1、地震勘探新方法新技術(shù),由地震勘探講起,地震勘探 是通過人工方法在地面激發(fā)地震波，研究地震波在地層中的傳播情況，以查明地下的地質(zhì)構(gòu)造，為尋找油氣田或其它勘探目的而服務(wù)的一種物探法。 地震勘探的三個基本環(huán)節(jié) 采集 處理 解釋,常規(guī)地震勘探,采集 地面激發(fā)，地面接收 主頻20-40hz 處理 預(yù)處理：解編、道編輯、振幅補償、觀測系統(tǒng) 去噪和靜校正 反褶積 速度分析 動校正和疊加 剩余靜校 偏移 解釋 構(gòu)造解釋,地震勘探新方法,采集 常規(guī)：地面激發(fā)、地面接收，主頻20-40hz vsp：地面激發(fā)、井中接收 零偏、非零偏、walkway、三維 井間地震：井中激發(fā)、井中接收 四維地震：多次采集 隨鉆vsp

2、：鉆頭激發(fā) 多波多分量：縱波、橫波激發(fā)。 山地地震： 高分辨率采集 高密度采集,vsp原理,vsp 方法是震源位于地表激發(fā)，在井中不同深度上觀測地震信號。在井附近激發(fā) ， 井中接收信號 , 稱零偏移距 vsp。離井較遠 的距離激發(fā) , 在井中接收信號稱偏移距 vsp.,vsp技術(shù)的優(yōu)勢,零偏移距 vsp 和偏移距 vsp 都可以接收到上行波和下行波。若采用三分量檢波器接收信號 , 除了縱波（ p 波 )之外 , 還可接收到橫波（sv 波和 sh 波 ) 。 vsp 是在井中觀測、研究地質(zhì)剖面的垂直變化。同地面地震勘探相比較 ， 它對 地震波運動學(xué)和動力學(xué)特征的研究更直 接、更靈敏。,vsp技術(shù)

3、的優(yōu)勢,vsp 能夠在靠近地層界面的井中觀測， 可記錄到與介質(zhì)有關(guān)的比較純的地震子波放形。地面地震記錄的信號是地面激發(fā)地震波傳播到地下反射界面 , 再返回地表 , 兩次經(jīng)過了表層。而 vsp 只一次經(jīng)過表層 , 可以減弱干擾。（分辨率高） vsp 可以接收到上行波和下行波 , 這些波在界面附近可能出現(xiàn)突變 , 便于對地震波的方向特征進行研究。（研究多次波）,vsp技術(shù)的優(yōu)勢,vsp 還可以比較準確地觀測質(zhì)點運動的方向 , 利用 “ 空間偏振 ” 特性來研究地震波的性質(zhì)和地層的巖性。,vsp簡介,vsp 是在地震測井基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。 80 年代前后 , 國外推廣使用 vsp, 促進了 vsp

4、進入實用階段 , 主要是零偏移距 vsp 和偏移距 vsp 。此后出現(xiàn)一些新的觀測方法 , 如多震 源、多方位和多偏移距 vsp, 三維 vsp , 時延 vsp 。利用三分量震源三分量檢波器記錄9 個分量的 vsp 旨在研究地下介質(zhì)各向異性。還有逆 vsp , 隨鉆 vsp 等等,vsp簡介,井區(qū)域附近構(gòu)造及鹽丘成像，需要逐步加大偏移距，因而發(fā)展了變偏vsp成像技術(shù)。為了克服覆蓋區(qū)域上有一定角度限制的缺陷，發(fā)展了井周區(qū)域全方位激發(fā)的三維vsp技術(shù)。三維vsp資料分辨率高，可以對井眼附近區(qū)域地面地震無法成像的小構(gòu)造進行成像。三維vsp資料的各向異性信息豐富，可以實現(xiàn)井周高分辨率三維成像，有利于

5、巖性特征研究和井位評價。因此，盡管成本比較高，vsp技術(shù)還是成為不可缺少的勘探開發(fā)工具。,vsp簡介,為了提高工作時效、降低施工成本，發(fā)展了三維vsp與三維地震數(shù)據(jù)采集一體化技術(shù)。由于資料來自同一個震源，具有很好的相關(guān)性，加大了資料的可對比性，為三維vsp與三維地震數(shù)據(jù)處理解釋一體化奠定了基礎(chǔ)。 為了滿足不同的需要，發(fā)展了逆vsp ( r-vsp)技術(shù)。逆vsp技術(shù)的特點是在井中激發(fā)，地面接收，作業(yè)效率有很大的提高。井中激發(fā)，地面全方位接收，擴大了井周附近區(qū)域的覆蓋范圍，增加了信息量、提高了資料的應(yīng)用價值，為vsp技術(shù)的發(fā)展拓寬了空間。,vsp簡介,隨鉆vsp測量(利用鉆頭噪聲作震源)作為r-

6、vsp技術(shù)的一種，具有資料應(yīng)用的實時性，可以對鉆前地層進行預(yù)測，在鉆頭尚未鉆開地層之前進行標志層識別、歸位，確定層速度，對鉆頭周圍及前方目標成像，是鉆前預(yù)測的有力工具。 盡管vsp技術(shù)有諸多優(yōu)點，但占用井場時間長，經(jīng)費開支大，接收器組合級數(shù)少，疊加次數(shù)低，而且處理流程不完善，三維vsp技術(shù)尚未成為常規(guī)的勘探技術(shù)方法。進一步提高資料采集效率，降低成本，開發(fā)新的資料處理解釋技術(shù)，挖掘資料所蘊涵的實用價值，是vsp技術(shù)常規(guī)化的基礎(chǔ)和前提。,vsp應(yīng)用,識別地面地震記錄上的多次波 ，研究多次波產(chǎn)生的層位和傳播的過程。 利用 vsp 改善地面地震記錄反褶積的效果 , 提高分辨率。 識別地震反射層的地質(zhì)層

