關鍵詞：縫洞型；碳酸鹽巖；VSP；驅動處理；偏移；歸位

引言

塔里木盆地縫洞型碳酸鹽巖油藏埋藏深度大，有些地區(qū)甚至超過8000m，縫洞儲層儲集空間尺寸小、具有極強的非均質性。同時，由于地下地質條件復雜，兼有二疊系火成巖巖性變化造成的速度突變影響，有些地區(qū)常規(guī)疊前深度偏移對超深縫洞體成像不精確，洞穴儲層空間歸位精度不高，不能滿足鉆井工程上對縫洞體空間位置精度的要求，使得鉆井過程中無法鉆遇有效儲層達到地質目的，需要進行儲層改造，甚至導致鉆井失利或開窗側鉆，直接增加了鉆探成本。因此，生產(chǎn)上需要一種精確度、經(jīng)濟性和時效性均能兼顧的縫洞儲層空間定位技術方法，在不影響鉆井進度的前提下完成儲層的再次定位，作為常規(guī)疊前深度偏移資料的補充，來共同指導鉆井靶點調整及軌跡優(yōu)化。通過多年的探索與實踐，形成了以VSP驅動處理為核心的隨鉆地震儲層精準定位技術，通過提前準備需要的資料及優(yōu)化驅動處理技術流程，實現(xiàn)了在采集處理VSP資料之后72h內重新完成井周6km 6km內的疊前深度偏移處理，完成縫洞儲層的再次精準定位，小范圍重新驅動處理保證了經(jīng)濟性與時效性，能夠在不影響鉆井進度的前提下完成靶點的優(yōu)化調整。該方法應用于120余口鉆井的隨鉆跟蹤過程中，有效提高了儲層直接鉆遇率，放空漏失率從60%提高到80%，為類似縫洞型儲層的精細定位積累了寶貴經(jīng)驗。

1儲層特征及技術難點

塔里木盆地奧陶系縫洞型碳酸鹽巖基質物性差，儲集空間主要由機械破碎及巖溶作用所形成的洞穴、孔洞、裂縫組合而成[1]，縫洞體大小不均、結構十分復雜、儲層縱橫向非均質性極強。正演研究及鉆井地震標定表明，縫洞儲層在地震剖面上主要表現(xiàn)為“串珠狀”反射或“雜亂狀”反射特征，且振幅異常強度與儲層發(fā)育強度呈正相關，當儲集體發(fā)育達到一定規(guī)模時，在地震資料上常表現(xiàn)為“串珠狀”反射[27]，“串珠狀”反射是目前最主要、最有利的鉆探目標。隨著勘探由隆起、斜坡向拗陷深部不斷推進，“大縫大洞”的潛山儲層也逐漸轉變?yōu)榘l(fā)育規(guī)模相對較小斷控儲層，“串珠狀”儲層逐漸變小、變深，儲層的空間歸位難度越來越大。

由于地下地質條件復雜，加之儲層埋深變大、儲層尺寸變小，實現(xiàn)超深縫洞儲層的精準成像難度倍增。受地震資料采集偏移距和低信噪比的限制，三維地震資料隨著深度的增大，對速度的敏感性變差，單獨依賴三維地震資料得到的速度精度不夠高，無法滿足精準定位儲層的需求。依據(jù)常規(guī)疊前深度偏移資料部署的鉆井放空漏失率保持在60%左右，部分鉆井不能直接鉆遇有利儲層，必須進行酸壓等儲層改造工作甚至側鉆，大幅增加了生產(chǎn)成本。

2方法探索與技術流程

隨鉆地震技術最早在20世紀30年代提出，其方法是利用鉆頭作為震源信號來研究地下信息[8]，但由于鉆頭工藝的限制一直沒有取得好的應用效果。之后，業(yè)界提出了隨鉆VSP技術，其方法是在地面設置震源，利用安裝在井下鉆具上的檢波器接收地面震源釋放的能量[9]。該技術具有實時測量且不損失鉆井時間的優(yōu)點，但儀器穩(wěn)定性受井況影響較大，難以適應超深高溫高壓的鉆井工況，并且費用高昂，難以實現(xiàn)規(guī)?；瘧?。期間國內諸多學者一直對隨鉆地震技術進行著跟蹤及應用研究[1014]。

