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“全景相机”高清聚焦地下油藏
打印 2018-09-21 20:41 字体: [大] [中] [小]
  大庆油田勘探开发研究院自主研发的高精度逆时偏移成像技术,在地面地震和井中地震两个方面获得重大突破,为大庆探区四大重点勘探领域复杂目标油气规模增储提供了有力的技术支撑——
  (本报记者 刘波 通讯员 姜学实)
  9月16日,在大庆油田勘探开发研究院地震处理二室会议室,复杂构造地震成像攻关团队正在紧张研讨,如何用最经济的方式获得满足勘探需求的最佳成像效果,这是逆时成像技术应用部署的关键环节。几年来,这样的讨论他们已不知进行了多少回。
  可动用储量是检验技术成果的唯一标准,找到有利勘探目标是油气规模增储的关键,而地震成像无疑是探寻地下宝藏的“全景相机”。
  随着大庆油田勘探程度的不断深入、勘探领域不断拓展,勘探对象日趋复杂,勘探难度日益加大。地下储层分布就像一块摔碎的镜子,零、散、小。常规的克希霍夫叠前深度偏移技术,难以解决这类复杂构造的“高清晰度”成像问题。
  如何实现这类复杂波场、复杂构造勘探目标的准确聚焦成像?
  大庆油田勘探开发研究院紧跟国际前沿物探技术的发展趋势,在已有复杂构造成像的基础上,2011年率先研发出新一代地震成像技术——高精度逆时成像技术。
  这项技术被国际地球物理学界誉为地震成像终极手段技术,并研制出工业化软件,形成了规模化应用能力,为大庆探区四大重点勘探领域复杂目标油气规模增储提供了强有力技术支撑。
  地面地震逆时偏移成像技术
  另辟蹊径寻突破
  拓展思路求创新

  常规地震成像已不能满足复杂目标精细勘探的需求,特别是对复杂构造边界和小断层等的刻画显得力不从心。逆时成像技术实现了多次波等常规,被认为是干扰波场的准确成像,让反映构造信息的地震波沿着不同路径重新聚焦在一起,实现了地下构造的高清“全景”成像。
  “大庆探区松辽盆地深层、外围、海拉尔盆地等领域,地质构造非常复杂、岩性差异大,有利勘探目标埋藏又深,地震波场十分复杂,常规方法已无法解决这类复杂波场的准确成像问题,极大地降低了对复杂勘探目标的刻画能力。因此,我们必须破解这方面的技术瓶颈。”大庆油田勘探开发研究院地震处理二室副主任范兴才告诉记者。
  经过几年攻关,大庆油田勘探开发研究院自主研发的高精度逆时成像技术,用方法理论指导应用创新,实现了大庆逆时成像技术从无到有、从理论研究到工业化推广应用的跨越,为油田各类复杂地质目标勘探的突破带来了希望,并取得三项重要创新成果:一是逆时成像核心算法,形成宽频带高精度逆时偏移参数优化方法;二是逆时成像配套方法,研发建立低波数噪声衰减技术和CIG道集聚焦成像技术两项关键技术,成像效果在原有水平基础上大幅提高;三是逆时成像基础数据,为高精度逆时偏移提供重要的数据支撑。
  相关技术需要强有力的支撑硬件平台才能“落地”。“我们实现的并行运算就像火车升级,由原来的K字头直接变为G字头,计算速度的提升是跨越式的。”大庆油田勘探开发研究院地震处理二室主任吴清岭说。科研人员建设的高性能CPU/GPU协同并行计算平台,突破逆时偏移庞大的计算量瓶颈,原先需要3至5年的计算量,现在仅需1至2个月即可完成,计算效率提高30倍以上。他们研发的高效并行存储系统,突破逆时偏移海量并行存储瓶颈,助力逆时成像技术的规模化应用。
  在理论方法创新的基础上,攻关团队开展系统的脉冲响应、理论模型和实际地震资料的测试验证,形成了“DQRTM叠前逆时深度偏移系统”及高精度成像技术流程,具有数据质控、逆时成像、抽道集、叠加、噪声压制等实用化功能。同时,针对不同勘探任务需求,提供多种配套的技术解决方案。
