周 濱,陳昌旭,張建峰,李 江,王志亮,吳 堯
中海石油(中國)有限公司天津分公司 (天津 300452)
中海石油渤海油田(以下簡稱渤海油田)是我國油氣勘探開發(fā)的重要基地,據第3次資源評價,渤海灣盆地是我國第二大含油氣盆地。作為典型的克拉通內裂谷盆地,具有含油氣層系多的特點,已發(fā)現太古界、中上元古界、古生界、中生界和新生界等五大套含油氣層系,可概括為新近系、古近系和前古近系三大含油氣層系。按形態(tài)分類,油氣藏類型包含構造油氣藏、地層油氣藏、巖性油氣藏[1]。
渤海油田的地震勘探經歷了二維、三維、高精度2次三維技術發(fā)展歷程,歷次勘探重大發(fā)現和儲量的高速增長均與地震勘探技術的進步密切相關[2-4]。高品質的地震資料為渤海油田勘探開發(fā)提供了重要基礎,但渤海海況極為復雜,港口建設、航運、鉆井作業(yè)等均對物探采集資料品質影響巨大,強化海上物探項目的質量基礎、促進物探項目的管理提升、建立高效的物探項目質量控制體系成為亟需解決的問題。為適應油田的高速發(fā)展,不斷提高資料品質,渤海油田通過學習、調研、摸索、時間,創(chuàng)新地提出了三大管理模式:多船隊集團作業(yè)模式、采集處理聯(lián)動作業(yè)模式、“點線面體”質控模式。通過多年的應用實踐,不但地震資料品質得到了顯著地改善,而且物探作業(yè)效率得到了大幅度提高。2013年渤海全三維覆蓋基本實現,提前18年完成渤海勘探家們40年來夢寐以求的愿望。這些高品質的地震資料直接為渤海數10個油田的發(fā)現奠定了堅實的基礎,創(chuàng)造了數十億的經濟價值,為渤海油田上產3 000×104t及其穩(wěn)產做出了重大貢獻。
渤海油田礦區(qū)面積只有4.5×104km2,特殊的地理形態(tài)決定了不能同時安排多條物探船作業(yè),否則將造成船隊間的干擾,而渤海油田的勘探形勢要求必須最大限度地應用物探船隊進行海上作業(yè)。因此,創(chuàng)新地在渤海全海域部署地震作業(yè),進行整體設計,根據各船隊性能和勘探步伐,對船隊進行全海域的動態(tài)調配。這種集團管理體系,就是以工作目標為核心,從作業(yè)部署,項目管理,項目協(xié)調和技術保障4個方面保障施工效率。
每個項目提前申請、提前設計、提前預測、提前協(xié)調,由于提前將各采集工區(qū)的設計都準備好,在作業(yè)過程中就可以根據勘探研究的需要和海上作業(yè)環(huán)境,對作業(yè)船隊在多個工區(qū)之間進行動態(tài)的調配,做到項目間零過渡、作業(yè)零等待。
優(yōu)選作業(yè)資源,掌握各物探船潛力,將最優(yōu)良的資源用在最適合的地區(qū)。固定使用長期在渤海作業(yè)的拖纜和海底電纜船隊,由于長期在渤海作業(yè)積累了豐富的經驗,對渤海海況非常熟悉,因此,大大縮短了項目磨合,提高了作業(yè)效率,同時作業(yè)質量也得到了提高。
制定嚴格的項目啟動制度,召開項目啟動會議,明確各項事宜。對所有作業(yè)設備、備件、進行嚴格的檢查,對參與項目人員進行資質審查,為項目高效運行創(chuàng)造良好的環(huán)境。進一步明確現場監(jiān)督、室內管理人員崗位分工、職責權限及辦事程序,避免了遇事相互推諉、職責不清和多頭管理、口徑不一給施工現場造成的混亂,大大提高了辦事效率。
