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1、高精度地震勘探采集技术,内 容,引言 高精度勘探采集有关理论基础 高精度地震技术方法高精度勘探技术效果 国外高精度勘探情况高精度三维地震技术的下步发展结束语,引言 1讨论采集测试系统；三种问题 2油藏类型：五种情况； 3高精度勘探弹性动力学基础 4高精度技术发展过程 5高精度地震勘探技术现状，,输入x(t),输出y(t),系统,响应特性S(w),S= y(t) / x(t) Y(t)=S*x(t) X(t)=y(t)/ S,地震勘探系统分析,二 基本理论 1分辨率的两个基本准则: a.Raylaigh b.Ricker 2分辨厚度 a.1/4波长 H=V/4FSin . b.第一Fresnel
2、带 R=(T/F+1/4(T/F)2 )1/2 3大地吸收与环境噪音 a.S=27.29ft/Q b.Pn=P0/(1+1/R2),三 技术思路 1补偿大地吸收率减 a.激发高频信号;b.提高检波器高频响应; c.提高仪器低截滤波档;d.理想的补偿思路. 2压制各类干扰 a.激发减少噪音(定向 虚反射等) b.接收压制噪音(避开环境噪音 组合压制近地表传播的噪音) c.多次覆盖压制随机干扰 3达到目的获得高频率.高信噪比.宽频带的地震资料.,一、 高精度地震勘探采集技术的有关的理论基础 1波动理论 1）波动方程：（u）+u+b= 2）惠更斯原理 3）施奈尔定律：v1/v2=sin/sin 4）
3、波在界面上的能量分布： A2/A1=(2v21v1) /(2v2+1v1) A4/A1=0 A3/A1=21v1/(2v2+1v1) A5/A1=0 2振动理论 1）振动的基本模型方程及其解 mx+cx+kx=F(t) 3 爆炸力学 4机电理论U=Blv10-8(V) 5几种理论在地震勘探中的关系,(二)、基本概念：波的分类及其界面上的波： 1 弹性波分类：纵波（P)和横波(S),2 自由界面上的波,3波阻抗界面上的波,1V1,2V2,反射系数:R=,1V1,2V2,V1,sin ,=,V2,sin ,施奈尔定律:,二维观测系统及共反射点示意图,二、技术方法（一）、高精度三维采集方法论证技术（
4、二）、表层调查技术（三）、噪音分析技术（四）、高精度三维的激发技术（五）、高精度三维的接收技术（六）、压制噪音技术,（一）、高精度三维采集方法论证技术,1 精细的参数论证设计技术1）、采集参数论证：对面元大小、覆盖次数、最大跑检距、道距、组合基距、纵横分辨率等采集参数进行论证； 2）、观测系统属性分析：根据采集参数设计观测系统，并对观测系统属性进行分析，其中包括：反射点方位角分布均匀、大小炮检距分布均匀、覆盖次数分布均匀等； 3）、正演模拟地震记录：运用正演模拟技术进行模拟观测，并对整个观测系统的性能进行综合分析，合理确定观测系统。 4）、工区整体设计：全工区炮点、检波点分布、覆盖次数分布、炮
5、检距分析等。 5）、几种高精度三维观测系统,采集参数,面元、覆盖次数、炮检距,高精度观测系统设计技术,观测系统,正演模拟,方位角分布 炮间距分布,单炮模拟 剖面模拟,观测系统综合评价,确定观测系统,1、野外采集方法的综合论证技术: a采集参数论证,面元边长 依据纵横分辨率的要求；满足空间采样率，结合解决地质体的大小；合理确定面元大小。,覆盖次数： 参考分辨率要求，分析原始资料信噪比，兼顾两方，确定覆盖次数 炮检距： a、最小炮检距 b、最大炮检距,动校正拉伸关系曲线图,速度分析精度,反射系数与入射角的关系,各种观测系统（480道、CDP2525（m）、410次）； a、八线十四炮观测系统 方位
6、角和炮检距示意图,八线五炮束线状观测系统,960道，2525m的面元细分成4个12.512.5m的小面元，48次覆盖。,八线五炮观测系统,方位角 炮检距分布图,块状砖墙式观测系统,仪器道数720道、CDP网格2550（m）、覆盖次数88（次）,8线16炮变炮检距观测系统,针对复杂地质构造采用多种观测系统，在目标区域大幅度提高覆盖次数，以获得高信噪比的地震资料。,变观前后的面元属性分析,变观前炮检距分布,变观前处炮检距分布,变观后炮检距分布,变观前后方位角分布,三维模型连续激发正演分析,炮点,C 正演 模拟,炮点,三维模型连续激发正演分析,射 线 追 踪 及 单 炮 合 成 记 录,.正演合成单
7、炮记录,正 演 合 成 剖 面,模型验证,针对断裂系统、小断层、小断块的模型射线追踪，可以看出施工方法对该复杂构造的追踪效果比较连续。,针对复杂地质构造的模型射线追踪,二维模型验证,针对下降盘沙河街组及古生界地层的模型射线追踪,针对上升盘潜山构造的模型射线追踪,东西方向,三维模型模拟单炮,40次、4140-152-0 40次、0-152-4140 66次、3400-152-0-152-3400,不同观测方式模拟剖面,观测系统应用实例分析,不同位置反射点射线分布,覆盖次数、炮点、检波点分布,工区信噪比分析图,资料较差,资料较好,资料较好,全工区炮点检波点分布图,局部地区覆盖次数分布图,全工区覆盖