隨著塔里木油田碳酸鹽巖進入規(guī)?？碧介_發(fā)階段，開發(fā)井數(shù)量大幅增加，不能直接鉆遇有利儲層的生產(chǎn)問題日益突出，在實現(xiàn)了處理方法從時間偏移轉變?yōu)樯疃绕啤B后深度偏移轉變?yōu)榀B前深度偏移的基礎上，塔里木油田開始探索了一條新的隨鉆處理技術思路，即在鉆井過程中鉆至目的層之前采集普通零偏移距VSP資料，在先期三維地震處理中得到的道集、速度場等資料基礎上，利用新獲取的VSP速度信息對地面地震速度場和各向異性參數(shù)進行修正，利用新速度場重新偏移，再次確定縫洞儲層空間位置，從而與原靶點對比分析后進行靶點調整并優(yōu)化鉆井軌跡[1521]。該方法充分利用了地面三維地震資料信息和新采集的VSP數(shù)據(jù)，達到了縫洞體精確定位的目的。經(jīng)過多年來的探索實踐與技術攻關，該技術逐步走向成熟，形成了針對縫洞型碳酸鹽巖的VSP驅動處理技術流程（圖1）。

流程中主要有資料準備、VSP驅動疊前深度偏移處理、疊后保真處理及成像分析與應用等4個階段，其中，VSP驅動疊前深度偏移處理包括VSP驅動速度校正、地震約束橫向速度插值、速度場與各向異性場優(yōu)化、“盲點”速度優(yōu)化及各向異性深度偏移這幾個步驟，是整個流程的重點。

3應用實例及效果

3.1數(shù)據(jù)準備

真實規(guī)范的前期地震處理及井資料是VSP驅動處理的基礎，要保證驅動處理的時效性，在采集VSP資料之前必須做好已有三維地震數(shù)據(jù)的準備，需要提前對原來三維地震處理形成的道集、速度場、各向異性場等進行質量控制，為了滿足6km 6km偏移范圍內偏移孔徑對偏前數(shù)據(jù)的需求，通常需要準備井點周邊16km 16km的CMP道集，發(fā)現(xiàn)有問題要及時完成相應校正優(yōu)化工作[22]。同時收集齊全驅動處理井區(qū)周邊鉆井的VSP、測井及鉆井分層等資料，進行數(shù)據(jù)加載等工作建立好工區(qū)，為后續(xù)VSP驅動處理做好準備。

同時，在鉆井鉆至目的層之上200 300m時采集普通零偏移距VSP資料，利用其解釋成果開展VSP驅動處理。

3.2VSP驅動速度建模

VSP驅動地震處理首要任務就是要解決利用VSP資料快速準確修正地震速度模型的難題，即利用新鉆井信息及VSP速度快速校正地震速度誤差[23]。VSP驅動速度建模大體可以分為3步：VSP驅動地震速度校正、VSP井底地震速度更新以及地震約束橫向速度插值。

3.2.1VSP驅動地震速度校正

VSP采集深度以上垂向速度利用VSP速度進行約束更新，先對初始速度進行平滑，消除層速度間變化過大對偏移產(chǎn)生的影響，通過井速度與平滑后速度對比分析，發(fā)現(xiàn)還存在一定差異性，將兩速度進行運算求取比例因子，并將比例因子應用于平滑后速度場，產(chǎn)生新的VSP約束后速度場（圖2），這種方法可以實現(xiàn)井旁地震速度與VSP速度的高效吻合，吻合率達到95%以上。圖2中綠色為原三維地震偏移處理中該位置的速度，紫色為VSP速度，藍色為VSP約束后速度，可以看出，約束后速度與原偏移速度相比整體趨勢保持一致，但在大于1km地層速度存在一定差異，特別是在大于3km以上的地層中，優(yōu)化后速度上更加精細，能夠反映地層速度變化的更多細節(jié)。

3.2.2VSP井底地震速度更新

受VSP測井采集深度限制，VSP采集深度以下至目標靶點間存在速度“盲區(qū)”，偏移速度得不到有效校正，為了提高VSP采集深度以下速度精度，減少這部分速度不準造成的目標儲層的空間位置誤差，應參考周邊完鉆井的VSP速度、聲波測井或后續(xù)鉆進過程中得到了聲波速度對速度進行校正。