每個項目開工之初就依據實際情況制定了詳細的項目運行計劃,充分預測制約因素,通過多方渠道全力排除阻礙項目順利運行的干擾。加強過程控制、節(jié)點考核,制定了嚴格的月度物探作業(yè)考核制度,舉行月度生產例會:首先,對存在的問題進行了分析,展開討論,群計眾策,制定合理有效的解決方案;其次,對已完成的工作進行總結,對下一步的工作進行規(guī)劃,對下一步工作中可能出現的問題提前做好預案,減少等待時間,提高工作效率。
保障所有作業(yè)點寬帶通訊暢通,實時掌握現場作業(yè)動態(tài),深入作業(yè)一線,了解問題實質。成立聯(lián)合協(xié)調小組,加強協(xié)調力度,使作業(yè)問題及時解決,不推諉、不滯后。全面了解工區(qū)漁業(yè)、航運等情況,根據作業(yè)情況及外界環(huán)境調整作業(yè),做到海上作業(yè)船舶不停工。保重點,兼一般。根據勘探情況,保重點項目的運行,其他物探船隊為其讓路,減少鄰隊干擾,確保重點項目的作業(yè)效率和資料質量。在作業(yè)發(fā)生沖突時,由于已經在全海域設計了地震采集作業(yè)工區(qū),非重點項目物探船隊可進入其他工區(qū)作業(yè)。
掌握業(yè)界先進技術,針對性地引進能夠提高作業(yè)質量和作業(yè)效率的技術。所有在渤海作業(yè)的拖纜船都更換上新的固體電纜和DIGIFIN電纜橫向控制器,擺脫了以往油纜受天氣和潮流的影響,使得作業(yè)效率和資料質量大大提高[5]。提高現場監(jiān)督專業(yè)技術水平和工作能力,召開案例分析會議,邀請專家和有經驗的師傅對監(jiān)督進行培訓,鼓勵監(jiān)督積極地創(chuàng)新管理、創(chuàng)新技術。強化了現場質控處理能力,使得野外、室內處理近同步,有力地保障了資料的質量,優(yōu)化作業(yè)技術。
按照原先的作業(yè)模式,采集監(jiān)督只管理作業(yè)船隊,只和作業(yè)船隊進行溝通;作業(yè)船隊管理現場處理人員,現場處理人員也只針對作業(yè)船隊負責。一個工區(qū)的采集任務結束后,陸地的處理中心才開始進行該工區(qū)的處理作業(yè)。這種管理模式的缺點是溝通不暢,效率不高、資料提交落后。采集監(jiān)督和現場處理人員之間缺少交流,很多問題不能及時有效地發(fā)現和解決;作業(yè)船隊,特別是現場質控處理在海上遇到的很多問題缺少室內處理中心的技術支持;資料中存在的質量問題不能及時反饋等不利因素。面對工作量大幅度增加和對資料品質需求的不斷提高,必須要有創(chuàng)新的管理模式才能適應目前的環(huán)境 (圖1)。創(chuàng)新的采集處理聯(lián)動作業(yè)模式架起了室內處理、現場處理、作業(yè)船隊和采集監(jiān)督之間的橋梁,拓寬了交流渠道。運用采集處理聯(lián)動管理模式,采集的資料達到一定數量就送到室內處理中心進行處理,這樣既節(jié)省了處理項目運行的時間也可以及時發(fā)現海上資料采集中存在的問題并及時反饋到采集監(jiān)督處進行解決;海上的疑難問題可以通過陸地的專家得以解決,可以在室內處理軟實現的地方就不需要現場的硬實現。使人力、計算機資源、技術為海上提供實時支持,實現“陸為海用”,大大縮短了地震資料的處理周期,提高了作業(yè)效率。QHD29-35項目 2 500km2三維地震資料的處理按原先的管理模式需要7個月才能完成。運用新的管理模式后實際3個月就完成了任務,整整提前了4個月,為勘探開發(fā)爭取了寶貴時間。
