❶ 中深層油氣藏高精度地震勘探關鍵技術
隨著勘探工作的深入,沙三下、沙四、孔店等中深層成為下步增儲上產的重要接替層系,地層岩性組合特點是多為砂泥岩薄互層,具有埋藏深度大、儲層單層厚度薄和橫向變化快的特點,局部地區含有灰質、白雲質成分,地震描述難度大,主要原因在於中深層地震反射能量較弱、信噪比低、成像差、吸收衰減大,難以有效地識別中深層目標,因此,「十一五」期間重點加強了採集、處理過程中提高資料信噪比和成像精度技術的攻關研究,在勝利探區的民豐、五號樁、純化和中原濮衛文北等地區的應用中取得了一定了效果,提高了中深層資料的成像質量;解釋方面主要以沉積背景約束的多屬性儲層預測為主,形成了針對中深層油氣藏勘探的關鍵技術方法(表4-17)。
表4-17 中深層油氣藏高精度地震勘探技術對策表
(一)中深層油氣藏地震採集關鍵技術
1.深層目標的觀測系統設計
針對深層反射能量弱、成像效果差的勘探難點,設計反映深層目標地區特徵的地質模型,通過照明分析和模型正演分析了解觀測系統對各目標層位的照明情況和成像效果,優化觀測系統布局和指導炮點加密,設計出「能解決地質問題」的觀測系統。
圖4-132是炮點加密及最佳接收位置確定前後模擬剖面對比,可以看出經過照明統計分析,實施後剖面成像質量高於實施前成像質量,照明陰影區減小,斷層處成像已經有了很大的改善。
圖4-133為基於疊前成像的觀測系統設計技術流程框圖。經過基於疊前偏移成像效果設計的觀測系統一般具有炮檢點布局均勻、空間連續性好的特點,從而獲得較好的疊前偏移效果和均勻的橫向照明。
2.高能激發技術
激發是三維地震的重要環節,激發條件選擇的目的是增強激發有效波能量,達到勘探深度的要求,激發的地震波頻譜要寬,使地震資料有較高的分辨能力;多次激發的重復性要好,確保全區地震記錄穩定。激發條件選擇重點圍繞激發深度、激發岩性、激發葯量、激發方式等四大因素。合適的激發深度應避開低速帶,避開虛反射的干擾。合適的激發岩性應避開流沙層、鬆散砂層等彈性不好的岩層;合適的葯量應保證深層有一定的信噪比,反射波頻譜要寬,避免過大、過小葯量出現;合適的激發方式要通過試驗確定單點激發還是組合激發,以最大削弱干擾波。
圖4-132 炮點加密及最佳接收位置確定前後剖面
圖4-133 基於疊前成像的觀測系統設計技術流程框圖
1)延遲震源激發技術
通過對炸葯爆速、震源結構、爆炸方向等影響地震激發效果因素的研究,尤其是對寬頻帶、高能量、強方向性、低干擾震源的研究,利用葯量與激發子波頻率成畝此亮反比,以及與激發子波振幅成正比,同時利用爆炸能量的疊加性和爆炸的定向性,開發了延遲疊加震源,利用小葯量爆炸產生高頻信號的特點和爆炸能量延遲疊加來解決小葯量激發能量不足的問題,延時震源的研製與應用能夠滿足高能、寬頻的地震激發要求。優點有:能量定向傳播,實現同相疊加;有效壓制次生干擾波;提高了主頻,增加了頻寬。
圖4-134a中可見延時震源單炮記錄淺中深反射信號扒老能量強,而面波能量明顯減弱。另外,多級延時爆炸法不會隨著葯量增大而使地震波主頻和頻寬迅速減小;在相同葯量情況下,它可提高地震波主頻,拓寬地震波頻帶(圖4-134b)。
圖4-134a 延時震源與普通震源單炮記錄固定增益顯示
圖4-134b 相同葯量兩種激發方式記錄的深層頻譜對比
2)配套激發技術
震源激發參數不合理是引起次生干擾波的一個因素。要壓制雜訊,需要對激發參數進行優化,主要包括如下四個方面:
(1)優化激發井深。激發井深必須在虛反射界面下一定深度,具體深度應根據要保護的地震波信號確定。如果在虛反射界面以上激發,震源產生的能量傳到地表,會引起強大的干擾。
(2)優選葯量。葯量增大,對提高地震波能量有好處。但當葯量達到一定程度後再繼續增加葯量,轉換成地層彈性波的能量變化不大,而大部分能量用來破碎地層。不但沒有改進地震資料,反而會迅寬引起更大的次生干擾。
(3)幾何耦合。幾何耦合就是爆炸物與周圍接觸的緊密程度。接觸的越緊密,也就是幾何耦合的程度越好。為了確保較好的幾何耦合,一方面井壁內徑與葯包直徑相差不能太大,另一方面可以通過較好的封井技術來實現(圖4-135)。因此,野外採用「3次悶井」技術措施,既可防止井噴、減少聲波干擾,又能改善幾何耦合,確保激發能量的下傳。
圖4-135 不封井和封井固定增益記錄對比
(4)阻抗耦合。阻抗耦合是指炸葯和圍岩介質之間的耦合關系,爆炸物的特性阻抗與介質特性阻抗的比值稱為阻抗耦合。當該比值接近或者等於1時,阻抗耦合最好,激發的反射波能量強、有效頻帶寬、信噪比高。
(二)中深層油氣藏地震資料處理關鍵技術
1.基於廣義S變換的吸收衰減補償方法
由於中深層目的層有效反射能量相對較弱,因此有效反射能量的恢復與補償對中深層成像至關重要,能量補償技術主要包括:球面擴散補償、地表一致性振幅補償、剩餘振幅補償、基於廣義S變換的吸收衰減補償、優勢頻帶能量加強等。
根據廣義S變換理論,可以將地震道高解析度地變換為時頻平面分布,由於不存在STFT的時窗寬度問題,也不存在WT的尺度寬度問題,因此,無需加平滑窗。
從補償前後的振幅譜和時頻譜(圖4-136、圖4-137)可以看出基於廣義S變換的吸收衰減補償可以有效地補償衰減的振幅和高頻成分。
2.中深層精細速度分析技術
在分析速度譜質量影響因素的基礎上,通過對疊前去噪、道集優化處理技術、面元組合方式等進行了深入研究和分析,形成速度分析道集的優化處理技術和方法。
圖4-136 第338道補償前後能量對比
圖4-137 第100道補償前後時頻譜
通過優化速度分析面元的組合,可以提高覆蓋次數,提高速度譜質量。目前處理中一般選取矩形組合,研究對比了矩形、十字形、橢圓形三種組合方式,由於橢圓形組合既能保證一定的覆蓋次數又捨去了距面元中心較遠的道,從解析度和能量兩個方面考慮,橢圓形組合的效果更好。
