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三维地震勘探概述

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三维 地震 勘探 概述
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第二章 三维地震勘探技术第一节 三维地震勘探概述第二节 三维地震勘探资料的采集第三节 三维地震勘探资料的处理第四节 三维地震勘探的资料解释与应用本章主要参考书:1. 《 三维地震勘探 》 郝均等编著 石油工业出版社2. 《 三维地震勘探方法 》 马在田编 石油工业出版社3. 《 三维地震资料解释 》 A. R. 布朗著 石油工业出版社4. 《 勘探地震学资料解释的基础与应用 》 杨宝俊等编著地质出版社5. 《 复杂地表地区地震勘探实例 》 张德忠主编 石油工业出版社三维构造图(右)和二维构造图(左)第一节 概述 一、二维地震勘探存在问题1、构造勘探问题:复杂波场不能准确偏移归位第一节 概述 一、二维地震勘探存在问题1、构造勘探问题:复杂波场不能准确偏移归位第一节 概述 一、二维地震勘探存在问题1、构造精度问题:复杂波场不能准确偏移归位地下的地质构造形态大多数都不能满足二维地震勘探所假设的条件。二维地震勘探要求地下的构造形态只在一个垂直于深度的方向上变化,譬如说只在 在 无变化。只有在此条件下,二维地震勘探的原理和公式才是基本正确的。这里仅为基本正确,还因为要使二维勘探原理真正得到满足,还要求震源是线性的 —— 即震源为垂直测线方向的一条无限长的震源线。在实际工作中,这两个条件都是不能满足的,因此二维地震勘探只能是近似的。2、岩性勘探:不能准确地描述地质体空间分布的形态第一节 概述 一、二维地震勘探存在问题实际含气区二维资料预测区三维地震勘探是炮、检波点在地表全方位布设、进行面积观测的一种地震勘探方法。它可以提供高分辨率、高信噪比、高保真度的有关地下三维地质体的精确资料,是解决复杂地区构造和岩性问题不可缺少的重要手段。第一节 概述 二、三维地震勘探优势三维地震勘探与二维地震勘探相比 , 有以下几个方面的优越性:① 三维地震勘探所取得的数据齐全完整 , 准确可靠 , 有长期的保存价值;② 三维地震勘探的观测资料对于研究复杂构造 , 在当前所用地震波的纵横向分辨率允许的范围内都可以基本查清;③ 三维地震勘探的观测资料包含了地震波的各种信息 , 它对振幅有更大的保真度 , 相位数据更齐全 。 这对研究地震波成像和反演求逆的研究更为有利 。 因此 , 三维勘探所得到的资料更有利于研究地层的岩性;④ 三维地震勘探资料的完整统一性以及显示技术的现代化 , 推动了解释向自动化和人机交互解释系统的发展 , 为解释工作使用现代科学技术提供了条件 , 缩小了解释工作落后于地震数据采集和资料处理技术发展的差距第一节 概述 二、三维地震勘探优势⑴ 它是获得地下构造和岩性的精确地震成像的最佳方法 , 目前还没有其它方法可以与其相比 , 它可使钻井成功率更高;⑵ 高分辨率有助于发现可能忽视的油气储量;⑶ 其资料可用作储层特征描述 , 是油藏描述的有效地球物理方法 , 可大规模提供有关储层特征的信息 , 可提供高采样密度的储层数据;⑷ 可作时间推移三维地震监测 ( 用于油田开发 、 查明剩余油分布等 )第一节 概述 三、三维地震勘探能力① 复杂构造勘探查明因断层发育、地层产状变化大而引起的绕射波、侧面波等干涉严重的复杂断裂构造区,以及盐丘、礁块、地层尖灭、不整合、微型构造等;②地层岩性和沉积特征研究结合钻井资料研究地层岩性的平面和空间变化;③油田勘探开发帮助制定或调整油田勘探开发方案,在油田开发过程中监测油藏动态第一节 概述 四、三维地震勘探应用范围1、震源线 律分布 。2、接收线 、纵线方向 、横线方向 接收线垂直。第一节 概述 五、三维地震勘探术语4、子区 、排列片 有参与接收的检波器组成该炮的排列片。6、线束 点滚动一次的接收线数。第一节 概述 五、三维地震勘探术语7、面元 的炮线距 *1/2的接收线距8、覆盖次数 小炮检距 大最小炮检距)每个子区内,都有一个炮点和检波点对的最小距离,对全工区内所有的子区来说这个距离是不同的,其中距离最大的那个就是最大最小炮检距。