專利名稱：一種固定場法時移微重力油氣藏監測方法
技術領域：
本發明涉及地球物理勘探技術，具體是地面重力勘探的一種固定場法時 移微重力油氣藏監測方法。
背景技術：
地面重力勘探方法為面積性一次觀測重力采集方法，(執行的標準為《地
面重力勘探技術規程(SY/T5819-2002)》)，其中面積性采集是對工區內坐標 點(普點)采用單次觀測法觀測。常規重力勘探不進行不同年月時間的時移 復測，主要是某一次觀測反映的地下密度分布，即把地下密度分布視為恒定 的、不隨時間變化的，這種方法不考慮地下密度分布隨時間的變化。
目前使用的地面重力勘探的重力普點觀測方法是 一個觀測單元(Ll或 L2等單元)的觀測順序為"基點A，普點l，普點2，...，檢查點，...，普點 n，基點B (或基點C、基點A)"。這種采集方法為單次觀測，1: 5萬重力 數據采集觀測精度一般在0.040mgal，精度較低，不進行不同年月重力異常變 化的多次時移復測研究，且其重力基點分布位于普點區域， 一般基點成網狀 布設，不考慮重力基點有否隨時間變化的影響。這種采集方法只適于常規勘 探目標，難以滿足時移微重力監測方法的時移性要求。
發明的內容
本發明的目的是提供一種對油氣藏開發作業無損的一種固定場法時移微 重力油氣藏監測方法。
本發明通過如下技術方案實現，具體步驟是
1)從遠離油氣藏的穩定區域建立穩定微重力基線；
步驟1)所述的穩定微重力基線由不少于10個穩定微重力基點組成，穩 定微重力基點采用固定樁，并永久性標注穩定微重力基點的點號和中心位置。
以上所述的固定樁表面是水平且永久固定的。
步驟1)所述的穩定區距油氣藏邊緣的距離要求在5 6km，油氣藏區域的穩定微重力基點與穩定基線是一體的，是其末端。
步驟1 )所述的穩定微重力基線是由穩定微重力基點組成的一條固定樁微 重力基線，而不形成基線網。
2) 在固定樁上進行微重力基線觀測，穩定微重力基線不少于兩次100%
重復往返觀測，穩定微重力基點重力值取多次觀測的平均值，重力相對值以
遠離油氣藏區的穩定微重力基點起始點為起始推算點；
步驟2)所述的100%重復往返觀測法是地面重力勘探中基點網的常用觀 測方法。
3) 建立微重力普點固定樁，標注普點的點號和中心位置，并在固定樁上 進行油氣藏區微重力普點固定場觀測。
步驟3)所述的微重力普點固定觀測場重力觀測單元的觀測方式采用單臺 儀器的100%重復往返觀測法觀測。上述觀測單元的啟閉重力基點時間小于3 小時，而且要求普點觀測單元的啟、閉重力基點為同一個重力基點。
步驟3)所述的微重力普點固定觀測場進行不少于布設5%的檢查點觀測， 且檢查點在整個工區空間、時間上分布均勻。
4) 對微重力普點進行測點近區八方位實測地形改正和進行中區和遠區地 形改正；
步驟3)所述的測點近區是0 20m;中區是20m-1000m;遠區是 1000m-20000m。
步驟3)所述的八方位實測地形改正與常規重力勘探要求相同。
5) 進行地面測地測量，首先建立GPS基準站；而后測量確定微重力基點、 微重力普點的高程和平面坐標，其中要布設復測點進行檢查測量；
步驟5)所述的GPS基準站是，以油氣藏所在盆地的高精度GPS網為基準， 采用雙中心站法在工區四周均勻布設4個GPS基準站，按GPS基準站實測埋 設參考重力基點的標志。
步驟5)所述的GPS基準站聯測中誤差縱坐標中誤差Mx《0. lm，橫坐 標中誤差My《0. lm，高程中誤差Mh《0. 03m。步驟5)所述的微重力基點、微重力普點的高程和平面坐標的測量，可采