3.中深層精確成像技術
應用針對中深層油氣藏的配套處理技術,疊前地震數據的規則化、疊前道內插處理、疊前時間偏移等技術,在五號樁、民豐等三維區塊取得了明顯處理效果。從圖4-138處理剖面的效果看,五號樁窪陷內古近系沙河街組波阻的連續性和疊置關系等特徵更明顯,如超覆、尖滅、前積、退積、砂礫岩體、灘壩等地質現象更清楚,為深層結構分析、地質體的識別描述和地層的接觸關系提供了基礎。
圖4-138 五號樁高精度剖面效果對比
(縱線左:老剖面;右:新剖面)
(三)中深層油氣藏地震描述關鍵技術
針對沙四-孔店等中深層砂岩油藏勘探中存在的實際問題,從地震資料特殊處理、儲層沉積背景分析、正演模擬、地層壓力預測及相控多屬性儲層綜合預測等諸方面展開深入研究,形成了以沙四上灘壩砂岩油藏為代表的地震描述技術流程,取得了良好的應用效果。
1.沉積背景信息恢復與分析技術
古地形地貌是控制盆地內沉積相發育與分布的主導因素之一,基準面旋迴變化控制著層序地層單元的結構類型、疊加樣式,高解析度層序地層學方法恢復古地貌技術關鍵是對比參照面的選擇。等時性的基準面在整個盆地中是一個連續光滑的曲面,在不同的沉積體系發育位置,其曲率大小不同,可以基準面作為對比參考面恢復下伏地層沉積前的古地貌形態;另外,最大洪泛面在實際對比中具有更好的實際操作性,因此將二者結合進行地層柱狀剖面對比來反映沉積前古地貌形態是該方法的技術關鍵。圖4-139是東營凹陷沙四上純下段沉積前古地貌圖,古地貌形態基本消除了斷層的影響,更加符合灘壩砂岩的平面分布規律,與實際鑽井情況吻合的較好。
圖4-139 東營凹陷沙四上純下段沉積前古地貌圖
2.高精度空間層序劃分技術
該技術主要是對地震資料進行濾波、傾角/方位角處理,隨後對沉積旋迴進行自動對比,經Wheller域變換之後,實現對地震層序的劃分。包括傾角/方位角控制處理、沉積旋迴韻律體層序自動對比、Wheeler域自動變換技術三個關鍵環節,在陡坡帶砂礫岩體層序研究中成效顯著。
3.相控地震屬性儲層預測技術
地震屬性是指從地震數據中導出的關於幾何學、運動學、動力學及統計特性的特殊度量值。根據灘壩砂岩發育的實際地質特點,開發了基於波形的學習型地震波形預測技術和基於同相軸及數據體的不同屬性的降維分析儲層定量評價技術。
基於不同屬性的降維分析儲層定量評價技術:基於不同數據體提取多種沿層地震屬性,通過交匯分析選擇出最佳的屬性組合,用該屬性組合與儲層沉積參數採用BP神經網路的演算法進行人工智慧儲層預測,實現沉積相控制下的儲層定量評價。該技術是在以往基於同相軸的單一地震屬性儲層預測基礎上發展起來,改進了單一地震屬性在儲層預測方面存在的不足,實現了儲層描述從定性描述向定量預測的跨越。圖4-140是純斜103地區11種屬性降維結果儲層預測圖,該區壩砂較為發育,砂體單層厚度較大,層數相對較少,從圖中可以看出第一主成分特徵明顯,較好地反映了壩砂的分布規律。
(四)五號樁高精度地震應用
五號樁工區構造上位於勝利探區孤北窪陷東部,已發現五號樁油田及多個含油區塊,勘探目的層以古近系為主,發育近岸水下扇體、濁積等多種儲集類型,勘探程度不均衡,中深層岩性及潛山具有較大勘探潛力。區內已被三維地震覆蓋,但老資料信噪比、解析度低,難以滿足岩性及斷裂帶精細描述的需要。
圖4-140 純斜103區屬性降維結果
(左:第一主成分;右:第二主成分)
五號樁地區地處海陸過渡帶,近地表條件特殊、地下地質結構復雜、沉積類型多樣,高精度三維地震資料的主要地質任務是為了落實孤北窪陷帶的構造格局,查清該區構造、岩性、地層等多類型圈閉,需要解決近地表岩性激發、提高中深層資料信噪比和解析度、岩性及中深層地質目標成像等問題。
1.地震採集關鍵技術
1)針對勘探目標的精細採集參數論證技術
針對五號樁地區的地質目標,關鍵是在提高深層地震資料信噪比的基礎上提高解析度,壓制干擾波,突出有效波,努力拓寬有效頻帶。通過採集參數論證,根據地表和地質條件,設計面向地質目標的觀測系統。與常規三維的採集參數相比,體現為高覆蓋次數、長排列、道密度大,保證了目的層高品質資料採集(表4-18)。
表4-18 五號樁高精度採集與常規三維採集參數對比
2)精細表層結構調查
五號樁地區近地表復雜,為了確定表層調查方法的適用性和有效性,在五號樁工區展開了小折射、單井(雙井)微測井、動力岩性探測、靜力岩性探測、岩心測定等10種方法試驗,小折射、單井微測井可以准確測試近地錶速度參數,動力岩性探測、靜力岩性探測可以優選最佳激發岩性。
根據動力岩性探測、靜力岩性探測和岩土參數綜合分析,建立岩性頂底界面模型,根據模型逐點設計浮動激發井深。
3)採集效果
通過精細表層結構調查後,選取最佳激發岩性,採用針對地質目標觀測系統使資料質量有了大幅提高。單炮記錄遠、中、近排列,能量較強,資料整體信噪比較高,主要目的層能量較強,反射良好,同相軸連續性較好;新單炮各目的層同相軸連續,反射明顯,深層能量強,信噪比較高。
2.地震資料處理關鍵技術
五號樁工區由於地理位置位於灘淺海地區,地表條件復雜,資料存在能量、信噪比、相位、頻率等方面差異,一致性處理難度很大。通過加強地質認識,對工區勘探開發現狀、地質目標需求、老資料存在的問題、野外採集資料進行了全面細致的分析,根據資料分析情況和疊前時間偏移技術要求,確定處理重點,採取針對性措施解決了一致性問題、靜校正問題、信噪比問題、解析度問題等影響偏移成像的問題(表4-19),地震資料品質得到改善。
表4-19 五號樁地區資料處理重點及解決方法
1)頻譜對比分析
五號樁高精度地震資料比老資料目的層優勢頻帶拓寬13Hz以上,有效頻寬拓寬22Hz以上(圖4-141)。
2)斷裂反射清楚,斷點可靠,邊界斷裂歸位較好
