【资讯】一览全球颠覆性勘探开发新技术 - 第二篇

当今世界油气勘探开发正面对着自然环境恶化、资源品质劣化、油气目标复杂化、安全环保严格化和能源结构多元化的严峻挑战，越来越多的人们把油气资源的发现和产量的增加寄希望于技术的革命，特别是页岩气、致密油等非常规油气资源以及深水资源的勘探开发，使新技术、新方法、新装备、新工具得到急速发展，许多高端技术如雨后春笋般涌现出来，出现的一些前沿技术令人感叹。今天接着给大家介绍一览全球的前沿科技第二篇，也欢迎后台留言给我们来推荐颠覆性技术。

7、百万道地震采集技术

　　为更好地勘探更深、更复杂、更致密的岩石系统中的储层，油气公司一直期盼地震数据质量有更大的跨越。地震勘探逐渐向着更高密度、更多道数发展，尤其陆上地震勘探，开发百万道陆上地震采集系统，实现大道数地震数据采集是未来地震采集的主要发展方向和重大目标。

Sercel公司在2013年SEC年会上发布了508XT地震采集系统。该系统具有实时百万道数据记录能力，能够实现超高分辨率的地震成像，508系统以X-Tec-h新一代交叉技术架构为基础，使用了智能网络技术，实时存取数据，实现零停工期。特有的局部数据存储、自动重选路由及质量控制等性能，使508系统能够实现不间断生产。

　　该系统使用新一代MEMS技术的高性能数字传感器，记录数据的噪声水平将降低3倍，系统重量大幅减少，能耗相对较低，对检波器的兼容性也更强，可兼容单分量或多分量模拟与数字榆波器，可进行电缆和无缆联合采集。

　　壳牌公司正在开发的新一代百万道地震采集系统有两种，分别为光纤地震采集系统和无缆采集系统，这两套系统都具有系统重量轻、带道能力高、能够接受宽频信号的优势，低频端能够记录IHz甚至低于IHz的信息，能大大提高作业效率，降低勘探成本。壳牌采用PCS公司光纤传感技术，开发用于陆上的光纤地震采集系统（图）。这套接收系统的电缆将利用自动化车载工具通过线圈滚动进行布设，适用于较平坦的地形，可降低成本，提高效率。该系统不需要电源及电子装置，可以埋藏地下用于永久油藏监测，稳定好性。

　　另外，壳牌公司采用惠普公司的MEMS传感器和网络技术，开发新一代百万道接收系统（图），能够接收低于2Hz的超低频信息，是一套无缆、超灵敏、百万信道的传感器系统，布设灵活，带道能力更强，将促进高密度、宽频地震采集技术进一步发展。

无论是常规资源还是非常规资源，无论是老油田还是复杂的勘探新领域，面对深层复杂地质目标成像、非常规资源甜点识别、陆上永久油藏监测等陆上地震数据采集面临的重大挑战，开发新一代百万道地震采集系统，可降低勘探成本，提高作业效率，解决深层地震资料反射能量弱、信噪比低、偏移成像难等一系列问题。

　　尽管百万道采集系统尚未实现商业化应用，但其记录能力是目前行业内所独有的，将成为推动陆上地震革命性进展的利器；同时，也在实现宽频、高密度、宽方位采集中发挥关键作用，能够优化油田开发方案，提高最终采收率。

　　8、全波形反演技术

全波形反演方法利用叠前地震波场的运动学和动力学信息重建地下速度结构，具有揭示复杂地质背景下构造与岩性细节信息的潜力。随着油气勘探复杂程度的加深，全波形反演技术将成为改善成像效果、完善速度模型的主要手段，为区域深部构造成像及演化分析、浅表层环境调查、宏观速度场建模与成像、岩性参数反演提供有力支撑，但由于其计算量大、算法不稳定等因素，给实际应用带来了许多困难，一直未能广泛投入商业化应用。

近年来，随着计算机计算能力的不断提高，全波形反演技术应用也不断发展，多家公司都在进行全波形反演的研究与试验，特别是声波全波形反演在实际中得以应用。已经有许多实例证明全波形反演利用地震波场的全部信息，能够获得质量好的高分辨率速度模型，改进了成像质量，可用于精细地质解释。

　　CGG公司分别对大偏移距、全方位、宽频海上拖缆数据、海底电缆数据采集、常规拖缆采集及BroadSeis宽频数据进行了全波形反演，验证了不用数据进行全波形反演技术的优势。在墨西哥湾采集了大偏移距、全方位、宽频数据，利用全波形反演建立精确速度模型，进行更详细的地质解释，描述了不同的地质构造。图对比了全波形反演箭后的地质模型，如图所示，通过全波形反演建立的速度模型清晰描绘了断层及盐岩顶部构造，并探测到碳酸盐岩和页岩构造，相对应的叠前深度偏移成像质量明显改善。

在巴伦支海挪威海域Samson穹隆区域采集了窄方位数据，利用全波形反演建立浅层速度模型，增加了速度场的波数信息，改善了复杂地质构造成像质量。此外，速度模型的改进也为后面的构造解释打下良好基础。图显示了初始速度模型和全波形反演速度模型的叠前深度偏移成像结果，成像质量明显改善。

