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地球物理技术:油藏开发的利器
日期:2006-06-21 来源:中国石化报 作者:王跃
关键词:
物理
油藏
开发
利器
全球勘探开发成熟度较高的产油国,正在把注意力转向老油田挖潜和提高采收率方面,与之相呼应,地球物理
技术的重点应用领域也开始由油气勘探转向油气开发与生产
由于我国油气勘探开发的对象极为复杂,东部主要油田相继进入开发中后期,采油成本不断上升,加之我国的剩余油预测技术目前还难以满足已开发油田进一步提高采收率和增加储量的需要,因此,加快发展油藏综合地球物理技术成为油气开发领域的当务之急。
对此,记者近日采访了中国石化石勘院南京所副总工程师曹辉。
记者:你能否谈谈什么是“油藏综合地球物理”?
曹辉:石油的生产过程可简单分为勘探与开发两大部分。所谓勘探就是找油,开发则是对油田进行实际开采。早期的石油工业界,地球物理学家们只管勘探,石油开采全部交由油藏工程师管理,油田的开发常处于盲目状态。开发者们往往凭一张构造图、一张等厚图以及几个平均参数部署开发井。
这种做法常常产生的后果是,油井林立的油田很快便出现了明显的井间干扰,油井过早见水,产量迅速递减。在初尝了油田开采带来的欣喜之后不久,人们发现,找到油田,问题才刚刚开始。他们要开采的不是固态的矿藏,而是埋藏在地下几千米深处、呈流体状态、会流动运移的油气。令人困扰的问题不断出现。
于是地球物理学家们重新披挂上阵。他们将早先主要用于勘探的地球物理技术推向开发领域,通过综合应用高精度三维地震、多分量地震、井中地震以及时延地震等技术,借助高性能计算机和先进的计算技术,从构造、岩性、物性以及流体性质等方面,对油藏进行了全方位的预测和解释(得到一个三维立体的油藏模型),并对油气的生产过程进行监测,从而使制定的开发方案更为合理,开采效率也逐渐提高。
实践证明,一个油田从被发现直至被开采殆尽的整个生命周期中,每一个阶段都离不开地球物理技术。于是,曾经的“勘探地球物理学家”为了得到更精确的油藏模型,开始以“油藏地球物理学家”的眼光重新审视当初的各种勘探手段。
如果说当初“勘探地球物理学家”为找到梦中的大油田而踏遍千山万水无怨无悔,期待着生命中那一刻的辉煌的话,那么如今的“油藏地球物理学家”的理想就是,借助现代地球物理探测技术,建立起一个接近真实的油藏模型,让油藏工程师们能够按图索骥,将油藏“一网打尽”。
因此,所谓油藏综合地球物理技术,就是地球物理学在已知油气藏中的综合应用技术。具体而言,就是一门以开发地震(高精度三维地震、井中地震、多分量地震、时延地震等)技术为主,辅以非地震开发地球物理技术、测井技术以及油气田生产史资料等,进行油气藏特征精细研究、油气藏动态监测与管理,最终达到提高采收率目的的学科。
记者:“油藏综合地球物理”与“勘探地球物理”有哪些区别?
曹辉:若从应用地球物理学的角度看,要严格划分勘探地球物理与油藏综合地球物理还是比较困难的。实际上,地球物理技术的应用在勘探、开发以及生产这三个阶段之间的界线是模糊的。但是,作为一门新学科,油藏综合地球物理存在以下两个重要特点。
第一,从研究条件上看,研究区必须有一口或多口穿过油藏的钻井,并有详细的井孔资料存在。这是进行油藏地球物理研究的必要条件。因为只有有了钻井控制约束(这些信息自然越多、越准确、越详细越好),才使得原先间接反映油藏的地球物理信息(如反射波能量等),能够直接用于油藏的定量和半定量研究。
第二,从探测手段上看,油气地球物理探测的核心技术已经由原来单一的常规地面地震方法发展到高精度三维地震、多分量地震、VSP(垂直地震勘探)、井间地震以及时延地震等;从所获资料的精度与分辨率上看,油藏地球物理要比勘探地球物理上了一个新台阶;从研究目标上看,已经从原先的主要进行构造研究,发展到储层精细研究、油藏精细描述和动态监测;从研究方法和手段上看,多兵种、多学科综合研究和团队工作是油藏综合地球物理技术的主要特色之一。也就是说,与勘探地球物理相比,油藏地球物理采用的新技术更多,精度更高,综合性更强。
记者:油藏地球物理技术是何时得到迅速发展的?