7、位。 研究井孔附近的地層構(gòu)造細節(jié)。 研究井周圍的地震巖性變化。 在開發(fā)中 , 利用 vsp 進行綜合測井地震標定。,vsp應(yīng)用,利用 vsp 中的縱波和橫波得到地層巖性參數(shù) , 如縱波和橫波振幅比、泊松比 , 用這些參數(shù)在有利地區(qū)劃分巖性和不同的巖相帶 , 估算孔隙度 , 評價儲層含油特性等。 用井內(nèi)管波探測地層裂縫。 時延 vsp 直接用于油氣開發(fā)。 三維 vsp 和各向異性 vsp 的研究成果有可能近期在生產(chǎn)上使用。,偏移距vsp成像,vsp 與地面反射的主要層位是吻合的。 vsp 偏移剖面的分辨率比較高 , 能反映出地層的細節(jié),三維vsp成像,三維vsp解釋,地震勘探新方法,采集 常規(guī)：

8、地面激發(fā)、地面接收，主頻20-40hz vsp：地面激發(fā)、井中接收 零偏、非零偏、walkway、三維、隨鉆vsp 井間地震：井中激發(fā)、井中接收 四維地震：多次采集 多波多分量：縱波、橫波激發(fā)。 山地地震： 高分辨率采集 高密度采集,井間地震采集,井間地震記錄,井間地震的應(yīng)用,直接結(jié)果： 井間的速度分布 高分辨率的井間構(gòu)造像,井間地震的應(yīng)用,在稠油熱采中的應(yīng)用。監(jiān)視蒸汽驅(qū)（火驅(qū)）前沿，提高采收率。 儲層連通性填圖（rcm），可以測量和確定儲層的特征： 單個河道砂巖 自然裂隙 連通性和封堵 估算垂直滲透性 垂直裂隙 尋找未圈閉的氣藏。 在工程地質(zhì)中尋找裂隙。,井間地震分辨率,在地震和測井之間起橋

9、梁作用的井間地震方法,層析成像,所利用的信息及處理得到的結(jié)果 層析成像原理,層析原理,注: 醫(yī)學(xué)ct用的物理參數(shù)是密度成像, 井間地震用的是慢度成像,掃描機架,頭顱ct掃描示意圖,井間地震多個震源多個檢波器 進行“投影”的示意圖,投影簡圖,1917年radon奠定了層析理論的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。 70年代層析理論在診斷醫(yī)學(xué)得到了成功的應(yīng)用。 80年代層析成像應(yīng)用于開發(fā)地震。,層析是一類反演問題，也就是它首先測定通過介質(zhì)的某種能量，然后用接收到這種能量的特征（如振幅、旅行時）來推斷能量通過介質(zhì)傳播的特性參數(shù)，在很多情況下，能量在介質(zhì)中的傳播可以用介質(zhì)的一些參數(shù)的積分或求和來描述，因此，層析問題就歸結(jié)為由函

10、數(shù)的線積分求被積函數(shù)的問題,井間層析原理,井間層析原理,數(shù)學(xué)模型模擬與成像分析,中間高速區(qū)大小是18mx18m，速度為2.64m/ms，背景速度為2.25m/ms。觀測系統(tǒng)參數(shù)為：井間距100m，激發(fā)井水平方向坐標1m，接收井水平方向坐標101m，起始炮點深度1m，炮點間距1m，共251炮，每炮共有251個接收點，起始接收點深度1m，接收點間距1m。,數(shù)學(xué)模型模擬與成像分析,第51炮的合成地震記錄及拾取,第151炮的合成地震記錄及拾取,數(shù)學(xué)模型模擬與成像分析,真實速度模型,反演的速度剖面,數(shù)學(xué)模型模擬與成像分析,這是一個由八種具有不同速度的介質(zhì)組成的復(fù)雜模型，在深度73-80m處有一低速薄層，

11、在深度120-140m之間有一個高速透鏡體，在156m附近有一高速斷層。觀測系統(tǒng)參數(shù)為：井間距100m，激發(fā)井水平方向坐標1m，接收井水平方向坐標101m，起始炮點深度1m，炮點間距1m，共201炮，每炮共有201個接收點，起始接收點深度1m，接收點間距1m。,數(shù)學(xué)模型模擬與成像分析,第51炮的合成地震記錄及拾取,第151炮的合成地震記錄及拾取,數(shù)學(xué)模型模擬與成像分析,真實速度模型,反演的速度剖面,物理模型模擬成像分析,井間的速度模型和模型5相似，只是觀測段要長一點，,物理模型模擬成像分析,物理模型模擬第101炮地震記錄及拾取的初至,物理模型模擬第151炮地震記錄及拾取的初至,物理模型模擬成像

12、分析,成像結(jié)果,射線層析的旅行時問題,射線層析的質(zhì)量問題,數(shù)值模擬,觀測系統(tǒng)，共30炮，炮點間隔2m，30個接收點，接收點間隔2m,羅151波動方程反演,第25炮的地震記錄,第5炮的地震記錄,數(shù)值模擬,反演參數(shù)af1=1e-1 af2=1e-1,反演參數(shù)af1=1e-3 af2=1e-3,射線和波動層析比較,波動層析,射線層析,井間地震資料偏移成像,井間地震資料偏移成像,在偏移成像過程中，初至波場是無用的，但是我們可以利用初至波場的一些特性，在井間波場中將初至波場分離出去。具體做法是通過拾取的初至，將地震波場沿著某一個時間拉平，利用中值濾波或fk分析等方法，將初至波在地震波場中分離出去,初至波

13、,初至波,初至波,井間地震資料偏移成像,在偏移成像過程中，初至波場是無用的，但是我們可以利用初至波場的一些特性，在井間波場中將初至波場分離出去。具體做法是通過拾取的初至，將地震波場沿著某一個時間拉平，利用中值濾波或fk分析等方法，將初至波在地震波場中分離出去,剩下的就是有效的反射波場,反射波,反射波,反射波,井間地震資料偏移成像,上行反射波,上行反射波,上行反射波,下行反射波,下行反射波,下行反射波,井間地震資料偏移成像,從上、下反射波場偏移成像的結(jié)果可以看出，由于模型中間的異常體是高速，所以對于上行波場成像，上層反射是正極性的、下層反射是反極性的，對于下行波場來說，情況則正相反。如果單獨用上

