准噶尔盆地巨厚沙漠区地震勘探关键技术及其应用效果

准噶尔盆地巨厚沙漠区地表沙丘起伏剧烈,低降速带巨厚,对地震波能量吸收衰减严重,地震资料采集激发接收困难,静校正处理问题突出。针对以上难点,开展了基于超深微测井的巨厚沙漠区表层特征调查分析,采用子波和Q值辅助分层方法,对近地表进行了准确分层,获得了准噶尔盆地巨厚沙漠区近地表特征新认识。在此基础上将地震波激发岩性由原来的降速层干沙层改为低速层湿沙层,通过理论和野外试验结合,优选了最佳多浅井组合激发方式及参数;通过检波器埋深试验,确定了20～40 cm浅地表潮湿沙层埋置检波器的接收方式;对层析核函数进行剖析,推导出菲涅尔层析敏感核函数,形成了菲涅尔体层析反演高精度静校正技术;采用粘弹波动方程波场延拓近地表吸收衰减补偿技术,消除了巨厚沙漠区近地表吸收衰减的影响。在准噶尔盆地CH1J东、D2J北等多个区块的三维地震勘探中,上述技术的应用提高了地震资料的信噪比,提高了处理剖面的成像精度。     

利用微测井资料补偿地震数据的高频成分

沙漠地区低降速带沙层是导致地震信号高频成分严重衰减的主要原因。为此可利用微测井直达波资料，采用最佳维纳滤波方法，求出不同厚度低降速带地层的吸收补偿反滤波器来补偿地震数据的高频成分。文中简要介绍了吸收补偿反滤波器的原理，并应用吸收补偿反滤波器对常规叠加数据进行处理。处理前、后资料的对比表明，经吸收补偿处理的频谱能显著拓宽叠加数据目的层的优势信噪比带宽，增加高频成分的相对能量，提高叠加剖面的分辨率。此种吸收补偿处理还可以保护低频成分。用此方法补偿地震信号的高频衰减要比反Q滤波法效果好。     

基于井地一体化测量的近地表品质因子Q值估算与应用

疏松的近地表介质对地震波的吸收衰减作用是导致地震记录分辨率降低的重要因素,准确求取近地表地层Q值可为地震波能量和频率的补偿处理提供确切参数。针对常规微测井近地表Q值估计时面临的激发与接收耦合的一致性、虚反射以及近场问题等,提出了一种深井激发、浅井和地面短排列联合接收的井地一体化测量的近地表Q值估算方法。该方法避免了低速层底部界面虚反射对子波的干涉,最大限度保证激发和接收的耦合一致性。大港探区实际应用结果表明,深井激发、浅井和地面短排列联合接收的井地一体化测量方法能获得稳定可靠的近地表低、降速层品质因子Q值,为近地表吸收衰减补偿处理奠定了基础。经补偿处理后的叠加剖面不仅拓宽了目的层频带,提高了地震资料分辨率,而且极大地增强了地震数据分辨薄互储层和特殊岩性边界的能力。     

应用正演模拟分析近地表黏弹性对深层缝洞储层地震波衰减及成像的影响

近地表沙层的黏弹特性引起的地震波能量及频率的吸收衰减不容忽视。本文基于黏弹性介质波动方程正演模拟技术,研究了近地表不同Q值情况下地震波穿过黏弹介质后的地震波场特征,通过波场频谱特征分析了影响地震波能量及频率吸收衰减的因素,即Q值越小、激发子波的主频越高、传播距离越远的地震波能量及主频吸收衰减越严重。在此基础上建立起伏地表沙层缝洞型模型,研究近地表沙层对中深部储层反射波的衰减及对缝洞型储层成像的影响,对实际地震资料的振幅、频率的恢复补偿以及提高分辨率具有一定意义。     

