地震资料采集方式对地震处理的影响研究

在岩性油气藏勘探中,为了能有效地对岩性油气藏进行识别,考虑到高分辨率和高信噪比的处理会造成保真度变差,因此,采用相对保真处理方法.但是,忽略地震资料采集方式对地震处理的影响.为此,基于准噶尔盆地石东地区一条长8km的高分辨率数据采集试验测线,通过分析剖面的反射特征和频谱特征,分别对地震采集震源和观测方式对高分辨率高信噪比地震资料处理的剖面和对相对保真地震资料处理剖面进行了分析和讨论.炸药震源的处理剖面,无论单深井还是组合井剖面的目的层反射波组特征信息都比可控震源的处理剖面丰富;无论单深井还是组合井,接收道距不同,目的层反射波组纵、横向分辨率也不同.小道距(5m道距)接收,目的层反射波组纵、横向分辨率最高.     

滩浅海两栖地区油气地震勘探激发接收技术研究

针对海陆两栖地区地震勘探激发、接收中存在的问题,通过改造炸药震源的装药结构和起爆方式,研制出了一种新型激发震源,提高了激发信号的品质,减小了与气枪震源之闻的信号差异;在接收技术上,研制了新型压电检波器以代替常规的沼泽机电检波器,提高了接收地震信号的频率,实现了水陆相同感应机理的检波器同时接收地震信号,消除了两种不同检波器造成的信号差异;通过对两种新技术的试验分析,认为明显提高了地震资料的分辨率和信噪比,促进了海陆两栖地区地震勘探技术的发展．     

南黄海中、古生界地震波场反射特征模拟与采集技术攻关

南黄海中部隆起发育巨厚的中、古生界海相碳酸盐岩地层,油气勘探前景良好,但地震资料品质差,中、古生界地震数据信噪比低导致残留盆地构造落实困难,长期制约南黄海油气资源潜力评价研究.本文首先运用有限差分方法开展南黄海中、古生界海相地层地震波场反射特征模拟分析,认为中部隆起浅层存在强反射屏蔽层、多次波特别发育、深层有效反射能量弱是影响地震成像质量的主要原因.为了从采集环节提高原始数据质量,引进立体震源激发、双检波器接收、宽线采集和海底电缆等新技术,从震源端、接收端和观测系统几方面进行技术优化组合,联合发挥新采集技术的优势,使用立体震源拖缆宽线采集和海底电缆双检宽线采集技术在南黄海中部隆起分别开展采集方法试验,获得的新资料中、古生界地震反射信噪比和分辨率比以往的老资料更高,成像品质更好,表明新技术值得进一步推广应用.     

羌塘盆地托纳木—笙根地区高密度高覆盖宽线采集试验

由于地质构造复杂,表层结构变化剧烈,羌塘盆地一直未能获得令人满意的高信噪比二维地震资料.因此,采用可控震源和井炮激发在北羌塘凹陷与中央隆起带之间的托纳木—笙根地区开展了420 km的高密度高覆盖宽线地震采集试验.可控震源激发参数:振动台次3台1次、扫描频率6~84 Hz、驱动幅度70%、扫描长度18 s.井炮激发参数:单井高速层下7 m激发,最浅井深18 m,药量18 kg;组合方式激发为2口井×15 m×12 kg或3口井×12 m×8 kg.2串检波器沿测线线性图形为最佳接收因素.井炮激发的覆盖次数介于360~960次之间,观测系统为4L3S、3L3S和2S3L;可控震源激发的覆盖次数介于960~1920次之间,观测系统为4L3S、3L3S和2S3L;炮间距介于30~120 m之间.试验结果:(1)采用井炮和可控震源激发的"高密度-高覆盖-宽线"采集技术,首次在羌塘盆地托纳木—笙根地区获得了一批质量优良的、可用于地质构造解释的地震剖面;(2)尽管可控震源单炮记录无法与井炮相比,但其高密度高覆盖采集技术能获得质量优于或等同于井炮的地震资料;(3)羌塘盆地托纳木—笙根地区适合于采用可控震源和井炮联合的宽线采集方案,可控震源覆盖次数1000次左右,井炮覆盖次数360次左右,观测系统3S3L或者2S3L即可.     

低频可控震源“两宽一高”地震处理技术研究

"两宽一高"地震是宽方位、宽频带、高密度三维地震勘探,能够记录更完整的波场信息,假频少、低频信息丰富,有利于薄互层油气藏的宽频带处理和地层各向异性研究.本文以实际的"两宽一高"资料为基础,分析了低频可控震源"两宽一高"资料的波场特征、信噪比及频率等特征,在此基础上确定了针对"两宽一高"资料的处理流程,此流程中的关键技术重点体现了针对低频可控震源的"两宽一高"资料的宽方位、宽频带的高分辨率保幅特色处理技术.利用最终成像结果对断层和砂体进行了刻画和描述,体现了"两宽一高"的宽方位和宽频带地震勘探的优势.     