8、次数分布图,1500-3000m,全工区不同炮检距范围的覆盖次数分析,全工区不同炮检距范围的覆盖次数分析,0-1500m,3000-5000m,全工区不同炮检距范围的覆盖次数分析,9次,18次,36次,72次,2.不同覆盖次数记录对比,2.6,2.9,2.6,2.9,2、精细的表层调查技术 1）地质雷达方法 2）陆地声纳 4）双井微测井 4）表层 取芯,利用地质雷达的方法调查近地表30米深的表层情况，利用不同界面上的电性差异，来反映岩性的变化特征,10 20 30 40 50 60 70 80 ms 100 200 300 400Hz,双井微测井剖面（井底） 岩芯 频谱,1 10 20 30,
9、H（m）,地表胶泥层分布图,表层衰减研究,3、噪音的影响及其研究1、噪音对分辨率的影响根据Widess有噪声时的分辨能力公式：P=P0/(1+1/R2)P0无噪时分辨能力， R2信噪能量比。2、噪音规律的分析研究A、噪音分类B、环境噪音C、激发后噪音分析,环境噪音研究,有效能量 噪音能量 信噪比 环境噪音,激发前,激发后,激发后,激发后,激发前后60120Hz之间噪音频谱对比,激发噪音分析,2）噪音的动力学理论分析： 地震勘探的次生干扰有两大类。一类是波动干扰，是由于表层介质的不均匀形成了一定的波阻抗界面形成了一系列的波动次生震源；弹性波在波阻抗界面上的波型转换和能量的重新分配是产生波动次生干
10、扰的根源；近地表介质的不均匀是波动次生干扰产生的条件，次生干扰波就是在这些不均匀的界面上发生的各种波的现象。一类是振动干扰，当物体存在质量弹簧时就会形成一个振动系统。当振动系统不受外部激励时，保持在平衡位置，处于静平衡状态。当振动系统受到外部激励时，就会使质量体偏离平衡位置，而在平衡位置两边产生振动，这种振动是有强迫振动和自由振动两部分组成的。这就是形成次生振动干扰的内在因素。,3）噪音分类,4、高精度三维的激发技术1、特殊炸药震源的研制与应用 目前使用的炸药震源，激发的地震波主要存在两个弱点：1信号频率低，2激发噪音强；无法满足高精度地震勘探的需要。针对这些问题， 1）利用小药量激发提高信号
11、频率，2）利用垂直迭加弥补小药量的能量不足，3）利用定向爆炸减少近地表的激发噪音。研制出了四种新型震源。,1）、特殊震源的研制与应用,延迟叠加震源,爆炸地震锤,细长药柱,对撞震源,垂直延迟爆炸示意图,地表,地下介质,爆炸地震锤,1、利用聚能的原理，在震源的头部加上锤头，定向向下爆炸，抛射锤头，撞击地层产生高能量的地震波信号。 2、爆炸定向性好，增加了下传能量。 3、利用小药量激发，获得的高频成分丰富。,低爆速细长药柱,顶端起爆的正向激发方式，药包的波前面在垂直向下的方向上是同相叠加的，有利于纵波的激发和传播，突出中、深层的反射，压制面波、虚反射及表层环境噪声，可提高信噪比与分辨率。角为药柱与向
12、下传播射线的夹角，当波的传播时差等于激发延迟时，可得：cos=v1/v2 v1=v2，角为零度，长药柱激发后达到的同相迭加性最好。,细长药柱激发示意图,两弹对撞震源,根据原子弹点火爆炸的原理设计，其主要目的是提高震源的激发能量，产生高能量的地震波，从而解决由于大地的衰减作用而造成的能量弱的问题。该震源的主要特点： 1、震源的两端同时激发两个药包。 2、两端药包激发后产生射流在中间相撞产生强大的冲击波,四种震源单炮对比（80-160Hz SWJ2 11.3m）,效果分析（一） 地震锤与聚能弹对比,解编 80-160Hz,效果分析2.三种震源解编记录对比,炸药,地震锤,延迟叠加,b.三种震源扫描记
13、录对比,(80180Hz),震源对比初迭剖面,2、选择井深 a、双井微测井确定虚反射界面； b、根据需要保护的地震信号的最高频率，计算药包距虚反射界面的距离；hV/4fmax c、距虚反射的距离不应小于炸药的爆炸半径（r=1.5Q1/3） d、根据以上三个条件，结合表层的岩性情况，科学的确定激发深度。,合理地选择井深,虚反射界面,需保护的最高频率,炸药的爆炸半径,激发岩性,虚反射特性曲线：(1)特性曲线为正弦曲线，其周期为n/：（n=0，l，2，)；(2)频率响应主要与值大小有关，较小时，频带较宽，峰值频率较高，反之频带较窄， 值增大一倍，频带宽度缩小一倍；(3)当 值趋于0，即在虚反射底界面
14、处激发，不存在虚反射，对地震信号也就没有频率响应作用，只要有，即在 Rl界面下不同深度处放炮，就有频率响应，一般深度愈大，低频响应愈严重。,激发示意图,次生黄土层,原生黄土层,A B C,不同深度激发虚反射压制情况,V,Fmax,H,B.炸药距虚反射界面距离与速度和最高频率的关系,C.爆炸半径与药量的关系曲线,R(m),Q(kg),d、确定井深 根据充分利用虚反射界面，加以定量约束条件，结合岩性特点，科学地定量地确定激发深度。,3）不同方式激发示意图,单井激发,组合井激发,组合对比（80-160Hz）,单井 双井 三井,1井 2井 3井 4井,1井 2井 3井 4井,40-80Hz,60-120Hz,1井 2井 3井 4井,
