首次施工,资料合格率100%;首次开展项目试验,实现工业化生产。5月13日,由东方物探青海物探处294队承担的柴达木盆地三湖地区驼峰山—盐湖—哑叭尔多波二维采集工作全部结束。

  “项目的成功运作,标志着国内首个大规模横波震源工业化应用项目在柴达木盆地试验获得阶段性成功。此举意味着东方物探复杂区块地震勘探系列技术向国际先进水平又迈出了坚实的一步。”东方物探青海物探处处长甄文胜说。

  地质构造异常复杂

  寻找接替储量成难题

  近年来,青海油田油气勘探收获颇丰,尤其是天然气储量、产量的大幅提升成为油田提质增效的关键。天然气勘探的新突破、大发现,已成为事关油田可持续发展的全局性、战略性问题。

  柴东三湖地区是青海油田天然气主产区。近10年来,油田公司连续组织技术攻关,先后多次开展高精度、高密度、转换波等地震勘探工作,尚未取得天然气勘探新突破。“十三五”建成千万吨级规模高原油气田,寻找新的天然气接替储量成为制约增储上产的关键性问题。

  青海三湖地区是青海油田天然气主产区,多年来面临低幅度构造成像、低丰度含气预测、岩性储层预测等诸多勘探难题,成为建设千万吨油田的技术瓶颈。东方物探配合青海油田公司先后在这一地区开展高分辨、高精度、高密度、转换波等地震勘探工作,但气区资料不能恢复气藏构造,难以满足对低幅度构造识别的需求。“横波在恢复气云区地质构造方面能发挥独特的作用。”青海油田多波项目负责人王永生说,“然而,目前国内在横波勘探技术方面尚未取得突破,迫切需要从横波震源装备制造、现场试验、资料处理及解释等技术方面形成一套完整配套技术系列。”

  装备技术待提升

  横波震源优势受限制

  横波可控震源是一种能够激发横波的人工震源。常规纵波震源可以激发纵波(P波),即质点震动方向与波传播方向平行的波,纵波震源机械振动主要通过垂直地面振动作用力得到波。横波震源可以激发出横波(S波),即质点震动方向与波传播方向垂直并且在水平面切应力作用下传播的波。东方物探可控震源专家陶知非这样描述横波震源:“横波震源的原理比较简单,可以看成纵波振动器躺下了,横着振动产生水平面振动作用力得到横波。”

  20世纪30年代,苏联开始开展横波研究,20世纪六七十年代横波勘探成为国际热点技术。由于受装备及技术水平限制,横波勘探技术发展较慢,国内引进横波可控震源(MZ18)主要用于VSP勘探。

横波和纵波示意图

  青海油田首席物探专家胡杰介绍,青海油田是国内最早应用横波地震技术进行油气勘探的油田之一。2009年,在涩北气田二号构造利用横波可控震源(MZ18)开展了3条横波试验,初步采集到资料。由于受到横波震源装备能力和技术能力限制,横波震源尚未得到规模应用。

  准确识别含气异常区

  横波工业化应用获成功

  柴达木盆地驼峰山—盐湖—哑叭尔工区紧邻青海油田东部三湖背斜坡带生烃凹陷,是柴达木盆地天然气勘探最有望获得突破的有利区带之一,勘探前景十分广阔。

  2017年10月,东方物探为青海油田驼峰山—盐湖—哑叭尔多波二维项目量身定制了3台新横波震源装备,设计24万炮总工作量。这个项目首次实现低频震源+横波震源双源激发地震信息采集技术工业化规模化应用,进一步完善了横波勘探技术系列,制定了横波采集技术标准,积累丰富了横波勘探技术经验,为今后横波勘探技术推广应用奠定了坚实基础。

  “该地震勘探项目工区分布面积较广,涉及戈壁滩、盐碱地、沼泽、残丘沙梁、低密碱包及高密碱包。在驼峰山—盐湖—哑叭尔工区采用横波可控震源地质勘探技术,可为恢复气云区地质构造发挥独特作用。”294地震队队长赵刚说,“工区内有盐池、国道及铁路障碍物,以及315国道、3011高速、青藏铁路、敦格铁路等施工作业干扰源,给地震勘探物理点布设、生产组织、安全管理及采集作业带来诸多困难。”

  为确保驼峰山—盐湖—哑叭尔多波二维项目成功实施,青海物探成立项目一体化技术支持小组。采用小道距、高覆盖宽线观测、低频震源+横波震源联合激发、三分量检波器接收等多波采集技术,取得高品质地震资料。从现场初叠剖面来看,纵波剖面含气异常边界成像清楚,横波剖面横波能较好恢复气云区低幅度构造成像,纵横波联合能较准确识别含气异常区。

  专家认为,三湖地区驼峰山—盐湖—哑叭尔多波二维项目在国内首次实现规模化应用“横波+低频”可控震源采集技术,开创了横波勘探技术应用先河,取得了高品质宽频横波资料。横波勘探技术将为油田可持续发展提供新的技术支撑。(赵迁制图)

  专家连线

  李向阳

  (国家千人计划专家、东方物探总经理高级技术顾问)

  横波震源在青海油田获得了高品质的地震资料,尤其是取得了横波频宽与纵波相当的地震资料,在国际上尚属首次。可以说,横波勘探的发展在本次项目成功实施后,已经露出曙光。

  以前受技术装备发展水平的限制,得到的横波地震资料横波频带往往比较窄,在后期处理解释过程中难以发挥横波地震资料优势。此次得到横波频宽与纵波相当的地震资料,通俗一点讲,就相当于一部数码照相机的像素从模糊状态提升到了清晰水平。

  吴永国

  (多波项目现场技术负责人、东方物探青海物探处物探方法所副所长)

  横波有两个方面特点: 一是横波在岩石骨架传播,不受流体吸收衰减影响,能在含气异常区中传播,横波能恢复气云区低幅度构造成像。二是横波速度比纵波低,分辨率比较高,横波被形象地比喻为放大镜,能较好地识别小目标体。

  得益于这两大特点,在天然气勘探中,横波发挥了良好作用。从目前得到的地震资料来看,资料品质较以往有了质的飞跃。同时,这个项目的成功运作为我们下一步更好地开展多波勘探工作积累了丰富经验。相信随着横波勘探采集处理解释等技术装备发展的日益完善,一定能在天然气勘探中取得更好效果,发挥更大作用。

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