三維地震勘探概述課件

1、第二章第二章 三維地震勘探技術(shù)三維地震勘探技術(shù)第一節(jié) 三維地震勘探概述第二節(jié) 三維地震勘探資料的采集第三節(jié) 三維地震勘探資料的處理第四節(jié) 三維地震勘探的資料解釋與應(yīng)用 本章主要參考書：1三維地震勘探 郝均等編著 石油工業(yè)出版社2三維地震勘探方法 馬在田編 石油工業(yè)出版社3三維地震資料解釋 AR布朗著 石油工業(yè)出版社勘探地震學(xué)資料解釋的基礎(chǔ)與應(yīng)用 楊寶俊等編著地質(zhì)出版社5. 復(fù)雜地表地區(qū)地震勘探實(shí)例 張德忠主編 石油工業(yè)出版社三維構(gòu)造圖（右）和二維構(gòu)造圖（左）第一節(jié) 概述一、二維地震勘探存在問題1、構(gòu)造勘探問題：復(fù)雜波場(chǎng)不能準(zhǔn)確偏移歸位第一節(jié) 概述一、二維地震勘探存在問題1、構(gòu)造勘探問題：復(fù)雜波

2、場(chǎng)不能準(zhǔn)確偏移歸位第一節(jié) 概述一、二維地震勘探存在問題1、構(gòu)造精度問題：復(fù)雜波場(chǎng)不能準(zhǔn)確偏移歸位 地下的地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)大多數(shù)都不能滿足二維地震勘探所假設(shè)的條件。二維地震勘探要求地下的構(gòu)造形態(tài)只在一個(gè)垂直于深度的方向上變化，譬如說只在X方向上有變化，而在Y方向上構(gòu)造形態(tài)要完全一致，即無(wú)變化。只有在此條件下，二維地震勘探的原理和公式才是基本正確的。這里僅為基本正確，還因?yàn)橐苟S勘探原理真正得到滿足，還要求震源是線性的即震源為垂直測(cè)線方向的一條無(wú)限長(zhǎng)的震源線。在實(shí)際工作中，這兩個(gè)條件都是不能滿足的，因此二維地震勘探只能是近似的。2、巖性勘探：不能準(zhǔn)確地描述地質(zhì)體空間分布的形態(tài) 第一節(jié) 概述一、二維地

3、震勘探存在問題實(shí)際含氣區(qū)二維資料預(yù)測(cè)區(qū) 三維地震勘探是炮、檢波點(diǎn)在地表全方位布設(shè)、進(jìn)行面積觀測(cè)的一種地震勘探方法。它可以提供高分辨率、高信噪比、高保真度的有關(guān)地下三維地質(zhì)體的精確資料，是解決復(fù)雜地區(qū)構(gòu)造和巖性問題不可缺少的重要手段。第一節(jié) 概述二、三維地震勘探優(yōu)勢(shì) 三維地震勘探與二維地震勘探相比，有以下幾個(gè)方面的優(yōu)越性：三維地震勘探所取得的數(shù)據(jù)齊全完整，準(zhǔn)確可靠，有長(zhǎng)期的保存價(jià)值；三維地震勘探的觀測(cè)資料對(duì)于研究復(fù)雜構(gòu)造，在當(dāng)前所用地震波的縱橫向分辨率允許的范圍內(nèi)都可以基本查清；三維地震勘探的觀測(cè)資料包含了地震波的各種信息，它對(duì)振幅有更大的保真度，相位數(shù)據(jù)更齊全。這對(duì)研究地震波成像和反演求逆的研

