坳陷大规模的二次高精度 三维地震采集提供几点借鉴。 1东营凹陷三维地震勘探历程简述 1．1三维地震勘探起步阶段 (1975--1990年 ) 1975年，广利三维地震采集奏响了东营凹陷三 维地震勘探的序曲，这是全国第 1块三维。1981年， 第2块三维——永安镇三维的采集，完成了三维地 震勘探有益的尝试，尽管当时的设备还不十分具备 三维地震采集的条件 (模拟地震仪器，24道或 48 道 ，4次或 12次覆盖 )。1984年，地震队的模拟地震 仪基本更换为第 1代数字地震仪，道数增至96道 或 120道，基本具备了三维地震采集条件。从此，胜 利油区三维地震采集开始了。 促使三维地震勘探起步的真正原因是勘探需 求。二维地震资料的构造解释空间归位精度较低 ， 断点、断棱位置的解释误差较大。尤其是东营凹陷 中央断裂背斜带 ，断裂系统复杂、断块小且多 ，用二 维地震资料落实勘探 目标风险很大。正是这类原 因，胜利油区三维地震勘探首先从东营中央断裂背 斜带展开。这一阶段，采集的 15块三维基本上集中 在这里 ( 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1)。 1．2 三维地震勘探大发展阶段 (1991—1999年 ) 三维地震勘探落实了东营中央断裂背斜带一 批断块构造 ，取得了显著的勘探效益 ，也给三维的 大发展带来了契机。1991—1999年，东营凹陷三维 采集 40块(表 2)，基本覆盖了全区。 收稿日期：2003—10—16；改回日期：2003—11—10 作者简介：沈财余 ，高级工程师 ，1984年毕业于华东石油学院物探专业，从事过人机联作的地震资料解释、油藏描述、叠前深度偏移、地震资料 反演等工作。联系电话：(0546)8557008，E．mail：cai；raa@mail sloEcom，通讯地址：(257022)山东省东营市北一路 210号物探研究院物探室。 维普资讯 http://www.cqvip.com 油 气 地 球 物 理 2004年 1月 表 1 东营凹陷 1990年之前采集的三维地震区块及其相关参数 观测方式 CDP面元 覆盖次数 满次面积 纵向上等效于 区块名称 施工日期 接收道数 仪器型号 (线×炮 ) (mxm) (横×纵 ) (km ) 二维的观测系统 广利 l974一O4-一l975—07 2×3 24 37 5×5O 4 23 DZ66l 0—75．18oo 永安镇 l980一O3一l98l—O3 l×6、2x3 48、96 25×5O l2 22．2 M$701 3Ooo．650—0 东辛 l984一l 一l986一O3 3×lO l2O 25x50 20 85，96 DFS—V 0—650—26oo 新立村 l986一O3一 l986一O5 l2O lO 22．63 DFS—V 0．650—26o0 O一62．5一l537．5 万全 l986 一 ll— l987．O3 2x4 l2O l2．5×25 20 l3．8 SN348 0 — 87．5一l562．5 30—5O—O 郝家 l986 — 0l— l987-0l 4x6 240 25x25 20 83．19 DFS—VII 3l5O ． 2O0o—O 河 68区 l987一l 一l988—04 4x6 240 25×5O 20 70．96 SN368 3loo—l5O—O 史南 l987-l 一l989一O3 2x9 l2O 25x75 20 l74．25 DFS—V 3l5O一2oo．O 梁八井 l988一ll—l989一O3 3x6 l2O 25×100 2×l0 lI7．23 DFS—V 0—650—26o0 利津 l988一O2一l988一O3 3×多炮 l2O 25x50 8-3l DFS—V 特殊 永安镇西 l989一l 一l990一O3 2×7 96 25x50 24 25．65 SN338HR 0．350．27oo 金家 l989一ll—l990一O3 2x3 l2O 25×l00 3×l0 69．68 DFS—V 3l00．15O—O 牛 庄 l989一l 一l990一O5 2x2 l2O 20x100 l5 lO5．46 SN348 2480．12O—O 牛庄西 l989一ll—l990．04 2×5 l2O 20x100 30 31．26 SN348 2480．12O—O 王家岗 l989一l 一l990一ll 2x7 l2O 25×lOO 3×lO 42．4 SN348 0．15O一3l00 1．3 扩边 、补空和高精度三维二次采集尝试阶段 (2000年以后 ) 至 1999年底 ，东营凹陷大面积三维地震采集 基本告一段落。