城市活断层探测的高分辨率浅层地震数据采集技术

在简要介绍城市浅层地震勘探干扰波特点的基础上 ,结合福州市活断层探测的浅层地震试验探测资料 ,阐述了抗干扰高分辨率浅层地震勘探的技术装备、地震数据采集的技术方法以及在强干扰背景条件下围绕抗干扰和提高地震资料信噪比与分辨率而采取的技术措施。试验结果表明 :采用可控震源和与其相匹配的地震仪器以及小道间距、小偏移距、多通道和高频检波器接收的工作方法 ,是实现抗干扰高分辨率浅层地震数据采集的有效途径     

可控震源定向照明方法的仿真研究

当野外噪声很强,即使使用组合震源地震也无法获得满意信噪比的地震数据时,本文提出了一种基于可控震源阵列的定向照明控制方法,采用该方法可形成定向地震波.通过仿真研究合成了8激震器可控震源阵列分别采用简单组合及定向照明技术得到的单炮地震记录,可以看出采用合适的延时参数,定向照明单炮地震记录的反射波信噪比高于组合地震情况.定量的计算结果表明,实验条件下采用0.89 ms延时参数,各反射波信噪比分别提高了10.19 dB,3.23 dB和1.02 dB.由此可见,可控震源定向照明地震技术是一种提高原始地震资料信噪比的有效方法.     

速度、加速度检波器在超深层地震勘探中应用效果分析——以川南赤水地区为例

川南地区重要产气层之一的震旦系灯影组埋深约9000 m,以往多期地震勘探未能取得高品质资料,原因之一就是灯影组反射信息频率较低,而常规检波器(六串两并20DX-10 Hz速度型检波器)在低频段衰减严重,未能完整接收到地震反射信息.为得到深层高品质的资料,在川南赤水地区开展了不同类型检波器试验研究工作,首先研究了3种检波器(20 DX-10 Hz速度型检波器、自然频率5 Hz速度型检波器、单点陆用压电加速度检波器)的幅频特征,分析了不同检波器对低频信号接收能力的差异;对比测试了3种检波器对主频为25 Hz的雷克子波的波形、频率响应;结合实际地震资料,分析了加速度型检波器的实际地震资料在加速度域和速度域的频率特征;最后将加速度检波器地震资料转换至速度域,与其他两种速度型检波器地震资料对比分析得到以下认识:(1)加速度检波器具有宽频带特性,对提高分辨率较为有利,适用于勘探目的层相对较浅地区的高分辨率勘探.(2)加速度检波器地震资料在加速度域、速度域两种不同域的资料差别较大,前者积分转换虽然提高了低频段响应但频带变窄,不利于提高分辨率,生产中使用原始域数据更为合适.(3)野外实际资料表明,低频速度型检波器在保持常规20DX-10 Hz的勘探效果的基础上提高了低频段的响应,与加速度检波器转域后的低频效果接近,频带比加速度检波器转域后要宽,更加适合超深层地震勘探.     

胜利油田高密度地震探索与实践

胜利油田三维地震技术走过了40多年的历程,从常规三维地震、二次采集三维地震发展到了高精度地震,目前正处于高精度向高密度地震过渡阶段.如何实现陆上高密度地震,国际上目前存在着两条技术路线,其一是以美国斯伦贝谢公司Uni Q为代表的单点高密度地震技术,其二是以PGS公司HD3D技术与CGG公司的Eye-D技术为代表的模拟检波器组合高密度地震技术.从2005年开始,胜利油田先后在垦71、罗家、义东、东风港等区块开展了高密度地震技术攻关,分别采用DSU3单点数字检波器、动圈检波器小组合、自主研发的陆用压电单点检波器接收,井炮震源激发,采用小面元网格、高覆盖、高密度观测,三维炮道密度均在100万道/km~2以上,罗家高密度三维最高达到了358.4万道/km2.对比分析不同技术方案与效果发现,地震剖面横向分辨率均有大幅度提高,数字单点与陆用压电单点接收地震资料垂向分辨率提升明显,动圈检波器组合接收地震资料垂向分辨率提升有限.综合考虑东部近地表条件、激发接收条件、施工效率、施工成本等因素,现阶段在胜利东部探区使用陆用压电单点检波器开展高密度地震是可行的.     