14、行波場或下行波場成像，成像的結(jié)果不是很理想，因此，在完成上、下行波場成像之后，需要將上、下行波場疊加起來，獲得最終的成像結(jié)果，但在疊加的過程中一定要注意極性問題，以保證圖像通相疊加,上行反射波成像,下行反射波成像,井間地震資料偏移成像,從偏移成像的結(jié)果上可以看出，炮檢間距1米時獲得的圖像明顯比炮檢間距5米時獲得的圖像要好，特別是在圖像的邊緣區(qū)域，差異更明顯。這一點也正好說明，井間采樣越密，成像效果越好，相應(yīng)的所花費的成本越高，因此如何把握觀測尺度和成像效果的問題，對今后實際資料的采集和處理都有一定的指導(dǎo)意義,51炮51個檢波器成像,251炮251個檢波器成像,真實模型速度場,數(shù)學(xué)模型一,數(shù)學(xué)模

15、型模擬與成像分析,這是一個由八種具有不同速度的介質(zhì)組成的復(fù)雜模型，在深度73-80m處有一低速薄層，在深度120-140m之間有一個高速透鏡體，在156m附近有一高速斷層。觀測系統(tǒng)參數(shù)為：井間距100m，激發(fā)井水平方向坐標1m，接收井水平方向坐標101m，起始炮點深度1m，炮點間距1m，共201炮，每炮共有201個接收點，起始接收點深度1m，接收點間距1m。,數(shù)學(xué)模型模擬與成像分析,第51炮的合成地震記錄及拾取,第151炮的合成地震記錄及拾取,井間地震資料偏移成像,41炮41個檢波器成像,101炮101個檢波器成像,201炮201個檢波器成像,用不同的觀測幾何進行反射波偏移成像，從成像效果來看

16、，在目標區(qū)的中間部位，反射波成像效果較好，斷層、透鏡體等異常構(gòu)造都能較好的成像，但在靠近激發(fā)和接收井的附近，無法成像，而且越是目標區(qū)的中間部位，精確成像的區(qū)域越小。對于不同的觀測幾何，在有效目標區(qū)內(nèi)，成像的質(zhì)量是令人滿意的，但從圖像的能量來看，觀測的密度越大，成像的能量越高，圖像的抗噪能力也就越強 。井間反射偏移成像的精確成像區(qū)域是有限的，在靠近兩井的部位，成像是不可信的,地震勘探新方法,采集 常規(guī)：地面激發(fā)、地面接收，主頻20-40hz vsp：地面激發(fā)、井中接收 零偏、非零偏、walkway、三維、隨鉆vsp 井間地震：井中激發(fā)、井中接收 四維地震：多次采集 多波多分量：縱波、橫波激發(fā)。

17、山地地震： 高分辨率采集 高密度采集,一、什么是時移地震,每間隔一定的時間進行一次三維觀測 , 對不同時間觀測的三維數(shù)據(jù)體進行互均化處理 .使那些與油藏?zé)o關(guān)的反射波具有可重復(fù)性 , 而保留與油藏有關(guān)的反射波之間的差異 , 通過與初始 基礎(chǔ)觀測數(shù)據(jù)體相減 , 來確定油藏隨時間的變化情況。綜合利用巖石物理學(xué)、地質(zhì)學(xué)和油藏工程資料 , 對油藏及時進行動態(tài)監(jiān)測 , 快速做出油藏評價 , 調(diào)整開發(fā)方案 , 對油田進行有效的開 發(fā) , 提高采收率。這種地震工作就叫作時間推移地震 ( 簡稱時移地震 ) 。 由于時移地震是三維地震加上時間維 , 也有人稱之為四維地震。但是 .時間維往往是采樣間隔時間過長 ,

18、且稀少 ，維不起來 .叫四維地震不如叫時移地震貼切。,通過特殊的四維地震處理技術(shù)，差異分析技術(shù)和計算機可視化技術(shù)來描述油藏內(nèi)部物性參數(shù)的變化（孔隙度、滲透率、飽和度、壓力、溫度）和追蹤流體前緣。,重復(fù)三維 地震勘探,差異數(shù)據(jù)分析,重復(fù)地震數(shù)據(jù) 相減,時間2,時間1,剩余油氣 分布預(yù)測,墨西哥灣地 區(qū)88和94年 重復(fù)三維地 震勘探的測 線剖面。,墨西哥灣eugene island 330 區(qū)塊生產(chǎn)油藏不同時期的振幅包絡(luò)顯示,四維地震差異分析顯示,油藏動態(tài)顯示,二、為什么使用時延地震監(jiān)測,世界石油儲量是有限的 全球?qū)τ蜌獾男枨笈c人口的增長 通過新的油藏管理增加石油采收率 現(xiàn)有油藏的采收率很低 對

19、供求最有影響的因素應(yīng)該是提高油氣采收率,提高采收率就要進行油藏流體流動監(jiān)測，目前的方法大多是對井中數(shù)據(jù)的觀測與分析，測井?dāng)?shù)據(jù)：,壓力 生產(chǎn)數(shù)據(jù) 注入數(shù)據(jù) 水/油比(wor) 氣/油比(gor),生產(chǎn)測井 裸眼井測井 中子測井 追蹤 重復(fù)地層測試(rtf),問題：,在油田中，井是稀疏的，井間的情況如何并不知道。 油藏監(jiān)測技術(shù)可以通過油藏的流體、壓力、溫度等變量與地震觀測之間的關(guān)系實現(xiàn)。,三、四維地震能做什么？,尋找剩余油氣帶 制定油田開發(fā)過程中的補救措施 優(yōu)化油田開發(fā)，延長油田壽命，提高采收率 優(yōu)化油藏管理，二次、三次采油中監(jiān)測油藏動態(tài)，測定油藏性質(zhì),lf砂層油藏東部過ei330/338區(qū)塊邊界

20、的we地震剖面,下部小窗口內(nèi)則是1985年到1988年地震振幅的同一性與差異性顯示。由四維地震分析進行設(shè)計的a8st水平井（黃色）直接鉆至紅色表示的剩余油氣帶中。,四維地震技術(shù)與現(xiàn)有油氣預(yù)測手段之間的比較,左圖為美國墨西哥灣地區(qū)eugene island 區(qū)塊lf砂層頂部由測井?dāng)?shù)據(jù)解釋的水（藍色），油（綠色）和氣（紅色）分布圖。 右圖為四維地震預(yù)測的油氣水邊界和剩余油（綠色）氣（紅色）的位置。,四維地震研究用于剩余油氣識別及評估,四、四維地震的效益,四維地震并沒有降低成本反而花費更大。那么為什么還要應(yīng)用四維地震技術(shù)？ 很明顯，四維地震技術(shù)發(fā)展的商業(yè)動力是從老油區(qū)大量開采新的石油。因此“多投多賺

