(第六讲)三维地震勘探

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1、物探新方法技术（地震勘探）第六讲 三维地震勘探,二、三维速度分析,一、 三维地震数据的采集 二、三维速度分析 三、三维偏移归位处理 四、三维反射地震资料解释方法简介 4.1 三维反射地震资料显示 4.2 三维反射地震资料解释 4.3 三维地震资料人机交互解释,（1）三维观测系统类型有哪些？ （2）如何确定可覆盖区域？ （3）理解水平切片和垂直切片的概念。(4) 理解等时切片与地震构造图的关系。,【思考题】,一、 三维地震数据的采集,1. 三维观测系统的类型（）平行线型观测系统“十”字型系统(Cross System)“T”型、“L”型,一、 三维地震数据的采集,1. 三维观测系统的类型“丰”字

2、型(Swath),一、 三维地震数据的采集,1. 三维观测系统的类型 多条平行线型,一、 三维地震数据的采集,1. 三维观测系统的类型（2）非平行线型观测系统 方型系统(Seisquare)，环型系统(Seisloop),一、 三维地震数据的采集,2. 三维观测系统参数的选择 (1) 网格间距,一、 三维地震数据的采集,(2) 覆盖次数的选择,(3)最大炮检距的选择,一、 三维地震数据的采集,（4）炮点距计算,一、 三维地震数据的采集,（5）组合,一、 三维地震数据的采集,3数据采集面积的确定 勘探面积（Prospect Area）：用三维偏移后的资料点覆盖起来的一片面积。偏移孔径（Migra

3、tion Apeture）：在勘探面积的四边要各扩大一条以满足处理的要求。,一、 三维地震数据的采集,(1) 倾斜孔径(Dip Apeture)Xdip=Z.sin (2) 绕射孔径(Diffractional Apeture),二、三维地震勘探资料处理,（一）三维数据处理概述1三维数据特点三维数据量很大，比二维要增加更多的数据。地形测量数据量就是为三维地震勘探所进行的陆上的各项地形测点工作和海上各项定位工作的结果。对这些数据的处理工作主要是检：查原始数据的可靠性，对数据进行编辑、校正、滤波等，然后绘制测线分布图、炮点位置分布图、检波点位置分布图、测区地形平面图、CMP点分布图、反射面元划分图

4、、和覆盖次数平面图等。,（一）三维数据处理概述,2与二维处理相同与不同的处理内容三维与二维处理有几个方面不一样，要研制专门的三维数据处理软件，例如三维速度分 析、三维速度静校正、三维偏移等。三维数据处理在许多方面与二维处理类似，可以用二维处理的方法和软件经过修改来处 理，例如三维数据的增益恢复、滤波、反褶积、初步速度分析，二维初叠加等，三维处理同样需要利用CMP叠加来衰减多次波、提高信噪比，也要作倾角校正(DMO)来消除反射点模糊效应。,(二) 三维速度分析,1二维叠加速度概念在二维情况下，某条测线t0 时刻的叠加速度V为,叠加速度,均方根速度,地层倾角,(二) 三维速度分析,2三维叠加速度在

5、三维情况下，要考虑炮检线的方位。对同一t0，不同炮检线方位角不同，叠加速度是不 同的，三维叠加速度可表示为,叠加速度,炮检线的方位角,地层倾角,界面倾向的方位角,(二) 三维速度分析,3建立三维速度模型用三维数据分析得到的速度可建立三维速度场。三维处理只有准确地建立三维速度场,后面的处理、解释才能保证精度。建立三维速度场要合理，这也是一个难点。,(二) 三维速度分析,4.扇形分析技术 考虑一个CDP选排中象蜘蛛网似有炮检矢量分布。将它划分成若干个扇形。划分的原则是不能太小，太小会增加工作量，且造成一扇形内保持有数量相近的道数。划分了扇形之后，将一个扇形内的所有道组成一个虚二维共反射点道集，用标