西藏高原地区低频可控震源高密度宽线地震采集技术攻关与应用——以尼玛盆地低频可控震源采集为例

本文以西藏尼玛盆地二维地震勘探工程为基础,系统收集分析了西藏高原地区以往地震勘探成果及存在问题,在充分调研和分析研究基础上,结合该地区地形地貌特点及安全、环境保护需要,提出低频可控震源高密度宽线地震采集攻关试验方案,通过实施其攻关效果明显,地震剖面波组特征清楚,资料信噪比较以往有较大提高,不仅满足油气勘探的需要和地方安全要求,而且减少了地震勘探现场施工对环境的破坏,将有效推动西藏高原地区油气勘探进程.     

高铁震源地震信号的稀疏化建模

我国每天有数千趟高铁列车运行在两万多公里的高铁线路上,不但会引起高铁路基的振动,还会激发出地震波.地震检波器所接收到的数据中不仅包含窄带分立谱特性的高铁震源地震信号,还包含宽频带特性的背景信号.如何实现从检波器所接收到的高铁震源地震数据中分离出高铁震源地震信号和宽频带背景信号是准确利用该类信号的关键.考虑到高铁震源地震信号与宽频带信号在频率域明显的形态特征差异,本文首次将形态成分分析这种信号分离手段引入到高铁震源地震信号处理中,实现高铁震源地震信号的稀疏化建模并进而实现从接收数据中分离出高铁震源地震信号以及宽频带背景信号.对北京大学在中国南方某高铁沿线采集到的大量高铁震源地震数据进行处理,结果表明:采用形态成分分析并结合分块坐标松弛算法,能够实现实际采集高铁震源地震数据中的高铁震源地震信号和宽频带信号的分离.     

大井间距井间地震观测试验

介绍了井间地震数据采集方面取得的最新进展．为了使我国井间地震技术实用化,开展了大井间距井间地震数据采集试验．通过地面浅井激发深井接收、深井激发深井接收、不同炸药量、不同传播距离试验,确定了井间地震观测参数．应用改进后的井中安全炸药震源、一个三分量井中检波器和常规数据记录系统,在陕北顺宁油田的顺3井、顺4井和顺5井3口生产井中成功采集到两对大井间距、深井、油井中的井间地震资料,两对井的井距分别为307．92m和470．36m,采集井段为904．31-1272．32m．共设计了4种观测方式,采集到800多炮井间地震记录,对油井无损害．改进型井中安全炸药震源在使用效率和寿命方面有显著提高,可用于商业性并间地震数据采集．     

地震勘探中相控阵震源的方向特性研究

电磁驱动式可控震源在城市浅层地震勘探中所面临的最突出的困难是微弱的反射信号常常淹没在很强的背景噪声之中.为了提高地震记录的信噪比,可以利用多台可控震源阵列实施相位控制形成定向地震波束以增强地震波的能量.本文讨论这种相控阵震源的波束形成机制.引入了地震波场的边际能量密度的概念,利用地震波场的时间切片技术,对模型空间各个方向上的能量强度进行了定量分析.用有限差分法对相控阵震源Chirp信号扫描的地震响应进行了数值模拟.当定向地震波束的汇聚带与观测排列的空间范围相一致时,相控阵震源合成地震记录的能量强度要显著高于单个可控震源情形的能量强度,波形振幅的均匀性要明显优于常规组合激发震源情形波形振幅的均匀性.     

低频可控震源在哈拉湖冻土区二维地震勘探试验研究

高原冻土区由于地质条件复杂,对地震波能量尤其是高频信号吸收作用强,一直是地震勘探的一个难点.为探测哈拉湖冻土区的深部结构,分析可能的天然气水合物的分布情况及地球物理响应特征,我们在研究区采用低频可控震源激发进行了高精度二维地震勘探试验.本文通过对原始单炮定性分析以及针对能量分析、频段相对能量比估算、道集间频率分析方面进行定量分析,来确定振动台数、扫描频率、扫描长度、驱动幅度以及覆盖次数等优选参数.文章总结了可控震源在高原冻土区的野外施工方法,对以后类似地区的地震勘探工作有一定的借鉴意义.     

胜利探区隐蔽油气藏高精度勘探地震采集技术进展

为满足隐蔽油气藏老油田进一步勘探开发对地震成像精度的要求,胜利油田不断研究、发展和完善高精度地震采集技术和方法,来提高野外原始地震资料品质.在胜利探区,针对复杂岩性隐蔽油气藏勘探的实际需求,对影响地震资料品质的高密集空间采样观测系统设计、近地表结构探测与建模方法、新型炸药震源研制与激发技术、数字检波器接收及低噪声施工等地震采集技术环节进行了重点研究,取得了一系列成果,进一步发展和完善了高精度、高密度地震采集技术系列.在胜利油田YX、B12和LJ等多个地区的应用显著提高了原始地震资料的品质.     

