CN111435169B - 巨厚黄土塬区超多组合井拆分激发方法 - Google Patents
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Abstract
发明提供一种巨厚黄土塬区超多组合井拆分激发方法，包括：步骤1：确定施工区域表层条件下最佳的超多井组合激发因素；步骤2，将超多组合井进行不同频次拆分；步骤3，进行野外实验对比，进行拆分后能量和信噪比评估，选择合适的拆分因素；步骤4，优化拆分后炮点布设方式，按照宽线采集观测系统，交错方式进行布设；步骤5，通过对不同拆分频次而形成的不同炮密度的剖面进行处理分析；步骤6，根据勘探目标的需求，进行不同炮密度的剖面评估，选择能够完成地质任务的拆分方式。该方法能够提高黄土塬地区单炮激发效率，应用比超大基距组合激发更少的钻井数，提高地震剖面品质；通过减少组合激发的井数量，避免爆炸不全的想象。
Description
技术领域
本发明涉及油田开发技术领域，特别是涉及到一种巨厚黄土塬区超多组合井拆分激发方法。
背景技术
六盘山地区及鄂尔多斯盆地油气资源丰富，但其表层被巨厚的黄土所覆盖。巨厚黄土塬区的地震勘探一直是一个世界级的难题，主要原因是黄土层干燥、疏松、厚度大，激发条件极差，不能激发出高能宽频的地震波，同时，表层和下覆底层波阻抗差异大，对下传能量的屏蔽严重，下传能量小，并且造成多次波发育,次生干扰严重，单炮信噪比非常低低，所得资料品质差，需要克服复杂的近地表条件，提高地震资料的信噪比。
在巨厚黄土塬区，经过多年的地震采集攻关，主要是注重提高单炮的品质，形成了以大组合基距接收，大组合基距激发的地震采集技术。其中大组合基距激发是采用超多井大面积组合激发，激发井数达到了12-18井，通过多井大组合激发，达到两个目的，一是压制干扰波，突出有效波；二是通过组合激发，形成平面波，提高下传能量，从而提高了黄土塬区单炮资料的信噪比。但是多井大组合激发存在以下问题：(1)采用的组合井数达到12-18井，组合井数增多，而信噪比没有成倍增加，激发效率不高。(2)采用多井组合激发时，存在其中部分单井不爆炸的问题，且不易发现，安全隐患大。(3)采用超多井大组合的激发方式，提高了单炮信噪比，但剖面品质没有大幅度提高，尤其中深层的信噪比和成像效果不能满足要求。为此我们发明了一种新的巨厚黄土塬区超多组合井拆分激发方法，解决了以上技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够提高黄土塬地区单炮激发效率，应用比超大基距组合激发更少的钻井数，提高地震剖面品质；并通过减少组合激发的井数量，避免爆炸不全的想象，达到安全激发的目的的巨厚黄土塬区超多组合井拆分激发方法。
本发明的目的可通过如下技术措施来实现：巨厚黄土塬区超多组合井拆分激发方法，该巨厚黄土塬区超多组合井拆分激发方法包括：步骤1：确定施工区域表层条件下最佳的超多井组合激发因素；步骤2，将超多组合井进行不同频次拆分；步骤3，进行野外实验对比，进行拆分后能量和信噪比评估，选择合适的拆分因素；步骤4，优化拆分后炮点布设方式，按照宽线采集观测系统，交错方式进行布设；步骤5，通过对不同拆分频次而形成的不同炮密度的剖面进行处理分析；步骤6，根据勘探目标的需求，进行不同炮密度的剖面评估，选择能够完成地质任务的拆分方式。
本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：
在步骤1中，基于炸药震源组合激发压噪、提高下传能量的理论基础和安全激发要求，通过以往资料分析和野外试验确定适合地震采集黄土塬区域的超多井组合激发因素。
在步骤1中，在考虑组合激发的地震资料效果时，也要考虑安全因素，考虑多井同时激发爆炸的完全性，多井串联激发的前提下，保证能够完全爆炸的井数是8口。
在步骤2中，基于超多井组合激发因素，将组合井数拆分为多组不同井数的组合。
在步骤2中，针对8井组合，分别拆分为2组4井，或者4组2井，或者8组单井。
在步骤3中，进行不同拆分方式的野外实验，进行室内组合和野外组合的效果对比，按照信噪比和能量均衡的原则进行评估，确定有效的拆分激发因素。