用衛星實時動態差分法或雙頻事后差分法(RTK)施測，每測點測兩次，取平 均值。
步驟5)所述的復測點檢査測量，要求布設占坐標點總數5%的復測點(相 同基準站3%，不同基準站2%)。復測點點位中誤差Mx《0. 15m， My《0. 15m ， Mh《0.03m，以兩倍的中誤差作為極限誤差。RTK的實測點應使用快速靜態檢 查。
6) 對穩定微重力基線采用不少于兩次(或兩臺儀器)的100%重復往返觀 測法進行固定樁穩定基線的時移復測，穩定基點重力值取多次觀測的平均值;
步驟6)所述的時移復測要求考察穩定基線的穩定狀況，采用遠離油氣藏 的穩定基線線段的重力基點間的差值，如果穩定區內某兩個微重力基點間的 重力差值與前次觀測時相同，則該微重力基點可以參與本次微重力復測監測 的重力值推算，否則不能參與本次微重力復測監測的重力值推算，而由其前 后穩定重力基點的重力差值代替。
7) 在普點固定樁上進行，采用單臺儀器的100%重復往返觀測法進行時 移重力普點固定場時移復測，普點復測時每個單元的啟閉重力基點為同一個 基點，且與首次觀測時的啟閉基點為同一個微重力基點；
步驟7)所述的每個單元的啟閉重力基點時間不超過3小時。
步驟7)所述的微重力普點的每次復測觀測時要檢査固定樁的完好狀況。
步驟7)所述的微重力普點復測要布設5%的檢査點觀測，要求每個普點 觀測單元均由檢查點布設，且檢查點在整個工區空間、時間上分布均勻。
步驟7)所述的固定場復測是指時移微重力普點復測，采用固定樁、沿與 微重力普點建場相同的固定啟閉觀測路線觀測。
8) 對首次建立的GPS基準站和微重力基點、微重力普點實施測地時移復 測，復測點布設要求同步驟5)，基準站聯測中誤差及復測點點位中誤差要求 同步驟5);
9) 在以后的每次基線、普點、測地時移復測時，重復步驟6)、 7)、 8) 三步驟；10)采用常規的方法對第一次微重力觀測，計算工區的布格重力異常，
求取剩余重力異常、重力梯度信息，確定油氣田區域的地質構造、斷層分布; 計算每前、后兩次的觀測產生的時移重力異常差、以及本次觀測與以前某一 次微重力觀測的時移重力異常，計算時移重力異常差對應的密度變化，確定 油氣變化、油田水分布時移變化特征。
本發明采取的主要手段是研發出一套新的地面時移微重力采集、處理解 釋方法，設計出基于相對重力測量、使用高精度L&R-D(或CG-5)重力儀，而 能滿足油氣藏長期監測要求的時移監重力勘探技術，和時移微重力資料處理 解釋方法。本發明不影響油氣開發作業，只在地面施工，不損害鉆井，是無 損監測技術。本發明時移重力監測，微重力觀測精度達到10微伽。
圖1，穩定重力基線示意圖。
圖2，某氣藏區時移微重力監測勘探設計圖。
圖3，時移微重力普點固定啟閉基點100%往返重復觀測示意圖。
圖4，某氣藏區時移微重力監測重力異常增量圖。重力異常增量為第二次 觀測的觀測異常-第一次觀測的觀測異常(兩次觀測之間時間相隔兩年四個 月)，重力異常單位10—5ms—2，等值線間距0.02x10—5ms—2。
具體實施例方式
以下本發明結合附圖和實例進一步說明。
依據本發明，執行步驟1)，開展第一次試驗，進行了穩定微重力基線建 場，依據發明技術，對某氣藏區時移微重力監測勘探作出了設計圖。從遠離 油氣藏的30km以外的穩定區域建立由13個固定樁穩定微重力基點組成的穩 定微重力基線，穩定微基點樁采用鐵棍和水泥制作，標樁采用面積不小于 40cmx30cm的水泥樁，水泥樁下部使用鐵棍固定，水泥樁上表面須平整，樁體 高度一般10-15cm。水泥樁上表面中心為測點位置，樁表面須標明中心位置、 標注該穩定基點或普點的編號，用"+ "字標注出樁面中心，作為該測點的重 力、測量的位置。
