多波多分量地震勘探技術(shù)在海上石油勘探工作中的應(yīng)用

王有為

摘 要：從多波多分量的概念入手，論述較成熟的海上多波多分量地震勘探的采集系統(tǒng)。近海多波多分量（一般稱為四分量）地震技術(shù)發(fā)展很快，相繼取得了較成功的應(yīng)用和令人滿意的勘探效果。成功的一個主要原因是OBC（Ocean Bottom Cable）采集技術(shù)已經(jīng)基本成熟，能夠在近海得到質(zhì)量較高的地震數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞：四分量采集系統(tǒng)實際應(yīng)用；前景；展望

1 多分量地震勘探技術(shù)概述

40年前，地球物理學(xué)家開始對多波地震勘探進(jìn)行研究，在進(jìn)入到改革開放后才逐步發(fā)展起來。具體到多分量地震勘探技術(shù)來講，近10多年來，主要集中在以下領(lǐng)域的研究拓展：

1.1 多分量地震勘探原理

多分量地震波的勘探原理是利用地震產(chǎn)生的橫縱波對勘測的區(qū)域進(jìn)行回波信息采集。大量的多波技術(shù)研究仍然是針對轉(zhuǎn)換波采集，激發(fā)采用常規(guī)縱波震源，接收采用多分量數(shù)字檢波器，以獲得縱（P）波和轉(zhuǎn)換（P-S）波。地震波在巖層中以球面形式傳播，當(dāng)遇到巖層物性界面的時候就會一部分反射，一部分發(fā)生折射進(jìn)入前方的介質(zhì)。反射和折射回來的信號被高靈敏度的多分量數(shù)字檢波器采集并傳送至中央處理器，此時就可以根據(jù)地震波在不同介質(zhì)中的傳播特性差異來進(jìn)行分析，并利用綜合解釋系統(tǒng)來反演地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)。

針對油田勘探來講，由橫波速度比縱波速度慢可看出，對于厚度較小的同一巖層，橫波從某一巖層頂傳播到其巖層底所需的時間比縱波長。由于單層油藏油層厚度一般不大，因此，根據(jù)橫波來分辨油層的能力要比縱波強(qiáng)。理論與試驗表明，綜合應(yīng)用縱波和橫波資料可獲得更準(zhǔn)確的反映構(gòu)造和巖性的參數(shù)，

1.2 多分量的數(shù)據(jù)采集

多波多分量地震研究首先要解決的是信息采集技術(shù)，其采集的重點是對轉(zhuǎn)換波測量。目前，在三分量野外數(shù)據(jù)采集設(shè)備的研究和發(fā)展方面，已經(jīng)取得了突破，多道遙測數(shù)字地震儀和多分量數(shù)字檢波器相繼問世。在此基礎(chǔ)上四分量海底電纜（簡稱4COBC）采集系統(tǒng)等技術(shù)問世。

2 四分量地震勘測技術(shù)的應(yīng)用實驗

以某海盆地的勘探為例。

2.1 數(shù)據(jù)的采集

為了勘測該區(qū)域的油田賦存情況，對該區(qū)域進(jìn)行了常規(guī)勘探后又在預(yù)選區(qū)域進(jìn)行了四分量地震數(shù)據(jù)采集技術(shù)應(yīng)用實驗。

