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叠前深度偏移资料的解释

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物探 地震资料解释 地震处理 反演
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地 震 技 术 的 一 个 崭 新 领 域— — — 浅 论 叠 前 深 度 偏 移 资 料 的 解 释陈 广 军 1)   陈 喜 禄 2)   杨 永 生 2)   李 庆 忠 3)1)胜 利 油 田 有 限 公 司 地 质 科 学 研 究 院 ; 2)胜 利 油 田 有 限 公 司 勘 探 项 目 部 ; 3)河 北 诼 州 地 球 物 理 勘 探 局 、 中 国 工 程 院摘 要 :随 着 并 行 超 级 计 算 机 的 推 广 应 用 ,地 震 叠 前 深 度 偏 移 技 术 得 到 了 迅 速 发 展 ,在 油 气 勘 探 开 发 中 正 得 到 越 来 越广 泛 的 应 用 。 目 前 ,有 关 该 项 技 术 处 理 方 法 的 讨 论 颇 多 ,但 对 其 资 料 的 解 释 和 应 用 却 论 及 很 少 。 该 文 初 步 分 析 了叠 前 深 度 偏 移 技 术 的 应 用 现 状 ,讨 论 了 叠 前 深 度 偏 移 资 料 的 解 释 方 法 和 解 释 特 点 ,指 出 了 存 在 的 问 题 和 应 重 点 发展 的 解 释 技 术 方 向 。关 键 词 :地 震 技 术 ;计 算 机 并 行 技 术 ;偏 移 归 位 ;叠 前 深 度 偏 移 ;成 象中 图 分 类 号 :1 + 4 文 献 标 识 码 :B 文 章 编 号 :1009 - 9603 (2001) 04 - 0038 - 04引 言地 震 勘 探 技 术 是 从 第 一 次 世 界 大 战 中 用 其 测 定敌 对 方 的 炮 位 开 始 得 到 应 用 的 ,至 今 已 有 80 余 年 的历 史 。 回 顾 其 发 展 历 程 ,可 见 该 技 术 始 终 在 不 断 改进 和 发 展 。 根 据 前 人 的 界 定 ,地 震 勘 探 技 术 的 发 展可 以 分 为 六 个 阶 段 [1 ] : ① 由 折 射 地 震 法 改 进 为 反 射法 (30 年 代 ) ; ② 多 次 覆 盖 技 术 (50 年 代 ) ; ③ 数 字 地震 仪 及 数 字 处 理 技 术 (60 年 代 ) ; ④ 偏 移 归 位 成 象 技术 (70 年 代 初 期 ) ; ⑤ 三 维 地 震 勘 探 (70 年 代 中 期 ) ;⑥ 在 三 维 地 震 技 术 的 基 础 上 ,从 80 年 代 至 今 ,地 震技 术 在 各 个 不 同 的 领 域 都 得 到 了 极 大 的 发 展 。荷 兰 的 J 教 授 说 :“ 地 震 工 业 的 发 展趋 势 在 于 进 一 步 改 善 地 震 方 法 对 构 造 和 地 层 、 岩 性的 检 测 本 领 和 能 力 ” [2 ] 。 90 年 代 以 来 ,地 震 勘 探 技术 取 得 明 显 的 进 步 ,在 石 油 工 业 中 的 作 用 已 从 勘 探扩 展 到 开 发 ,包 括 储 集 层 特 征 和 油 藏 特 征 的 描 述 。要 完 成 这 些 任 务 ,需 要 多 学 科 的 结 合 ,并 且 要 实 现 五个 方 面 的 转 变 ,即 : ① 从 二 维 到 三 维 ; ② 从 叠 后 到 叠前 ; ③ 从 声 波 到 弹 性 波 ; ④ 从 各 向 同 性 到 各 向 异 性 ;⑤ 从 单 一 到 综 合 。 