川东北疏松砂岩区域采集技术研究

川东北疏松砂岩区域采集技术研究

赵中跃

中石化石油工程地球物理有限公司胜利分公司山东东营

摘要：随着南方市场加大勘探开发力度，南方山地施工经常会遇见疏松砂岩区域施工，如何得好疏松砂岩区域的资料品质是我们需要考虑的现实问题，本文以元坝东三维为例，从地震波传播原理，疏松砂岩和砂岩的品质因素Q值，疏松砂岩的特征，疏松砂岩上、中、下激发试验，以及疏松砂岩区域施工技术方法等方面进行了较为系统的研究，得出了几点认识，希望在类似的区域施工可以起到一定的借鉴作用。

关键词：勘探疏松砂岩品质因素试验分布特征

0前言

疏松砂岩顾名思义是坚硬程度较为疏松的一类砂岩，在疏松砂岩内激发的地震波能量散失很快，因此疏松砂岩对单炮品质影响很大，炮点在疏松砂岩内激发，单炮表现为频率低、能量弱，极大的影响了资料品质，特别是给后续资料处理，解释工作带来很大的困难。

1地质概况

元坝东地区地表出露地层主要为白垩系地层，南北分布有少量侏罗系地层，中南部地层倾角较小，一般小于100，北部倾角大。

白垩系白龙组（k1b）地层约占43%；苍溪组（k1c）约占27%；七曲寺组（k1q）约占15%。

疏松砂岩分布情况主要有以下三点

(1)疏松砂岩主要分布在白垩系地层内，其中白龙组和七曲寺组分布较多，苍溪组零散出露；

(2)疏松砂岩在工区内呈多层、零散分布，厚度不等，规律性不强；

(3)因表土覆盖疏松砂岩不可预见性强，不易识别；

(4)本区白龙组出露地层按从老到新分别为苍溪组、白龙组、七曲寺组；

(5)因地层新老关系，白龙组位于七曲寺组下部，白龙组中疏松砂岩分布较为广发，因此可推断七曲寺组下面存在多套疏松砂岩层。

2疏松砂岩对地震采集的影响

地震波在传播过程中的能量衰减特征表现为：一方面为球面扩散，另一方面是由于实际的地层为非弹性介质而引起的吸收衰减，吸收衰减是由于岩石存在的内摩擦性及粘滞性，使得地震波在传播过程中能量得到衰减，且高频能量衰减强，低频能量衰减弱。

地震波衰减的一个重要物理参量是介质的吸收系数或品质因素Q值。

Q为品质因素，1/Q为损耗因子即地震波每振动一周，对能量耗衰的比例。

所以在疏松砂岩传播的地震波振动一周对能量的耗衰比例是在砂岩中48倍。

为了进一步验证，我们还进行了试验，试验内容为药柱在疏松砂岩层上、中、下激发。

图4疏松砂岩试验能量信噪比分析图

单炮对比分析可以看出在疏松砂岩内激发能量衰减严重，信噪比低。

3疏松砂岩采集技术研究

疏松砂岩区地震采集关键是两个方面：一是激发点位置选择；二是井深设计。为达到这两个目的，我们从地质调查入手，在充分了解疏松砂岩特征的基础上，确定疏松砂岩范围和深度，以便进行精细的逐点设计。

3.1地质调查

主要有以下7种方法相结合的方式进行调查。

(1)看露头；

(2)钻井取心；

(3)微测井调查；

(4)询问当地老乡，了解大致范围；

(5)通过钻机组班报了解疏松砂岩的钻井特性；

(6)加密微测井调查岩性交接区和巨厚疏松砂岩层情况；

(7)室内进行微测井资料和单炮品质综合分析。

3.2疏松砂岩特征

(1)疏松砂岩一般为灰色、浅灰色、土黄色。

(2)疏松砂岩在地表出露的形态主要有三种：a、岩石表面呈现黑色，或带有白色斑点；b、岩石表面呈粉状，轻微接触有少量碎屑脱落；c、出现垮塌和滑坡现象。

abc

图5疏松砂岩出露形态图

(3)钻井特征

a疏松砂岩层钻进速度快；

b取心形状不规则或取心效率低；

c疏松砂岩硬度小，用手可捻碎；

d见水松软，干燥后硬度变大。

3.3疏松砂岩范围确定

将踏勘点在地质图中展示出来圈定疏松砂岩范围，再通过各个踏勘点坐标的高程确定疏松砂岩的高程范围。

因工区地层产状平缓，所以可以认为某一区间的疏松砂岩深度仅和高程有关，这样就可以从高程上控制激发井深。

3.4激发点逐点设计

1)钻井设计

根据调查点疏松砂岩厚度进行逐点井深设计，设计原则如下：

(1)地表到疏松砂岩底界面的厚度小于20m，井深设计为26m；

(2)地表到疏松砂岩底界面的厚度为20-24m之间，激发点位重新恢复；

(3)地表到疏松砂岩底界面的厚度大于24m或地表高程位于疏松砂岩底界面下，正常设计井深。

2)动态设计

加强疏松砂岩区钻井的质量意识，从上到下采取逐级培训，实行理论和实际培训相结合，确实让钻机组和井监了解疏松砂岩的钻井特性。井底位于疏松砂岩内时，加大井深，保证爆炸中心避开疏松砂岩。

4.疏松砂岩区域施工效果分析

疏松砂岩剖面效果分析：

图6疏松砂岩区域剖面

由图6分析，剖面穿越疏松砂岩区域的剖面品质基本没有受到影响，整束线剖面分辨率和信噪比高，波组特征清晰，各层接触关系明确，构造形态真实。

5结论与认识

1、疏松砂岩区域炮点通过恢复尽量避开疏松砂岩。

2、炮点避不开疏松砂岩区域时，必须钻穿疏松砂岩层，保证药柱中心在疏松砂岩层下激发。

3、元坝东三维施工结束后，仍存在不少能量弱、低频单炮，说明野外多次动态设计很重要。

4、疏松砂岩区域建议进行组合井试验。

参考文献：

[1]陆基孟.地震勘探原理[M].北京：石油工业出版社，1990

[2]R.E谢里夫。勘探地震学[M].北京：石油工业出版社译.1999

作者简介

赵中跃（1982-），男，工程师，现在中石化石油工程地球物理公司胜利分公司从事地震勘探采集技术方法研究。

[3]李庆忠.走向精细勘探的道路[M].北京：石油工业出版社，1993

[4]何樵登.地震勘探原理和方法.地质出版社.1986