三维地震勘探固定排列与中点放炮观测系统

三维地震勘探观测系统的模式较多，以常规束状观测系统的应用较为广泛。针对勘探区目的任务选择合理的观测系统以有利于勘探效果，是勘探前期施工设计的基本要求。三维地震勘探固定排列与中点放炮两种新型观测系统，均可使炮点在勘探区内呈地段性分布，与常规束状观测系统炮点在勘探区呈分散分布有所不同。在满足多次叠加提高分辨率的同时，能够使施工排列的滚动次数明显减少，从而使野外数据采集工作效率得以有效提高，并降低了生产成本，扩充了施工设计选择观测系统的范围，在三维地震勘探行业具有一定的实用价值。     

观测系统类型及参数对采空区探测的影响

常规煤田三维地震勘探观测系统设计时着重于节约采集成本,提高施工效率,往往使用窄方位半束线横向滚动的观测方式,但是对于需精细勘探、采空区发育不规则的矿区,窄方位观测系统对勘探效果的影响还有待分析。笔者采用三维射线追踪算法对采空区进行了正演数值模拟分析,并对不同观测系统在采集脚印、方位角分布、目标采空区的照明度等观测效果进行了深入对比。六种观测系统、九种属性分析结果表明,宽方位45°斜交式观测系统在五个方面都具有较强优势,对采空区地质目标的异常响应最好。     

地震数学模型技术在煤矿采区地震勘探观测系统设计中的应用

根据安徽淮南某煤矿的地质构造特点及煤层赋存形态,在三维地震测区中部选择了一条典型地质剖面,据此建立了陡倾角二维地震数学模型,并从波动方程出发确立了模型的三维地震观测系统。通过对正演模拟得到的炮集记录、叠加剖面、偏移剖面上的波场特征的分析,确定了适合勘探区地质条件的采集和处理方法。对该二维模型数据的处理结果表明,叠后偏移手段不适合陡倾角区煤层地震资料的处理,而叠前时间偏移可有效保证陡倾角勘探区块的地质目标成像。根据陡倾角目的层及逆掩断层区域开展地震勘探的难点问题,提出了适当调整观测系统、提高空间采样密度等措施。根据多年在淮南矿区开展采区三维地震勘探的工作经验,认为该区最佳观测系统为方位角特性好、共面元道集内炮检距分布均匀的八线八炮制束状规则观测系统。     

山地大型障碍区三维地震观测系统的设计与应用

在三维地震勘探中,在山地大型障碍区布设观测系统,为了避免因地表障碍物使地震反射剖面出现间断,需要动态调整观测系统设计,跨越大型障碍物（水库,矿区等）,以确保面元属性均匀,最佳压制噪声,以获得好的反射资料。在参与和研究野外实际过障碍观测系统的基础上,提出一套从物理点优化调整到辅助检测的方法。其基本思路是：利用高精度数字卫星照片和地震测量成果,对设计的规则观测系统进行反复调整,尽量避开障碍物,在计算出调整后的覆盖次数、炮检距,以及方位角分布情况后,设计出适用于障碍区的动态观测系统。这里总结了几条设计原则,并给出了相应的调整方法和辅助检测手段。通过合理动态调整炮点和检波点的位置,成功地解决了穿越大型障碍区时有效接收和安全激发的问题,确保了面元内覆盖次数、炮检距、方位角等属性的均匀,在W探区三维资料采集应用中取得了理想的效果。     

煤田三维地震勘探中横向覆盖次数的确定及宽方位数据采集的设想

提出了线束型三维观测系统横向覆盖次数的一种简易确定方法,详细论述了非纵误差的实质及纵测线方向的选择方法,根据目前煤田三维数据采集现状,提出了宽方位角的设想,以便克服以往三维观测系统中方位角分布不均的弊端。      

绿山设计软件在三维地震勘探中的应用

绿山设计软件是三维地震勘探野外观测系统的设计软件,其依据测区的地质、地球物理参数以及地理条件,可以生成多种符合要求的观测系统。考虑各种参数的相互制约及相互影响因素,根据东欢坨三维地震勘探项目的要求,利用绿山设计软件,求证了各种参数的设计流程及控制方法,布设特殊的观测系统,达到了勘探目的。     

基于波动方程偏移的宽方位三维角道集提取

基于三维波动方程偏移的宽方位三维角度道集不仅包含了局部反射角度的信息,还包含反射平面在地下的方位角信息,它充分反映了宽方位采集观测系统下勘探目标不同方位的照明情况。这一特点在复杂构造的三维偏移速度分析中是非常重要的。笔者从角度分解的思想出发,讨论了射线参数、反射角以及局部方位角的关系,实现了宽方位情况下局部偏移距域共成像点道集向角度域共成像点道集的映射方法,并给出具体流程。模型测试和实际资料应用结果表明,用该方法提取的角度道集可以真正反映局部反射处的不同方位角的反射信息,可以为全三维勘探地震成像中的深度偏移速度分析研究提供道集依据,也可以用于三维的振幅随角度关系分析。     