6、准的二维速度分析方法计算速度，结果置于扇形的中心方位。然后用最小平方拟合技术求出叠加速度方位椭圆(求最大叠加速度、最小叠加速度和椭圆主轴方位角)。为了完成椭圆的计算至少需要划分三对扇 形。用虚二维CDP道集计算叠加速度时可适当考虑加权问题。,(二)、三维速度分析,扇形分析技术,(二)、三维速度分析,图是同一个CDP点、二个不同扇形上合成道集动校正的例了。(a)为原始道集；(b)为用统一的一种对各方位速度资料作了平均后的速度进行动校正的结果，可以看到，在一个扇形道集上校正不足，在另一个扇形道集上却校正过量；,(二)、三维速度分析,(c)为用各扇形上求出的速度值对扇形上各道校正的结果。由于扇形道集

7、内各道也不在同一方位，故校正仍不是完全准确的，还有小的起伏。最后，用拟合技术得到的各方位上速度分别进行校正，得到(d)图用方位校正后速度函数动校正结果,(二)、三维速度分析,(c)为用各扇形上求出的速度值对扇形上各道校正的结果。由于扇形道集内各道也不在同一方位，故校正仍不是完全准确的，还有小的起伏。最后，用拟合技术得到的各方位上速度分别进行校正，得到(d)图用方位校正后速度函数动校正结果,(三)、三维静校正处理,1野外静校正三维静校正包括野外静校正和剩余静校正，野外静校正是指对炮点和接收点的高程，井口的时差校正和折射数据或初至波计算的风化层低速带变化的时差校正。剩余静校正是对地表引起的时差异常

8、进行校正。,(三)、三维静校正处理,2二维剩余静校正在二维情况下，是剩余静校正由假设地下一致的构造项、地表一致的震源和接收点校正 项、以及动校正剩余项组成，因此在地表一致性假设条件下，各种地震资料处理软件中都有许多剩余静校正模块。,(三)、三维静校正处理,3三维剩余静校正三维剩余静校正项除了有接收点校正项、炮点校正项以外，还与构造项与倾角有关，剩余动校正项与倾角、走向有关，因此有更多的项，需要多道参与计算。多道的多参数的解，要受到数学条件的约束，因此三维静校正的求取是个难题，有多种方法求解，迭代法也是其中的一种。求出静校正量后要在面上平滑、平滑后再作三维静校正。目前国内外都在研制三维静校正方法

9、和软件。,三、三维偏移处理,（一） 三维偏移的必要性,三、三维偏移归位处理,(二)、绕射扫描叠加偏移原理由二维偏移按双曲线取值求和扩展为按双曲面取值求和，和置于双曲线顶点就得到三维绕射 扫描叠加偏移方法。双曲面公式为 式中t0为由绕射点 D(xd、yd、zd)至地面的垂直双程运行时，即t0=2z d/v；t 为由绕射点D至地面任一接收点G(xg、yg、0)的绕射波双程运行时；v为速度。,三、三维偏移处理,(三）、三维偏移方法种类： （1）两步法偏移：即先对x方向的测线进行二维偏移，再对y方向的测线进行二维偏移，其优点是工作量小。（2）一步法偏移，也叫全三维偏移，或真三维偏移，一次偏移归位。,三

10、、三维偏移处理,三维偏移方法种类： （3）叠前、叠后偏移三维偏移也和二维偏移一样可做叠前偏移，也可做叠后偏移，叠后偏移在叠加时已降低了一次分辨率，但工作量小，叠前偏移工作量大，偏移归位效果好。,三、三维偏移处理,偏移比较,D实际资料Kirchhoff和炮域波动方程叠前深度偏移的比较,模型：,经过三维偏移处理后的三维地震资料，组成了一个三维数据体，它可以用定义在（x,y,t）空间每个结点的数据（振幅或频率或相位）A（xi,yj,tk）来表示。在平面上按CDP网格排列分布，在垂向上按深度换算的时间采样组成立体数据网格。对于这个数据体的数据，可以用各种方式显示，以供解释人员选择。常用的三维地震数据显

11、示图件: (1)各种垂向剖面(纵测线剖面，横测线剖面，任意斜交方向的剖面，不同方向的连井展开剖面) (2)水平剖面(或称水平切片) (3) 动态显示,4.1 三维地震反射资料的显示,铅垂剖面图是用一个铅垂平面去切三维数据体得到的该垂直剖面内各道的信息。它与二维地震剖面类似，由于已经过三维偏移，它能更准确地反映地下构造形态。,1 铅垂剖面图,水平切片图是用一个水平面去切三维数据体得到的某一时刻tk各道的信息。等时切片与地震构造图的关系是：tk时刻的等时切片上某个地层的同相轴，对应于该地层的等t0图t0= tk的那条等时线。也即水平切片图显示同一时刻不同界面的所有同相轴，而等t0图显示同一界面不同