在步骤3中，通过野外实验对不同拆分频次的组合方式进行评估时，要首先进行理论计算分析对比，确定理论上的拆分频次，为野外试验对比提供依据，室内叠加分析按照以下公式进行计算：
式中：S为叠加响应值，N为道数，xn为炮检距；λ为干扰波波长。
在步骤3中，通过野外实验对不同拆分频次的组合方式进行评估时，然后通过野外实验对不同拆分频次的组合方式进行评估，要对拆分单炮后通过室内叠加，并和野外组合效果进行对比分析，对不同拆分频次的单炮进行叠加后对比分析。对有效拆分激发因素的评估要从信噪比和能量两个方面进行，其中单炮经过室内去噪处理后，主要目的层信噪比要大于等于1，在能量上，初至要清楚。
在步骤4中，采用宽线观测方式，基于拆分激发因素对原设计超多组合井因素进行激发点拆分，并对激发点布设方式进行优化，采用交叉布设方法，提高地震资料的叠加压噪效果。
在步骤5中，采用优化好的宽线观测方式和拆分激发因素完成野外段实验采集，对不同炮密度的不同覆盖次数剖面进行处理。
步骤6中，根据勘探目标的需求进行炮密度的评估，根据勘探需求即构造还是岩性、勘探目标的埋藏深度、反射的强弱、分辨率的高低四个方面进行评估，建立剖面信噪比和炮密度的关系，依据其关系，选择不同勘探需求所需要的炮密度，从而确定拆分方式。
本发明中的巨厚黄土塬区超多组合井拆分激发方法，是针对巨厚黄土塬区低降速带巨厚、吸收衰减严重、下传能量屏蔽严重、干扰发育类型、激发条件极差的特点，改变传统地震勘探原理中采用超多井大组合激发组合压噪，提高单炮信噪比的思路，改变为将超多组合井进行拆分，将1炮拆分为多炮，通过成倍提高炮密度来增加覆盖次数，达到提高剖面信噪比的目的。因此该发明首先确定常规超多井组合的最佳激发因素，从而确定组合井数N，然后基于这个井数N进行拆分，进行2拆、4拆……N拆,并进行野外试验，按照具有一定信噪比(去噪后大于等于1)和一定能量的原则选择有效的拆分激发因素；然后按照确定的拆分因素对常规炮点进行N拆，炮点密度增加N倍，采用宽线观测方式进行高密度炮点的段试验，炮点的布设方式采取横向加密和纵向加密相结合的方式公式进行设计，完成段试验。基于以上段试验资料，进行不同炮点密度的剖面处理和对比分析；要根据勘探目标的需求进行炮密度的评估，根据勘探需求(构造还是岩性)、勘探目标的埋藏深度、反射的强弱、分辨率的高低四个方面进行评估，建立剖面信噪比和炮密度的关系曲线，依据其关系，选择不同勘探需求所需要的炮密度，从而确定拆分方式。
本发明中的巨厚黄土塬区超多组合井拆分激发方法，在土塬区采用炸药震源激发的条件下，将一组超多组合井的激发因素按照具有一定信噪比和一定能量的原则拆分为多组少井组合激发因素，将通过超多组合井组合压噪提高单炮信噪比的方法转变为通过提高炮密度增加覆盖次数提高剖面信噪比和成像效果。本发明将超多井组合按照一定能量、信噪比的原则，基于勘探目标的需求拆分为少量井的组合，将通过组合压制干扰提高单炮信噪比的方法，转变为通过将超多井组合进行拆分，从而增加激发炮数，提高覆盖次数，提高剖面信噪比和成像效果的方法。这种解决了巨厚黄土塬区的激发难题，为该区高密度地震勘探技术的应用奠定了基础。
附图说明
图1为本发明的巨厚黄土塬区超多组合井拆分激发方法的一具体实施例的流程图；
图2为本发明的一具体实施例中步骤1的常规超多组合井激发方式示意图；
图3为本发明的一具体实施例中基于超多井组合的多种拆分方式示意图；
图4为本发明的一具体实施例中不同拆分方式单炮与常规超多井组合激发的单炮野外记录对比及定量分析的示意图；
图5为本发明的一具体实施例中不同拆分方式的室内叠加对比及定量分析的示意图；
图6为本发明的一具体实施例中高密度拆分宽线炮点优化设计方式示意图；
图7为本发明的一具体实施例中不同炮密度叠加剖面的示意图；
图8为本发明的一具体实施例中基于不同勘探目标剖面信噪比与炮密度关系曲线图；
图9为本发明的一具体实施例中实施后的效果，新剖面与以往剖面对比图。
具体实施方式
为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。
如图1所示，图1为本发明的巨厚黄土塬区超多组合井拆分激发方法的流程图。
