RESEARCH EXPERIENCES AND APPLICATION OF SEISMIC EXPLORATION TECHNOLOGY TO THE MESOZOIC– PALEOZOIC MARINE STRATA IN THE SOUTH YELLOW SEA BASIN
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摘要:
南黄海盆地是迄今为止中国近海唯一未发现油气田的大型沉积盆地，具有陆相中—新生界和海相中—古生界2套油气勘探层系。海相中—古生界厚度大、分布广，地震资料成像品质差一直是制约其油气勘探的关键问题。针对中—古生界的地震探测技术攻关经历了地震地质研究、技术攻关和技术突破与应用3个阶段。在第1阶段工作的基础上，以区内地震地质条件与岩石物性分析为先导，以物探船不断更新和地震仪器设备升级换代为手段，以大量理论模拟、针对性室内物理模拟和持续海上试验为方法，通过采集参数不断优化，最终形成了以“高覆盖次数、富低频信号、强震源能量”为特征的“高富强”地震探测技术，突破了技术瓶颈。应用该技术，在原来为空白反射的崂山隆起发现了海相中—古生界3套可连续追踪对比的地震反射标志层组，识别出7个反射界面，建立了地层层序，揭示了残留盆地构造特征，预测了油气远景区，优选出高石稳定带为有利区带，圈定了重点构造，锁定了钻探目标，为南黄海盆地新层系油气勘查突破创造了条件，为下一步勘探指明了方向。“高富强”地震探测技术对拓展中国海域找油空间、加快海域深部油气资源勘探和开发利用具有重要意义，对全球具有类似地震地质条件海域的油气勘探具有实际应用价值。
Abstract:The South Yellow Sea Basin is the only large sedimentary basin without oil and gas fields discovered so far in the offshore area of China. There occur two sets of strata, the continental Mesozoic-Cenozoic and the marine Mesozoic-Paleozoic, for hydrocarbon exploration. The marine Mesozoic-Paleozoic strata are thick and widely distributed. However, the quality of seismic data is always a problem which restricts effective oil and gas exploration. The marine Meso-Paleozoic basin is characterized by deep burial, complex basin-forming background, and strong tectonic deformation in the later stage. The research of seismic exploration technology for the Meso-Paleozoic has experienced three stages of progress: seismic geological research, tackling key technical problems, and technical breakthrough and application. In the first stage, seismic geological conditions and rock physical properties were analyzed. Then, with the help of continuous updating of geophysical prospecting vessels, in addition to seismic instruments and equipment, the seismic acquisition parameters are continuously improved through large number of theoretical simulations, targeted physical simulations and continuous offshore trials. As the results, the seismic exploration technology called “HRS” took place, which broke the “bottleneck” of the seismic data interpretation for the marine Mesozoic-Paleozoic strata in the South Yellow Sea Basin. This technology is characterized by high coverage, low-frequency and strong source energy. By using this technology, three sets of seismic reflection markers which can be continuously traced and seven reflection surfaces were identified on the Laoshan Uplift where the original reflection of the marine Mesozoic-Paleozoic strata are blank. Upon the basis, stratigraphic sequences were established, residual basin tectonic units revealed, and the oil and gas prospect areas predicted. The Gaoshi stability zone of the Laoshan Uplift was selected as a favorable exploration target. Key structures were delineated, and drilling targets locked. The works mentioned above made clear the direction and conditions for further exploration and the breakthrough of oil and gas exploration in the new strata of the South Yellow Sea Basin. The “HRS” seismic exploration technology has great significance for expanding the spatial areas of hydrocarbon exploration in offshore China, and push forward the exploration and development of oil and gas resources in deep offshore areas. The technology may be used for oil and gas exploration in the sea areas with similar seismic and geological conditions in the other part of the world.
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表 1 南黄海盆地地震反射界面以及地质属性
Table 1. Seismic reflection interfaces and geological attribute of the South Yellow Sea Basin
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表 2 第1阶段地震采集主要参数
Table 2. Main parameters of seismic acquisition in the first stage