21、”就是新生產(chǎn)環(huán)境下為四維地震技術(shù)制定的準則。,二維、三維和四維地震勘探對改善采收率的比較,五、四維地震油藏監(jiān)測適用的背景及條件,地震成像包含了油藏： （1）靜態(tài)性質(zhì)信息像構(gòu)造、巖性等 （2）動態(tài)性質(zhì)信息像流體飽和度、壓力和溫度等。 在單個三維地震勘探中，地震成像的油藏靜態(tài)與動態(tài)性質(zhì)信息是耦合的，很難分離開來。但是在時延地震勘探中，時間延遲的地震成像相減后，靜態(tài)地質(zhì)成分被消去，從而導(dǎo)致了油藏動態(tài)流體性質(zhì)的直接成像。 用這種方法，時延地震技術(shù)可以對由于油藏生產(chǎn)引起的流體飽和度、壓力和溫度的變化進行成像。,隨時間變化的要素,油藏性質(zhì) 油藏孔隙壓力 油藏孔隙流體 油藏孔隙溫度 次生變化：油藏壓實性、孔

22、隙度、密度、圍巖壓力以及化學(xué)變化,地震觀測 地震數(shù)據(jù)的時間、速度、振幅、頻率和相位等. 不希望的變化 噪音 環(huán)境變化 近地表速度和影響 記錄儀器、采集參數(shù)、處理參數(shù)、處理軟件、處理人員,油藏特征改變引起地震特征的變化,時間推移地震數(shù)據(jù)采集與可重復(fù)性,可重復(fù)性誤差原因： 采集參數(shù) 環(huán)境噪音 物理環(huán)境變化 記錄儀器 不同震源類型 近地表速度和影響 等等,時間推移地震數(shù)據(jù)處理與可重復(fù)性,克服腳印 得到與油藏動力學(xué)變化相關(guān)的地震變化成像,由數(shù)據(jù)處理參數(shù)引起的非重復(fù)性,t0校正和靜校正應(yīng)用 確定性譜校正 切除應(yīng)用 疊前反褶積參數(shù) 疊前多道噪音衰減（主要對振幅影響） 疊前振幅平衡 成像速度，即，nmo/偏

23、移速度 疊后反褶積 疊后振幅平衡,時間推移地震的可行性,必須油藏隨時間的變化 必須根據(jù)巖石物理預(yù)測地震變化與油藏變化之間的關(guān)系 必須做地震到油藏的模擬或反之 必須保證時間推移地震信號（差異）/非重復(fù)性信號比,四維地震并不是對所有油田都可行,年代較輕、松散的砂體是進行四維地震油藏監(jiān)測的最好地方。 水驅(qū)和衰竭型油藏生產(chǎn)新鮮石油，也是進行四維地震監(jiān)測的很好地區(qū)。 在堅硬巖石地區(qū)和一般的碳酸鹽巖地區(qū)，蒸汽驅(qū)、火驅(qū)、混相溶劑驅(qū)、注二氧化碳、常規(guī)注水、注氣等改善采收率采油地區(qū)也在可以進行四維地震監(jiān)測之列。,四維地震數(shù)據(jù)處理的主要步驟與流程：,多個三維地震數(shù)據(jù)的予處理，道重新編輯：,振幅頻率歸一化,四維地震

24、應(yīng)用的原理是認為非油藏部分，由于沒有流體流動的變化，因此在理想條件下，兩次不同時間采集的地震數(shù)據(jù)應(yīng)該一致，振幅頻率應(yīng)該相同，而地震信號變化是油藏部分由于抽油生產(chǎn)或注氣注水等流體流動引起的。 但實際數(shù)據(jù)是間隔性采集的，由于時間的差異導(dǎo)致采集系統(tǒng)、環(huán)境噪音和處理流程、參數(shù)的不同從而帶來了地震振幅、頻率、相位的變化，為了獲得真正由于油藏部分油氣水變化引起的地震差異，因此必須對非油藏部分的地震數(shù)據(jù)進行歸一化。,整體歸一化前兩剖面,整體歸一化后兩剖面,經(jīng)過振幅頻率校正后得到整體上歸一化了的兩個數(shù)據(jù)體(時間切片）,時間位移互相關(guān)校正前后比較,歸一化前后剖面比較,1988年 差異（88-94年） 1994年

25、,k-40 層位88年-差異-94年振幅包絡(luò)綜合顯示,基于油藏模擬剩余油氣分析,數(shù)模結(jié)果, 時間1,?,地震勘探新方法,采集 常規(guī)：地面激發(fā)、地面接收，主頻20-40hz vsp：地面激發(fā)、井中接收 零偏、非零偏、walkway、三維、隨鉆vsp 井間地震：井中激發(fā)、井中接收 四維地震：多次采集 多波多分量：縱波、橫波激發(fā)。 山地地震： 高分辨率采集 高密度采集,多分量轉(zhuǎn)換波地震技術(shù)簡介,同常規(guī)縱波地震技術(shù)一樣 , 多分量轉(zhuǎn)換波地震也是一門研究地球內(nèi)部物質(zhì)彈性與非彈性屬性的技術(shù)。其中多分量地震數(shù)據(jù)的采集、處理與解釋是這門技術(shù)的主體研究內(nèi)容。它是 認識地球本體、監(jiān)測與預(yù)報地質(zhì)災(zāi)害以及探查與開發(fā)油

26、氣資源的一種最為重要的地球物理方法。不同于目前廣泛使用的常規(guī)地震勘探 , 多分量轉(zhuǎn)換波地震勘探開發(fā)技術(shù)有其自身的一些 特點 .,多分量轉(zhuǎn)換波地震技術(shù)簡介,多分量轉(zhuǎn)換波地震技術(shù)研究的意義,多分量轉(zhuǎn)換波地震技術(shù)既具有縱波勘探深度大、資料采集相對容易和投資少的特點 ,又能反映地下介質(zhì)的橫波速度變化。多量轉(zhuǎn)換波地震的這一特點 , 使巖性勘探和油氣的直接識別成為可能。同時由于多分量的數(shù)據(jù)采集 , 在記錄兩個水平分量地震數(shù)據(jù)的前提下 , 可以利用橫波分裂產(chǎn)生的快慢橫波時差反映裂縫發(fā)育的主方向和發(fā)育密度 , 使得裂縫裂隙型油氣藏的勘探開支成為可能。如今多分量轉(zhuǎn)換波地震技術(shù)以及與這一技術(shù)緊密相連的各向異性 理

