WALKAWAY VSP 技术在渤海油田的应用

刘劲省

（中海油田服务股份有限公司油田技术事业部塘沽作业公司，中国 天津 300452）

0 引言

垂直地震剖面（VSP-Vertical seismic profiling)技术是在地面或者海面激发，井中进行接收的井中地震观测技术。 近几年，VSP 技术得到了快速发展，其在复杂构造和岩性勘探及油气田开发领域发挥着越来越重要的作用。

随着VSP 井下仪器设备的日益完善和处理技术的不断提高，VSP 技术数据采集方式明显增多，所提供的地球物理信息在数量、 种类和精度方面也都有了显著的提高。为了适应不同的地质目的，可以设计出各种各样的观测系统，这些新的观测方式，为解决储层精细构造、储层描述和储层预测等提供了更大的潜力。

渤海油田某区块是典型的河流相油气田，因多为薄互层沉积、储层横向变化快、连通性易受小断层的影响。相邻井同一层位开采效果差异大，油气藏储层、隔夹层和流体分布认识不清。 受分辨率的限制，常规地震资料已无法满足实际生产的需要。 因此，迫切需要开展高分辨率的井中地震技术应用研究。

1 采集意义及条件

1.1 采集意义

（1）提供了比地面地震更高的分辨能力，可以成像那些地面地震成像不了的地质结构,如：岩丘墙、岩丘底下结构、气烟囱等。

（2）提供了地面三维地震时间—深度域的标定依据，同时可实现目的层的较好的成像，提高对油藏特征、断层和尖灭点的认识，进而能准确标定油田油藏特征边界。

（3）三维地面地震资料相互结合可以解决井周三维精细成像、地震属性和各向异性问题。

（4）它可以实现对剩余油研究、裂隙追踪、利用纵横波资料进行储层物性研究，能更准确、更及时、更节省监测水驱、汽驱。

（5）相对于地面地震来说，采集周期短、 费用少、处理迅速应用于确定最佳井位， 优化某特定区域的油藏特性，监测流体运动及减少新生产设备的投资风险。

1.2 采集条件

1.2.1 采集所需设备

地面系统、GBU、GGRU、GCLU 及多级井下检波器（GEOWAVES32 系统井下检波器，最多支持32 级井下检波器，级间距可以调整）

无线电数据传输、控制系统（HOTLINK 系统）

定位系统

可以移动的满足要求的震源系统（物探船）

空压机

1.2.2 资料收集及作业设计

具体地质要求及目标等；地震构造解释层位数据及井位两侧断层数据 （同时深度域和时间域两套数据)，由浅到深的层位数据，数据格式为（X，Y，Z），深度数据Z 参考面为海平面；每套层位及断层对应的层速度数据；邻近井的VSP 时深关系数据及其常规测井数据，解释成果数据，地质分层数据；地震偏移成果数据(SEG-Y 格式），并注明道头字，坐标系统，工区拐点坐标；3D 地震偏移所用的速度体数据文件，并对格式予以说明。

1.2.3 测前建模

在明确地质目标的前提下， 设计安全、 经济、科学的采集方案， 确保整个观察系统能覆盖目标区块，优化采集几何方案，包括气枪震源、采样点数、检波器的类型、采样率、采样长度。

Walk away-VSP 采集模型如：以海上钻井平台为中点，向外发散若干条炮线，震源船沿着跑线向外行驶，在预设点位激活震源进行采集。

2 关键点分析

2.1 VSP 设备连接

平台端：

采集硬件系统：负责井下仪器的供电及功能性调试及控制

无线通信系统：保证接收端与震源激发端的无线通信，并传递震源激发信号

电脑软件：人机交互窗口，在接收到激发信号后，控制软件记录井下检波器接收的信号

船端：

无线通信系统：保证接收端与震源激发端的无线通信，并传递震源激发信号

震源控制:在指定的GPS 坐标处，激发震源

3 具体案例分析

3.1 平台及井的基本信息

渤海某平台具备修井机和吊机等工程设备。 其中，吊机最大承重为15 吨，采集设备单件最大重量8吨，能够吊采集设备上平台；采集设备20 多吨，占地面积20 多平方，满足测井设备占地要求。

固井质量分析： 该井700 米以上井段未进行固井，700-900 米井段的固井质量较好。 在固井层段，声波幅度都不高， 变密度在某些深度上显示强信号，但是地层信号都较强， 说明水泥环和地层之间胶结良好。 固井质量不会对VSP 采集和震源耦合造成影响。

3.2 采集过程

3.2.1 固井质量测井

按照常规测井操作规程测量900～200 米的固井质量测井， 并根据测量结果对固井进行评定， 认定700 m 至900 m 固井质量良好，满足采集条件，决定最终测量深度范围在700 m-900 m。

3.2.2 零偏VSP

在井场对井下仪器及级间电缆进行严格检查，保养，确保其工作正常。连接井下仪器，检波器21 级。下放到900 米，按正常作业程序进行零偏VSP 采集。

3.2.3 Walkaway 采集测试

零偏作业结束后，将检波器下放到700～900 米。给井下仪器供电建立通讯，检查设备及井下仪器状态。

设置好震源船的导航系统，并设定震源处于等待激发状态。

震源船将枪阵布放到海中，枪阵充气至工作压力2 000 psi。 震源船沿设计的炮线运行，通过导航设备发出激发信号，触发震源气枪的同时，触发文件记录，并通过无线传输将水听器信号传回文件记录。

3.2.4 Walkaway 正式采集

确认检波器处于700～900 米的采集深度，设置好地面系统参数，准备采集。 震源船在离平台100 米以外，在导航系统中手动触发震源，检查系统工作是否正常。 震源船到达第1 条炮线驶离平台端，平台与震源船沟通确认各项工作到位后，震源船进入第一条炮线沿炮线匀速前进， 由导航系统在设定位置激发震源，进行第一炮线作业。

震源船在靠近距平台500 米时开始转向，震源枪阵将在离平台200 米处脱离炮线。震源船从靠近平台端上第2 条炮线，在设定位置激发震源，开始进行第2 条炮线的作业。 当到达第2 炮线远端后，震源船从远端上第三条炮线，如此循环，完成后续炮线的作业。对于距离平台200 米以内的炮点，采用由外而内圆形作业的方式完成。检查资料质量，列出需要补点，由震源船安排合理的补采路径，完成补采作业。 将检波器上提至第二深度点（695～895），按照上述步骤完成第2 深度点的作业。

4 结论

本次WALKAWAY VSP 资料质量合理率100%，采集精度高达5 至7 米， 是高分辨率地震采集精度的2 倍以上，为渤海油田识别油气藏储层、隔夹层和流体分布，提供了有效的地质资料，为油田的后续开发指明了方向。 本次WALKAWAY VSP 的采集为国内首次成功采集3D VSP。 本次大型作业的成功实施，积累了大量经验，为同行业进行类似作业提供了可行性方案。