海上非重複性拖纜時移地震數據高密度採集方法與流程

2023-07-18 07:09:41 3

本發明涉及時移地震技術領域，尤其涉及一種海上非重複性拖纜時移地震數據高密度採集方法。

背景技術：

時移地震作為目前針對已開發油氣田，通過特定的野外觀測系統設計、地震處理、解釋、反演以及建模等多項技術相結合，達到監測分析地下流體性質以及流體飽和度、壓力隨油氣田開發進程變化的一項專門技術，其分析研究剩餘油氣分布、優化完善開發井設計部署、最終達到提高油氣田採收率之目的的作用已為國內外許多油氣田開發經驗所證實。

經典時移地震的主要思想是通過時間延遲(一般是油氣田開發初期及中後期)的多次地震採集，觀測地震響應的差異進而確定油氣藏伴隨開發進程的動態變化，達到落實剩餘油氣分布、優化開發井位設計、提高油氣田最終採收率的目的。時移地震技術要求兩期地震採集資料經處理得到的成果數據的差異僅與地下油氣藏流體及壓力的變化相關，而與地震資料採集與資料處理無關。其中，合理有效的野外地震資料採集方案設計是關係到時移地震技術能否成功應用的基礎和關鍵。

時移地震野外採集方案設計包括重複性設計和非重複性設計兩種，重複性設計指兩期地震採集方案基本一致，這是滿足時移地震兩期數據一致性要求的理想狀態；非重複性設計指由於工區條件及地震採集方式限制無法實現重複性採集設計，通過有效的採集方案設計結合資料處理手段最大限度滿足時移地震兩期數據一致性要求的方法。海上地震資料採集主要包括拖纜和海底電纜兩種方式，海底電纜可實現時移地震的重複性採集，但由於該方式工程費用較高且需要在油氣田開發方案設計階段整體部署實施，目前國內已開發油氣田一般不具備這一條件。因此，拖纜採集方式成為目前國內外針對已開發油氣田實施時移地震技術的主要地震資料採集方式。

地震資料海上拖纜採集與陸上採集存在很大不同，陸上時移地震資料採集可根據前期採集方案設計精確布設炮點及接收點並實現重複性採集，在野外採集觀測系統級別保證兩期數據的一致性。

目前，海上常規拖纜地震採集方法根據電纜條數和電纜間距確定地震採集船航行線滾動距離，所採集數據在非縱方向(即與航行線垂直方向)地下反射面元沒有重複覆蓋(如圖1所示)。由于洋流、潮汐以及電纜羽角的變化，一期基礎採集大多存在資料採集空白區，為保證採集資料質量滿足設計要求，常規拖纜採集在完成主要採集任務後一般需要實施補線、補炮作業以實現地下反射面元覆蓋次數滿足設計要求，這就導致一期基礎採集地震船航行線軌跡相當複雜(如圖2所示)。另外，洋流、潮汐以及採集設備的變化將導致不同期次海上採集電纜羽角差別巨大。以目前地震船採集設備能力，在一定的費用工期限制下，按照重複性時移地震思路設計並現場施工完成時移地震二期監測採集並實現兩期採集資料激發點和接收點位置的嚴格一致是不可能的。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題在於，針對現有技術的上述缺陷，提供一種改進的海上非重複性拖纜時移地震數據採集方法。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：提供一種海上非重複性拖纜時移地震數據高密度採集方法，包括以下步驟：

S1、地震採集船以地震工區的第一側作為起點，將多根電纜按照一條採集航行線拖至工區第二側並實施地震數據採集作業；

多根電纜間隔排布，相鄰兩根電纜的纜間距始終保持設定距離；

S2、地震採集船完成所述地震數據採集作業後，以相反方向從第二側再次進入地震工區，按照另一條採集航行線將多根電纜從地震工區第二側拖至第一側並實施地震數據採集作業；

S3、依次重複步驟S1和S2，所述採集航行線根據所述電纜的纜間距逐纜滾動的方式排布，使得相鄰兩條採集航行線之間的距離與所述電纜的纜間距一致。

優選地，步驟S1中，相鄰兩根電纜的纜間距的設定距離為100m。

優選地，步驟S1和S2中，所述電纜在實施地震數據採集作業過程中保持平直。

優選地，步驟S1中，所述電纜為N根，N為大於1的整數；

步驟S3中，相鄰兩條採集航行線中有N-1根電纜軌跡位置重合。

優選地，多根電纜為4-12根。

優選地，步驟S1之前，調整所述地震採集船的航向以及電纜姿態，使所述地震採集船航向位於所述採集航行線的延伸段上，相鄰兩根電纜的纜間距保持設定距離。

優選地，步驟S2中，所述地震採集船以相反方向從第二側再次進入地震工區前，調整航向以及電纜姿態，使所述地震採集船航向位於所述採集航行線的延伸段上，相鄰兩根電纜的纜間距保持設定距離。