  据了解,这项技术先后在松辽盆地深层、外围盆地、塔东探区和海拉尔盆地四大重点勘探15个地震工区应用,覆盖面积4000平方公里以上,成像质量优于同类商业化软件水平,并实现了大庆探区逆时成像技术的规模化应用和复杂构造成像领域的全覆盖,有力支撑了油气勘探部署。
  井中地震逆时偏移成像技术
  一孔之见有乾坤
  精细构造井中现

  “井中地震贴井壁观测,与地层零距离接触,这与常规地面地震距离地下目标有着显著的差异,而这种观测方式覆盖次数横纵向严重不均匀,如果直接应用地面地震逆时成像那套技术流程,极易受偏移划弧噪声干扰,形成断层假象,这对于油田开发后期的地层精细描述风险极大。”大庆油田勘探开发研究院地震处理二室成员陈可洋介绍。
  在今年1月股份公司勘探生产分公司科研项目验收会上,专家对垂直地震剖面技术成果给予了“高难度、方法研究与技术研发具有开创性、国内外未见更好的应用效果”的高度评价,这是逆时成像技术在井中地震资料中创新应用的里程碑式节点。
  偏移划弧是地震成像的“筑基”,而井中地震逆时成像技术却需要将其压制,这是世界级的难题,国际上没有可以借鉴的成功经验。
  只要有一线希望,就要付出百倍努力。攻关团队挑灯夜战,仔细翻阅了上千篇国内外核心技术文献,不放过一丝可以借鉴的方法和启示。有时候灵感往往就埋藏在心底深处,在合适的时候,会有什么东西再次触动它,然后就会发现这就是你求知若渴的方法,就是这么“简单”。科研人员转换常规逆时成像的思路,从有效成像孔径分析出发,制作了稳相逆时偏移道集,这是一次物探瓶颈技术的新突破。
  在方法理论创新的基础上,攻关团队开展了大量的井中地震配套方法研究与应用,比如VSP波动方程正演模拟技术,可以像看电影一样在计算机上再现地震波在地球介质中的传播过程,模拟野外数据的采集,且可以帮助验证VSP逆时成像技术的准确有效性等。同时形成相关软件,并已在多口VSP资料应用中见到了较好应用效果。
  “宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来”。每一个核心技术模块的成形都需要进行成百上千次的调试、测试和优化,模块中的每一行程序代码都需要细致的推敲,所以一项实用化的应用技术凝结着攻关团队的百倍付出。
  据介绍,目前研究团队自主研发的技术模块已扩充至25个、申请方法发明专利8项、软件著作权授权3项、发表相关技术论文90余篇。
■专家视点
  陈树民(大庆油田勘探开发研究院副院长):大庆探区不同勘探领域油藏差异明显,油气勘探进程的推进离不开物探技术的进步,地震成像技术是地震勘探的核心技术。
  2003年开始,大庆油田勘探开发研究院组建深度成像项目组,在国内率先建立了工业化推广应用的克希霍夫叠前深度偏移成像技术,并在复杂勘探目标识别与油气持续稳产中发挥了重要作用。但是随着勘探对象日益复杂化,勘探精度的要求和难度加大,迫切需要研发全新的地震成像技术:一是通过国际高端合作,选择了3种地球介质假设的16阶高精度逆时成像算法,满足地面地震和井中地震资料成像要求,并形成配套的软硬件支撑平台;二是围绕大庆油田不同勘探领域的实际地质问题,自主创新研发了基于扩散滤波的逆时偏移背景噪声衰减技术和CIG道集优化叠加技术,成像精度和纵向分辨率较国内外同类软件有明显优势;三是培养了一支具有较强攻关能力和生产处理能力的复杂构造成像团队。
  逆时成像技术已在大庆探区四大重点勘探领域规模化推广应用8年,在有利勘探目标优选中发挥了重要作用,为大庆探区松辽深层、海拉尔及外围盆地等复杂构造领域的油气发现提供了技术支撑。
2018-09-21 来源:中国石油报 责任编辑: