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VSP地震勘探技术及应用_图文

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VSP 地震 勘探 技术 应用 图文
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要调研内容段美恒 国内外 维三分量 内外 维三分量 内外 直地震剖面 )简介直地震剖面 ):在地表设置震源激发地震波,在井内安置检波器接受地震波,即在垂直方向观测人工场,然后对所测得到的资料经过 校正 、 叠加 、 滤波 等处理,得到 垂直地震剖面 。内外 (检波器置于深井中 ,在地面激发)深井中不同深度的检波器依次接收后 ,便得到 深度 面图。垂直地震剖面是相对于常规水平地面地震而言的。常规地面地震勘探:检波器在地表,水平走向摆放 。井眼 波器置于井中,呈垂直方向放置。似于以速度调查为目的的地震测井技术,然而, 不同于地震测井,表现在以下几个方面:地震测井 至波 利用 初至波、续至波观测点距通常较 大 ( 100m~数百 m) 观测点距很小 (典型的是 10~ 25m)利用震源在井口附近的零偏移距观测系统观测系统多种多样 。主要有:零偏 零偏 偏(移动震源) 方位变偏 钻 的主要是 测定速度 目的 主要是 研究井旁地层剖面 及在实际地层介质中研究 波的形成和传播规律从原理上来说是很简单的 已远远超出了地震测井原来的范围,而发展成为一套 完整的独立的观测方法 。一 国内外 a) ( b)图中,布置在地下深处的检波器对上行和下行地震波都有反应,而在地面的检波器只能记录到地震反射波。在地面地震勘探中,震源和检波器都布置在 地面 上波器是布置在与震源 垂直方向上,一 国内外 2) 可记录研究对象的“单一”地震波。 由于 测井检波器置于井中,检波器可 直接记录 由震源产生而传播到所研究对象的“单一”地震波。( 1) 接收点分布在介质内部。 可用接收点的垂直方向分布形式来研究地质剖面的垂向变化,所以,能更明显、更直接地反映波的运动学和动力学特征。( 3) 干扰因素少。 井中观测可以 避免或减少地面以上的自然干扰。( 4) 可记录上行波和下行波。 井中观测,即可记录到来自观测点下方的上行波(如反射波),又可以记录到来自观测点上方的下行波(如直达波)。具有的特点 :与地面地震相比,于有这些“先天性”的优点,所以得到日益广泛的应用。一 国内外 内外 物 进展1917年 提利用井中震源和检波器探测矿体位置1959年 加尔比林(苏联) 首提 集了第一块三维 布了最新的需要推靠的多级三分量高频检波器,频率超过 1000表一篇论述井中 对委内瑞拉西部某区块的模拟指导了 等人 利用有限差分法模型的道德合成记录,研究丌同炮间距、最大井源距和检波器的对应的位置不成像效果的影响表 1 国外 内外发展现状0多年的今天 ,其实用性越来越宽广 ,效果也逐渐被人们认同 ,特别在 其収展势头更被人们看好。一 物 进展1998年 高景华等 将工程地质勘查中常遇到的地质模型进行 现正演模型不实际采集的 正勤 将 高了时深转换精 度和对断层构造的分辨能力。在我国 , 体技术不国际水平有一定差距。但近几年叏得了质的飞跃:3前正在着重収展井地联合勘探技术 。对 提高其主要勘探技术 ,势必会对油气藏的开収和研究提供徆大的帮助。表 2 国内 零井源距 )面 (非零并源距和 (三维 着油气勘探开发进程的深人和井中地震技术 (软、硬件 )的不断完善 ,三维 是其中三维三分量 其数据处理方法既不同于常规的非零井源距多分量 也有别于地面多分量地震方法 ,因此三维三分量 内外 维三分量 ( 1)直达初至波 ( 2)一次反射波( 3)多次反射波从波传播到接叐点的方向来分 : ( 1)下行波,来自接收点上方的下行波;( 2)上行波,反之。下行多次波;1) 均匀介质情形下的直达波时距曲线时距曲线是双曲线,但当 距曲线是直线,且随 速度增大,同相轴发为双曲线。2) 均匀介质情形下的一个平反射界面的上行波时距曲线上倾方向激収( +)下倾方向激収( -):发点位置、地层倾角和速度有关。当界面水平时:时距方程为当 d=0时,时距曲线为直线;(随着检波器沉放深度 时 d≠0时,双曲线。