10、最大炮检距 1、偏移孔经 覆盖区)为了使倾斜同相轴或绕射点正确成像而必须加在三维测区上边缘区域的宽度。12、最大非纵距:一束线中炮点与检波点垂直 一节 概述 五、三维地震勘探术语13、炮密度:每平方千米内放炮的次数。第一节 概述 五、三维地震勘探术语14、方位角: 每个 些炮检对之间距离叫炮检距;这些炮检对的连线与正北线构成了方位角。检波线炮线面元第一节 概述 五、三维地震勘探术语覆盖次数是影响面元内炮检距分布均匀程度的最主要的原因炮检距分布棒状图一个面元当成一个图,横坐标为实际坐标,纵坐标表示炮检距第一节 概述 五、三维地震勘探术语1. 三维工区的确定工区面积的确定要综合考虑以下几点:① 地下勘探面积 即需要搞清楚的地下主要目的层面积 , 应根据具体地质任务划定的范围设计 , 实际生产中可预先根据以前所做的地震和钻井工作大致确定 , 然后考虑其它因素 , 最后确定;② 满覆盖面积偏移范围的确定 — 指倾斜地层在偏移处理中使其恢复到正确的地下位置所应移动的水平距离 , 对一个倾斜反射同相轴进行偏移时的最大距离是:第一节 三维地震资料采集 一、采集要求﹒ 或 其中: Z— 深度, φ— 最深目的层的最大倾角, V— 平均速度, 个扩大范围的估算由目的层的深度和倾角决定。由这个“偏移帽沿” 0变成了 满覆盖面积,但还应加上覆盖次数渐减带和附加段,最后得到第一节 三维地震资料采集 一、采集要求③ 实际施工面积 它应是地下勘探面积 +各周边目的层所需的偏移孔径 、 覆盖次数渐减带和附加段的综合考虑 。 图中的 而且各方向上的 第一节 三维地震资料采集 一、采集要求第一节 三维地震资料采集 一、采集要求2.各个面元内的覆盖次数要求:各面元内覆盖次数相同3.各面元内的炮检距组合设计三维采集参数时要求各个面元内的炮检距组合相同4.各个面元内的道具有相同的方位角组合设计观测系统和采集参数时,应根据地质任务的要求,综合考虑地形、地貌、地物、交通条件以及装备等诸多因素,选择最佳。1。采集参数共有 7项主要参数:面元边长、覆盖次数、最大的最小炮检距、最大炮检距、偏移孔径、覆盖渐减带和记录长度。第一节 三维地震资料采集 二、观测系统和采集参数第一节 三维地震资料采集 二、观测系统和采集参数1、采集参数①面元边长 了防止产生偏移假频(混叠现象),面元边长应满足:4x) 4y)式中: 纵、横方向面元边长 ,x 、 y— 纵、横方向地层倾角, 均方根速度, — 反射波的最高频率为了获得好的横向分辨率,要求面元边长满足:2中: 目的层上覆层的层速度 ,反射波的优势频率一般情况下,道距是接收线方向面元边长的 2倍, 覆盖次数 n/(2测线方向覆盖次数 P•R/(2中: n— 排列内一条接收线的道数, 纵向上激发点移动的道数; 束线之间接收线移动距离相当的道数, P— 排列不动所需的激发点数, R— 接收线数;总覆盖次数 N = 最大的最小炮检距 区”(由两条相邻接收线和两条相邻激发线构成)中心点的 是该子区内所有 般等于 1~一节 三维地震资料采集 二、观测系统和采集参数1、采集参数④ 最大炮检距 ⒜ 近似等于目的层深度, ⒝主要目的层反射应避开直达波、初至折射波的干涉, ⒞ 小于最深目的层临界折射炮检距, ⒟ 满足速度鉴别精度的要求 ⒠使动校正拉伸对信号的影响较小, ⒡ 满足消除多次波的要求等。⑤偏移孔径 ⒜ 大于第一菲涅尔带半径; ⒝ 大于 Z• 以使绕射波能量很好收敛; ⒞大于倾斜层偏移的横向移动距离 :M >Z•tg一节 三维地震资料采集 二、观测系统和采集参数1、采集参数⑥ 覆盖次数渐减带覆盖次数渐减带大约等于 记录长度应足以记录偏移孔径内的绕射尾部和目的层 , 一般应比最深目的层反射 秒 。第一节 三维地震资料采集 二、观测系统和采集参数1、采集参数第一节 三维地震资料采集 二、观测系统和采集参数2、观测系统观测系统设计的主要原则①在一个炮点道集或一个共 炮检距应当是从小到大均匀分布,能够保证同时勘探浅、中、深各个目的层。使观测系统即能保证取得各目的层的有用反射波信息,又能用来进行速度分析。②在一个 60° 的方位上。这样一个面元上的地震道是从各个方向入射到这个面元上的,使三维的共中心点叠加具有真实体现三维反射波的特点。第一节 三维地震资料采集 二、观测系统和采集参数2、观测系统观测系统设计的主要原则③各地下点的覆盖次数应尽可能相同或接近,在全区范围内分布是均匀的,以保证反射记录振幅均匀、频率成分均匀,从而才能保证地震记录特征稳定,使地震记录特征的变化与地质变化相联系,有利于对复杂地质结构和岩性的研究。