面對作業(yè)效率和工作量的大幅度提高,傳統(tǒng)的質量控制手段已經不滿足目前的生產現狀,因此必須從實際生產出發(fā),創(chuàng)新思路制定嚴格的質量控制體系才能滿足生產需要。
圖1 老模式與聯(lián)動模式的對比
目前的質控主要是在作業(yè)過程中加強質量控制,制定“點、線、面、體”的質量控制體系(圖 2):點,每一個炮點;線,每一條測線;面,每一層切片;體,整個三維數據體。由點到面,由面到體,如果過程中每一個步驟沒有問題,那么最終資料就必定滿足質量要求。
圖2 “點、線、面、體”質量控制體系
地震資料是油田勘探開發(fā)的第一手資料,資料野外采集質量的好壞直接影響到油田后續(xù)工作的開展,為了保證地震采集資料的質量,對地震資料采集制定了以下質量控制體系。
3.1.1 加強基礎工作
作業(yè)前對所有設備進行嚴格的校準,對采集的第一條測線在24h內進行全面的分析目的是:檢查采集參數是否合理;物探船各項專業(yè)設備參數設置是否正確;水下設備、節(jié)點網絡是否配置正確[6];地下成像是否達到設計要求。海上地震采集各項參數設置和水下設備配置是最為基礎的工作,但在此方面如果出現問題,將為整個項目造成嚴重的影響。因此,加強基礎工作是質量控制的關鍵。
3.1.2 加強現場過程控制
地震資料采集質量控制主要是通過加強對現場采集的質控要求,提高現場解決問題的能力來實現。為了使現場質控處理由“乙方的乙方”模式向“第二監(jiān)督”模式轉變,中海石油天津分公司勘探部多次組織會議與服務方進行商討,共同研究怎樣重視現場處理質控工作,在人力和物力上給予支持,并多次上船檢查和指導現場處理工作,爭取把現場處理室建設成具有一支好隊伍,形成一個堅強有力的團隊,提高這個團隊戰(zhàn)斗力、紀律性和覺悟性。通過研究,改變了現場處理質控合同模式,將現場處理質控工作從以往的地震采集總包合同中分離出來,甲方與現場處理質控單位直接簽定合同,更加明確了現場處理的責任 ,使現場處理工作不再是采集船隊的附屬,而直接受天津分公司勘探部的管理,減少了中間環(huán)節(jié),為采集監(jiān)督對施工質量的評價及后續(xù)作業(yè)提供了更及時、更可靠的依據,大大提高了工作效率。
另一優(yōu)勢是現場質控處理和陸地正式處理方都與天津分公司勘探部簽訂服務合同 ,天津分公司勘探部就可以要求兩處理方聯(lián)合作業(yè) ,其優(yōu)點是提高了作業(yè)效率 ,因為陸地處理方擁有較多的技術專家,可以隨時向現場提供技術支持。野外采集的費用很高,在海上多耽擱1天,可能損失上百萬元的費用,在每條野外測線采集完畢后,現場處理人員在2h內對資料存在的噪音干擾等問題給出可行性建議,判定這些問題是否能通過室內處理手段得以解決,對于現場不能確定的問題,通過陸地處理可以得到及時的反饋,避免由于資料質量問題的不明確,造成的作業(yè)延誤。減少了野外補線率,提高了作業(yè)時效。
現場質控處理模式的改變,已經在采集項目中取得了顯著的效果。例如,BZ8區(qū)帶三維地震資料采集工區(qū)內有3條航道,過往船只非常頻繁,過往船只對地震資料的品質有多大的影響,室內能不能消除這些船只的干擾,通過現場處理和陸地處理方共同研究,認為這些噪音能得到一定的衰減,存在大船噪音的10多條野外線的資料可接收,不用重新采集,這樣做不僅提高了野外作業(yè)效率,為工區(qū)采集任務的提前完成爭取了寶貴時間,還避免了大量的人力和物力的浪費。