地震施工时间/年 作业者 道间距/m 炮间距/m 覆盖次数/次 电缆长度/m 震源/电缆沉放 /m 震源类型 震源容量 记录仪 钻遇古生界井/井底地层 1968—1971 SMPB 33 400 1 800 1～2/7 炸药 9～12 kg 五一型 1971—1975 SMPB 57.5 230 3 1 380 1～2/7 炸药 9～12 kg 模拟型 H2/变质岩 1976—1978 SMPB 57.5 172.5/115 4/6 1 380 1～2/12 炸药 9～12 kg 模拟型 H7/赤山组 1979 BP 25 50 18/24 1 200/1 800 6/12 Sleeve 1 685 CI 数字型 WX5-st1/龙潭组 1984 C/T 12.5 25 48 2 400 6/12 Sleeve 1 685 CI 数字型 WX13-3-1/栖霞组
CZ12-1-1/黄龙组
CZ24-1-1/青龙组1986 WGS 26.66 26.66 60 3 200 6/9 Sleeve 1 565 CI 数字型 Kachi-1/青龙组 1997 SMPB 25 50 30 3 000 7/10 Sleeve 2 682 CI 数字型 1999 SMPB 26.66 26.66 30 1 600 7/10 Sleeve 2 682 CI 数字型 1999 CNOOC 12.5 25 60 3 000 3/4 Sleeve 1 380 CI 数字型 CZ35-2-1/栖霞组 2000 CNOOC 12.5 25 81 4 050 5/6 G.Ⅰ 4 050 CI 数字型 WX4-2-1/青龙组 2000 GSGM 12.5 25 60 3 000 8/12 Blot 3 000 CI 数字型 2001 GMGS 12.5 50 30 3 000 8/12 Blot 3 000 CI 数字型 2002 CNOOC 12.5 37.5 44 3 300 7/9 Sleeve 2 400 CI 数字型 2003 GMGS 12.5 37.5 61 4 600 6/7 Blot 5 080 CI 数字型 BP：英国石油公司；C/T：美国雪佛龙/德士古公司；WGS：西方地球物理公司；CNOOC：中国海洋石油总公司；SMPB：上海海洋石油局；GMGS：广州海洋地质调查局
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表 3 南黄海盆地海相中—古生界钻井情况一览表
Table 3. Drilling holes of the marine Mesozoic–Paleozoic in the South Yellow Sea Basin
序号 井号 类型 井深/m 作业者 完井时间/年 井底地层及测试情况 1 WX5-ST1 参数井 3 259 BP 1981 龙潭组，未见显示 2 WX13-3-1 预探井 2 228 C/T 1984 栖霞组，未见油气显示 3 CZ12-1-1A 预探井 3 511 C/T 1985 黄龙组，气测异常 4 CZ24-1-1 预探井 3 546 C/T 1985 青龙组，气测异常 5 WX4-2-1 预探井 2 733 CNOOC 2000 青龙组，未见显示 6 CZ35-2-1 预探井 2 726 CNOOC 2001 栖霞组，未见显示 7 CSDP-2 科探井 2 843 QIMG 2016 高家边组，古生界多层油气显示 8 Kachi-1 预探井 2 726 MPC 1991 青龙组，气显示 BP：英国石油开发有限公司；C/T：美国雪佛龙（CHEVRON）/德士古（TEXACO）石油公司；CNOOC：中国海洋石油总公司；QIMG：青岛海洋地质研究所；MPC：美国马拉松石油公司
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表 4 第2、3阶段地震采集主要参数
Table 4. Main parameters of seismic acquisition in the second and third stages
施工时间/年 作业者 作业船舶 道间距/m 炮间距/m 覆盖次数/次 电缆长度/m 接收道数/道 枪/缆沉放/m 枪类型 震源容量/CI 2005 QIMG FD7 12.5 50 30 3 000 240 6/9 SLEEVE 2 940 2005 GMGS TB 12.5 50 46 4 600 368 8/10 BLOT 5 080 2006 QIMG FD7 12.5 37.5 56 4 200 336 8/12 SLEEVE 2 940 2007 QIMG FD7 12.5 37.5 56 5 700 456 8/12 SLEEVE 2 940 2008 QIMG FD7 12.5 37.5 76 6 000 480 8/12 SLEEVE 2 940 2009 QIMG FD7 12.5 37.5 80 6 000 480 8/12 SLEEVE 3 580 2009 CNOOC-S BE 12.5 25 162 8 100 648 7/25 G.Ⅰ 6 180 2010 QIMG FX 12.5 37.5 96 7 200 576 10/14 SLEEVE + BLOT 6 420 2010 CNOOC-S BH517 12.5 50 81 8 100 648 10/16 BLOT 6 316 2011 CNOOC-S BH511 12.5 37.5 80 6 000×2 480×2 （6/9）/15 SLEEVE 7 340 2012 CNOOC-S BH518 25 25 480 24 000 960 （OBC） SLEEVE 5 460 2012 CNPC-L 50 50 160 16 000 320 （OBC） 3 900 2012—2013 SINOPEC-H SL703 25 50 120 12 000 480 （OBC） BLOT 2 070 2013 CNOOC-S BH512 12.5 37.5 94 7 050 564 7/10 SLEEVE 5 040 2014 CNOOC-S BH511 3.125 37.5 87 6 500 2 080 7/10 SLEEVE 5 040 2015 QIMG FX6 12.5 37.5 96 7 200 576 （10/10/10/10）/16 G.Ⅱ 6 390 2016 QIMG FX6 12.5 37.5 96 7 200 576 （10/10/10/10）/16 G.Ⅱ 6 390 2018 QIMG HYDZ9 12.5 25 150 7 500 600 （10/10/10/10）/14 G.Ⅱ 5 110 QIMG：青岛海洋地质研究所；GMGS：广州海洋地质调查局；CNOOC-S：中海石油（中国）有限公司上海分公司；SINOPEC-H：中国石油化工股份有限公司华东分公司；CNPC-L：中国石油天然气股份有限公司辽河油田分公司；FD7：奋斗七号；FX：发现号；FX2：发现2号；FX6：发现6号；HYDZ9：海洋地质九号；BH511：滨海511；BH512：滨海512；BH517：滨海517；BH518：滨海518；NH502：南海502；BE：比福特勘探号（Beaufort Explorer）
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表 5 2009年试验测线采集参数组合
Table 5. Seismic acquisition parameter combination of test line in 2009
参数组合 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 震源容量/CI 3 580 3 580 3 580 3 580 3 580 3 360 3 360 3 360 3 360 3 360 震源沉放深度/m 6 6 8 8 8 6 6 8 8 8 电缆沉放深度/m 8 10 10 12 14 8 10 10 12 14
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表 6 2015年试验采集参数
Table 6. The test parameters of seismic acquisition in 2015
气枪各子阵沉放深度/ m 电缆沉放深度/ m 排列长度/ m 7 10 10 7 16 7 200 7 10 10 7 20 7 200 10 10 10 10 16 7 200 10 10 10 10 20 7 200
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图(9)
表(6)
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