27、論方法研究己成為國內(nèi)外地震勘探領(lǐng)域的研究熱點之一,多分量轉(zhuǎn)換波技術(shù)的優(yōu)點,多分量轉(zhuǎn)換波地震勘探同通常采用的單一縱波勘探相比 , 所能提供的地震屬性 ( 如走時、速度、振幅、頻率、相位、偏振、波阻抗、吸收、的、復(fù)分量等 ) 信息將成倍的增加，并能衍生出各種組合參數(shù)（如快慢橫波差值、走時比值、乘積、幾何平均、求取的彈性系數(shù)等 ) 。利用這些參數(shù)估算地層巖性、孔隙度、裂隙、含油氣性等將比只用單純 p 波的 可能性更大 , 可靠性更高,多分量轉(zhuǎn)換波技術(shù)的優(yōu)點,通過三分量地震資料的觀測 , 人們利用三分量地震記錄上的運動學(xué)與動力學(xué)特征以及 快慢橫波的偏振方向指示裂縫帶的優(yōu)勢方位 : 利用分裂時差來推算裂

28、縫與裂隙密度等物理與幾何參數(shù)。與縱波速度資料結(jié)合 , 可以做碳烴檢測， 即區(qū)分真假亮點。 利用縱橫波速度比、傳播時間比、振幅比、泊松比等可以研究巖石孔隙度的變化、孔隙流體性質(zhì)、裂隙發(fā)育區(qū)、巖性變化等 , 這些參數(shù)的預(yù)測對儲層研究具有直接的物理意義。,多分量轉(zhuǎn)換波技術(shù)的優(yōu)點,利用橫波分裂 研究介質(zhì)的各向異性。從長遠來看 , 多分量接收 , 多波勘探 , 發(fā)展矢量解釋 , 可能形成所謂的矢量勘探方法。 轉(zhuǎn)換 (ps) 波在成像能力上雖然縱向分辨率以及信噪比部不如 p 波 , 但 ps 波的橫向分辨率卻高于p波，另外 , 轉(zhuǎn)換波在高速巖體之下的成像能力明顯地高于 p 波。,地震各向異性,各向異性效應(yīng)

29、的幾種體現(xiàn)形式 薄互層效應(yīng) 由于地層內(nèi)傳播的地震波頻帶范圍的限制 , 可分辨的地層絕大部分是小厚度的薄互層束組合。此時 , 地震波傳播的水平向速度與垂直向速度具有明顯的各向異性。 裂縫定向排列效應(yīng) 在應(yīng)力場作用下裂縫、裂隙具有其優(yōu)勢定向排列 , 在該類介質(zhì)中傳播的地震波具有明顯的方向異性 , 而且裂隙內(nèi)所含的油、氣、水對速度和衰減各向異性具有 重要的差異性。,各向異性效應(yīng)的幾種體現(xiàn)形式,裂縫與薄互層組合效應(yīng) 地球內(nèi)部的介質(zhì)經(jīng)常是經(jīng)歷過多期運動的結(jié)果。此時 , 既可能存在薄互層組合的特性 ,還可能出現(xiàn)優(yōu)勢排列的裂縫效應(yīng)的疊合 , 地震波在此類介質(zhì)中傳播時同樣會顯示出地震各向 異性效應(yīng)。 應(yīng)力場作

30、用的結(jié)果 在地球內(nèi)部應(yīng)力場作用下 , 地球內(nèi)部物質(zhì)會顯現(xiàn)出明顯的方向性 , 地震波速度具有其本質(zhì)的各向異性效應(yīng),各向異性效應(yīng)的幾種體現(xiàn)形式,晶體礦物的走向排列 絕大部分礦物晶體存在不同類型、強度很大的速度各向異性。在地球的內(nèi)部 , 由于應(yīng)力場的作用 , 晶體礦物定向排列 , 從而引起強烈的地震各向異性效應(yīng) 巖性相變 在河流相或相變劇烈地區(qū) , 沉積環(huán)境的變化也表現(xiàn)為巖性在各個方向上的差異 , 從而也產(chǎn)生各向異性,幾個實際問題,測線閉合問題。 現(xiàn)有地震探測資料顯示 , 相互正交的兩條測線上正交點處的地震記錄無法達到閉合 ,這給地震資料的處理與解釋帶來困惑。從介質(zhì)內(nèi)各向異性效應(yīng)的存在性出發(fā) , 不

31、閉合現(xiàn)象是正常的。不閉合效應(yīng)是研究地球內(nèi)部各向異性效應(yīng)的一種可用的有效資料,中長排列動校問題,資料處理中的動校速度分析中主要是對短排列 , 而由于油氣勘探的需要 , 中長排列觀測越來越重要。此時 , 人們發(fā)現(xiàn)中長排列動校時 , 不能很好擬合。實際觀 測走時曲線大大偏離于所期望的走時曲線 , 而這通過各向同性是無法解釋的。從各向異性角 度 , 這些偏差信息還是提取地球內(nèi)部各向異性的最重要的資源,多分量地震勘探主要研究,各向異性介質(zhì)中地震波傳播規(guī)律研究 各向異性介質(zhì)中多分量地震記錄的數(shù)值模擬; 各向異性介質(zhì)中三分量地震記錄的 疊前偏移技術(shù) 復(fù)雜介質(zhì)地震波場的參數(shù)反演 橫波分裂與各向異性反演。 多分