2000年之后 ，对凹陷周边有勘探潜 力的地区进行了三维采集扩边，如花沟西、博兴南 、 柳桥等 ；对凹陷内地表条件复杂 ，又有一定勘探潜 力的地区进行三维补空，如乔庄、滨州城区等。该阶 段，480道以上第 3代数字地震仪投入使用，使三维 地震采集的能力大大加强。一些地区如官 1井区、 于家庄、东营城区等进行了第二次高精度三维地震 采集 (表 3)。 2 东营凹陷三维地震采集后评估 2．1 采集装备 地震采集装备制约着地震采集技术的发展，决 定了地震勘探的技术特点。 1984—1992年，第 1代数字地震仪投产使用， 主要有 SN348和 DFS．V，总接收道数为 120。 1993--1996年，第 1代数字地震仪升级产品投 入使用，主要是 SN368和DFSVII，总接收道数为 240道。后期，第2代数字地震仪开始使用，型号为 G．DAPS一3，总接收道数为 480。 1996--1999年，第 2代数字地震仪全面使用， 型号有 G．DAPS．3或 4、TELSEIS、SN388，总接收道 数为 480。 2000年后，第 3代干道数字地震仪出现，如 Image。千道数字地震仪的使用，适应了隐蔽油气藏 勘探开发的进一步需求 ，为高精度三维采集奠定 了 基础 。 2．2 采集技术 从表 1中我们可得到以下认识：15块三维有 7 种覆盖次数、7种 CDP面元网格、总道数基本上小 于等于 120、覆盖次数低、面元网格大、块小、各块 之间采集参数变化较大。 1991—1999年采集的40块三维(表 2)参数 趋于稳定，CDP面元基本上是25m~50m，覆盖次数 为20。7块经济三维的 CDP面元为25 mx100 m， 这是当时勘探认识和生产急需两个方面因素决定 的。该阶段三维观测系统 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 从初期的简单手工演 算，发展到根据地质任务、地震地质条件和以往勘 探的认识应用采集设计软件 (如绿LLI软件 )进行复 杂的采集参数论证。期问，对永新和辛镇地区进行 了重新采集 ，优化了采集参数，提高了覆盖次数(分 别为30次和40次)，并对史南地区进行了高分辨 率三维采集试验。 维普资讯 http://www.cqvip.com 第2卷 第 1期 沈财余：东营凹陷三维地震采集评述 -l3- 表 2 东营凹陷 l99l—l999年采集的三维地震区块及其相关参数 观测方式 CDPtnl7C 覆盖次数 满次面积 纵向上等效于 区块名称 施工日期 接收道数 仪器型号 (线x炮 ) (mxm) (横x纵 ) (km ) 二维的观测系统 滨二区 l990一l l一 199l一04 4x6 240 25×5O 2×lO ll1．7l DFS—VIl 3lO0一l5 o．O 王家岗东 l990一l l—l99l—O2 2x5 l2O 25x100 2×lO 49．76 SN348 O—l5O一3100 陈官庄 l990一l —l99l一04 2×5 120 25×loo 2×lO 2l7．65 DFS—V 3lO0一l5O—O 草桥 l990一l —l99l一04 2×5 l2O 25×loo 2×lO l68．56 DFS—V l5oo一5O—O．5O—l5oo 王庄 l99l—l —l992—0l 4x6 240 25x50 2×lO 148．29 DFS．VII 3loo—l5O—O 樊家 l99l—l 一l992一O3 4×6 240 25×loo 2×lO l42．O3 SN368 3lO0一l5O—O 草桥东 l99l—l 一1992一O3 2×5 120 25×loo 2×lO 90．28 DFS—V l5oo一5O-0—5O—l5oo 陈官庄东 l991．1 一l992—0l 2×5 l2O 25×loo 2×l0 l35．53 DFS—V 3lO0一l5O—O 民丰 l99l—l 一l992-03 2x7 120 25×loo 2×lO 85．58 SN348 3 lO0一l5O—O 王庄滨一区 l992一l 一l993—0l 4×6 240 25×5O 2×lO ll8．68 DFS—Vll O—l5O一3100 董集 l992一l 一l993—0l 4×6 240 25x50 2×lO 92．O8 SN368 3lO0一l5O—O 高青 l992一l 一1993一Ol 4x6 240 25x50 2×lO 66．22 DFS—VII 3loo—l5O—O 于家庄 l993一O7一l994一O6 4×6 240 25×5O 2×lO 61．