叠 前 深 度 偏 移 技 术 就 是 其 中 重 要的 一 个 方 面 ,并 且 已 经 取 得 很 大 的 进 步 ,在 世 界 范 围内 的 许 多 油 气 区 得 到 了 成 功 的 应 用 。 叠 前 深 度 偏 移资 料 的 解 释 日 渐 成 为 一 个 比 较 紧 迫 的 研 究 课 题 。1   叠 前 深 度 偏 移 技 术叠 前 深 度 偏 移 是 随 着 并 行 超 级 计 算 机 的 推 广 应用 而 发 展 起 来 的 地 震 处 理 技 术 [3~ 9 ] 。 三 维 叠 前 深 度偏 移 技 术 是 解 决 地 下 复 杂 构 造 和 横 向 非 均 质 严 重 地区 地 震 资 料 成 象 问 题 的 理 想 技 术 。1. 1   基 本 原 理假 定 空 间 某 点 (x ,y ,z) 有 一 个 输 出 位 置 ,对 于 任一 给 定 的 输 入 道 ,如 果 在 该 输 出 位 置 有 一 个 点 散 射 ,那 么 它 出 现 在 检 波 器 位 置 的 记 录 上 的 旅 行 时 间 等 于从 震 源 到 散 射 点 并 返 回 到 检 波 器 的 旅 行 时 间 之和 [10 ,11 ] 。 为 了 获 取 该 散 射 点 偏 移 后 的 图 象 ,首 先 要计 算 出 该 旅 行 时 间 ,然 后 再 用 旅 行 时 间 将 输 入 道 振幅 (相 位 和 振 幅 调 整 之 和 )加 到 输 出 深 度 点 位 置 。 所有 输 入 道 都 重 复 这 个 处 理 过 程 ,如 果 一 同 相 轴 确 实在 输 出 位 置 ,那 么 将 这 些 振 幅 相 加 ,便 产 生 叠 前 深 度偏 移 图 象 。该 技 术 建 立 在 叠 前 的 精 细 预 处 理 和 反 复 的 速 度模 型 叠 代 基 础 之 上 ,其 技 术 关 键 是 射 线 追 踪 走 时 的计 算 和 偏 移 成 象 。 因 此 ,建 立 正 确 的 深 度 域 层 速 度模 型 是 该 技 术 应 用 成 功 的 保 证 。1. 2   技 术 优 势三 维 叠 前 深 度 偏 移 被 认 为 是 适 用 于 复 杂 地 质 构造 的 一 种 理 想 的 成 象 方 法 。 实 践 证 实 ,对 高 速 层 下收 稿 日 期 2001 - 04 - 04 ;改 回 日 期 2001 - 05 - 08。作 者 简 介 :陈 广 军 ,男 ,工 程 师 ,1990 年 毕 业 于 石 油 大 学 (东 营 )勘 查 地 球 物 理 专 业 ,现 从 事 油 气 综 合 勘 探 研 究 和 油 藏 描 述 工 作 。 联 系 电 话 :(0546) 8715326 ,通 讯 地 址 : (257015)山 东 省 东 营 市 聊 城 路 3 号 。油   气   地   质   与   采   收   率2001 年 8 月                         第 8 卷   第 4 期© 1994 ,如 盐 下 成 象 、 火 成 岩 下 成 象 以 及 内 幕 结构 复 杂 的 潜 山 、 断 裂 带 和 断 层 性 质 多 变 区 的 成 象 ,甚至 高 角 度 地 层 分 布 区 和 横 向 非 均 质 性 严 重 地 区 及 地形 剧 烈 起 伏 区 的 成 象 ,三 维 叠 前 深 度 偏 移 有 着 不 可替 代 的 优 势 。1. 3   现 状 及 前 景三 维 叠 前 深 度 偏 移 近 几 年 已 成 为 地 球 物 理 界 的主 攻 目 标 ,但 由 于 其 计 算 量 巨 大 ,成 本 相 对 很 高 ,在真 正 走 向 工 业 性 应 用 时 存 在 很 大 困 难 。 