穩定微重力基線參照附圖1，穩定微重力基線由不少于IO個穩定微重力基點組成，從遠離油氣藏區的穩定區布設，距離穩定區6km以上，油氣藏區 及附近布設1個微重力基點。圖中實心點為微重力基點，空心點為微重力普 點，虛線為微重力基線。
實測布設穩定微重力基線見圖2，由13個穩定微重力基點組成穩定微重 力基線，穩定微重力基點起始端距離油氣藏30km以上，這些穩定微重力基點 沿路分布。實心點為微重力基點，空心點為微重力普點，等值線為本研究區 的區域剩余重力異常。
執行步驟2)，在第一次試驗中，對穩定微重力基線進行初測，采用兩臺 高精度L&R-D重力儀，分別進行100%往返重復觀測方式實測，實現了穩定微 重力基線的2次的100%往返重復觀測，穩定基點重力值取兩次觀測的平均值。
執行步驟3)，在第一次試驗中，建立普點固定樁，均采用鐵棍和水泥制 作，標樁采用面積不小于40cmx30cm的水泥樁，水泥樁下部使用鐵棍固定， 水泥樁上表面須平整，樁體高度一般10-15cm。水泥樁上表面中心為測點位置， 樁表面須標明中心位置、標注該穩定基點或普點的編號，用"+"字標注出樁 面中心，作為該測點的重力、測量的位置。對每條微重力普點首次觀測，分 別采用一臺高精度L&R-D重力儀實施100%往返重復觀測方式實測，各觀測單 元啟、閉基點為同一微重力基點G4D-13。
附圖3是微重力普點觀測采用的觀測方式，黑色實心點為微重力基點， 空心點為微重力普點，灰色實心點為重力輔助點(同常規重力勘探中的重力 輔助點)，箭頭為觀測路線方向，空心箭頭路線在先，實心箭頭路線在后。
執行步驟4)，在第一次試驗中，對微重力普點進行0-20m的實測地形測 量及地形改正，采用地形圖數據對20-2000m范圍進行室內地形改正。
執行步驟5)，在第一次試驗中，實施GPS基準站和微重力基點、普點的 測地。以CDM盆地的高精度GPS網為基準，工區四周均勻布設4個GPS基準 站。GPS基準站的標志為標記GPSOl、 GPS02…。對每個微重力基點、普點實 施測地測量。
執行步驟6)，兩年以后，在第二次試驗中，對穩定微重力基線采用兩臺 重力儀的100%重復往返觀測法進行固定樁穩定基線的時移復測，穩定基點重 力值取兩次觀測的平均值。各微重力基點完好、無變動。穩定區內各微重力基點間重力增量無變化，重力基線穩定。
執行步驟7)，在第二次試驗中，對微重力普點進行時移復測，發現所有
微重力普點固定樁完好。在普點固定樁上，采用單臺儀器的100%重復往返觀 測法進行時移重力普點固定場時移復測，各普點復測單元均啟閉于首次試驗 時所啟閉的同一個微重力基點G4D-13。所有單元的啟閉重力基點時間均在3 小時以內。全區實測布設了 5%的檢査點觀測，檢査點分布符合在空間、時間 上分布均勻的要求。
執行步驟8)，在第二次試驗中，對首次建立的GPS基準站和微重力基點、 微重力普點進行測地時移復測。測地實測中，布設了相同基準站3%和不同基 準站2%的復測點。
依據本項發明技術，實測獲得了穩定微重力基點聯測精度8.0微伽，時 移微重力觀測總精度達到10微伽。GPS測量不同參考站復測點精度統計復 測中誤差Mx二士0.036m My=±0. 053m Mh=±0. 023m。該項新技術成功地應 用于生產試驗中，達到了設計的時移微重力精度要求。