32、量數(shù)據(jù)野外采集 多分量數(shù)據(jù)處理(靜校正,轉(zhuǎn)換波成像，速度分析） 多分量數(shù)據(jù)解釋,多分量轉(zhuǎn)換波地震數(shù)據(jù)采集,多分量轉(zhuǎn)換波地震技術(shù)具有獨特的優(yōu)點 :（1） 成本優(yōu)于純橫潑勘探 , 而所得信息卻多 (2) 入射為縱波 , 反射為橫波 , 它具有兩種波的長處 , 信噪比較高 s 頻帶較寬 , 靜校正值 較小 , 而且有較大的勘探深度。此外轉(zhuǎn)換波勘探的野外采集技術(shù)成勤、投資少 , 室內(nèi)的處理 解釋技術(shù)在這幾年也獲得了較大的發(fā)展 , 因此成為近幾年地球物理界研究和應(yīng)用的熱點 。,多分量轉(zhuǎn)換波地震數(shù)據(jù)采集,當(dāng)前對橫波的觀測也采用與縱波相似的方式 , 高覆蓋次數(shù)、大量檢波器組合。野外接 收因素的考慮原則與縱波

33、勘探是相似的。由于橫波的頻率較低、速度低 ( 到時較晚 ), 所以 常采用低頻檢波器、大偏移距和小道距接收。若以 p-sv 轉(zhuǎn)換波為觀測對象時 , 為了同時 獲得縱波資料 , 往往采用聯(lián)合觀測系統(tǒng)。,橫波時窗,多分量轉(zhuǎn)換波觀測系統(tǒng)的設(shè)計必須兼顧縱波和橫波。從理論分析上 , 在室內(nèi)階段就要結(jié)合工區(qū)的地質(zhì)情況確定轉(zhuǎn)換橫波和縱波接收的時窗。橫波能量分配問題的討論與縱波情況 相類似 ,采集還要考慮的問題,觀測系統(tǒng)設(shè)計 測線布置 耦合 激發(fā)井深與藥量 偏移距,多分量轉(zhuǎn)換波地震數(shù)據(jù)處理,當(dāng)在各向異性介質(zhì)中用縱波震源激發(fā)，用三分量檢波器接收時，在垂直分量的記錄上既有縱波反射波的反射，又會存在轉(zhuǎn)換反射波的記錄

34、。同理，在徑向的水平分量（x）的記錄上也存在縱波反射波和轉(zhuǎn)換反射波。在進行轉(zhuǎn)換波處理之前，應(yīng)進行波場分離，將水平分量和垂直分量中的縱波和轉(zhuǎn)換波分離出來。在得到轉(zhuǎn)換波后，即可進行轉(zhuǎn)換波的處理。轉(zhuǎn)換 p-sv 波不同于縱波反射之處在于其射線路徑的不對稱性。因此，即使對水平層狀介質(zhì)，利用多次覆蓋共中心點觀測技術(shù)也得不到來自同一反射點的反射。對于轉(zhuǎn)換波而言，共中心點道集不再是共反射點道集。因此，常規(guī)的縱波抽道集，速度分析，動校疊加和偏移等都不能用于處理轉(zhuǎn)換波,多分量轉(zhuǎn)換波地震數(shù)據(jù)處理,以轉(zhuǎn)換波的抽道集、波場分離、靜動校正和水平疊加等最為關(guān)鍵。另一種處理思路，多分量地震資料的疊前偏移也是很有開發(fā)前景的一

35、門技術(shù),抽道集,在多分量轉(zhuǎn)換波地震勘探中，由于轉(zhuǎn)換波的轉(zhuǎn)換點（波型轉(zhuǎn)換點，也是反射點）不在炮檢中心點上，因而常規(guī)p波處理中的cmp道集處理方法無法使用，否則會形成非同相疊加，破壞信號的信噪比。p-sv 波轉(zhuǎn)換點的精確位置對抽道集、動校正和疊加都很重要。,抽道集,波場分離,由于近地表存在低速帶，當(dāng)反射波傳播到地表時，其射線路徑是近似垂直于地面的。所以在一定偏移距內(nèi)，反射縱波主要在 z 分量上，反射轉(zhuǎn)換橫波主要在水平分量上。利用縱波和轉(zhuǎn)換波的速度差異，把波場從時間和空間域變換到時間和空間的平方域，然后作- p變換，根據(jù)所選擇的截斷速度，消除縱波或轉(zhuǎn)換波，實現(xiàn)縱波波場和轉(zhuǎn)換波波場的分離。 目前用于波

36、場分離的主要方法已有不少，主要有-p變換法、 f -k 濾波法、偏振濾波法、波動方程法等。,多波資料靜校正,在多波的數(shù)據(jù)處理中，靜校正是一個十分重要的環(huán)節(jié)。從某種意義來講，靜校正的好壞對橫波剖面的影響要比縱波的大得多。其原因在于縱波速度僅與潛水面有關(guān)，而潛水面的變化比較穩(wěn)定，而橫波速度主要與巖性有關(guān)，與潛水面關(guān)系不大。砂粒的大小和壓實程度決定橫波速度。通常，橫波速度比縱波速度小很多，所以橫波的靜校正量很大，且變化也劇烈，做好靜校正處理十分重要。 由于轉(zhuǎn)換波的低速層的厚度與速度與縱波不同，轉(zhuǎn)換波靜校正與縱波靜校正不同點是接收點的靜校正量不同。,干擾波分析,水平分量旋轉(zhuǎn),水平分量旋轉(zhuǎn),共轉(zhuǎn)換點計算

37、,三維轉(zhuǎn)換波靜校正前（左）后（右）inline疊加剖面對比,轉(zhuǎn)換波,縱波,最終疊加成果,地震勘探新方法,采集 常規(guī)：地面激發(fā)、地面接收，主頻20-40hz vsp：地面激發(fā)、井中接收 零偏、非零偏、walkway、三維、隨鉆vsp 井間地震：井中激發(fā)、井中接收 四維地震：多次采集 多波多分量：縱波、橫波激發(fā)。 山地地震： 高分辨率采集 高密度采集,高密度地震采集技術(shù),常規(guī)地震采集,高密度地震采集,單點接收，不組合 小道距 刻度子波 動態(tài)范圍大、高頻豐富,高密度地震數(shù)據(jù)特點及分析,噪聲水平高 去噪問題,實際高密度采集地震資料，噪音問題嚴重,資料潛力大 小道距，空間采樣率高，橫向分辨率高，處理復(fù)雜