然 而 ,随 着勘 探 开 发 不 断 发 展 的 需 要 及 并 行 计 算 技 术 的 出 现 和飞 速 发 展 ,针 对 地 下 越 来 越 隐 蔽 、 发 现 难 度 越 来 越 大的 勘 探 开 发 对 象 ,三 维 叠 前 深 度 偏 移 必 将 逐 渐 发 展成 为 科 研 生 产 中 常 规 的 地 震 处 理 技 术 ;三 维 叠 前 深度 偏 移 资 料 也 将 成 为 油 气 勘 探 开 发 综 合 评 价 研 究 中所 依 赖 和 常 用 的 资 料 。2   叠 前 深 度 偏 移 资 料 的 解 释2. 1   剖 面 特 点叠 前 深 度 偏 移 处 理 地 震 剖 面 (图 1) 与 时 间 域 记录 和 处 理 的 地 震 剖 面 (图 2)相 比 有 如 下 不 同 特 点 。图 1   埕 北 30 块 叠 前 深 度 偏 移 处 理 剖 面 图图 2   埕 北 30 块 与 图 1 对 应 的 地 震 剖 面 图第 一 ,叠 前 深 度 偏 移 处 理 地 震 剖 面 是 深 度 域 的 ,具有 比 时 间 域 剖 面 更 明 确 的 地 质 意 义 ,可 直 接 与 钻 井 、测 井 及 地 质 资 料 进 行 关 联 、 对 比 。第 二 ,由 于 叠 前 深 度 偏 移 处 理 技 术 是 在 精 确 地质 建 模 和 速 度 分 析 基 础 上 进 行 处 理 ,在 叠 加 之 前 进行 归 位 ,断 点 更 为 清 晰 ,归 位 更 为 准 确 ,得 到 的 具 有更 高 的 信 噪 比 。第 三 ,叠 前 深 度 偏 移 剖 面 的 视 频 率 与 时 间 剖 面相 比 较 低 ,表 现 为 同 相 轴 较 粗 壮 ,纵 向 单 位 长 度 (叠前 深 度 偏 移 剖 面 为 深 度 ,而 时 间 剖 面 为 地 震 反 射 时间 )内 同 相 轴 数 较 少 。 然 而 ,由 于 叠 前 深 度 偏 移 剖 面是 深 度 域 处 理 的 ,排 除 了 速 度 的 因 素 ,其 频 率 较 原 时间 剖 面 要 高 ,对 地 下 薄 互 层 一 般 具 有 更 高 的 分 辨 能力 。第 四 ,叠 前 深 度 偏 移 处 理 能 够 解 决 时 间 域 处 理中 的 速 度 陷 井 问 题 ,可 真 实 地 反 映 地 下 结 构 形 态 。2. 2   深 度 域 的 层 位 标 定与 时 间 域 地 震 剖 面 层 位 标 定 相 比 ,深 度 域 的 叠前 深 度 偏 移 剖 面 的 层 位 标 定 在 测 井 资 料 的 应 用 方 面不 需 进 行 深 度 到 时 间 的 转 换 ,测 井 资 料 可 以 直 接 与地 震 剖 面 进 行 对 比 (图 3) 。 但 由 于 测 井 与 地 震 资 料频 率 成 分 不 同 ,要 准 确 认 识 地 层 结 构 在 地 震 上 的 反映 及 其 在 空 间 上 的 变 化 规 律 ,仍 应 制 作 合 成 地 震 记录 进 行 地 震 层 位 和 地 质 结 构 的 标 定 。图 3   埕 北 301 井 深 度 偏 移 剖 面 中 的 标 定 图从 过 井 道 通 过 反 褶 积 提 取 地 震 子 波 [12~ 14 ] ,用多 道 统 计 的 相 关 分 析 方 法 准 确 提 取 子 波 振 幅 谱 信息 ,进 而 可 以 求 取 零 相 位 、 最 小 相 位 或 常 相 位 子 波 。用 这 种 方 法 求 取 的 子 波 制 作 的 合 成 地 震 记 录 与 实 际记 录 频 带 一 致 ,阻 抗 关 系 对 应 良 好 ,保 证 了 井 与 井 旁道 频 带 及 阻 抗 关 系 的 最 佳 匹 配 。选 取 子 波 后 ,与 测 井 反 射 系 数 序 列 褶 积 求 合 成记 录 ,并 与 井 旁 实 际 地 震 道 进 行 相 关 对 比 ,直 到 相 关系 数 达 到 最 大 。 