近地表介质Q估计及其在塔河北部油田的应用

近地表介质吸收衰减补偿是高分辨率地震勘探的关键,其核心是建立高精度的近地表Q模型。针对常规衰减补偿处理中近地表Q模型建立方法存在的不足,提出一种基于信息融合的近地表介质Q估计方法以及稳定的反Q滤波处理技术。首先采用多井微测井和地面联合的新型观测系统,综合折射波与透射波多种信息进行调查点精细Q估计,然后基于炮检点初至波数据采用统计反演估算全区相对Q值,并运用信息融合策略,利用调查点精细Q值约束相对Q值,整合建立精确的近地表Q模型。最后用于反Q滤波,以实现近地表衰减补偿,提高地震资料分辨率。在塔北浮土区的实际应用中得到了可靠的近地表Q模型,通过叠前补偿处理,目的层的地震反射波频带展宽超过20Hz,反射波振幅和频率特征得到了改善,储层信息更加丰富,地震资料分辨率也得到了提高。     

塔克拉玛干沙漠区浅表层对地震波的吸收衰减作用

人们普遍认为疏松沙丘对地震波的吸收衰减是导致塔克拉玛干沙漠区地震资料信噪比及分辨率均较低的重要因素,因此探究沙漠区近地表对地震波的吸收衰减程度,对地震数据现场采集及后续处理中采取有针对性的措施具有指导意义。以塔克拉玛干沙漠古城地区为实例,总结分析了近地表疏松沙丘的特点,采用蜂窝状放置法对不同厚度沙丘进行吸收衰减调查试验,通过谱比法探讨了该区沙漠表层对地震波的吸收衰减规律。试验结果表明:疏松沙丘对主频在40Hz以内的地震波的能量和频率的吸收衰减并不严重;在沙漠地表区,若未采用检波器组合接收,即使将其埋置于疏松沙层之下的高速层中,仍难以获得高品质地震资料。     

沙漠区近地表和中深层一体化Q模型的建立及应用

准噶尔盆地腹部均被沙漠覆盖,沙漠区地震勘探采集的地震反射波中高频能量大部分被表层沙丘吸收。为提高地震资料分辨率,提出了一种近地表和中深层叠前一体化Q模型建立方法:首先基于地震波振幅、主频和表层地震波传播时间等属性,经简化的谱比公式计算炮检点近地表相对Q场;然后通过近地表炮检点地层品质因子修正中深层平均Q模型,建立含近地表变化的叠前平均Q模型,对地震数据进行一步法叠前Q补偿。应用此模型处理的沙漠区地震资料分辨率,比应用常规中深层Q补偿方法和地表一致性反褶积方法高,合成记录标定结果和叠前反演结果也优于常规处理方法,具有良好的应用前景。     

近地表Q值模型建立方法及其地震叠前补偿应用

高分辨率地震成像是松辽盆地中浅层砂岩-泥岩薄互层地质条件下储层识别与描述的基础,而近地表疏松介质引起的地震波衰减与频散,极大降低了地震分辨率。依据松辽盆地的近地表结构特征及其对地震波的衰减特性,提出了利用近地表调查资料与地震初至波幅值建立空变Q值模型的方法,并依此为基础发展了叠前地震数据近地表吸收振幅补偿与相位校正方法,来提高地震成像的分辨率。多个三维地震工区的处理结果证实,该方法具有展宽地震频带、保持相对振幅关系以及叠前压制低频噪声的优势,与常规处理成果相比,能够在保持地震低频成分的前提下展宽频带约10 Hz,为储层研究与水平井部署提供了高品质地震数据。     

低速带吸收补偿提高地震资料分辨率

地震波在近地表疏松介质中传播时,会产生强烈的吸收效应,降低了地震记录的分辨率。在大港油田进行了近地表吸收结构调查现场试验,尝试通过品质因子Q补偿消除低速带吸收对地震资料分辨率的影响。首先利用上行波微测井确定低速带的厚度和速度,再利用双井微测井观测和估算低速带的Q因子。具体步骤为：布设2口水平间隔为6 m的激发井和接收井,接收井井深3 m,与该地区低速带厚度相当,井口和井底分别埋置一个检波器。在激发井的16 m和20 m深度分别进行震源激发,在接收井的井口和井底接收直达波地震信号。利用谱比法对地震波的衰减进行了分析,在100~400 Hz频带范围内,地震衰减呈现明显的非线性特征,显示了Q对频率的依赖性。通过对衰减曲线进行非线性拟合,估算了频率依赖的Q因子,再采用反Q滤波消除了低速带吸收对地震数据分辨率的影响。     