75 DFS—VII O—l5O一3100 纯化 l993．1 l—l994一O2 4×6 240 25x50 2×lO l8O．04 SN368 3lO0一l5O—O 胜坨 l993一l 一l994—0l 4×6 240 25×5O 2×lO 108．15 SN368 3lO0一l5O—O 永新 l993一l2一l994．O2 8×l2 480 25x25 30 54．83 G．DAPS一3 O—l5O一3lOO 永新 l993一l2一 l994一O2 8x6 480 25x50 2×lO 37．68 G．DAPS一3 O．15O一3loo 东营 l994一Ol— l994—04 2×ll 120 25x50 2×lO 30．78 DFS—V O—l5O一3loo 王 14东 l994一O3一 l994—04 4×6 240 25×5O 2×lO 46．O3 DFS—VII 3lO0一l5O—O 博兴 l994一Ol—l994-03 4x6 240 25×5O 2×lO 53-36 SN368 3loo—l5O—O 尚店 l994一Ol 8×6 480 25x50 2×lO 20．77 G．DAPS．3 3loo—l5O—O 平南 l994一O4一l994—06 4×6 240 25x50 2×lO 74．77 SN368、 3loo—l5O．O 王一 区 l994一l 一l995—0l 4×6 240 25x50 2×lO 88．O8 DFS—VII 3lO0一l5O—O 胜利村 l994．1 一l995—0l 4x6 240 25×5O 2×lO 77．53 SN368 3loo—l5O—O 滨三区平方王 l994一ll—l995—0l 8x6 480 25×5O 2×lO 2o4．26 G．DAPS一3 3lO0一l5O—O 博兴东 l994．1 一l995-02 4x6 240 25×5O 2×lO l33．7l SN368 3lO0．15O—O 胜北 l995一O5一 l995-o6 4x6 240 25×5O 2×lO 20-33 SN368 O—l5O一3loo 丰 4井 l995一l2一 l996．0l 4×6 240 25×5O 2×lO 29．92 G．DAPS一3 O—l5O一3loo 盐家 l995一l l一 1996-0l 4×6 240 25x50 2×lO 94．65 G．DAPS一4 O—l5O一3loo 樊东 l995一l2一l996一O3 8×5 480 25x50 2×lO 281．07 TELSEIS 3lO0一l5O—O 史南 l996一l l—l996一l2 8×l4 480 25x25 4x10 7．55 TELSEIS 3lO0一l5O—O 辛安水库 l996—0l 8x6 480 25x50 2×lO l4．57 G．DAPS一3 O—l5O一3loo 青西 1996—0l—l996—04 8×5 480 25xSO 2×lO l20．7l G．DAPS一4 3l00一l50—0 花沟 l996—0l—l997-0l 8×5 480 25×5O 2×lO 2l6．34 G．DAPS一3 3ooO一5O—O 辛镇 l997一l 一l998一Ol 8×7 480 25x50 4×lO 86．76 G．DAPS．4 3loo—l5O—O 广利西 l997—0l 8x5 480 25x50 2×lO 47．7l G．DAPS．4 3loo．15O—O 平方王西 1997一l 一l998-ol 8x5 480 25xSO 2×lO l37．04 G．DAPS．3 O—l5O．3loo 滨东 l997一l 一l998．O3 8×5 480 25x50 2×lO lo4．19 G．DAPS一3 O—l5O一3loo 辛 154 l998一l2一l999—0l 8×5 480 25x50 2×lO 33．64 SN388 O—l5O一3lOO 广气 2 l998．1 l—l999—0l 6x6 480 25x50 3x8 56．8 TELSEIS l950—5O．0—5O—l950 维普资讯 http://www.cqvip.com 油 气 地 球 物 理 2004年 1月 表 3 东营凹陷 2000年以后采集的三维地震区块及其相关参数 观测方式 CDP面兀 覆盖次数 满次面积 纵向上等效于 区块名称 施工 日期 接收道数 仪器型号 (线×炮 ) (m~m) (横×纵 ) (km ) 二维的观测系统 乔庄 2oo0一o4—2ooO一06 8x5 480 25×50 2×l0 70．66 BOX 3loo—l50—0 柳桥 2ooO—l 一2ool-02 6x6 480 25×5O 3x8 l58．