地震資料是勘探研究的基礎,在保證基礎資料真實可靠的前提下,最大限度地提高資料成像效果是資料處理追求的目標[7]。為了保證資料處理的質量,通過對以往項目的經驗總結和對其他單位的調研,確定了以加強過程控制為主的質量控制體系。
3.2.1 科學制定運行計劃
召開項目啟動會,使資料處理和資料解釋人員更加全面地相互理解該地區(qū)地質情況、處理目的和處理計劃,明確質控關鍵點。制定嚴格詳細的項目運行計劃書[8]。
3.2.2 加強過程質控
①規(guī)范化處理流程,嚴格執(zhí)行項目運行計劃書,每個處理流程要有詳細的質控措施,每一處理步驟要有質量控制剖面,每一步工作要有明確的質控責任人;②加強對原始資料的分析,要求處理人員對全區(qū)的資料品質做分析與總結,處理人員要清楚整個工區(qū)的原始資料情況,包括工區(qū)水深分布,整個工區(qū)的頻率和信噪比變化等;對于大型工區(qū),加大試驗細致性,選擇多條能夠代表整個工區(qū)特點的線做試驗工作,通過大量針對性的處理試驗,確定處理參數,并就不同地區(qū)地質特點總結規(guī)律,避免個人主觀主義;③正式處理流程和參數經天津分公司勘探部、處理服務商共同確定后,不能進行更改,后期如有變化要有正式的書面通知,避免口徑不一給作業(yè)帶來的推諉滯后;④處理過程中,嚴格執(zhí)行“點、線、面、體”的質量控制體系,嚴格把關每一炮點,每一條測線,每一張切片,確保過程資料質量過關。
3.2.3 優(yōu)化處理流程
為了提高資料品質和作業(yè)效率,對數據處理流程進行了優(yōu)化和調整。
①對于通過大量項目的實際應用已經確定的流程參數,不再投入工作量進行試驗論證,如需要可根據甲方要求進行。例如DMO分析,DMO分析包括DMO速度分析和疊加,在疊后時間偏移中是必做項目,但目前疊前時間偏移已經成為常規(guī)處理,DMO分析在疊前時間偏移處理中只作為一種質控手段,需要人力和機時的投入,其結果及過程并不應用在正式處理中,當前的偏移速度求取方法為以下步驟:衰減多次波后的速度、速度線偏移、反動校、速度分析、速度掃描、多次迭代。因此,根據經驗DMO分析作為可選處理流程,根據項目需要進行,可以節(jié)省大量人力和機時,加快處理速度。②對于受主觀因素影響較大的流程,通過試驗討論確定。例如反褶積處理,反褶積處理方法較多,不同人員對處理結果和流程的判斷不一致,因此,在該流程中要求處理方進行多種反褶積方法試驗,特別要做好多道預測反褶積和T-P域反褶積試驗,并對每個項目的T-P域反褶積做合理的保幅性分析。在該流程設立質控點,經甲乙雙方討論達成一致意見后可進入下一步處理流程。
通過“點線面體”的質控管理模式,使得地震資料的成像品質得到了大幅度的提高,為勘探開發(fā)研究提供了更加可靠的依據。
通過不斷創(chuàng)新思路、運用高效的管理模式,2006年至2012年,渤海油田三維地震采集工作量連續(xù)7年作業(yè)量刷新歷史記錄(圖3),每年以近1 000km2的速度向上增長。天津分公司3 000×104m3產量目標提出后,物探管理人員通過學習、調研、摸索、實踐,2006年到2014年,短短9年時間內累計完成物探三維采集工作量4.5×104km2,年度作業(yè)量由1 000km2左右迅速增加到2012年的7 431km2。渤海油田自營礦區(qū)2006年至2014年物探采集工作量是1985年開始自營三維地震采集作業(yè)以來累計工作量的2倍多。2013年渤海油田礦區(qū)基本實現三維全覆蓋,比之前預計的提前了18年,正是這些大面積、高品質的基礎資料,保證了渤海油田大量的勘探發(fā)現。