反射波视速度:当检波器的沉放深度为 反射界面处),直达波与一次反射波的传播时间相等,视速度相等,但符号相反。检波器沉放在界面上时,两者具有相同的传播时间。在界面处,直达波和反射波的视速度分别为从上式可见: 直达波与反射波视速度数值相等,符号相反,两者以相反的视速度相交 ,当 d=0时, v*f=v*d=v。3)均匀介质情形下的一个平反射界面的二次下行波时距曲线上倾方向激収( +)下倾方向激収( -)距方程和视速度分别为当 d=0时,二次下行波反射波同相轴近似为直线;当 d≠0时,二次下行波反射波同相轴双曲线。视速度为正值。4)均匀介质情形下的一个水平反射界面的二次上行多次波时距曲线上次多次波的射线路径不一次上行波平行,但丌不直达波相交。不上行波相比,同样具有随观测点深度时间发小和负视速度的性质,它和上行的一次波有平行的同相轴,而丌和直达波相交。01 国内外 集技术常规 维 规采集技术口震源、井下检波器、记录仪器、电缆、参考波器。规采集技术源对震源的要求: 震源 频带宽 ,具有丰富的高频成分; 具有 足够的 为测量地下目标层所需的 能量 ; 具有良好且 稳定的震源子波 ,即震源子波的一致性要好; 与震源有关的 干扰 尽量 少 ; 震源类型、组合方式及各种 参数选取要合理 。规资料采集 炸药震源: 采用可重复性的炸药震源,井需支架、套管、井壁与套管间固有水泥、小药包 ( 潜水面以下激发。 空气枪、蒸汽枪、水枪震源 :用于海洋,操作简便,但能量较弱,常采用组合或叠加方法。 电火花震源: 利用在液体中瞬间放电方法产生高温高压脉冲,适用于陆地、海洋、沙漠等不同的激发环境。 可控震源: 节省人力物力,提高生产效力,是理想的 前陆上使用的多为可控震源。下检波器 参考检波器(近场检波器) 作用 :子波处理及监视震源子波 近场, 在海上 是指不超过单个气枪水泡后单个弹性变形带的 1陆地上 是指不超过以震源子波的波长为半径的范围。 近场检波器埋藏于地下监视震源子波 ,要求它尽可能与井中检波器的性能相同,它可以为子波处理提供依据。规采集技术 井中检波器井中 检波器是 它应具有以下特点:( 1) 可伸缩的推靠臂 ,当检波器沉放到某一观测点时,要求检波器推靠在套管上,保证良好的接触;( 2)检波器具有 较宽的 通 频带 ,有可调的动态增益;( 3)形状影视 两端尖直径小 ,以防止管道波的产生;( 4)是 三分量检波器,同时接受纵横波资料 ;( 5) 规采集技术井中检波器是 来接收 规采集技术检波器点距要求相邻检波器点距满足采样定理。 点距应为最小有效波长的 1/2, 点距小 ,对应界面上反射点的间距也越小, 资料精度高,有利于小构造解释。检波器点距:小于波长一半( 6地面记录仪要求记录仪器动态大于 120用浮点放大系统, 15位模数转换。 1/2有足够的地震道(一般为 24道),维 排列三维 一次激发多道接收,可以降低成本,并有助于提高资料质量,改善三维成像效果。维 维 维 提高观测时效和降低成本 的有效途径之一,并可 增强资料的可对比性 。测系统所谓的观测系统是指炮点与接收点的相对位置关系按井源距不同可分为 :固定井源距、移动井源距、多变井源距、井间观测系统按井下检波器布设间距不同 分为:等间距、不等间距、大间距观测系统按震源、检波器和井三者空间位置组合关系分为:零井源距、固定非零井源距、变井源距、井间 特殊 井、浅井、连井 面地下联合观测、多次叠加采集、 零 偏移距 : 激发 点与 井口 的水平距离小于 150米。 零井源距观测系统 作用: 求取地层速度、进行波场分析、制作 告未钻遇层位、联结地面地震、测井曲线及地质剖面 、为 地面地震提供子波、处理与解释的各种 参数等。测系统 固定非零偏 激发点与井口的水平距离 于 150米)。它要根据钻井或地震资料,初步确定油气储层后,为了圈定其分布范围而设计的。 可根据预测模型来确定观测系统的相关参数 (如图 )。凡是使用固定井源距观测系统的都要设置近场子波检波器。走边测) (1)地面震源与井下检波器都在移动。 (2)移动震源的观测系统— 测井检波器固定在观测井的某一深度,而震源则以一定间距向远方移动。测系统 3D ,在 井中不同位置接收的观测 方式。测系统 钻 钻边测 ,钻头振动作为震源具有资料应用的实时性,可以对钻前地层进行预测。01 国内外 维三分量 维三分量 取速度、振幅、频率等特征,从下行波中提取比较理想的子波。