五號樁高精度三維斷點歸位準確(圖4-142),老資料斷點發生偏移近150m;可分辨小斷層的斷距變小,提高了分辨小斷層能力,由原來的可分辨最小斷距25m提高到可分辨最小斷距20m。
3)信噪比高,地質現象清楚
對比新老資料可以看出,五號樁高精度資料信噪比高,地質現象清楚,資料整體成像明顯改善。高精度資料上,濁積砂體前積特徵清楚,樁606井3221~3227m儲層在高精度資料上可以分辨,而在老資料上無法分辨。
3.地震解釋及應用效果
1)精細構造解釋
長堤斷層、樁南斷層、孤北斷層等控窪斷層,斷面傾角大,斷層為窪陷與潛山的分界,速度差異大,利用常規疊後偏移處理技術不能滿足成像解析度要求,從圖4-143中可以看出,在樁海連片資料上長堤斷層、樁古63台階斷層斷面不清晰甚至沒有反映,而在五號樁高精度疊前時間偏移三維資料上,三條斷層斷面清楚,成像精確,尤其是長堤斷層與次級斷層接觸關系明確,減少多解性,有助於解釋人員的正確判斷。長堤潛山在古生界發育有逆沖斷層,在常規採集的地震資料(樁海連片三維)都無法辨別逆沖斷面,而在高精度三維資料上不但斷面清晰,而且斷點清楚,與長堤斷層的接觸關系也比較明朗,已經部署了樁古60井,為長堤潛山下一步勘探打下了堅實的基礎。
圖4-141 五號樁常規地震(左)高精度(右)三維頻譜分析圖
圖4-142 五號樁高精度偏移剖面(上)與老剖面(下)對比
圖4-143 過樁古63井縱線高精度偏移剖面(右)與連片老剖面(左)對比
2)儲層地震屬性預測
高精度資料明顯提高了儲層分辨力,平面上能夠劃分濁積砂體的期次,可描述不同期次濁積砂體的展布范圍;在儲蓋組合合理的情況下,高精度資料辨別儲層的能力提高30%。
利用常規連片三維和高精度三維資料,對沙三下第二套油層進行屬性提取預測儲層分布,對比可以看出高精度疊前時間偏移資料明顯優於疊後時間偏移資料。樁海連片資料提取的屬性圖僅能看到扇體展布的大體輪廓,而利用高精度資料提取的屬性圖(圖4-144),樁74井區的濁流水道清晰可見,並且更能體現濁積扇體由南向北逐步撒開的形態。通過對不同階段採集的地震資料對比,在平面預測時,五號樁三維資料體現了其小面元、高解析度的優越性,對沙三下三套油層均能夠較為准確地預測邊界,反映不同沉積類型的儲層展布規律。
圖4-144 樁海連片三維弧長屬性圖(右)與五號樁三維弧長屬性圖(左)對比圖
在剖面上對單個儲層的分辨力而言,不同的三維也存在較大的差異。對於沙三下Ⅰ油層,在以往的認識中,受資料限制,在地震剖面上該油層同相軸時有時無,無法追蹤,在沉積上通常認為是扇三角洲沉積,儲層均質性好,大面積含油。在五號樁新三維剖面上,同相軸可追蹤,振幅強弱有變化,並可見到明顯的疊瓦狀反射,分析認為是多期濁積扇體由南向北層層疊置。
3)地質效果
應用五號樁高精度地震資料完成了區域的T2及T6構造圖,高精度地震資料屬性參數預測儲層變化邊界清晰,儲層遷移規律清楚(南北向遷移),物源方向反映清楚,兩期濁積體系均來自南部,上下疊置,展布范圍有所不同,利用高精度地震屬性預測的儲層分布符合地質規律。基於這個認識,對五號樁南斜坡沙河街組岩性體進行描述,預測有利圈閉12個,預測含油麵積11.0km2,預測石油地質儲量1000×104t,部署樁606、樁607、樁781等井,其中樁606井在沙一段、沙二段解釋油水同層3.2m/1層,沙三段解釋油層31.7m/6層,油水同層4m/層,沙三下3692~3699m井段試油,3mm油嘴,獲日產油75m3、天然氣產量4720m3。
❷ 簡述地震勘探數據處理的幾個核心技術
油氣勘閉春探是石油工業的最初階段,也是發展石油工業的決定性階段。油氣勘探包括地震勘探技術,以電法勘探、電磁勘探、磁法勘探、重力勘探和放射性勘探為代表的非震勘探技術,測井技術以及綜合勘探技術等。地震勘探是用人工方法激發地震波,研究地震波在地層中傳播的規律,以查明地下的地質情況,為尋找油氣田或其它勘探目的服務的一種基本物探方法。
本文中,採集的專利申請的優先權日晚於1990年1月1日,本文重點對德溫特世界專利索引WPI資料庫和中國專利CPRS資料庫中的地震勘探數據採集、處理、解釋領域的專利申請數據進行簡要分析。截至到2011年12月31日共檢索到涉及地震勘探領域的專利申請量為1.2005萬件,合並聚族為3869項專利技術。對於資料庫中以一族(這里的「族」指的是同族專利中的「族」)數據的形式出現的一系列專利文獻,計算為「1項」。
從圖1所示可以看出這20年間地震勘探領域專利技術的發展情況,地震勘探專利技術的發展呈波浪式上升趨勢,直至2009年達到最高峰372項(2010、2011年數據尚有部分未公開,暫無法統計),期間年申請量維持在200項左右。總體趨勢為:項數基本穩定,件數上升相對明顯。預計在未來相當長的一段時間內,地震勘探專利技術還將保持平穩發展的上升趨勢。
為了研究地震勘探領域專利技術國家或地區分布情況,筆者對所採集的數據按照專利族最早優先權國別進行了統計。從圖2可以看出,地震勘探領域的主要首次申請國家和地區是美國(2128項,53%),其次是中國(747項,19%),法國、英國、俄羅斯、挪威分別佔2%至8%。其它國家或地區總和不超過7%。由此可見,地震勘探領域的發明創造主要在美國完成,中國、法國、英國、俄羅斯、挪斗裂威在此領域也有一定的創新能力。
根據地震勘探行業的分類習慣,按照地震勘探的結構和方法特徵將其劃分成採集、處理和解釋三個技術分支。在地震勘探技術領域,有高達2167項專利申請涉及採集,1166項專利申請涉及處理,645項專利申請涉及解釋。採集方面的申請高居榜首。