渤海油田物探項目高質高效管理模式實現了多船隊集團作業(yè)模式、采集處理聯(lián)動作業(yè)模式、“點線面體”質控模式這三大管理模式創(chuàng)新不但使地震資料品質得到了顯著的改善,而且物探作業(yè)效率得到了大幅度提高。
圖3 渤海歷年三維地震資料采集工作量統(tǒng)計
過去渤海每年最多同時2支物探船隊作業(yè),目前已經成功同時運行7支物探船隊作業(yè)。作業(yè)量最高的年份,在10個工區(qū)部署了三維地震資料采集,動用物探船隊7支,高峰期海上作業(yè)大小船只達到194條,作業(yè)人數1 651人;地震資料處理共運行了33個項目,總計工作量24 413km2,創(chuàng)造了渤海物探作業(yè)歷史最高記錄。
管理模式的創(chuàng)新和先進技術的推廣,使得地震資料的成像品質得到了大幅度的提高,為勘探開發(fā)研究提供了更加可靠的依據。大面積、高品質的地震資料(圖4),使勘探研究從區(qū)域構造、區(qū)域沉積充填演化、油氣運移等方面對渤海有利構造進行整體解剖,明確了勘探方向,落實了大量有利圈閉。
圖4 新老資料對比
渤海油田物探項目高質高效管理,在渤海多個地區(qū)取得了顯著的效果。JZ油田是近期發(fā)現的大型輕質油田 ,也是截至目前渤海海域發(fā)現的最大的輕質油田和遼西凹陷首個億噸級油田。該構造1985年利用二維地震資料研究并開始鉆探,鉆探結果認為無經濟性,故暫緩評價。后利用新采集三維地震資料重新落實JZ構造,認清本區(qū)油氣成藏主控因素為油氣運移與儲層發(fā)育程度,獲得較好油氣發(fā)現,拉開了JZ億噸級油氣田發(fā)現的序幕。對該構造進行了整體評價研究,其中10D井測試獲得高產油流,該井采用26.99mm油嘴獲得日產油1 018m3,這是渤??碧綒v史上砂巖油層中首次獲得千方產能。JZ億噸級輕質油氣田的發(fā)現進一步證實了遼西凹陷為富烴凹陷,堅定了遼東灣勘探向遼西凹陷戰(zhàn)略轉移的信心。因此,在遼西部署大面積三維地震采集,利用三維資料,從構造與圈閉、沉積與儲蓋、生烴與運聚等方面開展了針對遼西中洼的綜合研究。通過精細地震解釋,發(fā)現和落實了眾多大型構造圈閉,石油資源量總計4.4×108m3。遼西中洼可以作為遼東灣探區(qū)下部重點勘探區(qū)帶,并有望帶動遼東灣乃至全渤海下一輪儲量快速增長;岐口凹陷重采集資料,使得滾動勘探獲高產油氣流;KL構造采集實現了構造油藏勘探向巖性油藏勘探的跨越,進一步提升了該億噸級油田的勘探品位;BZ地區(qū)大面積連片處理,發(fā)現落實了一批有利構造,堅定了在黃河口凹陷成熟區(qū)挖掘規(guī)模儲量的信心;BZ地區(qū)大面積三維地震采集,對渤中西斜坡進行了系統(tǒng)研究、整體解剖,發(fā)現落實了一系列構造,使得該區(qū)成為又一個儲量強勁增長點。
渤海油田物探項目高質高效管理模式的探索與實踐取得了良好的效果,強化了海上物探項目的質量基礎、促進了物探項目的管理提升、建立了高效的物探項目質量控制體系。不但使地震資料品質得到了顯著的改善,而且物探作業(yè)效率得到了大幅度提高。該管理模式將繼續(xù)在渤海油田物探項目管理中推廣,并將進一步完善,同時也為公司的管理模式提供參考。
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