涡北河网区三维地震采集技术

涡北勘探区属于河网地带,难以进行正常的地震施工。为此,本文提出了一种以规则束状观测为基础和特殊观测系统相结合的数据采集方法。该方法适应了这种复杂的地表条件,获得了"空白区"的地震资料,为今后类似地表条件地区的三维地震勘探提供了经验。      

三维地震勘探在陇东黄土塬区应用实例

陇东地区黄土层厚且疏松、冲沟发育、地形起伏剧烈,具有复杂的表、浅层地震地质条件。不仅如此,作为主要勘查对象的煤层埋深大都上千米。针对这些地震勘探工作中的不利因素,依据试验结果,确定了多井组合大药量激发、多个检波器组合检波、多道接收的激发与接收参数。同时,设计的10线25炮观测系统具有高叠加次数、宽方位角接收、炮检距较大等优,点,观测系统各项参数均能够满足三维地震勘探野外数据采集要求。实践证明,这种方法是行之有效的,取得了较好的地震、地质效果,为矿井建设和生产提供了可靠地质依据。     

高密度三维地震技术在新河煤矿的应用

山东济宁煤田新河煤矿延深区由于地质构造复杂,常规三维地震勘探及二次精细化处理解释地震地质成果均不能满足煤矿开采需要,因此矿方对该区开展了高密度三维地震勘探。高密度三维地震野外原始数据采集采用小道距、高覆盖、宽方位角观测系统,进一步提高了资料的信噪比、分辨率和保真度。地震资料成像采用克希霍夫叠前时间偏移技术,提高了构造成像精度。通过与常规三维地震资料对比,新生界底界面、侏罗系上部厚层岩浆岩顶底界面及侏罗系底界面、主采3^#煤层、深部16^#煤层反射波在高密度三维地震时间剖面上有了明显的改善;采空区反射特征明显,时间剖面及振幅属性显示其边界与实际开采边界吻合较好;褶曲形态及断层组合及分布更加合理,取得了较好的应用效果。该项目的成功应用为高密度三维地震勘探技术在山东省煤矿采区的推广应用积累实践经验,具有一定的指导和借鉴作用。     

准噶尔盆地宽方位角三维地震应用效果分析

宽方位角采集比窄方位角具有更好的地震照明度.宽方位角三维地震以其多方位视角高分辨率成像数据之优势、识别储层的各向异性能力强,能提高薄层砂体和小断裂的识别精度.针对准噶尔盆地某区块储层非均质性强、单层砂体薄(单层10-15 m,有效储层<10 m)、砂岩层平面变化大的特点,新疆油田分公司实施宽方位角三维地震高分辨勘探.通过运用地震属性、反演等地震技术,结合沉积环境分析和沉积演化研究,开展岩性圈闭识别和储层预测工作, 识别出有效的砂岩层(储集体),达到预测目的,取得了很好的勘探效果.     

利用方位角道集处理方法预测煤层裂隙

煤层瓦斯含量受多种因素影响,而煤层中的节理裂隙密集带则容易导致瓦斯聚积。在煤田地质勘探中,依据振幅随炮点和检波点入射角的变化可以预测裂隙的发育方向和发育密度。在对淮南地区张集西三煤矿的三维地震数据资料处理时,按不同的方位角增量抽取方位角道集,并对其方位角道集进行速度分析、NMO校正、叠加和偏移,得到6个方位偏移数据体。根据Malick等人的理论模型对其进行计算,获得d、A、B值,并据此预测裂缝发育方向与发育密度。将其预测成果与常规地震解释成果对比,发现两者之间非常吻合,可见利用方位角道集处理方法预测煤层裂隙具有可行性。     

金属矿地震勘探物理模拟实验技术

在金属矿地震勘探的物理模拟中,实验技术研究是得到可靠实验结果的重要保证.通过控制环氧基混合材料混合比的实验,形成1 600～3 200m/s的速度差异,实现了对复杂岩性的模拟.在对山地模型的采集中,采用触点控制方式实现了高程测量和数据采集同步进行.采用页面模型模拟技术,实现了对复杂模型地震波总场信号的分解和归位.     

