多分量地震勘探在巖性氣藏勘探中的應(yīng)用

鄧安芬

（中國(guó)石油大慶鉆探工程公司地球物理勘探一公司，黑龍江大慶163357）

地震波包含了橫波和縱波，本質(zhì)上屬于彈性波，在地質(zhì)勘探中，受成本限制和技術(shù)因素影響通常無(wú)法利用橫波。隨著油氣開發(fā)的深入，逐漸加大了勘探力度，在計(jì)算機(jī)技術(shù)和物探裝備技術(shù)水平發(fā)展的推動(dòng)下，越來(lái)越重視多波多分量地震勘探技術(shù)。多波勘探技術(shù)是在利用縱波的基礎(chǔ)上還轉(zhuǎn)換橫波或利用橫波來(lái)勘探，利用多分量地震數(shù)據(jù)來(lái)更好地解決單一縱波無(wú)法了解到的油藏信息和地質(zhì)信息。該技術(shù)的應(yīng)用主要是提升了成像精度、各項(xiàng)異性與裂縫識(shí)別、物性參數(shù)提取3個(gè)方面的技術(shù)水平。

1 多分量地震采集技術(shù)

從激發(fā)和接收方式來(lái)看，多分量地震采集有別于常規(guī)縱波地震采集，特別是在接收方向性以及觀測(cè)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)方面更是有很大區(qū)別。多分量地震勘探在施工工藝以及淺表層速度結(jié)構(gòu)調(diào)查上需要更高質(zhì)量采集數(shù)據(jù)的要求。

1.1 多分量地震勘探的激發(fā)與接收系統(tǒng)

橫波震源有著很大的破壞作用和更高的造價(jià)，且表現(xiàn)出較低的信噪比和很快的能量衰減，當(dāng)前通常采取縱波激發(fā)、三分量檢波器接收的轉(zhuǎn)換波采集技術(shù)。通常選取空氣槍、縱波可控震源和炸藥震源激發(fā)轉(zhuǎn)換波，獲得最佳轉(zhuǎn)換波資料。陸地多分量檢波器包括UVW對(duì)稱正交型檢波器和XYZ正交型三分量檢波器。其優(yōu)點(diǎn)是線圈的技術(shù)參數(shù)和工藝相同，接受性能相同。多分量地震勘探與常規(guī)縱波勘探有著相同的記錄系統(tǒng)，但前者信息是后者的三倍以上，所以需求更快的存儲(chǔ)速度和更大的數(shù)據(jù)容量。

1.2 多分量地震采集數(shù)據(jù)種類

多分量地震采集的數(shù)據(jù)主要類型包括三分量、四分量和九分量幾類，九分量地震觀測(cè)是由垂直測(cè)線橫波、平行測(cè)線橫波和縱波3個(gè)震源分別激發(fā)，通過(guò)三分量檢波器同時(shí)接收，對(duì)九個(gè)分量地震信息進(jìn)行采集。當(dāng)前的多分量地震勘探中，激發(fā)主要為縱波，接收是通過(guò)三分量或四分量檢波器，對(duì)轉(zhuǎn)換波和縱波進(jìn)行記錄。四分量檢波器比三分量采集增加了壓力分量，多用于海上數(shù)據(jù)采集。

1.3 多分量地震觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

要在轉(zhuǎn)換波性質(zhì)和傳播特點(diǎn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)多分量地震勘探觀測(cè)系統(tǒng)?？茖W(xué)、合理地觀測(cè)參數(shù)能獲得信噪比較高的轉(zhuǎn)換波資料，消除空間假頻，有利于后期多分量數(shù)據(jù)的解釋和處理。轉(zhuǎn)換波傳播的射線路徑通常表現(xiàn)為較低的速度、橫波頻率以及不對(duì)稱，設(shè)計(jì)觀測(cè)系統(tǒng)的原則主要有以下幾個(gè)方面：首先，基礎(chǔ)是縱橫波速度比和共轉(zhuǎn)換點(diǎn)，以此對(duì)關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)；在轉(zhuǎn)換點(diǎn)分布特點(diǎn)的基礎(chǔ)上提升觀測(cè)系統(tǒng)的合理性和經(jīng)濟(jì)性；根據(jù)地質(zhì)模型模擬波場(chǎng)數(shù)值或跟蹤射線，充分論證觀測(cè)系統(tǒng)是否合理；根據(jù)勘探目標(biāo)和對(duì)象的不同來(lái)科學(xué)設(shè)計(jì)CCP道集內(nèi)的炮檢距和覆蓋次數(shù)，保證均勻分布。在多分量地震采集觀測(cè)系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)包括覆蓋次數(shù)、最大炮檢距和道間距。