4、究更為有利。因此，三維勘探所得到的資料更有利于研究地層的巖性；三維地震勘探資料的完整統(tǒng)一性以及顯示技術(shù)的現(xiàn)代化，推動(dòng)了解釋向自動(dòng)化和人機(jī)交互解釋系統(tǒng)的發(fā)展，為解釋工作使用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)提供了條件，縮小了解釋工作落后于地震數(shù)據(jù)采集和資料處理技術(shù)發(fā)展的差距第一節(jié) 概述二、三維地震勘探優(yōu)勢(shì)它是獲得地下構(gòu)造和巖性的精確地震成像的最佳它是獲得地下構(gòu)造和巖性的精確地震成像的最佳方法，目前還沒有其它方法可以與其相比，它可方法，目前還沒有其它方法可以與其相比，它可使鉆井成功率更高；使鉆井成功率更高；高分辨率有助于發(fā)現(xiàn)可能忽視的油氣儲(chǔ)量；高分辨率有助于發(fā)現(xiàn)可能忽視的油氣儲(chǔ)量；其資料可用作儲(chǔ)層特征描述，是油藏描述的

5、有效其資料可用作儲(chǔ)層特征描述，是油藏描述的有效地球物理方法，可大規(guī)模提供有關(guān)儲(chǔ)層特征的信地球物理方法，可大規(guī)模提供有關(guān)儲(chǔ)層特征的信息，可提供高采樣密度的儲(chǔ)層數(shù)據(jù)；息，可提供高采樣密度的儲(chǔ)層數(shù)據(jù)；可作時(shí)間推移三維地震監(jiān)測(cè)（用于油田開發(fā)、查可作時(shí)間推移三維地震監(jiān)測(cè)（用于油田開發(fā)、查明剩余油分布等）明剩余油分布等）第一節(jié) 概述三、三維地震勘探能力復(fù)雜構(gòu)造勘探 查明因斷層發(fā)育、地層產(chǎn)狀變化大而引起的繞射波、側(cè)面波等干涉嚴(yán)重的復(fù)雜斷裂構(gòu)造區(qū)，以及鹽丘、礁塊、地層尖滅、不整合、微型構(gòu)造等；地層巖性和沉積特征研究 結(jié)合鉆井資料研究地層巖性的平面和空間變化；油田勘探開發(fā) 幫助制定或調(diào)整油田勘探開發(fā)方案，在油田

6、開發(fā)過程中監(jiān)測(cè)油藏動(dòng)態(tài)第一節(jié) 概述四、三維地震勘探應(yīng)用范圍1、震源線 source line 激發(fā)點(diǎn)在該線上以一定的間隔、規(guī)律分布激發(fā)點(diǎn)在該線上以一定的間隔、規(guī)律分布。2、接收線 receiver line 檢波器以一定的間隔在該線分布。檢波器以一定的間隔在該線分布。3、縱線方向in-line 與接收線平行。與接收線平行。4、橫線方向x-line(crossline) 與接收線垂直。與接收線垂直。第一節(jié) 概述五、三維地震勘探術(shù)語(yǔ)4、子區(qū) box 兩條相鄰的接收線和兩條相鄰的震源線所組成兩條相鄰的接收線和兩條相鄰的震源線所組成的區(qū)域。的區(qū)域。5、排列片 patch 某一炮激發(fā)時(shí)，所有參與接收的檢

7、波器組成某一炮激發(fā)時(shí)，所有參與接收的檢波器組成該炮的排列片。該炮的排列片。6、線束 swath 炮點(diǎn)滾動(dòng)一次的接收線數(shù)。炮點(diǎn)滾動(dòng)一次的接收線數(shù)。第一節(jié) 概述五、三維地震勘探術(shù)語(yǔ)7、面元 cmp bin 1/21/2的炮線距的炮線距* *1/21/2的接收線距的接收線距8、覆蓋次數(shù) fold在一個(gè)在一個(gè)CMPCMP面元內(nèi)被疊加的次數(shù)面元內(nèi)被疊加的次數(shù)9、最小炮檢距 Xmin(最大最小炮檢距）每個(gè)子區(qū)內(nèi)，都有一個(gè)炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)對(duì)的最小距離，對(duì)全工區(qū)內(nèi)所有的每個(gè)子區(qū)內(nèi)，都有一個(gè)炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)對(duì)的最小距離，對(duì)全工區(qū)內(nèi)所有的子區(qū)來(lái)說這個(gè)距離是不同的，其中距離最大的那個(gè)就是最大最小炮檢子區(qū)來(lái)說這個(gè)距離是不同的