3.2.3地震約束橫向速度插值

VSP速度驅動能夠提供井點附近準確的垂向速度，但不能提供準確的橫向速度變化。速度橫向變化可以通過地質層位約束的空間插值和外推，把VSP速度推展到速度建模的范圍，提高整個工區(qū)速度精度。

常規(guī)插值方法都需要準確的地震層位進行約束，而地震導向速度插值技術無需地震層位，采用地震成像數(shù)據(jù)體的相干振幅趨勢進行橫向約束，對于難以用解釋準確獲得地震層位的數(shù)據(jù)更為適用，避免了地震層位解釋帶來的誤差。首先應用地震導向速度插值技術對比例因子進行插值外推，然后應用到原始地震速度場，得到更為精確的地震速度模型，產(chǎn)生新的VSP驅動地震疊前深度偏移速度體[1921，23]。從VSP驅動前后速度剖面（圖3）上來看，VSP驅動前后深部地層（特別是3000m以深）速度更加細致、分辨率更高、層次分明，橫向上地層速度相對穩(wěn)定的規(guī)律性更強。

3.3速度模型迭代優(yōu)化

利用VSP速度驅動對地震速度重新建模后，速度誤差減小，更符合地下實際地質情況，但是該速度是垂向地震速度，需要和對應的各向異性參數(shù)體結合才能得到地震成像速度。初始各向異性參數(shù)場通常可以采用保時層析方法得到的各向異性參數(shù)體，但是當?shù)兰旁氡缺容^低時，通過網(wǎng)格層析不能實現(xiàn)對各向異性參數(shù)的快速更新，得到相對準確的地震成像，此時應考慮對初始Delta參數(shù)場進行數(shù)學運算得到與VSP驅動速度更為匹配的各向異性參數(shù)，這樣快速實現(xiàn)目標串珠的準確成像，降低網(wǎng)格層析及層控網(wǎng)格層析的迭代次數(shù)。

確定了初始各向異性參數(shù)體之后，需要通過網(wǎng)格層析迭代進行速度與各向異性參數(shù)校正。其迭代過程主要有兩步：各向異性場優(yōu)化、VSP井底至靶點“盲區(qū)”速度優(yōu)化。

3.3.1各向異性場優(yōu)化

經(jīng)過VSP驅動地震速度校正，VSP井底以上地震成像速度已經(jīng)相對準確，因此，對于VSP井底以上，在迭代過程中保持地震速度相對不變，通過迭代各向異性參數(shù)將每個深度偏移CRP道集的每個較強同相軸拉平，得到更準確的疊前深度偏移成像。

根據(jù)以往處理經(jīng)驗及弱各向異性假設， 取值范圍應該變化不大，一般通過一輪迭代就能得到相對準確的淺層成像，滿足VSP驅動處理對時效性的要求。

迭代過程中對Delta與Epsilon參數(shù)分別進行修改，得到的Epsilon體可以使CRP同相軸遠偏移距拉平程度更好（圖4）。

3.3.2VSP井底至靶點“盲區(qū)”速度優(yōu)化

對VSP采集深度以下“盲區(qū)”速度開展層控+速度掃描的方法進行迭代，以獲得相對準確的成像速度。

開展沿層層析速度更新，確保橫向速度準確。當周邊井較多時，利用周邊井以及地震構造模型可以很好地控制奧陶系以上橫向速度趨勢，這時只需要對奧陶系標志層進行沿層層析。部分井（特別是開展預探井的VSP驅動處理時）周邊井較少，無法實現(xiàn)利用周邊井控制橫向速度趨勢，需要通過沿層層析的方法進行速度更新奧陶系灰?guī)r頂面以上的速度，從上到下逐層反演在層速度估算和每一層反射層幾何形態(tài)描述之間交替進行，隨著從上至下分析，模型修改與模型估算交替進行，避免層速度和反射面幾何形態(tài)誤差累計，以提高速度橫向速度精度[2325]。最后對于目標靶點，通過速度掃描方法，比較縫洞體成像效果，以確定最佳成像速度。

3.4各向異性深度偏移及疊后處理

VSP約束獲得了精準偏移速度場后，基于縫洞儲層成像精度及時效性方面的考慮，在疊前深度偏移算法上選擇了占用資源少且實現(xiàn)效率較高的柯?；舴蚍e分法，從處理時效及應用效果上來看，柯?；舴蚍e分法是目前最適合VSP驅動處理的偏移方法。