目前全波形反演技术的研究主要集中在如何利用大偏移距数据全波形反演改善深部构造成像、如何利用低频数据进行全波形反演，如何进行弹性波和声波信号的全波形反演，如何去掉全波形反演中的多次波和绕射波，以及对于全波形反演的一阶近似如何快速收敛等方面。随着计算机计算能力的不断提高，该技术应用将不断拓展。

　　9、光纤地震采集技术

对于大型油藏，应用四维地震进行永久性测量是直接提供油藏流体及油藏体积连通性图像的重要途光纤采集系统，现已完成野外试验。用四维地震监测油藏，光纤地震系统不仅具有成本和性能优势，而且解决了电子系统的不稳定运行等问题，更适用于大型排列的永久性海底油藏监测。与拖缆、海底电缆、海底节点等技术相比，用光纤系统进行永久油藏监测具有更好的耦合效果，降低噪声，减少声波在水中的单程旅行路径；受天气、水流影响小，灵活性更高；只需动用一次地震船，有效降低重复勘探成本等。

光纤地震传感系统的重要特征主要包括：在传感点无电子部件或无电力需求；通过遥感技术控制方向；长距离、多路解码技术令地震数据可以进行模拟传输；传感器性能极好、可靠性高。常规地震测量系统的电缆非常厚重，标准电缆的重量在水中时为3.0kg/m，而光缆的重量在水中时仅为0.3kg/m。光纤检波器及光缆重量减小，使得测量系统的安装方式更灵活，安装费用更低。

　　光纤传感和传输的固有优势促进了它在地震勘探领域的应用。光纤地震系统永久油藏监测是通过小型船只将光缆滚筒下到海床上，然后用水下机器人（ROV）将光缆铺设到挖好的电缆沟内，或用挖掘式ROV将光缆定位埋设到海床下。

　　目前，主要有CGG、PGS、TGS这3家公司拥有利用光纤系统进行海底油藏监测服务的能力，CGG公司OptoWave系统最大应用水深为500m，PGS公司OptoSeis系统和TGS公司Stingray系统最大应用水深为3000m，适用于深水永久油藏监测（图）。另外，壳牌与PGS合作也成功开发了陆上光纤采集系统，现已完成野外试验。

光纤传感系统的采用象征着从数字传输到光学模拟传输的发展，光学高频载波将提供从传感点到导向仪器的极好模拟传输，更容易转换成供数据存储和处理的数据格式。光纤测量系统适用于恶劣作业环境，具有高可靠性和耐用性，是今后地震勘探的有力竞争产品，采用光纤系统进行永久油藏监测具有非常大的发展潜力，是一项有发展前景的技术。

　　10、海底节点地震勘探技

目前海底地震数据采集主要有海底电缆(OBC)采集、海底节点(OBN)采集两种方式，其中海底电缆数据采集作业受到海底地形限制，海底节点地震系统则具有较高的灵活性，系统布设、回收更加方便，并能够获得全方位保真数据，提高地震成像质量，提高四维勘探的可重复性，改善油藏监测结果，受到石油公司的高度重视。

　　海底节点地震观测方法就是将地震仪通过水下机器人(ROV)直接布放在海底，地震仪自备电池供电，震源船单独承担震源激发任务。当震源船完成所有震源点激发后，ROV回收海底地震仪，下载数据并进行处理与解释（图）。

　　目前市场上主要有CCG公司Trilobit系统、FirefieldNodal公司2700系统和23000系统、OYO公司CBX泵统等，最大应用水深可达3000m（图）。海底节点地震数据采集已经进行了大量应用，尤其在油藏监测领域应用效果显著。道达尔公司在安哥拉海上Dalia油田、雪佛龙公司在英国西设得兰群岛都进行了海底节点勘探。壳牌在墨西哥湾布设了1000套节点系统进行水驱油藏监测。从最后一个节点回收完毕，到第一次数据处理结果完成，共历时2个月，有效指导了水驱开发方案。

　　壳牌在短周期内进行油藏监测，有3个关键因素：

　　一是获得高品质海底节点数据；

　　二是利用海底节点技术进行数据采集具有较高灵活性，可根据需求选择节点数量；

　　三是利用单船进行震源排列和节点布设，大大减少了采集脚印。

　　这种方法大大缩短了作业周期，降低了勘探开发成本。

目前，多家公司都在研发新型海底节点采集装备。SeabeDCeosoultion公司正在开发的SpiceRack海底节点项目，主要研究海底节点自动化地震数据采集装备及技术方法，以提高采集精度、降低采集成本、减少作业时间为目标，预计这一研究成果对海底地震勘探技术的进步和发展有着重要的影响。

　　壳牌公司正在研发的FlyinGNode新一代海底节点地震装备，采用GoScience公司专有的环形水下自动运载装备，将检波器布设到设计好的位置，采集完数据后回到船上进行数据回收（图），克服了节点装备采用水下机器人进行节点布设的速度慢等难题。

　　FairFieldNodal公司正在研发的Z100系统（图），是一款用于浅水地震数据采集的节点系统，应用水深为0-100m，系统体积小、重量轻，能够连续记录30d，并在每天数据下载后自动进行全系统质量控制测试。因此，新一代海底节点技术将推动海底地震勘探取得重大突破。