8、，其中距離最大的那個(gè)就是最大最小炮檢距。距。10、最大炮檢距 Xmax一個(gè)排列片內(nèi)炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)的最大距離。一個(gè)排列片內(nèi)炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)的最大距離。11、偏移孔經(jīng) migration aperture（滿覆蓋區(qū)）為了使傾斜同相軸或繞射點(diǎn)正確成像而必須加在三維測(cè)區(qū)上邊緣區(qū)域的為了使傾斜同相軸或繞射點(diǎn)正確成像而必須加在三維測(cè)區(qū)上邊緣區(qū)域的寬度。寬度。1212、最大非縱距：一束線中炮點(diǎn)與檢波點(diǎn)垂直、最大非縱距：一束線中炮點(diǎn)與檢波點(diǎn)垂直INLINEINLINE方向的最大距離。方向的最大距離。第一節(jié) 概述五、三維地震勘探術(shù)語(yǔ)13、炮密度：每平方千米內(nèi)放炮的次數(shù)。第一節(jié) 概述五、三維地震勘探術(shù)語(yǔ)14、方位角：每

9、個(gè)CMP面元內(nèi)包含許多炮檢對(duì)的中心點(diǎn)。這些炮檢對(duì)之間距離叫炮檢距；這些炮檢對(duì)的連線與正北線構(gòu)成了方位角。檢波線炮線面元第一節(jié) 概述五、三維地震勘探術(shù)語(yǔ)覆蓋次數(shù)是影響面元內(nèi)炮檢距分布均勻程度的最主要的原因 炮檢距分布棒狀圖炮檢距分布棒狀圖一個(gè)面元當(dāng)成一個(gè)圖，橫坐標(biāo)為實(shí)際坐標(biāo)，縱坐標(biāo)表示炮檢距一個(gè)面元當(dāng)成一個(gè)圖，橫坐標(biāo)為實(shí)際坐標(biāo)，縱坐標(biāo)表示炮檢距第一節(jié) 概述五、三維地震勘探術(shù)語(yǔ) 1三維工區(qū)的確定工區(qū)面積的確定要綜合考慮以下幾點(diǎn)：地下勘探面積A0即需要搞清楚的地下主要目的層面積，應(yīng)根據(jù)具體地質(zhì)任務(wù)劃定的范圍設(shè)計(jì)，實(shí)際生產(chǎn)中可預(yù)先根據(jù)以前所做的地震和鉆井工作大致確定，然后考慮其它因素，最后確定；滿覆蓋

10、面積偏移范圍的確定指傾斜地層在偏移處理中使其恢復(fù)到正確的地下位置所應(yīng)移動(dòng)的水平距離， 對(duì)一個(gè)傾斜反射同相軸進(jìn)行偏移時(shí)的最大距離是： 第一節(jié) 三維地震資料采集一、采集要求 X1=Ztg 或 X1=Vt0sin/2其中：Z深度，最深目的層的最大傾角，V平均速度，t0Z對(duì)應(yīng)的垂直反射時(shí)顯然，這個(gè)擴(kuò)大范圍的估算由目的層的深度和傾角決定。 由這個(gè)“偏移帽沿”X1擴(kuò)大后A0變成了A1滿覆蓋面積，但還應(yīng)加上覆蓋次數(shù)漸減帶和附加段，最后得到第一節(jié) 三維地震資料采集一、采集要求實(shí)際施工面積A2它應(yīng)是地下勘探面積+各周邊目的層所需的偏移孔徑、覆蓋次數(shù)漸減帶和附加段的綜合考慮。圖中的X2應(yīng)有觀測(cè)系統(tǒng)決定。而且各方向