經檢索,地震勘探採集、處理、解釋領域共有中國專利申請997件,國內申請為727件,佔73%,國外來空態閉華申請為270件,佔27%。國內申請量已經超過了國外來華申請量。值得注意的是,在地震勘探領域,全球3142項專利申請僅有270項進入我國申請專利,86%以上的專利技術並沒有進入我國,說明國外申請人還沒有將國內申請人視為重要的競爭對手,這也為我國申請人加快地震勘探技術研發留下了一定的時間和空間。
從圖3所示地震勘探技術國內和國外來華歷年專利申請變化情況可以看出,在1991年至2000年的這一階段中地震勘探研發基礎薄弱,國內申請長期維持在年申請量10件以下的低水平。而且國外申請量也徘徊在20件以下的低水平,反映出,雖國外技術處於快速發展階段,但出於當時的各種考慮,在我國沒有進行相應的專利戰略布局。我國相關行業的跟蹤研發也沒能跟上世界地震勘探技術的發展步伐,大量設備依靠進口,對地震勘探技術的重視程度和研發力度與國外同行差距甚大。從2001年開始,國內申請出現快速增長,專利申請量穩步增加,目前保持強勢上升態勢。國外來華歷年專利申請量在1990年至2002年之間保持基本穩定。2001年以後,隨著國內申請量的快速增長,國外來華申請量也緩慢上升。數據表明,國外技術研發起步早、研究水平高,國外來華申請已進行長期專利布局。
野外數據採集占整個地震勘探成本的80%以上,是勘探工程的基礎。採集階段幾個技術分支中,震源(204件,佔34%)和檢波器(133件,佔22%)所佔比重最大,接收元件的配置為129件(佔21%),信號傳輸為72件(佔12%),數據記錄27件(佔4%)以及地震儀佔17件(各3%),其它部件佔27件(佔4%)。
地震數據處理方面,篩選出與地震數據處理密切相關的專利申請307件,其中涉及預處理的是25件,常規處理128件,成像處理68件,其他94件。可見,地震數據處理首先集中於常規處理,占申請總量的一半,其次是成像處理
根據檢索結果,篩選出與地震數據解釋密切相關的專利申請120件,涉及構造解釋24件,沉積解釋9件,岩性解釋69件,可見地震數據解釋集中於岩性解釋,占據了申請量的58%。
在地震勘探領域,申請量居前5位的申請人分別為斯倫貝謝(52件),PGS(47件),埃克森美孚(26件),道達爾(18件),CGG公司(16件),這5家公司擁有海洋和陸地勘探的核心技術。
地震勘探的數據採集和處理是斯倫貝謝公司的研發重點,斯倫貝謝公司的分公司遍布全球,從專利申請量、覆蓋面、專利水平等各方面來看,它的領先地位無可撼動。斯倫貝謝公司是全球在地震勘探領域專利當之無愧的巨頭,震源、無線信號傳輸和多波多分量的處理方面是斯倫貝謝公司的研發熱點。
目前CGGVeritas
是世界上最大的地球物理服務公司。CGG公司在機械震源、海洋拖纜和地震信號無線傳輸方面掌握了核心技術,我國市場上大量使用的檢波器、地震儀和海洋拖纜等關鍵設備均購自CGG旗下的瑟塞爾公司,CGG是目前我國3大石油公司的主要供貨商和服務商。其MEMS數字檢波器和數字地震儀等核心技術均處於保密階段,對於我國現階段的跟蹤研發極為不利。
中國石油作為我國在地震勘探領域的主要申請人,占據了國內絕對的申請量,近年來,隨著中石油走出國門,拓展海外市場,中石油也開始採取並購方式,逐步進行全球戰略布局,這是非常可喜的一面。中國石油在採集方面的專利申請為111件。
掌握核心科技的國外公司法國石油、格庫、瑟塞爾已經在中國進行專利布局,無線信號傳輸方面專利壁壘森嚴。在海洋拖纜控制及製造方面,PGS、瑟塞爾、施魯博格、斯塔特等國外公司已經在我國申請了大量專利,國外來華申請基本圍繞海洋勘探領域,而國內申請基本圍繞陸上勘探領域。國外幾大油氣公司在海洋拖纜控制及其製造、無線信號傳輸、海洋濾波等方面均擁有重點專利乃至核心專利,並結合系列申請,其專利布局意圖明顯。而我國的海洋勘探剛剛起步,與國際水平還有很大差距。海洋勘探領域還存在重大專利風險。
❸ 地震數據的數字記錄系統簡介
1965年出現地震信號的數字記錄,到1975年初西方國家開始普及。數字記錄系統通常裝在稱為記錄站的專用汽車上,由前置放大器、模擬濾波器、多路采樣開關、增益控制放大器、模數轉換器、格式編排器、磁帶機、回放系統組成(圖3-15)。
圖3-15 數字地震儀的方框圖
1.前置放大器和模擬濾波器
前咐散坦置放大器每道一個,它的主要作用是在信號離散化之前提高信噪比,除了放大弱信號外,有時地震放大器還要適當地對信號進行限幅。通常採用固體電路使之體積很小。與地震檢波器電纜相連接的是平衡電路,它可減小與高壓線的耦掘仔合因而降低工業交流電雜訊的影響。然後是低截止濾波器,用於濾除強面波等低頻干擾,並防止使第一放大級過載和引入畸變。還有高截止濾波器或除假頻濾波器,用於濾除多路采樣開關可能產生假頻的高頻成分,截止頻率為采樣頻率的1/4。例如,對於2ms采樣率,合適的除假頻截止頻率是125Hz。濾波陡度高達每倍頻70dB。
由於初至波對地表校正有重要用途,所以,應該清楚的觀測到初至波,為此,前置放大器要有可選的固定增益。使記錄的開始部分強信號到達時具有低的放大倍數,干擾波幾乎覺察不到。
2.多路采樣開關
其功能是按照選定的采樣間隔將多道連續信號離散為一個時間序列。即按規定的時間間隔依次接通不同的地震道,並將其送到唯一的一個輸出道。
3.瞬時浮點增益放大器
瞬時浮點增益放大器簡稱主放衡桐,其作用是不畸變地放大120dB以上的高動態范圍的信號,它具有增益能自動變化、高速、高精度的特點。瞬時浮點增益控制以二進制增益方式控制為基礎,後者的增益變化為6dB階躍跳變,從一個增益變化的瞬間到下一個變化的瞬間放大器的增益保持不變,當放大器輸出高於或者低於某個規定的水平(記錄器的滿程電壓)時,放大器增益突然變為原來值的兩倍或一半。同時用一定位數記錄增益值,有了這種記錄信息,就能夠恢復原始信號振幅。瞬時浮點增益控制是在二進制增益控制基礎上發展起來的。它對每個輸入信號子樣很快地控制增益變化,以調節放大器對該子樣本身達到合適的增益,增益調節的速度達微秒級,所以可以認為是瞬時實現的。其增益調節也不限於6dB,最大可達10μs內變化90dB,增益的變化按2的整數次冪跳變,其增益碼與數字技術中的浮點表示法的階碼相對應,故稱瞬時浮點增益控制。