近地表地层品质因子在川西北部地区地震勘探中的应用

川西北部地区近地表地层松散,低降速层厚度变化大,导致地震波传播衰减较强,严重影响地震资料的信噪比和分辨率。因此必须对采集的原始资料进行合理的吸收衰减补偿,而以往近地表地层品质因子(Q)常用一个点的成果代表一个区域,很难反映该地区复杂地表Q值的变化情况。故基于双井微测井数据,利用谱比法求取单点的Q值,通过拟合得到纵波速度与Q值之间的关系式,再结合精细的表层速度结构调查成果,获得了复杂地表浅层Q值结构模型的构建方法。结果表明:(1)针对岩性分层较多的近地表结构,采用综合属性分层可以增加每一层的Q值计算样点,从而降低计算结果的误差;(2)利用双井微测井和大炮初至信息,构建的近地表Q值模型能真实反映近地表纵向和横向上随地形、岩性、低降速带厚度、速度的变化时Q值的变化情况;(3)利用这种Q值模型对地震资料进行反Q滤波,有效补偿了近地表对地震波频率和能量的衰减。     

塔里木沙漠区地震数据品质与沙层Q吸收

 结合塔里木沙漠区勘探地震数据、沙层Q吸收调查数据以及Q吸收理论模拟,本文对造成该区地震数据品质与地形相关性的主要原因、沙层Q吸收对地震数据的作用以及针对沙层的Q值估算和Q吸收补偿等问题进行较为深入的分析。分析结果表明：沙层Q吸收不是造成该区地震数据品质与地形相关性的主要原因;现有的Q值估算方法,在针对沙层的Q值估算中面临很强的干扰;Q吸收补偿只能在一定程度上减小与地形相关性的地震数据品质差异。     

VSP三分量微测井技术在表层调查中的应用

微测井技术是表层调查的主要手段之一，但因其高昂的成本限制了微测井布设的数量。本文提出VSP三分量微测井技术，即采用地表激发、井中检波器接收的微测井观测方式，井筒直接借用地震勘探中的炮井。此法不仅降低了微测井的成本，而且增加了微测井分布密度。对于打穿低速层的微测井，可以直接利用高速层顶界的t。时间作为解释表层结构的控制点。对于没有打穿低速层的微测井，可利用VSP技术中的上行波信息，提取完井深度以下的地层深度和速度信息。     

近地表Q值测试方法研究进展与展望

准确求取近地表品质因子Q值是构建近地表衰减Q模型、实施反Q滤波处理以提高地震资料分辨率的重要前提。通过对现有近地表品质因子估算方法的梳理,将其初步划分为岩石样本测试Q估算和地层原位测量Q估算两大类。前者依据测试原理的不同可细分为应力-应变法、驻波法和行波法三种;后者按照现场观测技术的不同细分为微测井法、小折射法、大炮初至波法和面波法四种。进一步对不同测试方法的基本原理、应用条件、探测范围、优点与不足等进行对比分析,指出各方法研究和应用中存在的问题。总体而言,岩石样本测试Q估算的测量精度相对较高,但受样本自身局限性及测量频率与地震勘探频率的非一致性等因素影响,测量结果在地震勘探中的实用效果难遂人愿。微测井法和小折射法均可获得有限调查点的较准确Q值,具有较高的纵向分辨率,但难以精准描述Q值横向变化。此外,小折射法还受近地表观测条件限制,地域适应性欠佳。大炮初至直达波法易于估算近地表低降速层Q平均值,能够较好地描述近地表Q值的横向变化,但纵向分辨率不足。初至折射波法无法反映近地表高速层的衰减特性。可控源记录初至波法理论上可获得与小折射法同等精度的Q值纵向分辨率,且具有优于小折射法的横向Q值变化刻画能力。面波法主要应用瑞雷面波,包括来自大炮记录的瑞雷面波信息,其探测深度较小,主要揭示近地表风化层的Q值。此外,受面波信息处理、提取和速度频散曲线求取精度等限制,现有的面波法Q值估算精度有限。井地联合及多源信息融合Q反演应该是未来近地表准确Q值反演和应用研究的主要发展方向。     