④三维观测系统的设计还受地面条件的制约。因此在设计前还要对施工地区进行较详细的调查。如地面条件允许,将采用规则的测网进行三维地震观测;如地面条件不允许,只能采用不规则测网进行三维观测。• ① 十字型观测系统• 这是规则型观测系统中最基本的形式,由它可衍生或组合出多种类型的观测系统,如 这类观测系统可将地下网格面积分布在需要勘探的地区,如湖泊、村镇等。在进行小面积三维观测时,用多道仪器、多个炮点即可完成野外采集。⑴ 规则型观测系统所谓规则型观测系统,即炮点和检波点网格都按一定规律分布。第一节 三维地震资料采集 二、观测系统和采集参数2、观测系统② 组合型观测系统从炮点和接收点的分布关系上,可基本分为垂直型、平行型和斜交型。• 垂直型观测系统• 该系统一般是由十字型观测系统组合或衍生而来,主要有垂直式栅状系统和地震线束观测系统。• 线束观测系统是目前三维地震最广泛使用的类型。它是由多条平行的接收排列和垂直的炮点组成,其基本形式如右图和后面图件所示。第一节 三维地震资料采集 二、观测系统和采集参数2、观测系统线束状观测系统优点是:可以获得从小到大均匀的炮检距和均匀的覆盖次数,适应于复杂地质条件的三维地震勘探;此外,在多居民点、多农田地区,可以改变偏移距和发炮方向进行施工,亦可获得满意的结果。野外施工时,一排炮点逐点激发后,炮点和接收排列同时沿前进方向滚动,再进行下一排炮点的激发,直到完成整条线束面积。然后垂直于原滚动方向整个移动炮点排列和接收排列,重复以上步骤进行第二束线、第三束线 …… 的施工,直到完成整个探区面积的观测。河南东濮地区三维观测系统的施工经验证明:上图中的六线四炮观测系统比四线六炮(中点或端点放炮)要更优越:排列长度适中、具有较小的最大非纵距(即横向最大炮检距)、更加经济适用。还应指出:在地下构造起伏变化大的地区,观测系统的设计要保证在陡地层、陡断面的下倾激发、上倾接收。• ⑵不规则型观测系统不规则型观测系统主要是针对一些地表障碍物多、通行条件差、不能按正常观测系统施工的地区而设计的,通常是根据具体地质任务要求和地面条件灵活考虑。第一节 三维地震资料采集 二、观测系统和采集参数2、观测系统不规则观测系统有很多不同的类型,这里仅以蛛网状系统为例(还有环线型、弯曲测线型、框架型等)。它们的共同优点是灵活机动,放炮时炮点和检波点位置选择灵活方便,但也具有共同的缺点:叠加次数一般较低、而且不均匀;炮检距变化范围一般较小,仅在个别点上有从小到大较完整的炮检距;资料处理比较复杂。因此,仅在信噪比高的地区才能得到较满意的结果。12线 15炮 300道正交 砖墙锯齿 非正交第一节 三维地震资料采集 二、观测系统和采集参数2、观测系统三维检波器组合与二维勘探一样,检波器可以以不同的数量及权重组合,例如线状、直角排列、十字交叉、线束状、星状、方阵和螺旋状等。第一节 三维地震资料采集 三、检波器组合观测类型参数 12线 36炮 240道 三分非正交面元大小 25× 25覆盖次数 10× 6道距 50炮距 50接收道数 3168接收线距 300炮线距 600纵向炮检距 5975最大非纵距 2525最大炮检距 7606横纵比 800炮密度 束 ) 18炮数 (炮 ) 18792满覆盖面积 (北向乌参 1井区山地三维采用的非正交观测系统不同观测系统类型的论证分析束状 二分砖墙非正交四分砖墙三维采集技术方案 1)三维观测系统大北 1井区山地三维采用的非正交观测系统观测类型参数 12线 15炮 300道非正交面元大小 20× 20覆盖次数 6× 15接收道数 3600接收线距 200炮线距 400纵向炮检距 5980最大非纵距 1380最大炮检距 6137最大最小炮检距 380横纵比 00炮密度 L*32S*2560× 20覆盖次数 4× 8道距 40炮距 40单线接收道数 256接收总道数 2048接收线距 320炮线距 640排列片横向滚动距 1280最大非纵距 1740纵向最大炮检距 5100最大炮检距 5389 最大最小炮检距 716 横纵比 道数 42364偏前面积 1776炮密度 向滚动次数 23横向滚动次数 16
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