4.模數轉換器(A/D)
模數轉換裝置把從放大系統接收到的模擬信號轉化為數字形式。每個數字站通常裝備一個模數裝置做所有地震道和輔助道的轉換。一個模數轉換裝置與許多道輸入之間的協調是利用多路采樣裝置來實現的。
多路采樣開關是依次把A/D裝置與工作道連接的電子開關。對每一道的連接持續一個短的時間間隔,但這段時間足以使A/D裝置讀取信號振幅並把它轉化為二進制字,這是由設在多路轉換器和A/D裝置之間的采樣保持器完成的。
舉一個例子來說明多路采樣開關的工作速率,如果是50道的儀器,多路采樣開關在第一個循環時從第1道開始至第50道結束依次連接這些道,第二個循環時重復第1道到第50道,余類推。這就是說,每一道以一次循環的時間作為采樣周期進行采樣,對於4ms采樣周期而言,道與道的轉換時間是1/10ms以內。
A/D裝置的輸出是一系列用二進制數表示的采樣值,它們在送入記錄系統之前,每個二進制字的各個位被按照規定的格式排列。數據的格式編排之所以必須,是為了使所記錄的數據能夠被計算機讀取。格式編排處理包括把每個二進制字的各位分配在磁帶上若干個規定的信息軌上。地震數字記錄中普遍格式是:對半英寸磁帶來說用7軌或9軌,對一英寸磁帶用21軌。
格式編排裝置除了做各個位的編排外,還產生錯誤檢測位,稱為奇偶檢測處理。它能夠提供兩種檢驗:垂向奇偶檢驗和縱向奇偶檢驗。在第一種檢驗的情況下,格式編排裝置根據橫向寫在磁帶上的1的總個數是偶數還是奇數而把1或0的數字放在一定軌道上。在縱向奇偶檢驗的情況下,則對整個記錄長度計算包含在每個軌(7或9或21軌)中的1的總個數。在回放過程中,如果所記錄的磁帶漏掉了一個位,奇偶檢驗位就會指示出來。在奇偶錯誤的情況下,用一個專門指令給處理器就可能消除錯誤的二進制字。
5.磁記錄器
格式編排裝置的輸出送到磁記錄系統,按照格式編排裝置控制的預先確定的位-軌關系把每個二進制字記錄在磁帶上。
數字記錄器通常裝有寫後讀裝置,由放在寫磁頭之後的專門讀磁頭讀取所記錄的數據,從讀磁頭出來的數字被反多路轉換,然後轉換為模擬信號供照相裝置顯示。
數字地震站的發展趨勢是更精密、更迅速的增益控制和更大的總體動態范圍。
為了便於三維數據採集、提高解析度和更好的壓制雜訊,20世紀80年代初,出現了多達幾百到上千道的記錄系統。但是,這樣的系統使用普通所使用的電纜是困難的,因此開始使用遙測系統。遙測記錄系統沿著排列安置許多數字化單元裝置,在檢波器附近由這些數字化單元完成多路采樣和模數轉換。在陸地勘探中,數字化單元有時用無線電傳送到記錄車,全部操作由中央處理器控制。這樣的系統不需要電纜,因而也避免了工業電干擾。
最近,市場上出現了光學纖維電纜,它可以傳送密度很高的數據,並且也可免除電干擾。
6.數據的顯示
圖3-16 地震數據的顯示方式
地震記錄站使每個檢波器組輸入其自己對應的放大器至磁頭(或檢流計)迴路,除了每道有自己的磁頭外,還有幾個磁頭供記錄爆炸信號、井口時間、計時信號等之用,它們叫做輔助道。爆炸信號以尖銳脈沖的形式標記在記錄上,作為t=0的位置。使用炸葯震源時,放在炮井井口的井口檢波器的輸出信號與爆炸信號的時間間隔稱為井口時間,它表示從爆炸點到地面的垂向傳播時間,供靜校正之用。
通過回放所記錄的磁帶或者直接從放大器輸出的信號,可以進行照相顯示。照相裝置利用電壓變化使檢流計偏轉的原理,通過某些光學裝置把檢流計的偏轉記錄在照相紙上。輸出一般是波形記錄,在記錄上附加有垂向的計時線(圖3-16)。
❹ 地震資料數字處理是怎麼回事
既然野外地震已經採集到了反映地下地質情況的地震記錄,為什麼還要進行地震資料數字處理呢?這是因為野外採集的地震記錄僅僅是把來自地下地層的各種信息以數碼形式記錄在磁帶上或光碟上,還不能直接反映出地下地層的埋藏深度及起伏變化情況,還需要將地震記錄拿到室內輸入到運算速度非常快、存貯量非常大、專業功能非常強的計算機系統中,在專家的指令下進行反復計算和分析,才能獲得直接反映地下地層真實情況的數據和圖像,專業上把這一過程叫做地震資料數字處理。這個過程有點像我們生活中使用的數碼照相機(或數碼攝像機)的顯像過程,將數碼照相機拍攝到的圖像輸入到室內的電腦上,根據需要,對顯示在屏幕上的影像進行修改、調整、增加、刪減,滿意後可通過屏幕拷貝、彩色列印輸出圖片來,也可以錄制到光碟上存貯以供調用,這個過程叫做編輯,也叫處理。不過地震資料的數字處理所用的硬、軟體則要復雜得多。因為數碼相機拍攝到的圖像僅是幾米到幾十米遠的景物,而地震資料數字處理要對從地面開始到地下五六千米甚至上萬米深范圍內的地震數據進行處理,不僅將上面第一套地層,還要將下面很多套地層逐層搞清楚。這些地層在不同地區形態都不一樣,有的很平,有的像喜馬拉雅山似的高山,有的像雅魯藏布江似的河谷。可見地震數字處理要把地下數千米深的看不見、摸不著,又極其復雜的地層情況搞清楚,這是多麼難的一門學科。
不過,近些年來由於將迅速發展起來的計算機技術、信息技術等許多高新科學技術引用到地震資料數字處理中,為搞清地下地層情況,尋找深埋地下的油氣田提供了條件,提供了可能,而且提高了油氣勘探的成功率。
這是經過數字處理得到的一條地震偏移剖面,它清楚地顯示了克拉2大氣田的地下構造形態經過數字處理後的成果有好幾十種。專業上把反映地層的埋藏深度、厚度以及形態的圖件叫做水平疊加剖面(簡稱疊加剖面)、偏移剖面。把反映地層岩石(砂岩、泥岩等)組成及其物理性質(速度高低、孔隙大小等)等的成果叫地震屬性資料。將經過數字處理的這些剖面和屬性資料錄制到數字磁帶或光碟上,可提供給下道工序(解釋)使用。