28 G．DAPS一3 1975—25一O．25—1975 宁海 2oo0一ll一2oo1．04 6×l0 480 25×50 3×l0 l43．35 BOX 0．150—3950 广利东 2oo0—02—2ooO—l1 4~6 240 25×50 2×l0 205．06 TELSEIS 3l00一l50—0 单家寺 2ool—l 一2oo2．02 6~9 384 25×50 3×8 l77．29 G．DAPS一4 3loo—l50—0 博兴南 2ool—l 一2oo2—02 6~9 384、480 25×50 3×8 l37．85 G．DAPS一4 三种观测系统形式 官 l井区 2ool—l 一2oo2-o3 8xl0 5l2 25×50 4x16 l48．42 SN388 高精度三维二次采集 林樊家 2oo2一l 一2oo3—02 6~9 480 25×50 3×l0 149．8 SN338 l975—25．0．25一l975 花 沟西 2oo2一l 一2oo3—02 6×6 504 25×50 3×14 l20．27 G．DAPS一4 l l75—25—0 25．2975 于家庄 2oo2一l 一2oo3—02 8~20 768 25×25 4×l2 ll3．49 IMAGE 高精度三维二次采集 东营城 区 2oo2一O4—2oo2．08 6×8 l140 25×25 3×l5 l2lI3 IMAGE 高精度三维二次采集 滨州城区 2o02一l 一2o03．04 6xl8 768 25×5O 48 56．5 IMAGE l975．25—0 25—1975 2000年以后，三维采集技术针对复杂的地表条 件和勘探需求呈现个性化(表3)。该阶段，充分应 用地质模型进行正演，论证采集参数、优化设计，并 开始采用面元细分新技术。观测方式多样，CDP面 元一般为 25 mx50 m，二次高精度三维采集为 25 m~25 m，覆盖次数提高，横向覆盖次数增加。 值得注意的是，地震勘探总是在最有利的重点 区块先行，而勘探和采集技术的发展也正是在这些 有利区块的实践中发展和完善，并将其优势体现在 后期采集的区块中。应当肯定 ，在当时的采集装备、 勘探需求、投资效益、生产效率以及地质认识等条 件下，东营凹陷重点目标区已采集的55块三维采 用的采集方法技术是有效的，发现并落实了一大批 断块油气藏，取得了显著的勘探效益。但是，随着勘 探开发的深入 ，这些三维资料已不能满足这些地区 进一步油气勘探的新需求，特别是隐蔽性油气藏勘 探的需求。其主要有下列几点：①覆盖次数低(纵向 10次，横向2次 )；②分辨率不高(纵向上 2ms采 样 ，主频为 30～50Hz；横向上 CDP面元 25m× 50m)；③最大炮检距小于3500m，深层资料的采集 存在不足；④设计的块小(小于 100kinz有 38块 )， 存在块与块的拼接、偏移孔径和边界效应等问题。 2-3 采集技术发展与勘探需求的关系 东营凹陷以断裂发育、油气藏类型多样而著 称，这决定了不可能一次三维采集就把东营凹陷的 全部地质问题搞清楚。勘探目标从简单到复杂、从 易到难 ，地震采集从二维到三维 ，技术不断走向成 熟，装备不断更新。当常规三维地震采集基本落实 了中、浅层的小断层、小断块时，又面临隐蔽油气藏 储层的描述，微断层、深部构造的落实等新的勘探 需求 ，需要更高精度的三维地震采集技术来满足 它。地震采集技术与勘探需求就这样相互推动、螺 旋式上升、跳跃式发展 (图 1)。 I 984 2000 采集技术发展 图 1勘探需求与采集技术发展的关系 3实例分析 3．1辛镇 辛镇地区的第 1次采集称东辛三维，第2次采 集称辛镇三维(表4)。第2次比第 1次采集的数据 量大 1倍还多。第 2次采集时观测参数得到了优 化、面元属性较好、炮检距分布较均匀，得到的资料 层次更加清楚、分辨率和信噪比都有了明显的提高 (图2)。据有关资料统计 ，在原勘探的基础上，应 用第2次采集的地震资料，发现有利圈闭 18个、有 利圈闭面积 26．9km ，部署井位 43口。 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 2卷 第 1期 沈财余：东营凹陷三维地震采集评述 表4 辛镇地区两次采集参数对照 覆盖次数 CDP而元 最小炮检距 最大炮检距 最大非纵距 采样率 记录长度 仪器型号 施工年度 观测方式 (横×纵) fmxm) (m) fm) (m) (m (s】 及道披 1984-10"-'-l986"03 柬状3线×10炮 2×10 25X50 2 2 6 500 2 6 DFS．