2.2 四分量地震勘探生成的資料的處理和解釋思路

對多分量地震資料的處理和解釋的基本流程：制作合成的地震波資料記錄，因為縱波在垂直方向射入不能產(chǎn)生轉(zhuǎn)換波，所以主要根據(jù)橫波測井資料制作不同檢距的記錄，然后進(jìn)行動態(tài)校對處理，最后利用疊加得到轉(zhuǎn)換波的合成資料。從剖面上看，轉(zhuǎn)換波剖面與縱波剖面相比，所反映的海下地質(zhì)結(jié)構(gòu)變化不大，但轉(zhuǎn)換波剖面對目的層中的巖溶管道裂隙及一些微小構(gòu)造異常等反應(yīng)的較清楚。根據(jù)縱波速度與巖層構(gòu)造中的孔隙度、孔隙中的流體性質(zhì)有關(guān)，縱波在含氣、流體層中傳播，速度有所降低，導(dǎo)致成像不好，能量減弱，而橫波在通過含氣、流體層時，速度基本不受影響，因而轉(zhuǎn)換波能量基本保持不變。通過縱橫波剖面相互對比，并參考已知地層資料揭示的內(nèi)容，證實在該段目的層中存在著裂隙發(fā)育和微小斷層。

3 與單一縱波地震勘探相比四分量地震勘探應(yīng)用中的優(yōu)勢和難點

四分量地震數(shù)據(jù)的采集和分析都是為了更好的對數(shù)據(jù)進(jìn)行利用，以此達(dá)到準(zhǔn)確勘測的目的，在解譯和利用方面除了常規(guī)的層位解譯外，主要的資料應(yīng)用優(yōu)勢還包括以下幾點：

①轉(zhuǎn)換波對成像的質(zhì)量起到了優(yōu)化作用，轉(zhuǎn)換波在穿過儲氣層、鹽丘等介質(zhì)時，成像有特有的優(yōu)勢效果。橫波基本不會受到充氣沉積巖的散射和衰減的干擾；② 用縱橫波的振幅差異分析巖層的類型和含油氣情況；③流體描述，因為橫波不受孔隙中流體性質(zhì)的影響，可以識別孔隙中是否含有流體；④采用橫波分裂進(jìn)行裂縫和各向異性的分析，當(dāng)橫波通過各向異性介質(zhì)的時候，會出現(xiàn)分裂，形成快橫波和慢橫波，其偏振性、時差以及振幅差異等有益于對裂隙進(jìn)行定性和定量的分析和評估；⑤ 橫波聯(lián)合對地震數(shù)據(jù)資料進(jìn)行反演，以此消除單一波形對地震反演的欠缺，即利用橫波信息在一定的程度上緩解只用縱波推演的多解性。

4 結(jié)論和應(yīng)用前景展望

多波地震勘探解決了很多常規(guī)單一縱波勘探難于解決的地質(zhì)問題，在小斷層識別、儲氣下地層解釋、縱橫波剖面聯(lián)合解釋油氣層方面地區(qū)有著自己獨特的優(yōu)勢，而且在實際應(yīng)用中，對比證明其對泥巖、礫巖、砂巖等都有較好的辨識能力，完全可以為勘探結(jié)論提供必要的參考。

特別是近10年來，隨著四分量地震勘探技術(shù)在理論和儀器上的發(fā)展，多波勘探方法正在成為一種新興的、具有廣闊應(yīng)用前景的勘探技術(shù)。在海上石油勘探中引入多波地震勘探，將會實現(xiàn)從找構(gòu)造為主，發(fā)展為地層地震和巖性地震，達(dá)到構(gòu)造精細(xì)勘探和油田預(yù)測，解決油田綜合機(jī)械化開采所要求查明的地質(zhì)問題，開辟地震勘探在油田等領(lǐng)域的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉春成，劉寶睿.渤海多波地震勘探在復(fù)雜構(gòu)造研究中的初步應(yīng)用[J].鈾礦地質(zhì)，2006（04）.

[2]姚姚.多波地震勘探的發(fā)展歷程和趨勢展望[J].勘探地球物理進(jìn)展，2005（03）.

[3]田立新，夏慶龍，劉春成，沈章洪，明君，周東紅.多分量地震勘探在渤海海域的應(yīng)用[J].石油勘探與開發(fā)，2005（03）.

[4]張樹林，夏斌，何家雄.海上多波多分量地震采集技術(shù)的應(yīng)用——以鶯歌海盆地為例[J].天然氣地球科學(xué)，2005（01）.