此 时 的 子 波 可 作 为 制 作 合 成 记 录 的子 波 。 在 实 际 操 作 过 程 中 ,针 对 不 同 的 目 的 层 段 开不 同 时 窗 分 别 提 取 地 震 子 波 ,重 复 上 述 过 程 ,以 达 到地 震 与 测 井 的 最 佳 吻 合 。·93·第 8 卷   第 4 期                       陈 广 军 等 :地 震 技 术 的 一 个 崭 新 领 域© 1994 ,叠 前 深 度偏 移 资 料 的 标 定 可 以 直 接 用 测 井 资 料 进 行 检 验 ,以保 证 标 定 的 精 度 和 正 确 性 。2. 3   构 造 解 释叠 前 深 度 偏 移 剖 面 反 映 了 工 区 沿 测 线 方 向 纵 向上 地 层 的 叠 置 及 其 相 互 之 间 的 关 系 ,水 平 切 片 则 反映 了 横 向 上 不 同 地 层 的 展 布 及 其 接 触 关 系 。叠 前 深 度 偏 移 资 料 的 解 释 包 括 标 志 层 地 震 反 射相 位 的 解 释 及 数 据 拾 取 、 断 层 解 释 及 断 层 数 据 拾 取 、地 层 接 触 关 系 的 解 释 等 。 应 该 说 ,叠 前 深 度 偏 移 资料 的 解 释 与 时 间 剖 面 解 释 没 有 什 么 不 同 ,而 且 在 许多 方 面 比 时 间 剖 面 的 解 释 更 为 直 观 和 简 单 ,但 必 须注 意 两 者 的 不 同 特 点 : ① 叠 前 深 度 偏 移 剖 面 的 视 频率 较 低 ,在 解 释 和 拾 取 数 据 时 必 须 更 加 细 致 ,防 止 人为 的 误 差 ; ② 在 分 析 地 层 变 化 关 系 、 确 定 超 覆 或 尖 灭界 限 时 ,叠 前 资 料 的 结 论 可 作 为 最 终 结 果 ,而 时 间 域则 不 然 ,它 有 时 需 要 进 行 校 正 ; ③ 叠 前 深 度 偏 移 资 料对 断 层 的 解 释 准 确 ,而 时 间 域 则 需 要 一 定 的 处 理 ; ④叠 前 深 度 偏 移 为 测 井 资 料 的 广 泛 应 用 提 供 了 条 件 ,并 对 地 震 、 测 井 和 地 质 的 联 合 解 释 提 出 了 更 高 的 要求 。2. 4   地 层 厚 度 解 释叠 前 深 度 偏 移 资 料 的 优 势 还 在 于 其 解 释 地 层 厚度 时 的 方 便 性 和 准 确 性 。 理 论 上 ,对 地 震 剖 面 上 具有 一 定 厚 度 的 岩 层 ,只 要 将 岩 层 底 界 的 深 度 减 去 顶界 的 深 度 即 可 以 得 到 其 厚 度 [11 ] 。 叠 后 偏 移 时 间 资料 必 须 首 先 分 别 将 两 个 解 释 层 的 数 据 进 行 时 深 转换 ,其 精 度 和 可 靠 性 必 然 受 到 速 度 参 数 的 影 响 和 限制 ;而 叠 前 深 度 偏 移 资 料 却 可 以 直 接 得 到 岩 层 的 厚度 ,从 而 可 以 比 较 容 易 和 准 确 地 编 制 岩 层 的 厚 度 图 。由 三 维 叠 前 深 度 偏 移 资 料 求 得 的 胜 利 油 区 埕 北 30潜 山 古 生 界 残 留 地 层 厚 度 图 ,与 实 际 钻 井 数 据 对 比吻 合 很 好 。3   现 存 的 问 题 和 急 需 发 展 的 几 项 技 术3. 1   存 在 的 问 题3. 1. 1   周 期 与 成 本由 于 资 料 处 理 工 作 量 巨 大 ,目 前 ,叠 前 深 度 偏 移处 理 的 周 期 仍 比 常 规 三 维 地 震 资 料 处 理 周 期 长 ,而且 成 本 高 出 很 多 。 