本發明的有益效果：地震採集船的採集航行線根據電纜間距逐纜滾動的高密度採集方法所獲得的地震數據地下面元覆蓋次數均勻密集，數據的規則性和一致性較常規採集方式大幅提高；解決了海上拖纜非重複性時移地震採集數據的非一致性難題，為在海上已開發油氣田運用時移地震技術落實剩餘油氣分布規律，進而提高油氣田最終採收率提供了經濟可行的解決方案。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：

圖1是中國南海東部西江時移地震工區一期基礎採集方案示意圖(採用目前海上拖纜常規採集方式，雙源四纜，2003年採集)；

圖2是中國南海東部西江時移地震工區一期基礎採集地震船航行線軌跡圖(採用目前海上拖纜常規採集方式，2003年採集)；

圖3是本發明的海上非重複性拖纜時移地震數據高密度採集方法示意圖(中國南海東部西江時移地震工區，雙源十纜)；

圖4是本發明的海上非重複性拖纜時移地震數據高密度採集方法電纜排布及數據提取示意圖(中國南海東部西江時移地震工區，二期監測採集相鄰兩條採集航行線電纜分布與一期基礎採集電纜分布疊合圖及數據提取關係圖)；

圖5是本發明的二期監測採集高密度數據與一期基礎採集數據地震反射數據道激發點位置差異ds與接收點位置差異dr概率分布質控圖(中國南海東部西江時移地震工區)。

具體實施方式

為了對本發明的技術特徵、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖詳細說明本發明的具體實施方式。

本發明的海上非重複性拖纜地震數據高密度採集方法，以目前經濟技術可行的海上拖纜方式實施時移地震二期監測數據採集，為在海上已開發油氣田運用時移地震技術提高最終採收率提供了滿足數據一致性要求的二期監測原始地震資料。本發明主要以地震採集航行線根據電纜間距逐纜滾動方式進行數據的高密度採集。

參考圖3所示，本發明一實施例的海上非重複性拖纜時移地震數據高密度採集方法可包括以下步驟：

S1、地震採集船10以地震工區的第一側作為起點，將多根電纜20按照一條採集航行線從第一側拖至工區的第二側並實施地震數據採集作業。

多根電纜20拖帶在地震採集船10的後方，電纜20相間隔排布，始終保持設定距離。本實施例中，相鄰兩根電纜20的纜間距始終保持100m。電纜20在拖帶過程中始終保持平直，即電纜羽角應儘可能減小。

電纜20的數量主要根據地質油藏任務及地震採集船設備能力確定。考慮到目前地震數據寬方位要求，電纜數量一般為4-12根。本實施例中，電纜數量為10根。

地震採集船10的後方設置兩個氣槍激發點30。本實施例中，兩個氣槍激發點30之間的炮間距為50m，氣槍激發點30位於電纜20和地震採集船10之間。

在該步驟S1之前，還根據需要調整地震採集船10的航向以及電纜姿態，使地震採集船10航向位於採集航行線的延伸段上，電纜20保持平直，相鄰兩根電纜20的纜間距保持設定距離。

S2、地震採集船10完成上述採集航行線的地震數據採集作業後駛離地震工區，經航向及電纜姿態調整，以地震工區的第二側作為起點，按照另一條採集航行線將多根電纜20從第二側拖至地震工區的第一側並實施地震數據採集作業。

該採集航行線與步驟S1中的採集航行線相平行，且採集方向相反。

地震採集船10以相反方向從第二側再次進入地震工區前，調整航向以及電纜姿態，使地震採集船10航向位於採集航行線的延伸段上，電纜20保持平直，相鄰兩根電纜20的纜間距保持設定距離。

地震採集船10完成本次採集航行線的地震數據採集作業後從地震工區第一側駛離地震工區，經航向及電纜姿態調整後，再次從第一側進入地震工區實施數據採集作業。

S3、依次重複步驟S1和S2直至完成全地震工區的地震數據採集作業，採集航行線根據電纜的纜間距以逐纜滾動的高密度方式排布，使得相鄰兩條採集航行線之間的距離與電纜的纜間距一致。

本實施例中，相鄰兩條採集航行線之間的距離與電纜的纜間距一致，同為100m。

本發明採集航行線間電纜20行進的軌跡如圖3中虛線所示(圖中示出相鄰3條採集航行線)，每相鄰的兩條採集航行線中部分電纜20行進的軌跡相互覆蓋，使得相鄰兩條採集航行線地震數據採集範圍部分重合。假設步驟S1中，地震採集船10後方拖帶的電纜20為N根，N為大於1的整數；數據採集作業實施過程中，N根電纜有N條軌跡，其相鄰採集航行線拖帶電纜20中的N-1根的行進軌跡覆蓋S1中採集航行線拖帶電纜20中的N-1根的行進軌跡。

