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多波多分量地震勘探的现状与发展趋势(图文)

时间:1970-01-01  作者:秩名

论文导读:1前言多波多分量地震,又称全波地震.,是指用纵/横波震源激发,利用三分量检波器记录地震纵波、横波(包括快、慢横波)/转换波,从而使野外记录的地震数据信息更为丰富,为地质构造的成像、裂隙和孔道的确定、储层岩性的解释等提供特定的信息。⑤研究介质的各向异性。3.3资料解释与应用多波多分量地震解释的基础是对纵横波剖面进行准确的层位对比,这是多波勘探能否取得地质效果和经济效益最关键的一环。
关键词:多波多分量,资料解释,研究现状,各向异性
 

1 前言多波多分量地震,又称全波地震.,是指用纵/横波震源激发,利用三分量检波器记录地震纵波、横波(包括快、慢横波)/转换波,从而使野外记录的地震数据信息更为丰富,为地质构造的成像、裂隙和孔道的确定、储层岩性的解释等提供特定的信息。

同常规地震勘探相比,多波多分量地震勘探具有以下特点和优势:

①可以提取更多的物性参数信息,减少地球物理反问题的多解性。

②对比分析,可以提取更可靠的构造和岩性参数,确定储层特性,实现直接检测油气。

③在某些地区,纵波勘探无法得到好的记录,横波可以弥补。

④区别真假亮点。

⑤研究介质的各向异性。

尽管多波多分量地震勘探经历了一段不易的发展道路,尽管到目前为止,它还存在很多不可回避的缺点和不足,但由于具有常规地震方法所不具有的特殊优势,多波多分量地震勘探仍然是地震勘探的一个重要发展方向,具有广泛的应用前景。

2 发展历程多波(多分量)地震勘探的发展大约经历了3个阶段。

20世纪30年代,前苏联首先进行了横波勘探的研究和实践。美国也相继开展了相应的研究工作。其主要目的是试图利用横波传播速度低的特点,取得比纵波更高的分辨率。但在研究过程中遇到了很大的困难,同时发现因为横波频率较低,其分辨率的提高是有限的。因此,此时的横波勘探无法真正用于生产。

在沉寂了相当长的一段时间后,到20世纪70年代末多波地震勘探又一次成为研究热点,这主要得益于20世纪六七十年代纵波勘探的几项技术突破:多次覆盖、可控震源和数字地震技术等;同时在此期间也发明了实用的横波震源。在此期间,前苏联I'a.n6nepuH等人研究的多分量垂直地震剖面(VSP)技术也对多波勘探的发展有很大的促进作用。三分量VSP的成果不仅证实地下确有横波和转换波,而且能为多波勘探的野外采集、资料处理和解释提供重要的参数。从此,多波地震勘探开始进入了试验生产阶段,这一阶段利用多波的主要目的是要解决岩性油气藏的勘探开发问题。例如联合应用纵横波资料获取地下岩性参数、预测岩性和识别真假亮点等。这一时期的工作虽然取得了若干成功,但也存在不少问题,主要是多波勘探的花费要比纵波勘探高很多,而人们对多波资料的采集、处理和解释中的许多困准还没有很好的解决办法。特别是AVO等利用纵波资料解决岩性勘探开发问题的一些方法出现后,多波地震工作又趋于沉寂,因为这些方法解决岩性问题的精度虽然没有多波地震的高,但其花费要少得多。

在横波资料的解释中,人们发现不同方向横波测线资料的交点闭合差过大,其原因在于地层中的各向异性不能忽略,而横波对各向异性比较敏感,这也是多波勘探未能得到广泛推广应用的原因之一。Crampin等人研究发现,除岩石的层状结构可造成各向异性外,地下岩石中广泛存在的定向排列垂直裂隙也会产生各向异性。这种裂隙体系与油气的运移和储集有密切关系。因此,横波对各向异性的敏感不再是多波勘探发展的一种障碍,而是成为对油气勘探和油气田开发有重要价值和不可取代的新信息。故进人20世纪90年代以来,又一次掀起了多波勘探研究的热潮。然而,由于各向异性的复杂性,涉及的参数很多,在资料采集、处理和解释方面突破的难度都非常大。

正当陆上多波勘探处于停顿不前的境况时,海上多波勘探取得了飞速发展。海上多波勘探的困难主要在资料采集方面。20世纪90年代以来,海底多分量电缆(OBC)的出现使海上多波勘探发生了革命性的变化。OBC采集工作效率高;海底低速带较陆上简单,海上多波资料的记录面貌较陆上多波资料好;而且海上油气田的勘探和开发存在着许多用纵波勘探难以解决的问题(如硬海底、浅层气和气柱等),这些都促进了海上多波勘探的发展,使之成为多波勘探的一大亮点。

3.发展现状3.1 数据采集多波(多分量)地震勘探包括纵波与转换波的联合勘探、二维三分量、三维三分量和三维九分量勘探等多种形式,另外还有井中、井间多分量地震等。由于横波(SH波)震源技术还不够成熟,所激发的能量还不够,获取深层反射SH波还比较困难,目前大多数地面多波(多分量)地震勘探主要还是纵波与转换波的联合勘探。

OBC电缆的出现,使近年来海上多波勘探得到了迅速的发展。海底电缆的采集效率高,而海底低速带较陆上简单,故海上多波地震资料的记录面貌较陆上多波地震资料好得多。如海底检波器使频带向两端拓宽;固定在海底的检波器比拖缆检波器能采集到更完整的数据集,偏移距可从零变到非常大,360°方位角上的数据都可以采集到,进而提高噪音衰减、照度和成像;植入海底的垂直电缆串,可以更好地压制多次波和更好地进行储层成像等。

(1)震源

陆上横波激发有多种方式,主要包括三排井震源、壕沟爆炸索、水平可控震源、车装重锤、倾斜气枪震源等。

但由于横波震源造价较高,且对地而的破坏大,横波能量衰减也很快,信噪比低,故目前多波勘探常采用纵波激发、三分量接收的转换波勘探。转换波勘探实际上用的是纵波激发震源,包括炸药震源、纵波可控震源或空气枪等。

(2)检波器

陆地多分量勘探最早使用的是双检波器,即除了一个测量地面垂直分量的常规检波器外,再设计一个专用于测定地面运动水平分量的检波器。目前主要采用三分量数字检波器接收(九分量采集只作了极少数试验工作)。由于非纵分量的信号较弱,且频率偏低,频带较宽,要求三分量检波器的频带宽一些,自然频率低一些。

并且三分量数字检波器的应用仍然处于初始阶段,有时在使用三分量数字检波器采集的同时,还使用传统纵波检波器进行采集,以保证纵波资料的质量。同时也可以将常规纵波检波器得到的资料与三分量数字检波器得到的纵波资料进行比较研究。

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