12、时间的所有等值线。等时切片给出某一时刻即某个深度处地下构造的俯视图。把等时切片与x、y两个方向的垂直剖面结合起来，使解释员能在三个正交面上分析任意一个深度处地下结构的特点。,2. 水平切片,将按一定时间间隔连续提取等时切片图或按一定距离间隔连续切割出的一系列剖面图放在一起构成电影或电视录像，放映这些影片，在人们面前提供地下构造形态的动态显示，使解释员对构造建立起形象概念。根据显示出的一张张连续提取的等时切片，可以绘出某个同相轴的等t0线图来，也就是同一个同相轴在各等时切片上的轮廓线。并能连续追踪目的层，发现小断层或小构造。,3. 动态显示,三维反射地震资料解释方法简介 4.1 三维反射地震资料

13、显示 4.2 三维反射地震资料解释 4.3 三维地震资料人机交互解释,解释工作包括两个方面的内容: 一个是将经过计算机处理的数据进行各种显示和作图; 另一个内容是根据所得到的各种图件进行地质解释，通过地质解释获得探区范围内有价值的地下构造和它的发育史、岩性变化和含油气前景等情况,进而结合其它地球物理资料和钻探资料指出有利于油气储层的位置,最后编写成果报告，估算地质储量并提出开发方案。,三维资料的解释工作通常都是以人机交互解释工作站为工具，以垂直剖面和水平切片的解释为基础，以动态显示和三维显示的解释为辅进行的。 （一） 垂直剖面的解释 垂直剖面的解释原则与二维地震解释十分相似，也包括波的对比、标

14、准层的追踪、断层特征的认识、特殊波场的分析等内容。由于能充分利用三维地震资料显示的特点，故比二维地震解释更灵活、更准确。,42 三维地震反射资料的解释,水平切片图是三维地震勘探所特有的图件，充分利用它会大大提高三维解释的水平，也是三维资料解释优于二维资料解释的一个重要方面。 (1) 切片上识别断层标志: 同相轴的方向表现了地震反射面的局部走向。根据水平切片上的同相轴中断、错开、振幅发生突变、同相轴突然拐弯及相邻两组同相轴走向不一致或走向发生急剧变化等来。,(二) 水平切片的解释,水平切片图1,水平切片图2,水平切片图1,同相轴中断,同相轴错开,振幅突变,同相轴走向突变,根据水平切片图可以绘制拾

15、取层的等时图。这个等时图实际上就是某层的时间构造图。在这个图上可以找到构造圈闭及其高点，也可以根据它定出断层、断距和断层的性质。,水平切片图绘制等时图,切片(1),切片(2),切片(3),岩溶水平切片,河道水平切片,三维反射地震资料解释方法简介 4.1 三维反射地震资料显示 4.2 三维反射地震资料解释 4.3 三维地震资料人机交互解释,1. 人机交互解释系统的硬设备由32位小型计算机(工作母机)图像处理机 磁盘 其它外围设备及终端组成。 一台母机可以连结四个以上工作站。每个工作站由两个高分辨率的彩色监视器和一个功能很强的带有数字化桌的新式终端组成，两个彩色监视器之间可以进行显示切换。,4.3 三维资料人机交互解释,主要由解释程序、绘图程序和数据管理程序组成。它能提供数据管理、数据控制、数据解释和绘图等各种功能。解释人员可从终端屏幕显示的选件单上选择所需要的内容，在选件单上都解释了它们各自的用途。使用者既可以使用原始地震数据体，也可以使用已存在数据库中的解释数据体。,2. 人机交互解释系统的软件,将地震资料中有关信息用钻井资料的信息进行层位标定和相关对比。一般是把三维偏移后的数据体与用测井曲线制做的合成地震记录进行连结。其目的是识别地震同相轴的地质层位，并分析它们的地震子波。,