本實施例中，地震採集船10拖帶10根電纜20，10根電纜20覆蓋的橫向範圍達到900m，即最外側的兩根電纜20之間的距離為900m。某條採集航行線的地震數據採集作業實施後，電纜20的行進軌跡橫向覆蓋範圍是900m；其相鄰一條採集航行線的地震數據採集作業實施後，電纜20的軌跡覆蓋範圍900m中有800m與前述採集航行線的覆蓋範圍重合。即地震採集船10兩次航行拖帶的10根電纜20沿相鄰兩條採集航行線作業理論上有9根電纜20設計位置重合。

海上拖纜地震採集實施步驟S1和S2後完成一次地震數據採集作業循環，地震採集船重新位於地震工區第一側開始實施後續採集作業循環，直至完成地震工區採集方案設計的全部航行線數據採集作業工作量。

具體地，本發明中，如圖3所示，地震採集船10第一次航行時，按照採集航行線1實施作業任務，從地震工區的第一側行進至第二側，完成本條採集航行線作業任務後從工區第二側駛離地震工區。經航向和電纜姿態調整，地震採集船10以相反方向從第二側再次進入地震工區實施數據採集作業，完成該條採集航行線作業工作量後，地震採集船10從第一側駛離地震工區，從而完成一次採集作業循環。重複上述作業過程，經航向及電纜姿態調整，地震採集船10按照採集航行線2從第一側再次進入地震工區實施下一個採集作業循環。

相鄰的採集航行線1與採集航行線2之間的距離為100m，與電纜20間距一致。

以此類推，地震採集船10完成第二個採集作業循環後，按照採集航行線3第三次從第一側進入工區實施數據採集作業，採集航行線3與相鄰的採集航行線2之間的距離為100m，與電纜20的纜間距一致。採集作業按照上述方式循環進行，直至完成全地震工區所有採集航行線數據採集作業工作量，從而完成海上非重複性拖纜時移地震二期監測數據高密度採集。

按照上述採集航行線根據電纜間距逐纜滾動的高密度排布方式採集的地震數據地下反射面元覆蓋次數均勻密集，數據的規則性和一致性較常規採集數據大幅提高。另一方面，高密度採集數據為分析提取既保持足夠覆蓋次數又滿足時移地震兩期數據一致性要求的原始數據體提供了可能。

進一步地，該方法還包括以下內容：

根據時移地震兩期數據一致性判別準則ds+dr<100m，即兩期採集數據地震反射數據道激發點位置差異和接受點位置差異之和小於100m，基於一期基礎數據體和二期高密度監測數據體，分析提取並重構滿足時移地震數據一致性要求的原始數據體。

ds+dr<100m準則中，ds代表一期基礎數據和二期高密度監測數據中地震反射數據道的激發點位置差異，dr代表一期基礎數據和二期高密度監測數據中地震反射數據道的接收點位置差異。

本發明中電纜分布與一期基礎採集電纜分布疊合關係及數據提取關係可參考圖4所示，圖4中(a)為本發明的二期高密度監測採集相鄰兩條採集航行線電纜分布與一期常規基礎採集電纜分布關係疊合圖；(b)為依據ds+dr<100m準則，基於一期基礎採集各地震反射數據道激發接收點位置從二期高密度監測採集中提取的滿足時移地震數據一致性要求的電纜分布關係圖，圖中虛線為一期基礎採集電纜位置，實線為本發明的二期高密度監測採集數據提取的相關電纜位置。從圖中可知，二期高密度監測採集數據既能滿足時移地震兩期數據的一致性要求，還能確保ds+dr<100m準則下提取數據體保持足夠的覆蓋次數以滿足資料信噪比要求。

本發明的數據質控提取及重構評價可參考圖5所示，本實施例中，圖(a)為在ds+dr<100m條件下重構本發明採集數據(二期高密度監測採集)實現的時移地震兩期數據地震反射數據道激發點差異(ds)和接收點差異(dr)概率分布質控圖。圖(a)中，縱軸表示概率(％)，橫軸表示差異數值(m)；曲線1表明兩期採集數據地震反射數據道激發點差異分布在0-60m間，差異峰值主要集中在20m左右；曲線2表明兩期採集數據地震反射數據道接收點差異主要分布在0-60m間，差異峰值主要分布在30m左右；曲線3表明重構的二期高密度監測採集與一期基礎採集地震反射數據道激發點位置差異(ds)與接收點位置差異(dr)之和在90m範圍內的達到99.8％，ds+dr差異在80m範圍內的達到98.6％。

在以上差異條件下，圖5(b)給出了最終重構的時移地震兩期數據激發點位置分布圖。對比最終重構的時移地震兩期數據激發點分布位置圖可以看出，本發明中的地震採集船航行線根據電纜間距逐纜滾動的高密度採集方式獲得了高一致性的二期監測數據，為後續時移地震處理解釋以及最終的剩餘油氣分布預測提供了滿足要求的原始數據體。

以上所述僅為本發明的實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。