11、上的X1、X2不一定完全相等。第一節(jié) 三維地震資料采集一、采集要求第一節(jié) 三維地震資料采集一、采集要求2各個(gè)面元內(nèi)的覆蓋次數(shù)要求：各面元內(nèi)覆蓋次數(shù)相同3各面元內(nèi)的炮檢距組合設(shè)計(jì)三維采集參數(shù)時(shí)要求各個(gè)面元內(nèi)的炮檢距組合相同4各個(gè)面元內(nèi)的道具有相同的方位角組合 設(shè)計(jì)觀測(cè)系統(tǒng)和采集參數(shù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)任務(wù)的要求，綜合考慮地形、地貌、地物、交通條件以及裝備等諸多因素，選擇最佳。1。采集參數(shù)共有7項(xiàng)主要參數(shù)：面元邊長(zhǎng)、覆蓋次數(shù)、最大的最小炮檢距、最大炮檢距、偏移孔徑、覆蓋漸減帶和記錄長(zhǎng)度。第一節(jié) 三維地震資料采集二、觀測(cè)系統(tǒng)和采集參數(shù)第一節(jié) 三維地震資料采集二、觀測(cè)系統(tǒng)和采集參數(shù)1、采集參數(shù)面元邊長(zhǎng)b指的

12、是疊加道范圍的邊長(zhǎng)。為了防止產(chǎn)生偏移假頻（混疊現(xiàn)象），面元邊長(zhǎng)應(yīng)滿足： bx Vrms/(4fmaxsin x) by Vrms/(4fmaxsin y)式中：bx、 by縱、橫方向面元邊長(zhǎng), x 、 y縱、橫方向地層傾角， Vrms均方根速度，fmax 反射波的最高頻率為了獲得好的橫向分辨率，要求面元邊長(zhǎng)滿足： byVint/(2fdom)式中：Vint目的層上覆層的層速度,fdom反射波的優(yōu)勢(shì)頻率一般情況下，道距是接收線方向面元邊長(zhǎng)的2倍，CMP點(diǎn)距和面元邊長(zhǎng)是同一數(shù)值。覆蓋次數(shù)N 縱測(cè)線方向覆蓋次數(shù)NX應(yīng)滿足：NX = n/(2dx) 橫測(cè)線方向覆蓋次數(shù)NY應(yīng)滿足： NY= PR/(2d

13、y)式中： n排列內(nèi)一條接收線的道數(shù)，dx縱向上激發(fā)點(diǎn)移動(dòng)的道數(shù)；dy束線之間接收線移動(dòng)距離相當(dāng)?shù)牡罃?shù)，P排列不動(dòng)所需的激發(fā)點(diǎn)數(shù)，R接收線數(shù)；總覆蓋次數(shù)N則為： N = NX NY最大的最小炮檢距XminXmin是“子區(qū)”（由兩條相鄰接收線和兩條相鄰激發(fā)線構(gòu)成）中心點(diǎn)的CMP面元的最小炮檢距，也是該子區(qū)內(nèi)所有CMP面元中最小炮檢距中的最大者。一般等于11.2倍的最淺目的層深度。第一節(jié) 三維地震資料采集二、觀測(cè)系統(tǒng)和采集參數(shù)1、采集參數(shù)最大炮檢距XmaxXmax的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮下列因素：近似等于目的層深度，主要目的層反射應(yīng)避開直達(dá)波、初至折射波的干涉，小于最深目的層臨界折射炮檢距，滿足速度鑒別精度的