❺ 地震多屬性反演儲層參量技術
隨著油氣勘探開發對象復雜程度的增加和地震技術的日趨成熟,地震資料解釋技術正朝著利用地震、鑽井、測井等多種資料,綜合、精細和實用的解釋方向發展。因此,地震資料解釋除要完成構造解釋外,還要完成地層、岩性、儲層物性(孔隙度、滲透率、含烴飽和度等)、含烴性和流體流動情況等解釋,以適應預測儲層、建立油氣藏模型、對油氣藏開采實行監測的需要。
圖6-121南堡35-2-1井億隙度剖面
❻ 地震資料處理技術
由於崎嶇海底的存在,橫跨海底界面強烈的側向速度變化使得下伏地層隨著海底起伏,構造形態嚴重畸變,根本不能反映構造的真實面貌,嚴重影響了下伏地層的地震成像。近年來,針對崎嶇海底採用多種手段,從實驗室正演模擬、採集參數的試驗、處理方法及時深轉換等做了大量的一系列的攻關,進一步揭示了深水崎嶇海底區地震波傳播的本質特徵,及崎嶇海底對地震波的影響機理和成像畸變的因素;通過對崎嶇海底區地震處理的遲橋攻關,特別是對崎嶇海底區繞射多次波的壓制改善了地震資料的品質;通過對層替換技術、波場延拓技術、疊前深度陪簡偏移處蘆旦褲理等多種方法進行了處理試驗,確定了疊前深度偏移對崎嶇海底的處理流程,解決了由崎嶇海底造成的構造畸變問題。
同時,在長電纜大偏移距條件下,有些常規處理技術已不能應用,如以雙曲線反射走時為基礎的動校正,速度分析和水平疊加以及壓制多次波的方法。近來國際上速度分析的研究可歸納為三個方面:一是疊前速度分析方法向非雙曲線反射走時方程為基礎發展,二是改善層速度的計算方法,三是偏移速度分析方法發展迅速,這與疊前深度偏移的興起有關,主要是層析成像方法。
(一)已有地震資料分析
深水區多年度陸續採集了部分地震資料,有些資料由於年代久遠已無法利用,為此已有地震資料分析主要有目的地針對1979年和1997年採集的地震資料進行分析。主要針對噪音分析、主要干擾波類型、多次波發育分布情況等方面進行分析。
1.噪音分析
噪音分析主要是評估涌浪噪音的分布頻帶和固有噪音的主要頻帶,我們採用的分析手段主要是FK分析和頻譜分析。涌浪噪音主要是低頻噪音,其頻帶主要集中在10Hz以下。固有噪音的頻帶主要集中在30~65Hz之間,其主要噪音源是地震採集船的螺旋槳轉動。
2.主要干擾波類型、多次波發育分布分析
主要干擾波類型、多次波發育分布分析主要是評估干擾波類型、多次波發育的主要頻帶。採用的分析手段主要是FK分析和頻譜分析。干擾波的主要類型是線性干擾。線性干擾波的主要頻帶分布集中在20Hz以下。
多次波主要表現為海底多次等長周期多次波,其頻帶分布與一次波極其相似,主要能量集中在30~60Hz之間,能量較一次有效反射強,掩蓋了有效的一次波反射,並等時重復出現。其次,多次波還表現為崎嶇海底區的繞射多次波。由於存在崎嶇不平的海底,海底多次波在地震剖面上的反映也不一致,海底較平時,由於多次波和正常地層速度上的差異,可以通過Tau-P域去多次等傳統的方法來消除,但海底崎嶇造成海底的角度很大的斜層,這種很強的海底斜層產生的多次波,由於其速度和下覆地層沒有太大的差別,就很難通過常規的方法來消除,使得地震剖面的中深層橫向能量很不均勻,造成偏移剖面劃弧現象(圖5-1)。
這些多次波不但嚴重干擾了凹陷內有效反射,造成凹陷內地震資料信噪比極低,而且對基底反射也產生較強的干擾,嚴重影響了該地區地震資料的地質解釋和研究。因此,壓制和消除多次波成為深水地震資料採集和處理的重點。
通過分析,復雜海底與地下結構是影響該地區資料品質的主要因素。深水地震資料具有以下特點:海底構造復雜,水深變化劇烈,側面反射以及斜坡帶內能量反射很弱;噪音以低頻干擾、中深層高頻干擾、異常值為主;淺層的頻帶較中深層寬,中深層信噪比和解析度低;多次波干擾以深層海底及長周期多次波為主,能量強,存在散射多次波;崎嶇基底引起的中深層速度拾取復雜。
圖5-1 崎嶇海底區強繞射多次波
(二)處理技術方法
根據對原始資料的分析,對工區地質情況的調查,結合地質任務和處理要求,採取的處理對策為:SRME、高精度拉冬和LIFT技術組合多次波衰減技術;通過確定性子波處理和沿海底構造處理的串聯組合多道反褶積技術壓制延續相位;針對信噪比很低的斜坡帶,採用頻譜整形技術提高該區域資料的信噪比;針對凹陷內隨機噪音嚴重的地方,採用多域去噪技術提高信噪比;進行高精度速度分析,構造復雜部位加密控制點,對目標區前後剖面進行認真對比,反復迭代以提高速度分析的正確性及合理性;利用疊前深度偏移解決該區崎嶇海底及高陡構造成像問題。
1.多次波衰減技術
衰減多次波是本次地震數據處理的重點和難點之一。雖然壓制多次波的方法有很多,但沒有一個能在所有條件下除去所有的多次反射波。
針對工區多次波具有的特徵,經過多次試驗,採取了SRME(海底多次波衰減)、高精度拉冬及LIFT多域組合多次波衰減技術,通過三步法對多次波進行逐步壓制,並取得了非常理想的效果。
在海上地震勘探中,近道多次波是最難處理的相干噪音之一,特別是在淺層氣的影響下,近道多次波更是難以壓制。常規衰減近道多次波的技術是預測反褶積組合內切除,該技術簡單有效,但在衰減多次波的同時,有效信號也被去掉了,破壞了道集的完整性,給後續處理帶來一定的困擾。
本次我們研發了一種有效衰減近道多次波的LIFT技術,該技術是根據AVO原理模擬有效信號,通過局部時窗進行信噪分離。實踐證明,該技術既能有效衰減近道多次波,又能很好地保留有效信號,為後續處理打下堅實的基礎。
2.串聯組合反褶積技術