執行步驟10)，對第一、第二次觀測試驗數據處理解釋，依據步驟10) 技術要求，獲得的該氣藏區時移微重力監測重力異常增量(第二次觀測-第一 次觀測)，該異常表明，時移微重力監測到了氣藏開發變化引起的微重力異常 變化，時移微重力觀測精度達到10微伽，而氣藏開發變化引起的微重力異常 變化最大達到100 -100微伽。重力正異常表明了氣藏密度的增大，推測對應 于地下水聚集，水替代了低密度的氣的分布；而重力負異常表明了氣藏密度 的減小，反映出氣藏內部氣體的聚集，以及在開發中伴隨的氣藏水被抽出。 據該氣田資料，該區氣藏在此期間累計生產天然氣3.57X 108m3，累計產水 2061. 5m3，固定場法時移微重力油氣藏監測技術的實施結果反映出了氣藏開發 引起的地下氣和水的分布變化。
附圖4是某氣藏區時移微重力監測重力異常增量圖，圖中空心點是微重 力普點，等值線為時移重力異常增量，粗黑線為0值線，帶有短齒線的等值 線表示微重力增量負異常圈閉線。
權利要求
1、一種固定場法時移微重力油氣藏監測方法，其特征在于實現步驟是1)從遠離油氣藏的穩定區域建立穩定微重力基線；2)在固定樁上進行微重力基線觀測，穩定微重力基線不少于兩次100％重復往返觀測，穩定微基點重力值取多次觀測的平均值，重力相對值以遠離油氣藏區的穩定微基點起始點為起始推算點；3)建立微重力普點固定樁，標注普點的點號和中心位置，并在固定樁上進行油氣藏區微重力普點固定場觀測；4)對微重力普點進行測點近區八方位實測地形改正和進行中區和遠區地形改正；5)進行地面測地測量，首先建立GPS基準站；而后測量確定微重力基點、微重力普點的高程和平面坐標，其中要布設復測點進行檢查測量；6)對穩定微重力基線采用不少于兩次(或兩臺儀器)的100％重復往返觀測法進行固定樁穩定基線的時移復測，穩定基點重力值取多次觀測的平均值；7)在普點固定樁上進行，采用單臺儀器的100％重復往返觀測法進行時移重力普點固定場時移復測，普點復測時每個單元的啟閉重力基點為同一個基點，且與首次觀測時的啟閉基點為同一個微重力基點；8)對首次建立的GPS基準站和微重力基點、微重力普點實施測地時移復測，復測點布設要求同步驟5)，基準站聯測中誤差及復測點點位中誤差要求同步驟5)；9)在以后的每次基線、普點、測地時移復測時，重復步驟6)、7)、8)三步驟；10)采用常規的方法對第一次微重力觀測，計算工區的布格重力異常，求取剩余重力異常、重力梯度信息，確定油氣田區域的地質構造、斷層分布；計算每前、后兩次的觀測產生的時移重力異常差、以及本次觀測與以前某一次微重力觀測的時移重力異常，計算時移重力異常差對應的密度變化，確定油氣變化、油田水分布時移變化特征。
2、 根據權利要求l所述的固定場法時移微重力油氣藏監測方法，其特征在于步驟1)所述的穩定微重力基線由不少于10個穩定微基點組成，穩定微基點采用表面是水平且永久固定的固定樁，并永久性標注穩定微基點的點號和中心位置，穩定微重力基點組成的一條固定樁微重力基線。
3、 根據權利要求l所述的固定場法時移微重力油氣藏監測方法，其特征在于步驟1)所述的穩定區距油氣藏邊緣的距離要求在5 6km，油氣藏區域的穩定微重力基點與穩定基線是一體的，是其末端。
4、 根據權利要求l所述的固定場法時移微重力油氣藏監測方法，其特征在于步驟2)所述的100%重復往返觀測法是地面重力勘探中基點網的常用觀測方法。