步骤101：确定施工区域表层条件下最佳的超多井组合激发因素；基于炸药震源组合激发压噪、提高下传能量的理论基础和安全激发要求，通过以往资料分析和野外试验确定适合地震采集黄土塬区域的超多井组合激发因素。确定最佳的超多井组合激发因素，在考虑组合激发的地震资料效果时，也要考虑安全因素，主要是考虑多井同时激发爆炸的完全性，多井串联激发的前提下，保证能够完全爆炸的井数是8口。
步骤102，将超多组合井进行不同频次拆分；基于超多井组合激发因素，将组合井数拆分为多组不同井数的组合。将组合井拆分方式为整数拆分，例如针对8井组合，可分别拆分为2组4井，或者4组2井，或者8组单井。
步骤103，进行野外实验对比，进行拆分后能量和信噪比评估，选择合适的拆分因素；要首先进行拆分后叠加的理论计算分析对比，确定理论上的拆分频次，为野外试验对比提供依据。其中室内叠加理论分析按照以下公式进行计算：
式中：S为叠加响应值，N为道数，xn为炮检距；λ为干扰波波长。
然后通过野外实验对不同拆分频次的组合方式进行评估，要对拆分单炮后通过室内叠加，并和野外组合效果进行对比分析，对不同拆分频次的单炮进行叠加后对比分析。对有效拆分激发因素的评估要从信噪比和能量两个方面进行，其中拆分后的单炮经过室内去噪处理后，主要目的层信噪比要大于等于1，在能量上，初至要清楚。
步骤104，优化拆分后炮点布设方式，需要按照宽线采集观测系统，交错方式进行布设；采用宽线观测方式，基于拆分激发因素对原设计超多组合井因素进行激发点拆分，并对激发点布设方式进行优化，采用交叉布设方法，提高地震资料的叠加压噪效果。
步骤105，通过对不同拆分频次而形成的不同炮密度的剖面进行处理分析；采用优化好的宽线观测方式和拆分激发因素完成野外段实验采集，对不同炮密度的不同覆盖次数剖面进行处理。
步骤106，根据勘探目标的需求，进行不同炮密度的剖面评估，最终选择能够完成地质任务的拆分方式。根据勘探目标的需求进行炮密度的评估，根据勘探需求(构造还是岩性)、勘探目标的埋藏深度、反射的强弱、分辨率的高低四个方面进行评估，建立剖面信噪比和炮密度的关系，依据其关系，选择不同勘探需求所需要的炮密度，从而确定拆分方式。
在应用本发明的一具体实施例中，包括了以下步骤：
在步骤1，首先通过野外试验确定最佳的多井组合激发因素，如图2所示，为每个激发点8个钻孔组合激发，钻孔间距6m。
在步骤2，对组合井进行拆分，拆分方式为整数拆分，如图3所示，对于8井组合，分别拆分为2组4井，为正方形组合，钻孔间距6m；拆分为4组2井，为沿测线方向线性组合，钻孔间距6m。
在步骤3，通过野外实验对不同拆分频次的组合方式进行评估，要通过室内叠加和野外组合效果进行对比分析，对有效拆分激发因素的评估要从信噪比和能量两个方面进行，其中拆分后单炮经主要目的层信噪比要大于等于1或达到常规超多井组合激发单炮信噪比的60％以上。图4所示，拆分后，2井和4井的单炮信噪比均达到常规大组合的60％以上。采用室内叠加方法对比两拆和四拆的叠加记录，如图5所示，能量和信噪比相差不大，但四拆信噪比稍高，有效频带要宽，因此综合三方面考虑，采用四拆的方式进行炮点拆分。
在步骤4，采用宽线对拆分后的炮点密度进行验证，其中拆分后宽线激发点的布设方式要采用高密度交错布设方式，如图6所示，拆分后由一条激发线拆分为两条激发线，激发线间距为40m，激发点纵向间距为20m，激发点密度较拆分前提高4倍，由25炮/km增加到100炮/km。增加激发线数，提高横向覆盖次数，由2次覆盖增加到4次覆盖，增加纵向激发点数，提高纵向覆盖次数。由360次提高到1440次。总之，通过拆分增加了炮点密度，提高了覆盖次数。
在步骤5，采用优化好的宽线观测方式和拆分激发因素完成野外段实验采集，对不同激发密度形成的不同覆盖次数剖面进行处理，分别形成炮点密度100炮/km、75炮/km、62.5炮/km、50炮/km、37.5炮/km、33.3炮/km、25炮/km、16.67炮/km的叠加剖面，图7为其中四种炮密度的剖面。