V 0 65O-2600 120道 l997—10"--l998-0I 柬状8线x7炮 4×10 25X50 158 3242 950 2 6 G．DAPS-4 3100．150．0 480道 图2辛镇地区第 1次(上)与第2次(下)采集获得的地震资料 3,2 官 l井区 官 1井区第 1次采集的是经济三维．称陈官庄 东三维；第2次高精度三维是 2002年采集的【表 5)。第2次采集的目的是落实该区的断裂系统及构 造形态、查清地层和岩性圈闭类型 。其观测系统设 计及采集参数的论证较为严格、复杂，采集的数据 量差不多是第 1次的l2倍 图3可见，第2次采集的地震资料品质比第 1 次有了很大的提高。2003年，利用第 2次采集获得 的地震资料进行解释，完成了沙一段下部河道分布 圈3 官 1井区第 1欢(上 )与第2次(下)采集获得的地震资料 维普资讯 http://www.cqvip.com 油 气 地 球 物 理 2004年 1月 表 5 官 1井区两次采集参数对照 覆盖次数 CDP面元 最小炮检距 最大炮检距 最大非纵距 采样率 记录长度 仪器型号 施工年度 观测方式 (横X纵 ) (mxm) (m) (m) (m) (ms) (S) 及道数 l991．1o_一l992．0l 束状 3线x10炮 2xlO 25xloo l8O 3140 5oo 2 6 DFS．V 0．650．2600 120道 200l—l 002一O3 4xl6 25x50 l57 3645 l550 l 6 480道 束状 8线x7炮 G．DAPS．4 3l0O．15O．0 图、沙四段局部构造图、孔店组油层局部构造图、上 古生界局部构造图等，发现和修改各类圈闭78个、 面积达 92．1km2，先后部署探井 7口，已完钻的王斜 131、王斜 140井分别钻遇油层 23层 54．8m和 29 层 104m，使该地区沙河街组及孔店组勘探取得了 重大突破。 4下一步高精度三维地震采集的建议 目前，以胜利为龙头的隐蔽油气藏勘探理论和 技术正在济阳探区付诸实践。高精度三维采集随着 这种实践的深入将成为迫切需要。可以预见，高精 度三维 (第 2次 )采集的高潮即将到来。根据上述 评估和实例对比，笔者对下一步的采集提几点建 议，仅供参考。 (1)高精度三维地震采集的关键是提高地震 数据的分辨率和改善深层数据的品质【2】。组合和叠 加是改善地震数据品质的两种重要方法[3J，但它们 的低通特性对高分辨率是有害的，应当慎重考虑。 (2)地震组合是根据地震反射波传播的方向 特性i 】(假定地下反射波垂直并几乎同时到达地面 各检波点 )组合为一道输出，以达到压制干扰、增强 反射波信号的目的。实际上，组合的各检波点接收 地下反射波信号存在时差，时差的大小受组内距和 组合基距控制。当两个检波点组合的接收时差为 5ms时，大于等于 100Hz以上的反射波就排除在外 了，70Hz左右的反射波振幅将衰减一半，只保证 42Hz以下反射波不受影响(图4)【4J。另外，组合不 同于叠加的一个特点是无法恢复原来的信号。因 此，为了提高分辨率应采用小道距(如25m)、点组 合(如组合基距为 10m)的接收方式。 (3)合理增加覆盖次数，特别是增加横向覆盖 次数，使其接近纵向覆盖次数的一半，以加强横向 地质信息的采集。 一 ： 浔 鬓 时差 (ms) 图4检波点组合接收时差与组合 后输出的反射信号频率的关系141 (4)观测系统采用面元细分的设计方法。该方 法可在后续处理中根据浅、中、深层的地质特点，设 计不同的面元和叠加次数。 (5)整体设计、分步实施。为提高采集效益，减 少三维覆盖的衔接和镶边工作量，采集的区块应该 尽量的大。可把凹陷作为一个整体的三维采集区 块，根据勘探的轻、重、缓、急 ，分批优化设计，分步 实施。采集过程中，保持观测方式相对稳定、参数相 对统一、平稳过渡，尽量采用单一类型仪器采集，确 保地震属性的变化真正来 自地下岩性的变化，消除 采集脚印的影响。具体到东营凹陷的采集，可采用 由南到北的大号激发一中间激发一小号激发的观 测方式平稳衔接过渡。 参考文献 【1】 孙建 国．勘探地球物理技术最新进展．勘探地球物理进展 ， 2003，26(1)：66~78 【2】 熊翥．我国物探技术的进步及展望．石油地球物理勘探，2003， 38(4)：447．--459 【3】 陆基孟．地震勘探原理．山东东营 ：石油大学出版社 ，1993 [4]4 Dave Marsden．Static co~ections— a review．The Leading Edge，1993，12(1)：43---49 维普资讯 http://www.cqvip.com