5、 根據權利要求l所述的固定場法時移微重力油氣藏監測方法，其特征在于步驟3)所述的微重力普點固定觀測場重力觀測單元的觀測方式采用單臺儀器的100%重復往返觀測法觀測。
6、 根據權利要求l所述的固定場法時移微重力油氣藏監測方法，其特征在于步驟3)所述的微重力普點固定觀測場進行不少于布設5%的檢查點觀測，且檢査點在整個工區空間、時間上分布均勻。
7、 根據權利要求l所述的固定場法時移微重力油氣藏監測方法，其特征在于步驟4)所述的測點近區是0 20m;中區是20m-1000m;遠區是1000m-20000m。
8、 根據權利要求l所述的固定場法時移微重力油氣藏監測方法，其特征在于步驟5)所述的GPS基準站是，以油氣藏所在盆地的高精度GPS網為基準，采用雙中心站法在工區四周均勻布設4個GPS基準站，按GPS基準站實測埋設參考重力基點的標志。
9、 根據權利要求l所述的固定場法時移微重力油氣藏監測方法，其特征在于步驟5)所述的GPS基準站聯測中誤差縱坐標中誤差Mx《0. lm，橫坐標中誤差My《0. lm，高程中誤差Mh《0. 03m。
10、 步驟5)所述的微重力基點、微重力普點的高程和平面坐標的測量，可采用衛星實時動態差分法或雙頻事后差分法(RTK)施測，每測點測兩次，取平均值。
11、 根據權利要求1所述的固定場法時移微重力油氣藏監測方法，其特征在于步驟5)所述的復測點檢査測量，要求布設占坐標點總數2%—5%的復測點，復測點點位中誤差Mx《0. 15m， My《0. 15m ， Mh《0. 03m，以兩倍的中誤差作為極限誤差。RTK的實測點應使用快速靜態檢査。
12、 根據權利要求1所述的固定場法時移微重力油氣藏監測方法，其特征在于步驟6)所述的時移復測要求考察穩定基線的穩定狀況，采用遠離油氣藏的穩定基線線段的重力基點間的差值，如果穩定區內某兩個微重力基點間的重力差值與前次觀測時相同，則該微重力基點可以參與本次微重力復測監測的重力值推算，否則不能參與本次微重力復測監測的重力值推算，而由其前后穩定重力基點的重力差值代替。
13、 根據權利要求1所述的固定場法時移微重力油氣藏監測方法，其特征在于步驟7)所述的微重力普點復測要布設5%的檢査點觀測，要求每個普點觀測單元均由檢查點布設，且檢査點在整個工區空間、時間上分布均勻。
14、 根據權利要求1所述的固定場法時移微重力油氣藏監測方法，其特征在于步驟7)所述的固定場復測是指時移微重力普點復測，采用固定樁、沿與微重力普點建場相同的固定啟閉觀測路線觀測。
全文摘要
本發明是地面重力勘探的固定場法時移微重力油氣藏監測方法，遠離油氣藏穩定區建立微重力基線，基點水平且永久固定，標注基點點號和中心位置，進行微重力基線和普點固定場觀測，建立GPS基準站，測量基點、普點的高程和平面坐標，按時移間隔，重復往返觀測進行固定樁穩定基線和微重力普點的時移復測，取多次觀測的平均值，計算每次工區的布格重力異常，求取剩余重力異常、重力梯度信息和每兩次的觀測對應的密度變化，確定油氣變化、油田水分布時移變化特征。本發明不影響油氣開發作業，是無損監測，時移重力監測的微重力觀測精度達到10微伽。
文檔編號G01V7/00GK101625422SQ200810116289
公開日2010年1月13日 申請日期2008年7月8日 優先權日2008年7月8日
發明者劉云祥, 范振璞, 趙文舉 申請人:中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司