14、要求 使動(dòng)校正拉伸對(duì)信號(hào)的影響較小，滿足消除多次波的要求等。偏移孔徑M其設(shè)計(jì)應(yīng)考慮：大于第一菲涅爾帶半徑；大于Ztg30（Z為最深目的層的深度），以使繞射波能量很好收斂；大于傾斜層偏移的橫向移動(dòng)距離 ： M Ztgmax偏移孔徑應(yīng)取三項(xiàng)中的最大值。第一節(jié) 三維地震資料采集二、觀測(cè)系統(tǒng)和采集參數(shù)1、采集參數(shù)覆蓋次數(shù)漸減帶覆蓋次數(shù)漸減帶大約等于0.2Xmax記錄長(zhǎng)度應(yīng)足以記錄偏移孔徑內(nèi)的繞射尾部和目的層，一般應(yīng)比最深目的層反射T0時(shí)間長(zhǎng)1秒。第一節(jié) 三維地震資料采集二、觀測(cè)系統(tǒng)和采集參數(shù)1、采集參數(shù)第一節(jié) 三維地震資料采集二、觀測(cè)系統(tǒng)和采集參數(shù)2、觀測(cè)系統(tǒng) 觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要原則 在一個(gè)炮點(diǎn)道集或

15、一個(gè)共CDP道集內(nèi)應(yīng)當(dāng)有均勻分布的地震道。 炮檢距應(yīng)當(dāng)是從小到大均勻分布，能夠保證同時(shí)勘探淺、中、深各個(gè)目的層。使觀測(cè)系統(tǒng)即能保證取得各目的層的有用反射波信息，又能用來(lái)進(jìn)行速度分析。在一個(gè)CDP道集內(nèi)各炮檢距連線的方位方向應(yīng)盡可能地比較均勻地分布在共中心點(diǎn)的360的方位上。這樣一個(gè)面元上的地震道是從各個(gè)方向入射到這個(gè)面元上的，使三維的共中心點(diǎn)疊加具有真實(shí)體現(xiàn)三維反射波的特點(diǎn)。第一節(jié) 三維地震資料采集二、觀測(cè)系統(tǒng)和采集參數(shù)2、觀測(cè)系統(tǒng) 觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要原則 各地下點(diǎn)的覆蓋次數(shù)應(yīng)盡可能相同或接近，在全區(qū)范圍內(nèi)分布是均勻的，以保證反射記錄振幅均勻、頻率成分均勻，從而才能保證地震記錄特征穩(wěn)定，使地震

16、記錄特征的變化與地質(zhì)變化相聯(lián)系，有利于對(duì)復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)和巖性的研究。三維觀測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還受地面條件的制約。因此在設(shè)計(jì)前還要對(duì)施工地區(qū)進(jìn)行較詳細(xì)的調(diào)查。如地面條件允許，將采用規(guī)則的測(cè)網(wǎng)進(jìn)行三維地震觀測(cè)；如地面條件不允許，只能采用不規(guī)則測(cè)網(wǎng)進(jìn)行三維觀測(cè)。 十字型觀測(cè)系統(tǒng) 這是規(guī)則型觀測(cè)系統(tǒng)中最基本的形式，由它可衍生或組合出多種類型的觀測(cè)系統(tǒng)，如L型、T型或組合成寬十字型等等。 這類觀測(cè)系統(tǒng)可將地下網(wǎng)格面積分布在需要勘探的地區(qū)，如湖泊、村鎮(zhèn)等。在進(jìn)行小面積三維觀測(cè)時(shí)，用多道儀器、多個(gè)炮點(diǎn)即可完成野外采集。規(guī)則型觀測(cè)系統(tǒng)所謂規(guī)則型觀測(cè)系統(tǒng)，即炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)網(wǎng)格都按一定規(guī)律分布。第一節(jié) 三維地震資料采集二、