进行波场分离, 该分离出上行波,并加以应用。这一点是与地面地震所不同的。数据成像。压制噪声,增强信号,提高信噪比。坐标系偏振分析坐标系用一正交坐标系 (R,N,T)表示 ,主要用于波场分析。在通常情况下 ,用 波的质点振动方向 ,选用笛卡尔正交坐标系 (X,Y,Z),以便于在有关成像的研究中进行共反射面元设计和 网格计算 。分选方式主要有 共炮点道集分选 和 共接收点道集分选 。对于多级井下接收系统的数据可采用前者 ;对于目前只有较少级数采集的数据采用共接收点道集比较合适。场分离针对井下 接收级数较少 的情况 ,制定了综合不同井源距段、不同波场偏振特性以及视速度大小、方向等差异进行分离的对策。具体实施过程如下:(l)按 不同井源距段 进行数据分选分段的准则是保证在共接收点中待分离信号的波场特征具有明显的分选性。(2)充分利用 波场的偏振特性 进行波场分离。(3)根据不同波场的 视速度特征 差异 ,利用 拉冬变换 进行波场分离众所周知 ,无论是线性变换、双曲线或抛物线变换在地震数据处理中都得到了广泛的应用。对于三维 在 共接收点道集 上 ,下行 行 因而可以用双曲拉冬变换 (再根据各种波型的 值 ,即可将不同波型分离出来;在 共炮点道集 上 ,各类波型同相轴表现为线性 ,因而可以根据视速度的不同来分离各类波场。度分析4 偏移成像( 1)根据速度分析结果进行三维城乡网络设计,确保目的层具有一定的覆盖次数。( 2)建立三维纵波和转换波速度场。( 3)根据实际观测系统和经波场分离得到的数据,再设计的网络中实现射线追踪偏移成像。( 4)按 向提取剖面或沿垂向(深度或时间)提取切片进行解释分析。四超二复杂 ”,即超深、超致密和低孔渗、超晚期构造、超高压及复杂的气水关系、复杂的储层非均质性的特点,常规地震勘探技术预测和识别如此复杂的储层和裂缝系统面临重大挑战,特别是 裂缝预测 成为川西须家河组地震勘探面临的 最大难题 。图 1 新场气田须二段孔隙度、维三分量 以川西新场气田为例裂缝发育程度与气井产能关系密切,裂缝尤其是高角度裂缝对气藏产出起控制作用。实钻揭示 856产层中次生矿物发育,常规及全波列测井较清晰地反映出了储层的裂缝特征,裂缝段表现为侧向曲线的正幅度差、尖刺状下降,声波指状增高或跳波,全波列曲线纵波衰减明显,成像测井高角度裂缝发育 (图 2),获 50× 104m3/裂缝欠发育或不发育的钻井,只能获低产工业气流或干井。图 2 新场气田 维三分量 以川西新场气田为例图 3 新场气田三维三分量 维三分量 以川西新场气田为例图 3在相干切片上除了能分辨出主要断裂的分布情况外,一些常规构造解释难以发现的小断层以及断层附近岩层的破裂程度也清晰可见。高产井 856,但未落在预测的裂缝密度最高值区。这可能是由于这 3口井均在 目的层段发育网状裂缝 ,而在理论上单纯振幅各向异性方法较难真实反映网状裂缝发育情况的缘故。图 4 新场气田须二段 维三分量 以川西新场气田为例图 5 依据 6 新场气田须二段 中可以看出, 红色长线段代表单组裂缝发育区,蓝色长线段代表裂缝不发育区,蓝色短线段代表网状裂缝发育区 。预测结果与实钻的 851井网状缝发育十分吻合。维三分量 以川西新场气田为例从图中可以看出 ,播时间最小的道对应的方位就是裂缝发育的方位。分量在目的层部位有较强的能量 ,且每隔90° “有明显的极性反转 ,极性反转点指示裂缝的大致方向。这表明新场地区地层中各向异性严重 ,裂缝十分发育。理论上 ,如果无裂缝发育 ,此 ,只要 表明裂缝一定存在。图 7 新场气田三维三分量 左 )、 右 )维三分量 以川西新场气田为例图 8中颜色部分为横波分裂预测结果,暗色线条代表相干属性,橙色区、蓝色区、低相干区为裂缝较发育区, 蓝色代表东西向裂缝分布 , 橙色为南北向裂缝分布区 ,颜色越蓝代表东西向裂缝越发育,颜色越红代表南北向裂缝越发育,灰色区域主要代表无裂缝区域。图 8 维三分量 以川西新场气田为例结论当今勘探和开发工作面临的挑战需要高精度、高清晰度和高可信度的技术, 用 免钻井偏靶漏靶事件的发生。本文仅是粗略的谈论了 息采集以及三维三分量 们相信,虽然其成本较高,然而随着井下接受系统的研究开发和引进, 谢大家!
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