浅海海底表层速度建模技术及其应用研究

浅海海底起伏和速度变化对OBC资料成像质量产生较大影响。建立浅海海底表层速度模型不仅能够解决OBC资料的静校正问题,也可用于海底反射系数计算、双检资料合并、多次波压制等,但是,目前针对浅海海底表层速度建模的研究还不多。文中提出了针对浅海地区OBC资料的海底表层速度建模的三维初至走时反演技术,主要包括:(1)震源位置校正技术。根据地震波在海水中传播特征,把在海水中激发的震源位置校正至海底,使震源和接收点都位于海底,利于初至走时反演计算;(2)快速三维初至走时反演方法。利用回折波走时和射线方程,形成了高效率初至走时反演方法。将该技术应用于胜利油田莱州湾浅海区海底OBC资料的处理中,建立了三维海底表层速度模型,用此速度模型进行静校正,取得了良好的应用效果。     

基于各向异性AVO的裂缝弹性参数叠前反演方法

基于各向异性理论,将具有水平对称轴的高角度裂缝介质等效为HTI介质。首先,通过分析HTI介质反射界面的纵波反射系数公式,研究裂缝介质振幅随偏移距和方位角的变化特征,探索了方位各向异性介质弹性参数和各向异性参数的叠前反演方法。其次,为更好地估测介质的弹性参数:纵波阻抗IP、横波阻抗IS以及各向异性梯度Γ,对反射系数近似式进行了简化,同时对简化公式的精度进行了对比分析。最后,选取2D逆掩断层模型,利用褶积公式制作不同方位的合成地震道集,并对合成地震道集添加随机噪声(信噪比为2∶1),将其应用于方位AVO叠前反演算法试算中。结果表明,当信噪比为2时,方位AVO叠前反演所得纵波阻抗、横波阻抗及各向异性梯度的估测值与模型真实值基本吻合,而且估测值能够较准确地反映原始模型的地层特征,验证了方位AVO叠前反演算法的准确适用性。     

基于LDPC矩阵采样方法的三维地震数据重构

按照以往的测量矩阵进行实际勘察无法较好地实现地震数据的重构,大多数矩阵设计复杂且元素多样,不符合实际标准。笔者将LDPC矩阵应用到地震勘探采样中,用较少的地震数据来重构完整的地震记录。采用K-SVD字典对数据进行稀疏变换,FISTA算法进行重构。对比以往的随机采样、离散均匀采样和jitter采样,LDPC矩阵更适合三维环境且恢复重构效果更好。对比重构数据的信噪比,三维模拟数据和实际数据都证实了LDPC矩阵信噪比值最高,重构出的数据效果最好。     

基于模拟退火粒子群优化算法的裂缝型储层各向异性参数地震反演

发育垂直定向排列裂缝的地下岩石可等效为具有水平对称轴的横向各向同性（horizontal transverse isotropic,HTI）介质。针对HTI介质模型,本文研究了裂缝型储层的各向异性参数地震振幅随方位角变化（amplitude variations with azimuth,AVAZ）的反演方法。首先,在地震AVAZ反演流程中,提出采用模拟退火粒子群优化算法实现裂缝型储层各向异性参数反演。之后,通过理论模型测试,验证了基于模拟退火粒子群优化算法的地震AVAZ反演的有效性。最后,将反演方法应用于四川盆地龙马溪组页岩气储层实际方位地震数据;在反演之前先利用傅里叶级数方法估计裂缝方位并对实际数据进行方位校正,以提供更准确的输入数据;通过计算得到的P波、S波各向异性参数可用于评价裂缝发育程度。反演结果表明,研究区域构造顶部裂缝较发育,与地质基本理论一致,验证了反演方法的合理性。     

Optimizing 3-D seismic survey design parameters using genetic algorithm—a case study in southwest of Iran

The crucial advantages of a 3-D seismic survey are the proper migration of the reflection points and the more accurate study on the structural and stratigraphic targets, reservoir characterization, and joint study. In this article we will focus on Pardis Project in southwest of Iran where no 3-D seismic survey has ever been carried out. The local geological information, previous 2-D seismic, VSP data, and interval velocity information obtained from check shots were taken into consideration to determine the requirements of the survey. The objective is to adequately sample the primary and secondary targets at the depth of 1,200 and 5,000 m, respectively. On the base of the logic dominating a genetic algorithm, the best operational layout was offered to satisfy the geophysical requirements looking forward to satisfy financial constraints. Using Genetic Algorithm Toolbox in MATLAB, we could formulate a mathematical constrained optimization problem. Applying this technique we derived nominal designs which are needed to be evaluated to make sure how well they could image the targets.     

利用地震P波确定煤层瓦斯富集带的分布

查明煤层瓦斯富集区域,对可能的瓦斯突出点进行预报,是当前煤矿生产中亟待解决的重要课题。利用地震P波对裂缝性地层所表现出的方位各向异性特征,根据地震属性随方位角变化可以预测裂隙发育方向和密度的基本原理,应用多种地震P波方位属性预测裂隙发育带。通过对淮南张集煤矿西三采区三维地震P波资料的处理,获得6个方位地震数据体,从中提取多种与煤层和围岩裂隙相关的地震属性,并计算出裂隙的发育方向和密度,为确定瓦斯富集带的分布提供了一种新的途径。      

Application Results of 3-D Seismic Exploration Technologyin Coal Mines

This paper briefly introduces the development and present situation of China's coal seismic exploration. It focuses on analyzing the important functions of 3-D seismic exploration technology in the designing and production of coal mines, and also the results of its application.