在步骤6，要根据勘探目标的需求进行炮密度的评估，根据勘探需求(构造还是岩性)、勘探目标的埋藏深度、反射的强弱、分辨率的高低四个方面进行评估，建立剖面信噪比和炮密度的关系曲线，依据其关系，选择不同勘探需求所需要的炮密度，从而确定拆分方式。图8为实施区不同勘探目标信噪比与炮密度的关系曲线。可以看出，对浅层和中层反射特征明显的勘探目标，覆盖次数在360次(炮密度25炮/km)即可，而对于深层弱反射勘探目标，覆盖次数在1200次以上(炮密度100炮/km)才能满足要求。因此，拆分方式的选择上采用四拆，炮密度提高4倍能够满足要求。
本发明中的巨厚黄土塬区超多组合井拆分激发方法，能够针对巨厚黄土塬区极差的表层结构条件，解决黄土塬地区的激发条件差、剖面信噪比低问题，解决以往采用超多井组合造成的爆炸不完全的问题，通过拆分技术，达到高密度采集的目的，有效提高了剖面的信噪比(图9)，在整个黄土塬地区具有很大的推广应用价值，应用领域范围大，应用前景良好。
Claims (11)
1.巨厚黄土塬区超多组合井拆分激发方法，其特征在于，该巨厚黄土塬区超多组合井拆分激发方法包括：
步骤1：确定施工区域表层条件下最佳的超多井组合激发因素；
步骤2，将超多组合井进行不同频次拆分；
步骤3，进行野外实验对比，进行拆分后能量和信噪比评估，选择合适的拆分因素；
步骤4，优化拆分后炮点布设方式，按照宽线采集观测系统，交错方式进行布设；
步骤5，通过对不同拆分频次而形成的不同炮密度的剖面进行处理分析；
步骤6，根据勘探目标的需求，进行不同炮密度的剖面评估，选择能够完成地质任务的拆分方式。
2.根据权利要求1所述的巨厚黄土塬区超多组合井拆分激发方法，其特征在于，在步骤1中，基于炸药震源组合激发压噪、提高下传能量的理论基础和安全激发要求，通过以往资料分析和野外试验确定适合地震采集黄土塬区域的超多井组合激发因素。
3.根据权利要求2所述的巨厚黄土塬区超多组合井拆分激发方法，其特征在于，在步骤1中，在考虑组合激发的地震资料效果时，也要考虑安全因素，考虑多井同时激发爆炸的完全性，多井串联激发的前提下，保证能够完全爆炸的井数是8口。
4.根据权利要求1所述的巨厚黄土塬区超多组合井拆分激发方法，其特征在于，在步骤2中，基于超多井组合激发因素，将组合井数拆分为多组不同井数的组合。
5.根据权利要求4所述的巨厚黄土塬区超多组合井拆分激发方法，其特征在于，在步骤2中，针对8井组合，分别拆分为2组4井，或者4组2井，或者8组单井。
6.根据权利要求1所述的巨厚黄土塬区超多组合井拆分激发方法，其特征在于，在步骤3中，进行不同拆分方式的野外实验，进行室内组合和野外组合的效果对比，按照信噪比和能量均衡的原则进行评估，确定有效的拆分激发因素。
7.根据权利要求6所述的巨厚黄土塬区超多组合井拆分激发方法，其特征在于，在步骤3中，通过野外实验对不同拆分频次的组合方式进行评估时，要首先进行理论计算分析对比，确定理论上的拆分频次，为野外试验对比提供依据，叠加分析按照以下公式进行计算：
式中：S为叠加响应值，N为道数，xn为炮检距；λ为干扰波波长。
8.根据权利要求7所述的巨厚黄土塬区超多组合井拆分激发方法，其特征在于，在步骤3中，通过野外实验对不同拆分频次的组合方式进行评估，对拆分单炮进行叠加，并和野外组合效果进行对比分析，对不同拆分频次的单炮进行叠加后对比分析；对有效拆分激发因素的评估要从信噪比和能量两个方面进行，其中单炮经过室内去噪处理后，主要目的层信噪比要大于等于1，在能量上，初至要清楚。
9.根据权利要求1所述的巨厚黄土塬区超多组合井拆分激发方法，其特征在于，在步骤4中，采用宽线观测方式，基于拆分激发因素对原设计超多组合井因素进行激发点拆分，并对激发点布设方式进行优化，采用交叉布设方法，提高地震资料的叠加压噪效果。
10.根据权利要求1所述的巨厚黄土塬区超多组合井拆分激发方法，其特征在于，在步骤5中，采用优化好的宽线观测方式和拆分激发因素完成野外段实验采集，对不同炮密度的不同覆盖次数剖面进行处理。
11.根据权利要求1所述的巨厚黄土塬区超多组合井拆分激发方法，其特征在于，在步骤6中，根据勘探目标的需求进行炮密度的评估，根据勘探需求即构造还是岩性、勘探目标的埋藏深度、反射的强弱、分辨率的高低四个方面进行评估，建立剖面信噪比和炮密度的关系，依据其关系，选择不同勘探需求所需要的炮密度，从而确定拆分方式。
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