时移地震技术在剩余油分布研究中的应用

时移地震技术在剩余油分布研究中的应用
随着勘探开发的进一步深入，国内外对于油田采收率提高和老油区剩余油分布问题越来越重视。

时移地震油藏监测技术是基于油藏生产会引起油层附近的地震反射特征变化的基本原理，通过重复采集地震资料并求取、对比其差异信息，判断流体变化，获得剩余油分布信息，实现油藏的动态监测，达到提高采收率目的的最主要开发地震技术之一。

因而，时移地震油藏监测技术也逐渐得到国内外更广泛关注。

文章首先介绍了几种用于研究剩余油分布的主要方法，而后介绍了时移地震的基本理论和方法，并给出了用时移地震研究剩余油分布的若干成功案例，最后对该技术的局限和发展前景进行了分析。

标签：剩余油；时移地震；问题和展望
1 引言
在油田开发的过程中，一般情况下只有占地下总储量30%左右的石油能够被开采出来，而剩下占总储量60%以上的石油则残留在地下。

在经历不同开采方式或不同开发阶段后，仍保存或滞留在油藏不同地质环境中的原油即为广义上的剩余油[1]。

这些残留在地下的剩余油如果能够被有效开发，将对提高可采储量和增加石油产量具有重大意义。

据估计，如果世界上所有油田的采收率提高1%，就相当于增加了可供应全世界2至3年消费的石油产量[2]。

我国的陆上油田由于地质条件复杂，原油性质差异大，导致剩余油的比例高于世界平均水平。

由于我国陆上油田大多已进入稳产或减产期，而大量的剩余油埋藏在地下未被开采出来，因此研究剩余油的分布具有重要意义。

2 剩余油分布研究现状
这里主要对目前应用较为广泛的4种典型方法进行介绍。

2.1 开发地质法
该方法主要从研究储层的宏观沉积非均质性入手，分析剩余油的空间分布。

基本思路是从开发地质的基础理论出发，以油藏地质精细描述为手段，揭示微构造、沉积微相及油藏非均质性等因素对剩余油形成与分布的控制作用。

目前常用的方法包括，储层相控建模技术、储层流动单元法和人工神经网络法等。

开发地质法是研究剩余油分布的主要方法之一，发展时间长，技术和相关理论都较为完善。

缺点在于主观性较强，且偏重于定性的静态研究，在描述油藏的动态变化方面有所欠缺。

2.2 油藏数值模拟法
该方法建立在油藏描述的基础上，用渗流力学的理论模拟油藏中流体的渗流过程，据此分析和预测剩余油的分布规律。

油藏数值模拟法近年来发展迅速，已
成为定量描述剩余油分布的主要技术手段。

油藏数值模拟法的不足之处在于模拟结果的准确程度主要依赖于地质建模的精确程度，而油藏的非均质性等复杂的地质因素必然导致地质建模与实际的地下情况存在误差，进而影响了油藏数值模拟结果的准确性。

此外，进行数值模拟时所选取的网格精度、计算机的计算能力和内存等因素也会对数值模拟的精度造成影响。

2.3 测井法
测井法可以确定剩余油饱和度在井剖面上的分布，根据井眼条件的不同，可以分为裸眼井测井和套管井测井两大类。

裸眼井测井包括电阻率测井，核磁测井，电磁波传播测井，介电常数测井等方法，套管井测井主要包括脉冲中子俘获测井，碳氧比测井，重力测井等。

测井法是目前用来确定剩余油饱和度使用最广泛的方法，此种方法面临的问题主要有测量半径小导致测量精度受射孔因素影响较大，且测得的剩余油饱和度往往低于对实际岩心进行分析获取的饱和度。

2.4 地震法
地震法在剩余油分布研究中的应用主要集中在油藏监测方面，主要包括高分辨率三维地震勘探技术、井间地震技术和垂直地震剖面技术（VSP）。

其中井间地震技术由于在分辨率方面具有明显的优势而成为目前地震法用于剩余油分布研究最主要的技术。

相比之下，高分辨率三维地震勘探的优势主要体现在研究剩余油的平面分布，而垂直地震剖面法则主要起辅助作用[3]。

事实上，单一学科的技术手段和获取的数据在研究剩余油分布存在很大的局限。

目前对剩余油的研究主要采用多学科的理论方法、技术手段相融合的模式，广泛的收集不同种类数据，辅之以计算机等工具从不同的角度对剩余油的分布进行综合的研究。

3 时移地震技术在剩余油分布研究中的应用
3.1 时移地震技术的基本原理
时移地震是在某一油田范围内进行一系列重复的地震测量，利用连续的地震测量间的差异反映该地区油藏内所发生的变化，包括油气水运动、压力以及温度变化等。

该方法的主要思想是对不同时间观测的数据进行归一化处理，使那些与油气藏无关的地震响应具有可重复性，保留与油气藏有关的地震响应之间的差异，通过与基础观测数据的比较分析，用来确定油气藏随时间变化的规律。

然后综合利用岩石物理学、地质学、油藏工程资料，对油气藏及时进行动态监测，快速进行油藏评价，达到调整开发方案、提高油气采收率的目的。

与传统的三维地震勘探不同，时移地震解释的目标不再是储层而是地震有效差异信息所反映的油藏弹性变化。

引起地震有效信息差异的主要原因是油气田开发，特别是注采工程。

伴随着储层孔隙压力、储层的饱和度、孔隙度以及孔隙结构的变化，储层特征也将发生变化，在不同时间采集的地震资料上它们表现为速
度、振幅以及频率等的变化。

时移地震资料匹配处理处理工作主要包括基于振幅，频率，相位，能量，时差，空间位置的校正等步骤，最大限度地提高地震资料的一致性，使地震资料差异正确地反映油藏流体变化。

其数据处理流程如下图所示：
图1 时移地震数据处理流程
3.2 用时移地震技术研究剩余油分布的实例
时移地震技术的应用始于20世纪80年代，1983年ARCO公司在美国德克萨斯州实施了首次时移地震勘探项目，至今已有三十年的历史。

特别是自20世纪90年代，三维地震勘探得以廣泛应用于勘探开发，使得时移地震技术随之获得重大进展。

目前，时移地震在西方国家已逐步进入成熟发展阶段[4]。

三维地震技术能够对地层变化的细节进行精确的描述，其描述结果只能是静态的，无法进行动态监测和预测。

时移地震技术能够结合开发地质、地震勘探、岩石物理实验和地球物理测井等多学科的知识，利用时移地震、油藏描述和计算机可视化等技术实现对油藏的动态监测。

它对搞清地下储层非均质性、地下油气的运移趋势、死油区等问题有独特的优势，目前被工业界视为一种提高油田采收率非常有希望的方法[5]。

目前世界上成功应用时移地震并取得良好收益的油田主要有北海油田、美国的墨西哥湾和印度尼西亚的Duri油田等。

其中，北海油田被认为是应用时移地震结合多学科的技术手段进行油藏动态监测的典范。

在此，我们选取国内外应用时移地震技术研究剩余油分布的几个典型案例进行介绍。