在 一 些 勘 探 开 发 任 务 紧 迫 、 经 费相 对 紧 张 的 地 区 ,该 项 技 术 的 实 施 受 到 了 不 同 程 度的 限 制 。 因 此 ,开 展 其 适 应 性 的 研 究 就 显 得 更 为 重要 。3. 1. 2   没 有 成 型 的 解 释 系 列 技 术近 几 年 ,叠 前 深 度 偏 移 技 术 得 到 了 长 足 的 发 展 ,而 且 将 会 以 更 快 的 速 度 继 续 发 展 ,其 应 用 也 将 会 越来 越 广 泛 。 相 应 地 ,叠 前 深 度 偏 移 资 料 的 解 释 也 将逐 渐 成 为 油 气 勘 探 开 发 中 所 急 待 研 究 的 课 题 。目 前 的 计 算 机 工 作 站 和 各 种 解 释 软 件 大 多 都 是针 对 反 射 时 间 地 震 资 料 而 设 计 和 开 发 的 ,还 没 有 形成 针 对 叠 前 偏 移 深 度 域 资 料 所 开 发 的 专 门 解 释 软件 。 在 一 些 已 经 作 过 叠 前 深 度 偏 移 处 理 的 地 区 ,其资 料 解 释 也 往 往 是 将 深 度 域 资 料 当 作 时 间 域 资 料 对待 。 但 是 解 释 中 应 用 的 诸 如 地 震 参 数 分 析 技 术 、 属性 分 析 技 术 、 聚 类 分 析 技 术 以 及 波 阻 抗 反 演 、 油 气 检测 技 术 和 析 技 术 等 ,时 间 域 的 却 不 能 与 深 度域 的 通 用 。 这 些 因 素 大 大 制 约 了 叠 前 深 度 偏 移 技 术的 应 用 。 因 此 ,只 有 尽 快 发 展 相 关 的 系 列 解 释 技 术 ,才 能 使 叠 前 深 度 偏 移 资 料 得 到 更 为 成 功 的 应 用 。3. 2   急 需 发 展 的 几 项 技 术3. 2. 1   现 有 软 件 的 深 度 域 开 发现 有 的 多 数 地 震 解 释 和 分 析 软 件 基 本 上 都 是 针对 时 间 域 资 料 设 计 和 开 发 的 ,如 何 作 好 时 间 域 软 件的 深 度 域 移 置 或 再 开 发 是 提 高 叠 前 深 度 偏 移 资 料 解释 和 应 用 效 率 的 关 键 因 素 。3. 2. 2   属 性 参 数 分 析 技 术基 于 各 种 属 性 参 数 分 析 的 时 间 域 地 震 资 料 油 藏描 述 技 术 已 得 到 了 广 泛 的 应 用 ,如 河 流 相 储 集 层 的多 参 数 预 测 、 油 藏 描 述 以 及 神 经 网 络 油 气 检 测 技 术等 [15 ] ,并 且 取 得 了 很 好 的 效 果 。 今 后 应 重 点 发 展 针对 叠 前 深 度 偏 移 资 料 的 油 藏 描 述 技 术 。3. 2. 3   地 层 岩 性 分 析 技 术地 层 岩 性 分 析 技 术 ,如 测 井 约 束 波 阻 抗 反 演 技术 、 合 成 声 波 技 术 等 ,在 时 间 域 地 震 资 料 的 应 用 中 已经 获 得 了 很 大 成 功 ,但 深 度 域 资 料 有 着 不 同 的 特 点 ,必 须 开 发 有 针 对 性 和 适 用 的 方 法 与 技 术 。3. 2. 4   深 度 域 术 幅 随 偏 移 距 的 变 化 ) 技 术 是 反 映 油 气 较为 敏 感 的 技 术 ,叠 前 偏 移 与 三 维 结 合 是 一 个值 得 重 视 的 领 域 。4   结 语叠 前 深 度 偏 移 技 术 是 解 决 地 下 复 杂 构 造 和 横 向非 均 质 严 重 地 区 地 震 资 料 成 象 问 题 的 一 种 最 为 理 想的 技 术 。 目 前 ,该 技 术 仍 处 于 发 展 和 完 善 过 程 中 。