38、介質(zhì)問題。 橫向高分辨處理、復(fù)雜地表靜校正 高頻信息豐富，垂向分辨率高。 高分辨率處理、高頻衰減補償 刻度子波。 有利于高頻衰減補償,高密度地震數(shù)據(jù)特點及分析,高密度地震勘探技術(shù)現(xiàn)狀,國外 以westerngeco的q系統(tǒng)、cgg的eye d、pgs 的hd3d為代表，工業(yè)界已初步形成了高精度地震采集技術(shù)和設(shè)備，并進行了應(yīng)用試驗，取得了一些高質(zhì)量的資料。 國內(nèi) 中海油和東方地球物理公司進行了高密度地震數(shù)據(jù)的采集試驗與分析。,高密度數(shù)據(jù)與常規(guī)數(shù)據(jù)的比較， 利用高密度數(shù)據(jù)處理能達到150hz頻率的數(shù)據(jù),高密度地震勘探技術(shù)現(xiàn)狀實例,實際油田數(shù)據(jù)偏移效果對比,高密度地震勘探技術(shù)現(xiàn)狀實例,高密度地震勘探

39、技術(shù)現(xiàn)狀實例,2006seg,peng xiao,bgp,25m道間距采集資料,5m道間距采集資料,高密度地震勘探技術(shù)現(xiàn)狀準噶爾實例,高密度地震數(shù)據(jù),單點接收小道距,不組合,動態(tài)范圍寬，高頻豐富,刻度子波,去噪問題,靜校正問題,高分辨率處理,高分辨率,噪聲水平高,處理復(fù)雜地表問題,衰減補償,衰減補償問題,高密度地震數(shù)據(jù)處理,地震勘探新方法,處理 預(yù)處理：解編、道編輯、振幅補償、觀測系統(tǒng) 去噪和靜校正 反褶積 速度分析 動校正和疊加 剩余靜校 偏移,分頻補償,去噪：小波變換、自適應(yīng)、拉動變換、圖形圖像學(xué) 靜校正：分頻靜校正、折射靜校正、層析靜校正、延拓靜校正,非雙曲動校正 各向異性動校正,疊后深

40、度 疊前時間 疊前深度 偏移速度分析 dmo,為什么要作靜校正,常規(guī)處理假設(shè) 水平地表 水平層狀介質(zhì) 實際情況 地表起伏 低降速帶厚度變化 表層速度橫向變化 表層速度低，引起的時移大。,靜校正的概念,降低起伏地表影響 炮點、檢波點位置校正 降低表層速度橫向變化影響 速度替換 地表一致性靜態(tài)時間校正 一致性：時間校正量只依賴于炮點、檢波點位置 靜：整體時移。,主要靜校正方法,高程靜校正 地表起伏 表層速度橫向變化不大 折射波靜校正 表層起伏 表層速度橫向變化緩慢 穩(wěn)定的折射層,主要靜校正方法,層析靜校正 表層速度橫向變化較劇烈 沒有穩(wěn)定的折射層 延拓靜校正 表層速度變化劇烈 地表一致性剩余靜校正

41、 非地表一致性剩余靜校正,層析靜校正,該方法的基本思想是，首先用層析成像的方法反演出表層的速度剖面，然后用所得的速度剖面計算靜校正量。 利用有限差分計算旅行時， 利用同時迭代重建技術(shù)（sirt） 求取表層速度 該方法具有縱橫向變速優(yōu)勢，適應(yīng)速度任意變化的復(fù)雜表層模型，適應(yīng)性強，精度高，能求出復(fù)雜地區(qū)的近地表層速度結(jié)構(gòu)，為消除近地表異常對地震資料的影響提供一種有效的手段，能對水平地表、起伏地表、層狀介質(zhì)、連續(xù)介質(zhì)、層狀連續(xù)介質(zhì)以及縱、橫向速度漸變和突變的多種理論模型進行反演，,層析靜校正,層析靜校正,測線沿水平地表，炮點從0m到600m,炮點距為6m，共101炮，檢波點從0m到600m,檢波點距

42、為6m，共100個檢波點。在反演過程中，在水平方向取201個格點，在深度方向取41個格點，這樣在反演過程中，共有20141個自由度。,波動方程延拓靜校正,常規(guī)的時移法基準面校正是建立在地震反射波垂直傳播到觀測面這個假設(shè)條件基礎(chǔ)上的， 建立在kirchhoff積分法基礎(chǔ)上的波場延拓靜校正方法，與時移法比，在精度上有較大提高，但kirchhoff積分法是在光滑介質(zhì)、遠場近似條件下成立的，該方法不能很好地考慮波的動力學(xué)特征。 本項目研究了一種基于波動方程的波場延拓靜校正方法，該方法可以很好地考慮波的動力學(xué)特征，因而具有較高的精度。,波動方程反演延拓靜校正,數(shù)值模擬,速度模型,數(shù)值模擬,第50炮共炮點

43、道集,原始記錄,時移靜校正后,反演延拓后,數(shù)值模擬,對應(yīng)第250個接收點的共接收點道集,原始記錄,時移靜校正后,反演延拓后,數(shù)值模擬,第500個cdp點的共中心點道集,原始記錄,時移靜校正后,反演延拓后,數(shù)值模擬,兩種方法疊加剖面比較圖,時移方法,延拓,數(shù)值模擬二,速度模型 炮點間距12米，接收點間距12米，每炮200道接收，中間放炮，起始炮點位置200米，共300炮,數(shù)值模擬二,共炮點道集,原始記錄,反演延拓靜校正后,數(shù)值模擬二,原始記錄,反演延拓靜校正后,共接收點道集,數(shù)值模擬二,原始記錄,反演延拓靜校正后,共中心點道集,數(shù)值模擬二,不做靜校正的疊加剖面,數(shù)值模擬二,用真實速度常規(guī)靜校正疊

44、加結(jié)果,數(shù)值模擬二,反演延拓后，疊加剖面,地震勘探新方法,處理 預(yù)處理：解編、道編輯、振幅補償、觀測系統(tǒng) 去噪和靜校正 反褶積 速度分析 動校正和疊加 剩余靜校 偏移,分頻補償,去噪：小波變換、自適應(yīng)、拉動變換、圖形圖像學(xué) 靜校正：分頻靜校正、折射靜校正、層析靜校正、延拓靜校正,非雙曲動校正 各向異性動校正,疊后深度 疊前時間 疊前深度 偏移速度分析 dmo,地震勘探新方法,解釋：構(gòu)造解釋 屬性分析 地質(zhì)統(tǒng)計學(xué) 反演：疊后反演、疊前反演（ei） avo 油藏描述 裂縫預(yù)測 信息融合技術(shù) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),裂縫預(yù)測技術(shù)簡介,裂縫性油氣藏的產(chǎn)量占目前全世界石油天然氣總產(chǎn)量的一半以上，據(jù)估計，21 世紀全球