1.4 陸上多分量地震采集難點(diǎn)及對(duì)策

國(guó)外多分量地震勘探在海上應(yīng)用較為成熟，但在國(guó)內(nèi)應(yīng)用中并不完全適應(yīng)。國(guó)內(nèi)油氣多分布在陸上，有著較復(fù)雜的地表?xiàng)l件，表層松軟、發(fā)育水網(wǎng)、較大的地形起伏和較多的地表類型，嚴(yán)重吸收有效信號(hào)；較窄的施工氣候窗口，較大的噪音背景，較低的原始資料信噪比；低降速帶為不一致且較大的橫向、縱向變化，難求取縱、橫波靜校正量；較分散、較薄的有效儲(chǔ)層厚度要求更高的原始資料頻帶。在陸地多分量地震勘探中，關(guān)鍵因素是求取靜校正量、調(diào)查野外近地表橫波以及復(fù)雜地表?xiàng)l件下埋置數(shù)字檢波器。

在油氣勘探開發(fā)中，針對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)條件和地表?xiàng)l件，從陸上勘探的難點(diǎn)出發(fā)，制定以下幾個(gè)方面的措施：對(duì)數(shù)字檢波器的耦合方式進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)其接收方位進(jìn)行控制，保證原始資料的準(zhǔn)確性；調(diào)查表層橫波速度結(jié)構(gòu)時(shí)選用橫波小折射方式，以部分橫波、縱波微測(cè)井來(lái)控制；有針對(duì)性、全面地進(jìn)行試驗(yàn)，分析的關(guān)鍵參數(shù)包括檢波器埋置方式、激發(fā)井深、排列長(zhǎng)度、覆蓋次數(shù)、道距、激發(fā)藥型以及藥量等；做好現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集的控制、分析、處理。通過(guò)科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)論證、施工來(lái)獲取高品質(zhì)原始資料和轉(zhuǎn)換波資料，提升勘探水平。

2 多分量地震資料處理

在多分量地震勘探技術(shù)中，成功與否的關(guān)鍵因素之一就是資料處理技術(shù)。在多年的發(fā)展后形成了相對(duì)完善的二維、三維多分量地震資料處理流程和方法，為該技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

2.1 處理方法與流程

多分量地震資料處理主要包括處理轉(zhuǎn)換波資料和縱波資料。縱波資料處理與常規(guī)縱波處理有著相同的方法，但在處理轉(zhuǎn)換波資料方面有著很大差異，包括轉(zhuǎn)換波水平分量方位旋轉(zhuǎn)、極性反轉(zhuǎn)、靜校正、縱橫波分離、共轉(zhuǎn)換道集的偏移、速度分析和計(jì)算。其中關(guān)鍵參數(shù)包括共轉(zhuǎn)換道集計(jì)算、轉(zhuǎn)換波靜校正以及轉(zhuǎn)換波水平分量的方位旋轉(zhuǎn)。

2.2 多分量地震資料處理難點(diǎn)和對(duì)策

受到低速帶和復(fù)雜地表?xiàng)l件的影響，在陸地多分量地震勘探中有著十分突出的轉(zhuǎn)換波靜校正問(wèn)題，靜校正量是超過(guò)縱波靜校正量的幾倍，達(dá)到了上百毫秒。在近地表巖性影響下，橫波出現(xiàn)較大變化和較低速度，靜校正量超過(guò)縱波靜校正量，未表現(xiàn)出明顯比例關(guān)系。針對(duì)這2個(gè)難點(diǎn)，可針對(duì)資料和地表?xiàng)l件的特征制定對(duì)應(yīng)方法，以此來(lái)提升分析精度，通常的措施包括以下幾個(gè)方面：在高精度縱波靜校正和野外高密度表層結(jié)構(gòu)調(diào)查基礎(chǔ)上，將轉(zhuǎn)換波初至?xí)r差法迭代計(jì)算橫波靜校正量，通過(guò)表層橫波速度模型計(jì)算來(lái)應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)換波初至不準(zhǔn)確的情況，但需要進(jìn)行多次剩余靜校正；處理好精細(xì)地表一致性子波和振幅，避免振幅異常導(dǎo)致后期資料處理失真；在精細(xì)縱波速度分析的基礎(chǔ)上，加大轉(zhuǎn)換波速度分析點(diǎn)密度，通過(guò)帶有各向異性或多參數(shù)分析的速度分析方法，提升橫波、縱波速度場(chǎng)的精度。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著地震勘探技術(shù)的不斷發(fā)展，多分量地震勘探技術(shù)在巖性油氣藏中的勘探中應(yīng)用越來(lái)越普遍，精度也越來(lái)越高。作為工程技術(shù)人員要了解多分量地震勘探技術(shù)數(shù)據(jù)采集、處理的難點(diǎn)和應(yīng)對(duì)措施，這樣才能夠最大限度地實(shí)現(xiàn)多分量地震勘探資料的準(zhǔn)確性。

[1]王喜雙,趙邦六,董世泰,張研,易維啟,徐光成.油氣工業(yè)地震勘探大數(shù)據(jù)面臨的挑戰(zhàn)及對(duì)策[J].中國(guó)石油勘探,2014,19(4):43-47.

[2]程建遠(yuǎn),王盼,吳海,江浩.地震勘探儀的發(fā)展歷程與趨勢(shì)[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2013,41(1):30-35.

[3]王玉英.地震勘探信號(hào)降噪處理技術(shù)研究[D].大慶石油學(xué)院,2006.