海洋地震資料因為採集時氣槍沉放離海面有一定的深度,所以在氣槍因壓力爆炸後的瞬間會產生較大的氣泡升至海面,再加上涌浪的干擾,期間的信號因此來回擺動,所以經檢波器接收到的信號中就產生了延續性的相位。此次採集所產生的延續相位在淺水和深水區的深層均有較強的體現,有的甚至覆蓋有效信號。所以針對嚴重的延續相位,採用了確定性子波反褶積和多道反褶積串聯組合來壓制,並取得了較為理想的效果(圖5-2)。相比統計性子波反褶積,確定性子波反褶積更有針對性,且有效地保護了淺層信號、頻率振幅特徵。
圖5-2 串聯反褶積效果圖
3.頻譜整形技術
針對斜坡帶與基底低信噪比區域,在迭代前採用了頻譜整形技術來提高信噪比(圖5-3)。
圖5-3 頻譜整形效果對比圖
4.多域去噪技術
斜坡、凹陷等處能量反射很弱,造成信噪比很低,採取多域去噪技術提高信噪比。多域去噪方法是利用信號和雜訊在不同域的差異,將干擾波與有效波的差異最大化,分別在炮域、共偏移距域,運用擬三維FXY濾波、線性干擾消除等技術提高地震資料的信噪比(圖5-4)。
圖5-4 多域地震資料信噪比對比圖
5.高精度速度分析技術
在常規數據處理方法中,速度分析普遍採用相乾性度量法。這種方法沒有考慮相近或干涉同相軸、剩餘靜校、非雙曲型時差等有關的雜訊以及其他非隨機雜訊的影響,因此影響了時間和速度解析度。本次處理採用的是最新研製的相位相關統計方法,這種方法的優點是在時間和速度解析度上比常規方法更高更可靠,更有助於對小幅度構造的分析和解釋。
時間解析度的檢測:合成CDP道集中,兩組同相軸中間隔均為30ms,從圖5-5中可以看出,相位相關統計速度譜與常規速度譜相比,時間解析度明顯提高。
速度解析度的檢測:使用同一時間而採用不同速度的兩個同相軸,速度差由大到小不斷變化,觀察速度譜中能量團,直至分不開為止。從圖5-6中可以看到,當常規速度譜中能量團已分不清楚時,使用本方法,同一深度的兩個能量團可清楚地分開,特別在深部,效果更為明顯。
圖5-5 兩種速度譜解析度對比
圖5-6 兩種速度譜能量團對比
6.疊前深度偏移(PSDM)成像技術
崎嶇海底最核心的問題就是:由於存在崎嶇不平的海底,橫跨海底界面的側向速度強烈變化,使得地震射線路徑復雜,時距曲線為非雙曲線,常規處理方法中的CMP道集不再是共反射點道集,疊加剖面不再是零偏移距剖面,造成下伏地層的成像差及構造形態的嚴重畸變。陳禮、葛勇等人利用理論模型討論了用常規時間偏移、疊後深度偏移及疊前深度偏移技術解決深水崎嶇海底地震成像問題的有效性。通過對深水模型數據各種偏移結果的對比分析認為,常規時間偏移和疊後深度偏移均不能解決崎嶇海底地區地震成像問題,而疊前深度偏移是解決這一問題的有效方法。
疊前深度偏移技術通常用來實現復雜構造准確偏移成像,解決復雜地質問題。對於地下深度成像而言,最棘手的問題不是偏移方法,而是地下速度模型的建立。深度偏移是一個迭代過程,是一個不斷建立模型、試驗模型、運行偏移,根據成像修正模型的反復過程。疊前深度偏移對地下形態基本不作假設,速度深度模型直接用疊前資料建立,地下速度縱橫向均可變化,CMP道集考慮非雙曲效應。由此得到的數據體不但能提高信噪比、使空間歸位正確,同時還能直接得到地質上合理的深度成像數據體,供地質解釋之用,很顯然是解決崎嶇海底造成構造畸變的一個較好的辦法。圖5-7為過LW3-1構造的疊前時間偏移和疊前深度偏移的剖面,對比可以看出,時間偏移剖面LW3-1構造區周邊構造傾角大,下伏地層結構成像精度較低,結構不清楚,構造形態嚴重畸變,而疊前深度偏移在縱橫向解析度、振幅的相對保持、對復雜構造的能量聚焦以及構造形態方面都獲得比較明顯的改善,能夠滿足地質解釋的要求。
圖5-7 三維疊前時間偏移剖面和疊前深度偏移剖面對比圖
經過多次試驗和論證,我們選擇崎嶇海底發育並可能有火山岩發育的白雲6-1構造區資料進行疊前深度偏移試驗。
圖5-8(上)為04EC2458深度偏移成果剖面,圖5-8(下)為該測線最終偏移時間剖面,從深度和時間剖面的對比來看,深度剖面保持了原有的解析度和信噪比,剖面面貌比較自然,大部分地區海底崎嶇影響基本消除,隨海底崎嶇起伏的同相軸基本上被拉平,反映了地下真實的構造形態,但局部地區(圖5-8左部)仍然還存在上下地震反射起伏共鳴的現象,說明海底崎嶇的影響仍未消除,分析這些局部海底崎嶇影響仍未消除的情況,可以發現,這些不理想的情況的上方海底為一些較淺的海溝,仔細觀察,可以發現這些較淺的海溝里充填了較厚的沉積物(圖5-9),通過速度分析,發現這些沉積物層速度很低,大約1670m/s,比1500m/s稍高,但比起隆起上的地層速度1820m/s要低得多,如此低速的沉積物可能是一些晚期沉積的淤泥。
圖5-8 04EC2458疊前深度偏移剖面和最終時間偏移剖面對比
圖5-9 海底崎嶇速度分析
通過計算,如果海底有一個400ms的海溝,可能造成下伏地震相位的下拉達75ms,而如果海溝之中有充填物250ms,則可造成下伏地震相位下拉達25ms,由此可見,下伏地層構造形態的畸變不僅是海底崎嶇本身的影響,海溝中充填物的厚度也有相當的影響,而在這次的疊前深度偏移中沒有考慮這個因素,所以在一些局部地方尚需要進一步改善。
7.疊後LIFT提高信噪比處理技術
由於本工區構造復雜,淺、中、深層信噪比和頻率成分差異很大,我們採用LIFT去噪處理技術,有效提高處理成果的質量(圖5-10)。
圖5-10 LIFT技術信噪比對比圖
❼ 地震信號處理
野外地震記錄包含著地下構造和岩性的信息,但這些信息是疊加在干擾背景上的,而且被一些外界因素所扭曲,信息之間往往是互相交織的。地震信號處理就是對野外地震記錄進行一些運算,從中提取有關的地質信息,為地質解釋提供可靠資料。地震信號處理開始於20世紀60年代中期,當時只是簡單地改造野外資料,其主要內容包括數字濾波、反褶積、動校正及共中心點疊加。到了90年代,三維地震資料處理得到了進一步的發展。進入21世紀,隨著計算機計算能力的提高,偏移技術獲得很大地提高,疊前時間偏移,疊前深度偏移成為現實,大大提高了地震資料的成像精度。層析靜校正技術也獲得了進一步發展,提高了復雜地區的靜校正精度。煤炭地震資料處理中的主要環節包括以下幾種。