由于奧陶系目的層段的信噪比較低，一般存在較重的伴隨相位，串珠顯示弱，導致縫洞型儲層難以準確辨別，需要進行適當?shù)寞B后處理適。但是保幅性好的疊后處理方法通常是在疊前道集上進行，耗時較久，無法滿足VSP驅動處理對于時效性的要求，需要在疊后剖面上探索快速且保幅性好的提頻修飾方法。在疊后剖面上提高地震資料的分辨率，補償?shù)叵陆橘|衰減性造成的地震波能量損失的方法主要有反Q濾波方法、時頻分析吸收補償?shù)确椒?，但是這些方法的保幅性較差。為了解決保真性和時效性的問題，采用振幅因子保持技術確保數(shù)據(jù)保幅性，在此基礎上利用反Q濾波等方法提高目的層信噪比與分辨率，使目標成像得到較大的改善。

3.5應用效果

VSP驅動處理使得目標成像得到明顯改善，信噪比明顯提高，串珠聚焦、空間位置清晰，儲層信息得到凸顯（圖5b），各井隨鉆處理資料的均方根振幅屬性圖上鉆探目標更加清晰，地震深度誤差也得到一定校正，達到了串珠儲層精準空間定位的目的。

從VSP驅動處理前、后目的層最大波谷振幅屬性對比圖（圖6）上來看，驅動處理后地震資料隨機噪音得到了明顯壓制、信噪比更高，鉆探目標串珠儲層更清晰，串珠中心平面位置更明確（圖6b），同時，驅動處理后資料所反映的儲層沿走滑斷裂線性展布特征（圖中藍色框）更清楚，為優(yōu)化鉆探靶點提供了資料基礎。平面、剖面結合就可以精準定位目標縫洞體的空間位置，為鉆井軌跡調整提供基礎資料。

MS801井VSP驅動處理資料顯示儲層中心偏離原設計靶點，據(jù)此將靶點往南西調整約35m（圖7中新靶點），同時進行了軌跡優(yōu)化（圖6中的藍色虛線為優(yōu)化后軌跡平面投影），靶點調整后該井在鉆探過程中發(fā)生漏失，酸壓后測試獲得高產(chǎn)，證實了VSP驅動處理資料的可靠性。

通過該種方法完成120余口鉆井的VSP驅動處理研究工作，提高了井周6km 6km內地震資料成像精度，為鉆井的靶點調整及軌跡優(yōu)化提供了依據(jù)，其中45口井基于VSP驅動處理資料調整了靶點位置及鉆井軌跡，靶點平面最大調整距離達到82m，靶點縱向最大調整深度達到180m，鉆探目的層放空漏失率達到80%，有效提高了儲層直接鉆遇率，保證了鉆井成功率在90%以上，有力支撐了碳酸鹽巖油藏的快速建產(chǎn)，已經(jīng)成為速度復雜區(qū)縫洞儲層精準定位的必備技術手段。

4結論

1）VSP驅動地震處理是一種兼顧時效性、經(jīng)濟性的技術手段。通過優(yōu)化技術流程，能夠在不影響鉆井鉆進的情況下，在72h之內為非均質較強的縫洞型碳酸鹽巖鉆井軌跡優(yōu)化和精準入靶提供依據(jù)，避免動輒幾百萬的儲層改造或側鉆費用，是對常規(guī)疊前深度偏移資料的有益補充。

2）VSP驅動處理技術可以明顯提高碳酸鹽縫洞體空間歸位精度，有效提高目的層的儲層直接鉆遇率，對超深層縫洞型油氣藏精細勘探開發(fā)具有重要意義。

3）驅動處理中可以緊密跟蹤鉆井進度，結合后續(xù)收集到的鉆井地質資料和測井資料，繼續(xù)進行多輪次速度場更新調整，進一步提高目標成像精度，指導鉆井鉆進，達到精準命中儲層的地質目的。

4）建議試驗非零偏VSP測量方法，增強VSP資料對測量井底以下深層速度的探測能力，進一步提高測量井底至目標靶點“盲區(qū)”速度精度，不斷完善VSP驅動處理技術。