45、油氣增儲上產(chǎn)的重要領(lǐng)域之一便是裂縫性油氣藏。然而，裂縫性油氣藏由于孔隙度低、非均質(zhì)性強且裂縫分布復(fù)雜，與孔隙性油氣藏有本質(zhì)的區(qū)別，使得對裂縫性油氣藏的研究成為當(dāng)今世界石油界的熱點。,裂縫預(yù)測技術(shù)簡介,儲層中裂縫的發(fā)育是一定的地質(zhì)、巖石物理條件造成的。構(gòu)造運動、構(gòu)造應(yīng)力場以及巖石力學(xué)性質(zhì)等多種因素共同制約了裂縫的特征和分布規(guī)律。儲層厚度、巖石顆粒、結(jié)構(gòu)等影響著裂縫的發(fā)育。地層所處的構(gòu)造位置、斷裂體系、構(gòu)造形變等與地層應(yīng)力相關(guān)的因素，既影響裂縫的發(fā)育程度，又控制著裂縫的橫向展布特征。溶蝕作用等則對裂縫的縱向分布特征有影響。,裂縫預(yù)測技術(shù)簡介,地震資料中包含了裂縫的信息，地震方法是識別裂縫型儲層的重

46、要手段，其基礎(chǔ)是各向異性理論。地球物理學(xué)家們從 20 世紀 50 年代開始，展開了對各向異性介質(zhì)中波的傳播規(guī)律的研究，研究裂縫介質(zhì)中波的運動學(xué)、動力學(xué)特征，尋找檢測裂縫的途徑。,裂縫預(yù)測技術(shù)簡介,有關(guān)裂縫預(yù)測的方法主要有三大類： 一是基于成因分析的預(yù)測方法。它主要在從裂縫形成條件出發(fā)，如裂縫發(fā)育的有利構(gòu)造部位、有利沉積相帶、有利巖性、有利厚度等，間接預(yù)測裂縫發(fā)育帶。 二是地震橫波預(yù)測法。因為橫波在裂隙介質(zhì)中分裂為快、慢橫波(橫波雙折射)，通過對地震資料的坐標變換得到橫波的多個分量，這樣就可以得到我們所需的信息，進而實現(xiàn)裂縫檢測。 三是基于裂縫縱波地震響應(yīng)屬性的預(yù)測方法。通過分析裂縫縱波的地震響

47、應(yīng)特征，如相干體、振幅、波阻抗、吸收系數(shù)、地層曲率、分頻屬性、屬性體和屬性差異體，直接預(yù)測裂縫的展布特征。,裂縫預(yù)測技術(shù)簡介,三大類裂縫預(yù)測方法中，基于成因分析的預(yù)測方法只能對裂縫進行間接預(yù)測。地震橫波在裂縫檢測上具有相對的優(yōu)勢，但由于成本和處理技術(shù)等問題，近期難以推廣應(yīng)用?？v波地震預(yù)測方法則是一種既直接又現(xiàn)實的裂縫預(yù)測方法，但目前仍處于探索階段，值得做進一步系統(tǒng)的研究。,裂縫預(yù)測技術(shù)簡介,利用縱波地震資料進行裂縫預(yù)測的研究主要集中在地震正演模擬、速度分析、屬性分析、avo 分析、分形技術(shù)等方面。 在儲層裂縫物理模型實驗中,主要研究裂縫屬性與縱橫波屬性(橫波分裂、p 波方位等)的關(guān)系 利用速度

48、分析技術(shù)，可以定性檢測裂縫分布。fritz 等通過拾取不同層位的疊加速度并進行對比異常分析，預(yù)測 austin 白云巖裂縫性儲層的含油氣性。,裂縫預(yù)測技術(shù)簡介,對于多屬性數(shù)據(jù)體及屬性差異數(shù)據(jù)體進行相干分析，則可以發(fā)現(xiàn)小尺度斷層和裂縫。所采用的相干算法，自 1995 年 bahorich 和 farmer 提出以來，經(jīng)歷了從基于互相關(guān)，到利用多道相似性，再到基于特征結(jié)構(gòu)的算法發(fā)展。不同尺度的地質(zhì)現(xiàn)象，反映在地震資料上，將是其優(yōu)勢頻帶的差異，選取更能指示裂縫特征的地震頻譜帶，由相應(yīng)的頻率切片，能夠檢測裂縫的參數(shù)。,裂縫預(yù)測技術(shù)簡介,p 波在各向異性介質(zhì)中平行或垂直裂縫傳播時具有振幅隨方位角變化的特

49、性（ava），可以利用這一點，研究振幅變化，從而預(yù)測儲層裂縫。,主要內(nèi)容,縱波疊后地震資料裂縫預(yù)測技術(shù) 縱波疊前地震資料裂縫預(yù)測技術(shù),縱波疊后地震資料裂縫預(yù)測技術(shù),地震三維相干數(shù)據(jù)體 相干技術(shù)是通過地震道的相似性分析，將三維振幅數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為相關(guān)系數(shù)數(shù)據(jù)體，突出不相關(guān)異常的分析技術(shù)。其機理認為地層是連續(xù)的，即使橫向上有變化也是一種漸變過程，地震波在橫向上有相似性。當(dāng)?shù)貙又写嬖谔囟ǖ牡刭|(zhì)現(xiàn)象時，如斷層、尖滅、裂縫等，相似性就受到破壞，表現(xiàn)為邊緣突變的非相似性。通過相似部分或非相似部分的縱橫向連續(xù)作圖，就可辨別出人工無法連續(xù)識別的與構(gòu)造斷裂、沉積地層和沉積體系有關(guān)的地質(zhì)目標，結(jié)合鉆井、測井等資料就可以對目標層段以多種不同方式劃定各種斷裂及隱蔽的地質(zhì)特征。目前較流行的相干算法為基于互相關(guān)和基于相似的二種算法。,與裂縫有關(guān)的地震屬性參數(shù),地震屬性是基于地震數(shù)據(jù)的測量，例如包絡(luò)振幅、瞬時頻率、偏振、速度