1.觀測系統
地震道由道頭和數據兩部分組成,道頭用來存放描述地震道特徵的數據,如野外文件號、記錄道號、CMP號、CMP點的坐標、偏移距、炮點和檢波點的坐標和高程等。觀測系統的定義就是賦予每個地震道正確的炮點坐標、檢波點坐標,以及由此計算出的中心點坐標和面元序號,並將這些信息記錄在地震道頭上,以便於後續的處理。現在國際通用的是利用野外提供的SPS文件,處理軟體直接把SPS文件加到地震數據的道頭裡面從而進行後續處理。
2.預處理
預處理是指地震數據處理前的准備工作,是地震數據處理中重要的基礎工作,主要包括數據解編、道編輯。數據解編就是把野外的時序記錄轉化為處理中應用的道序記錄。不同的處理軟體都有相應的解編程序,把野外數據轉化成自己內部的格式。在野外採集中由於各種因素的影響,可能存在大量的強振幅野值、不正常工作道、不正常工作的炮、極性反轉的道等,這些對後續的處理會產生很大的影響,因此要把它們都編輯掉,這個過程就稱為道編輯。道編輯是地震數據雜訊壓制的重要環節。
3.靜校正
地震道的靜校正時差與地震道的時間無關,它是一個常數。一個地震道對應一個炮點和一個檢波點,因此某一地震道的靜校正量應該是炮點校正量和檢波點靜校正量之和。炮點和檢波點的靜校正量是炮點和檢波點空間位置的函數,可以分為低頻分量和高頻分量。高頻分量的靜校正量稱為短波長靜高胡校正量;低頻分量的靜校正量成為長波長靜校正量。短波長靜校正量使得共中心點道集的同相軸能實現同相疊加,影響疊加效果;長波長靜校正量對疊加效果的影響不是很明顯,但容易產生念首構造假象,影響低幅構造的勘探。一般而言,地表一致性剩餘靜校正主要解決短波長靜校正問題,而長波長靜校正問題主要通過野外靜校正和折射波靜校正來解決,長波長靜校正問題危害更大,解決更困難。
現在資料處理過程中常用的為折射波靜校正。由於低速層的速度低於下覆地層的速度,因此地震記錄上能夠記錄到來自高速層的折射波。一般情況下,折射波先於地下反射到達地表,通過拾取折射波的初至時間,從中提取低速層的速度和厚度等信息,利用這些信息所進行的靜校正,通常稱為折射波初至靜校正。
近幾年,層析反演靜校正技術獲得很大的發展。層析反演靜校正就是通過拾取地震波的初至,用地震波走時速度層析成像的方法反演出近地錶速度模型,然後根據模型計算靜校正量的靜校正技術。層析反演靜校正的研究對象是與表層結構有著密切聯系的初至波,這里的初至波是廣義的,包括直達波、回折波、折射波,以及幾種波組合後首先到達地表的波。由於直達波主要體現了均勻介質模型,回折波主要體現連續介質模型,而折射波主要體現層狀介質模型,因此初至波在近地表地層的傳播過程中包含了豐富的信息。通過三者的組合以及層析法對橫向變化的適應性,使得該方法能夠適應任意表層模型的反問題。
4.反褶積
在反射波法地震勘探中,由震源產生的尖脈沖經過大地濾波作用後會變成具有一定延續時間的地震子波,降低了地震資料的解析度,在地震資料處理中要把地震子波壓縮為一個反映反射系數的窄脈沖,這個過程叫反褶積。通過反褶積可以有效拓寬地震信號的頻帶,提高地震記錄的解析度。
5.速度分析
地震波在地下岩層介質中的傳播速度是地震資料處理和解釋中非常重要的參數。通過速度分析,可以得到准確的速度參數,提高動校正、水平疊加、偏移成像的精度。在地震資料處理過程中,要比較精確地求得速度,首先要進行速度掃描,求得初始速度;其次利用求得的速度作為初始的迭代速度,通過速度譜分析,求得較准確的速度;最後利用求得的速度仔念數作剩餘靜校正,用速度譜,進行速度分析,多次迭代,求得准確的疊加速度。
當地震數據的偏移距較小,反射波的埋藏深度較大時,常規的速度分析可以保證動校正的精度,但當偏移距大到一定程度時,就會產生不可忽略的誤差,表現為動校正過量,或中間下彎。在這種情況下,近年來發展了一種高階速度分析技術,就是把動校正的公式由常規的二階提高到四階,可以很好地解決大偏移距的彎曲和畸變問題,提高了速度分析的精度。
6.疊加
疊加就是將不同接收點接收到的地下同一反射點的不同激發點的地震道,經動校正疊加起來。這種方法能提高信噪比,改善地震記錄的質量。主要方法有水平疊加、保持振幅疊加、DMO疊加。水平疊加是建立在水平層狀介質模型之上的,當地層具有傾角時,CMP道集數據不對應地下界面同一反射點上的信息,動校正疊加後也不能形成真正的零炮檢距記錄;另一方面,當一個地震記錄上同時接收到傾角不同的兩個界面的反射信息時,由於動校正速度與傾角有關,而我們又只能選擇一個速度,因此某個傾角的反射信息必然受到壓制。為了克服水平疊加存在的問題,改善水平疊加的效果,發展了傾角時差校正(DMO)技術。DMO技術是把動校正之後的數據,先偏移到零炮檢距位置上,然後疊加。現在我們在資料處理中常用的為DMO疊加。
7.偏移
地震偏移是一個反演過程,它將地震反射波和繞射波歸位到產生它(們)的地下真實位置上,並恢復其波形和振幅特徵。在20世紀80年代初以前,地震偏移成像基本上是在疊後完成的。當地下構造復雜、橫向速度變化劇烈時,疊後偏移已不能使地下構造正確成像,即使採用傾角時差校正(DMO,也稱疊前部分時間偏移)也難以得到真正零炮檢距剖面。而疊前偏移不受水平層狀介質、自激自收的零炮檢距剖面等假設限制,比疊後偏移技術更適應實際資料的復雜情況,所以只有疊前偏移技術才能更好地適應復雜構造成像。
疊前偏移處理技術利用疊前道集,使用均方根速度場將各個地震數據道偏移到真實的反射點位置,形成共反射點道集並進行疊加,提高了偏移成像精度。疊前時間偏移方法自身迭代過程也使最終得到的速度場精度比疊後時間偏移方法高,從而有利於提高構造解釋成圖精度。