17、觀測(cè)系統(tǒng)和采集參數(shù)2、觀測(cè)系統(tǒng)組合型觀測(cè)系統(tǒng)從炮點(diǎn)和接收點(diǎn)的分布關(guān)系上，可基本分為垂直型、平行型和斜交型。垂直型觀測(cè)系統(tǒng)該系統(tǒng)一般是由十字型觀測(cè)系統(tǒng)組合或衍生而來(lái)，主要有垂直式柵狀系統(tǒng)和地震線束觀測(cè)系統(tǒng)。線束觀測(cè)系統(tǒng)是目前三維地震最廣泛使用的類型。它是由多條平行的接收排列和垂直的炮點(diǎn)組成，其基本形式如右圖和后面圖件所示。第一節(jié) 三維地震資料采集二、觀測(cè)系統(tǒng)和采集參數(shù)2、觀測(cè)系統(tǒng)線束狀觀測(cè)系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)是：可以獲得從小到大均勻的炮檢距和均勻的覆蓋次數(shù)，適應(yīng)于復(fù)雜地質(zhì)條件的三維地震勘探；此外，在多居民點(diǎn)、多農(nóng)田地區(qū)，可以改變偏移距和發(fā)炮方向進(jìn)行施工，亦可獲得滿意的結(jié)果。野外施工時(shí)，一排炮點(diǎn)逐點(diǎn)激發(fā)后，炮

18、點(diǎn)和接收排列同時(shí)沿前進(jìn)方向滾動(dòng)，再進(jìn)行下一排炮點(diǎn)的激發(fā)，直到完成整條線束面積。然后垂直于原滾動(dòng)方向整個(gè)移動(dòng)炮點(diǎn)排列和接收排列，重復(fù)以上步驟進(jìn)行第二束線、第三束線的施工，直到完成整個(gè)探區(qū)面積的觀測(cè)。河南東濮地區(qū)三維觀測(cè)系統(tǒng)的施工經(jīng)驗(yàn)證明：上圖中的六線四炮觀測(cè)系統(tǒng)比四線六炮（中點(diǎn)或端點(diǎn)放炮）要更優(yōu)越：排列長(zhǎng)度適中、具有較小的最大非縱距（即橫向最大炮檢距）、更加經(jīng)濟(jì)適用。還應(yīng)指出：在地下構(gòu)造起伏變化大的地區(qū)，觀測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要保證在陡地層、陡斷面的下傾激發(fā)、上傾接收。 不規(guī)則型觀測(cè)系統(tǒng) 不規(guī)則型觀測(cè)系統(tǒng)主要是針對(duì)一些地表障礙物多、通行條件差、不能按正常觀測(cè)系統(tǒng)施工的地區(qū)而設(shè)計(jì)的，通常是根據(jù)具體地質(zhì)任務(wù)

19、要求和地面條件靈活考慮。第一節(jié) 三維地震資料采集二、觀測(cè)系統(tǒng)和采集參數(shù)2、觀測(cè)系統(tǒng)不規(guī)則觀測(cè)系統(tǒng)有很多不同的類型，這里僅以蛛網(wǎng)狀系統(tǒng)為例（還有環(huán)線型、彎曲測(cè)線型、框架型等）。它們的共同優(yōu)點(diǎn)是靈活機(jī)動(dòng)，放炮時(shí)炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)位置選擇靈活方便，但也具有共同的缺點(diǎn)： 疊加次數(shù)一般較低、而且不均勻； 炮檢距變化范圍一般較小，僅在個(gè)別點(diǎn)上有從小到大較完整的炮檢距； 資料處理比較復(fù)雜。因此，僅在信噪比高的地區(qū)才能得到較滿意的結(jié)果。12線15炮300道正交磚墻鋸齒非正交第一節(jié) 三維地震資料采集二、觀測(cè)系統(tǒng)和采集參數(shù)2、觀測(cè)系統(tǒng) 三維檢波器組合與二維勘探一樣，檢波器可以以不同的數(shù)量及權(quán)重組合，例如線狀、直角排列、十字交叉、線束狀、星狀、方陣和螺旋狀等。第一節(jié) 三維地震資料采集三、檢波器組合觀測(cè)類型參數(shù)12線36炮240道三分非正交面元大小2525覆蓋次數(shù)106道距50炮距50接收道數(shù)3168接收線距300炮線距600縱向炮檢距5975最大非縱距2525最大炮檢距76