曹辉:现代石油工业若从1859年算起,已有近150年的历史。油藏地球物理作为一门较年轻的学科而高速发展则是近20年的事情。直到上世纪80年代初,在度过了前期的技术积累阶段后,首先由雪佛龙和斯伦贝谢两大公司将原先用于勘探的三维地震方法成功运用于油气田的商业开发。此后不久,众多油公司应声而起,纷纷开展了相关试验与研究,使该技术方法得到迅速发展。
在此背景下,与油藏开发有关的多分量地震、井间地震、VSP以及时延地震等,也得到油公司、有关研究机构以及院校的广泛研究与关注。于是,以地震为主的地球物理技术大步跨入了油藏开发与生产的新领域。到目前为止,油藏综合地球物理技术几乎渗透到所有油气田的开发与生产之中。
记者:油藏综合地球物理技术在我国的研究发展情况怎样?
曹辉:总体看,我国油藏综合地球物理技术的研究与发展和国外基本同步,中国石化、中国石油等企业近几年在新的地震勘探技术等方面进行了一些试验和尝试,在多学科综合研究、储层和油藏综合地球物理精细描述以及油藏综合地球物理多尺度匹配建模等方面也进行了摸索,取得了明显成效。
中国石化石油勘探开发研究院南京石油物探研究所曾率先在国内开展了高精度3DVSP技术、多波多分量地震技术、井间地震技术等油藏综合地球物理特色技术的研究和开发工作,并开发出3DVSP成像、三维多分量地震资料处理、井间地震成像等具有自主知识产权的核心软件模块,形成了有关技术的实际处理能力和解释能力。
油藏精细开发需求是油藏地球物理技术发展的重要动力。国内外的诸多实践表明,高精度三维地震、井间地震、3DVSP、多分量地震、时延地震等技术的联合应用,能够获得高分辨率的储层图像与属性分布,可以解决复杂构造和井间储层纵横向变化的问题,改善储层预测能力;能够有效建立高精度的三维油藏模型,查明三维空间上的剩余油富集带,大幅度提高剩余油预测精度;可以为提高采收率奠定基础,降低工程措施风险,延长油田开发寿命。
从上世纪80年代初到现在,油藏地球物理学在我国虽然仅有20多年的历史,但发展迅猛,涉及领域也很宽泛。地震数据采集成本的快速降低与计算能力的飞速发展,使得每隔3年~5年重采一次3D地震资料在经济上成为可能;地震数据质量的不断提高,地震成像质量的大幅改进,为运用地球物理学研究油藏特征提供了技术保障。
万道数字地震仪与数字检波器等核心采集设备的快速发展,已经使得石油工业界获得3D多分量地震数据成为现实;井中地震采集设备的日新月异,也为石油企业获得更多的高精度、高分辨率资料创造了条件。经济与技术的同步发展,已经使油藏地球物理技术的应用渗透到油气开发与生产的各个环节,重复3D采集则使得4D地震的发展超出了人们的预计。
油藏地球物理技术的开发与完善,其潜在的经济效益是巨大的。油藏地球物理技术将原先主要用于勘探的地球物理方法拓展到油气开发与生产领域,它赋予了地球物理技术新的生命力,代表了地球物理的发展趋势,是未来石油工业界地球物理技术发展的主流。实现地球物理技术由勘探阶段向开发阶段的跨越,使其在油气开发与生产中发挥应有的作用,是新一代地球物理学家肩负的历史使命。
事实上,如今的油藏地球物理技术无处不在。它已经由一棵小树苗,成长为一棵参天大树。著名的油藏地球物理学家WayneD.Pennington教授曾幽默地说:“到目前为止,我们所有人几乎都已经成为油藏地球物理学家。”
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