速度型与加速度型检波器的信噪比比较

在石油勘探中,动圈式速度型检波器以及MEMS加速度型检波器是当前野外采集施工中应用最为广泛的两类检波器.两类检波器采集数据的信噪比存在差异,往往前者较后者稍高.作者在分析了两种典型检波器工作原理、野外采集阶段有效信号与噪声的比较特征以及不同信噪比计算方法的基础上,模拟、分析了两种典型检波器数据信噪比存在较大差异的表现以及原因.认为地震数据用加速度表征后,时域的视觉信噪比降低了,但是数据所代表机械振动中信号与噪声的物理能量对比并没有随着表征量纲的差异而改变;也就是说,数据背后的“物理信噪比”并没有改变-无论采用何种量纲进行表征.加速度表征地震数据的视觉信噪比降低是由于地震信号的低频端较高频端具有更高的“物理信噪比”导致的.速度、加速度两种类型检波器的信噪比比较应该在同一个域内进行.     

用于陆上宽频地震采集的设备及应用实例

宽频带、宽方位、高密度地震数据采集是近年地震勘探的重要发展方向,随着现代电子设备的可靠性大幅度提高,使得"两宽一高"采集技术得以推广应用。本文重点介绍陆上地震采集可控震源设备(Nomad系列)和数字检波器(DSU1-508)针对采集需求所做的技术改进,如何在保证生产效率、降低采集成本的前提下,使高密度采集成为可能,并满足深层勘探和高精度勘探的需求。通过分析高密度采集数据的处理结果并与常规采集效果进行对比,结果表明新一代设备在拓宽频带,提高分辨率的同时,极大地改善了成像质量。     

垦71地区多波采集方法研究及应用效果

多年来,胜利探区多波多分量地震采集所得资料的信噪比和分辨率较低,无法取得较好的应用效果.为此,以胜利垦71区块为先导实验区开展了多波采集方法研究.首先,通过单点三分量检波器与常规检波器小面积组合分析了该区转换波发育情况,认为该区转换界面较强,转换波特征明显,转换横波速度约为纵波速度的1/2;然后,通过数字三分量检波器的室内各种组合研究,进行了超线元叠加,由此可以有效地改善资料的信噪比,并对分辨率基本没有影响;最后,利用三分量检波器扩展排列进行转换波最佳偏移距的设计,通过垂直排列追踪放炮进行最佳非纵距设计,从而得出该区多波采集的最佳观测系统参数.通过上述合理的设计和多项试验研究,在垦71地区多波采集中,数字检波器Z分量剖面的频率优势非常明显,分辨率明显高于常规检波器的纵波剖面,对于搞清小断层及微幅度构造具有重要的意义;同时,转换横波能量强、信噪比和分辨率高,使多波采集取得了较好的效果.     

高精度可控震源在深反射地震采集中的应用

深反射地震采集要获取地下深度超过30 km处的莫霍面信息,通常采用大药量炸药激发,炸药激发对生态环境影响较大,不符合绿色环保的勘探发展方向.本研究旨在探索采用可控震源实施深部探测的可行性,及与可控震源激发相匹配的最佳的接收方式.通过对辽东地区开展的可控震源和炸药激发对比试验分析表明,采用高精度可控震源EV56激发,SN5-5低频检波器2支串联的接收方式,可以获得较好的深层地壳结构图像.试验的成功,为后续采用可控震源进行深地地质探测提供了有效的科学依据,具有重要的实际参考价值.     

基于地质模型的定向组合激发-接收技术

定向设计的震源、检波器组合可增强特定方向传播的地震波能量,同时压制其他方向噪声,从而改善低信噪比数据的资料品质.本文提出了一种基于地质模型的定向组合激发-接收技术方法,该技术方法包含三个步骤:定向方向计算、定向组合参数设计、定向组合数据处理.首先对地质模型做波动方程正演并统计地震波出射到地表的能量和角度(方向),然后优化设计组合参数将波场能量定向聚焦到该方向,在进行激发-接收定向组合处理后,最终实现提升地下弱照明地区成像质量的目的 .基于此思路,本文首先分析了地震波场产生方向性的原因,以模型照明结果为例展示了地质结构与波场传播方向的相关性;然后定义了表征波场传播方向和能量大小的能流密度矢量,在此基础上推导出声学介质条件下地表出射波场的角度和能量计算方法;最后给出了组合叠加波场的表达式和求解各组合参数的目标函数.经理论模型和实际资料验证,本文提出的定向组合方法能显著改善资料信噪比,在低信噪比地区应用前景广阔.