随 着 其 在 实 际 勘 探 开 发 中 的 不 断 应 用 ,三 维 叠 前 深·04· 油   气   地   质   与   采   收   率                         2001 年 8 月  © 1994 。 分 析 和 研 究 其 有 别 于 时 间 资 料 的 解 释特 点 及 其 解 释 技 术 和 方 法 已 成 为 近 期 油 气 勘 探 开 发中 的 重 要 课 题 。 本 文 所 作 的 一 些 初 步 探 讨 必 将 随 着叠 前 深 度 偏 移 技 术 的 发 展 得 到 不 断 的 补 充 和 完 善 。参 考 文 献 :1   李 庆 忠 . 走 向 精 确 勘 探 的 道 路 . 北 京 :石 油 工 业 出 版 社 ,19942   J . 地 震 勘 探 工 业 的 发 展 趋 势 . 石 油 物 探 信 息 ,1992 ,6(1)3   李 卫 忠 ,王 成 礼 ,马 在 田 . 叠 前 主 分 量 重 建 随 机 噪 声 衰 减 . 石 油地 球 物 理 勘 探 ,2000 ,35 (2) :244~ 2564   3D 1995 ,60(6) :1805~ 18185   by 1996 ,61 (5) :1511~ 15236   1996 ,61 (6) :138~ 1507   . a 1996 :515~ 5188   . 3D 1997 :1805~ 18089   杨 长 春 ,冷 传 波 . 适 于 复 杂 介 质 模 型 的 三 维 射 线 跟 踪 方 法 . 地 球物 理 学 报 ,1997 ,40 (3) :414~ 42010   祝 文 亮 ,刘 俊 杰 ,梁 峰 等 . 三 维 叠 前 深 度 偏 移 技 术 在 千 米 桥 潜 山勘 探 中 的 应 用 与 效 果 . 石 油 地 球 物 理 勘 探 ,2001 ,36 (1) :86~ 9211   陆 基 孟 . 地 震 勘 探 原 理 . 北 京 :石 油 工 业 出 版 社 ,198612   孙 成 禹 . 空 变 地 震 子 波 提 取 方 法 研 究 . 石 油 大 学 学 报 ,2000 ,24(1) :77~ 80 ,8413   张 雪 建 ,梁 锋 ,王 桂 玲 . 深 度 域 合 成 地 震 记 录 的 制 作 方 法 研 究 地 球 物 理 勘 探 ,2000 ,35 (3) :377~ 380 ,38514   黄 绪 德 . 反 褶 积 与 地 震 道 反 演 . 北 京 :石 油 工 业 出 版 社 ,199215   张 善 文 ,杨 凤 丽 ,李 文 涛 等 . 几 种 类 型 油 气 藏 的 描 述 方 法 及 应用 . 石 油 地 球 物 理 勘 探 ,2000 ,35 (4) :419~ 427本 文 编 辑   付 瑾 平·14·第 8 卷   第 4 期                       陈 广 军 等 :地 震 技 术 的 一 个 崭 新 领 域© 1994 , is So be on of of of i et of on 2001 , 8 ( 4) : 32~ 34of of It of to of of of in of is is of 22001 , 8 ( 4) : 35~ 37In to of of 2 A et In of ~ 4 2 8 is et of on of 2001 , 8 ( 4) : 38~ 41is of on at a on In of is of of be as et on of 2001 , 8 ( 4) : 42~ 44on or is in of of be . 8 of is of 8 4               1994rights
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