近地表结构特征属性平衡迭代规约和层次聚类分析

地震反射信号频宽变窄的主要因素是地层吸收衰减,其中表层吸收衰减尤为严重,是地震信号分辨率降低的主要因素之一。以华北油田冀中探区近10000km2的三维地震工区为研究目标,结合微测井资料处理成果,以雷克子波穿透低、降速带为例,分析了低、降速带厚度、速度以及Q值等属性参数对地震信号吸收衰减的影响,构建了基于上述参数的平均衰减因子,并基于该因子将近地表结构划分为3类,讨论了不同类别近地表条件对地震信号的能量、频谱特征、分辨率和信噪比的影响。提出了基于机器学习的多属性平衡迭代规约和层次聚类分析方法,利用低、降速带多个特征属性参数构成特征向量,对近地表结构特征进行聚类分析,将华北油田冀中探区近地表结构分成9类,为野外采集参数的合理选取和观测系统设计提供了依据,也为后续地震资料处理提供了帮助。     

山前冲积扇表层静校正对策

由于山前地表冲积扇的厚度和速度变化较大,利用传统的表层调查和静校正方法计算无法彻底解决“中长波长静校正量”问题。具体表现为小折射排列长度太小(当低速带厚度较大时,无法追踪到高速层顶界面)、小折射资料的解释算法不合适及微测井深度明显不够。通过对雁木西地区多条过井测线进行系统分析(内容包括采集方法、处理技术、速度建场及成图方法等),从采集、处理和解释入手对表层结构进行研究,采用大排列小观测折射及微测井观测,层析成像等技术,并利用初至波形成了一套完善的表层静校正技术,先后在雁木西和胜北地区应用,取得了很好的效果。     

基于锤击和多级井中检波器接收微测井的近地表Q值调查方法

基于锤击和多级井中检波器接收的微测井是一种安全、经济的表层结构调查方法,已在表层结构速度调查方面得到了规模化应用。但由于存在记录延迟时差、激发子波非一致性及干扰波等影响因素,它难以直接应用于近地表Q值调查。为此,在目前常用锤击和多级井中检波器接收微测井观测系统基础上,在井口位置增设延迟校正检波器,用于校正不同炮次记录延迟时差,在相邻炮次接收范围的交界处设置一个重复接收点,用于消除激发子波的非一致性;而且基于质心频率偏移Q值估算方法,通过不同深度点接收初至波质心频率及方差随深度变化的多项式拟合,消除干扰波对初至波质心频率及方差随深度变化规律的影响,提高Q值估算精度。模型正演模拟结果分析和塔里木沙漠区实际资料应用结果均表明：用上述方法求取的Q值与模型和经验公式所得结果接近;同时,利用由该方法求得的Q值对实际资料做近地表吸收补偿,可显著提高地震剖面的分辨率。     

沙漠戈壁区近地表激发特性研究与应用

在复杂地表区，激发出高能量、宽频带的地震波是改进复杂地表地区地震资料质量的关键。在地震采集中，通过分析近地表地震波的传播特点，优选激发参数，来提高地震波的激发质量。本文利用双井微测井资料对准噶尔盆地山前带沙漠戈壁区的近地表地震波传播特点进行分析，总结出不同激发深度对地震波频率、信噪比的影响特点，提出科学确定激发井深的理论依据。在中部4区块和中部1区块生产中推广应用，取得了较好的勘探效果。