高分辨率地震勘探探采集技术

在“九五”期间,胜利油田开展了高分辨率地震采集技术方法研究,取得了较好的研究成果。通过采用地质雷达、双井微测井等新方法,形成了一套表层结构调查方法;通过研制系列高分辨率激发震源,拓宽了地震子波的频带宽度,增国了有效波的高频成分;通过选择适合的激发参数来抑制虚反射,提高了震源能量转换效率;通过研究不同检波器类型、检波器埋置方式对地震采集信号的影响,采用抗干扰高灵敏度加速检波器和选择适合的接收因素,能够接收宽频带的地震信号;通过对干扰波的能量分析,认为激发后产生的各种噪声是影响地震记录信噪比的主要原因,并提出了在地震波的激发和接收过程中减少噪声和压制干扰波的有效方法;通过对地震波基础理论以及地震数据采集技术的研究,总结出一套适合于胜利油田探区特点的高分辨率地震勘探野外采集技术方法。应用实例表明,在高集噪比的基础上最大限度地拓宽地震采集信号的有效频带,使野外采集的地震资料在2000ms处的反射波主频达到100Hz以上,取得了较好的效果。     

基于检波器三维矢量组合的抽油机噪声压制方法研究

抽油机噪声是老油区二次地震资料采集中遇到的主要干扰之一,其对地震资料的信噪比有较大的影响。目前在野外采集过程中通过检波器组合压制抽油机噪声是最好的解决方法。通过方形阵列记录抽油机噪声,并分析抽油机噪声的波场特征,认为抽油机噪声主要沿地面传播,随传播距离的增大而快速衰减,频率成分也较单一。基于抽油机噪声的特点,在已知检波器二维线性组合频率方向特性的基础上,研究了检波器三维矢量组合的频率方向特性。以方形阵列采集的数据为基础,对比了不同三维矢量组合方式压制抽油机噪声的效果。优选出了合适的检波器组合方式并应用于胜利油田CH地区实际地震资料采集,采集的资料信噪比有明显提高。     

单点数字检波器室内组合技术在川西的应用

野外地震资料采集中,检波器的各种组合通常作为压制规则干扰、突出有效信号的重要手段,但野外检波器组合在压制干扰波的同时也压制了有效信号。采用数字单点检波器很容易在室内实现接收道组合,且效果优于野外组合。在理论分析的基础上,针对川西高密度试验线,利用单点多分量数字检波器、5m道距5m线距接收的地震资料z分量进行了室内不同方式的组合试验。研究表明,采用合适的组合方式,在基本不影响资料分辨率的同时,可有效提高数字检波器接收信噪比,达到甚至超过常规模拟检波器接收效果。     

常规检波器低频数据的评价与恢复及其在地震成像中的应用

地震波低频成分有助于提高地震反演与成像的分辨率及保真度。因地震震源与检波器响应的频宽限制及噪声影响,常规检波器记录中的低频成分难以被充分利用。通过地震数据低频评价、厘定有效频段,进而补偿并充分利用低频成分,可实现频带拓宽。基于地震记录的信噪比和检波器自然频率,本文将常规地震记录频谱划分为常规段、低频可恢复段和低频不可恢复段三个频率区间,并将低频可恢复频段的下限定义为最低有效频率;根据不同地震仪记录有效低频成分能力的差异,提出了常规检波器低频有效性的功率谱密度比方法;利用有效低频初步评价成果,设计了野外联合采集试验和地震数据低频恢复流程。实际资料试验结果表明：对超低频的远震面波信号,4.5Hz检波器数据拓展至0.04Hz仍具有较高的信噪比;对地震勘探中的井炮地震波信号,常规10Hz检波器数据的有效频带可拓展至2Hz。针对恢复低频后的地震记录进行地震成像和速度建模,得到的叠加剖面与波形反演速度剖面的精度和分辨率都有显著提高。     

五号桩地区滩浅海高精度三维地震采集技术

五号桩地区是胜利油田滩浅海油气勘探的重点老区,增储上产的潜力巨大,但以往地震资料中深层能量弱,信噪比较低,无法满足进一步精细构造解释和油藏描述要求。针对该区复杂的地表和地下特点及难点,基于复杂构造模型正演和叠前成像效果分析,设计论证了适合于该区滩浅海高精度地震采集的观测系统形式,确保了全区陆-滩-海资料的无缝连接采集;通过研究高效激发震源和采用以近地表岩性分层及建模为基础的激发技术,来提高滩涂区域的地震激发效果;通过研究与试验气枪阵列组合参数,优选激发子波特征好、能量强的最佳气枪组合方式和沉枪深度;采用板式长尾锥检波器耦合器,提高滩涂的地震波接收效果;在海上采用高精度检波器二次定位技术和措施,提高水中检波器的定位精度。通过联合应用以上技术方法,在五号桩地区获得了高品质的地震资料,对该资料进行了处理和解释,取得了明显的地质效果。     

基于相控理论的炮点组合设计技术

在复杂地表区地震勘探中,广泛应用炮点组合激发消除干扰,提高单炮记录的品质。二维相控震源的排列长度和三维相控震源的组合面积决定了定向地震波束的宽度,即地震波能量的定向聚焦状态。本文借用军工领域的相控理论,通过组合激发的时间或深度控制实现相位组合控制,设计合理的组合激发模式,将发散传播的地震波集中于某个方向,即激发定向地震波束,使观测系统接收的反射信号增强,所采集资料的信噪比提高,从而有效地改善了地震勘探效果。     

不等深延时激发震源组合

组合激发是利用叠加波场能量分布的方向性提高地震记录信噪比的一种有效方式。现今地震数据采集中的震源组合大多采用等深等时激发方式,其合成能量在空间上对称,但不利于压制近地表产生的散射干扰和面波。本文综合考虑影响叠加波场的相关参数,提出将震源布设于不同深度并采用不等时激发的组合方式。研究结果表明：与常规等深等时组合激发相比,这种不等深延时激发方式对虚反射能量的压制效果更好,能有效降低面波和地表散射干扰的强度,最终提高了野外采集地震数据的信噪比。     

海洋宽频带地震勘探技术新进展

海洋宽频带地震采集和处理技术在近年取得了长足进展。在激发和接收阶段,为了有效降低鬼波对地震波中低频和高频段有效波的影响,拓宽地震数据频带,人们开发出上下源或多层震源延迟激发技术和上下缆、变深度拖缆、双检电缆等采集技术,这些新技术的应用,提高了地震原始数据的分辨率和信噪比,为提高地震数据的成像与反演处理精度奠定了良好的基础。     

客户定制反射子波的可控震源地震勘探方法

可控震源作为一种对环境友好、使用高效、方便控制的地震波激励源近70年来在油气地震勘探中得到了广泛应用。绿色油气勘探理念、"两宽一高"地震数据采集技术和FWI地震波反演成像技术为可控震源地震勘探带来了新的机遇和新的问题。高密度地震勘探的真正内涵是炮点和炮线密度的提高,若干可控震源同时激发引出的高效采集技术可以对冲巨量炮点激发带来的采集效率降低和成本上升。陆上宽带地震勘探的核心是震源激发且检波器接收到宽带的反射子波,理论上可控震源能提供客户定制的宽带反射子波。实践表明可控震源能够提供低至2～3Hz的地震数据,这为FWI技术的成功应用奠定了数据基础。陆上高精度地震勘探中可控震源技术起到了关键作用。为此,重点讨论与分析了当前可控震源地震勘探面临的问题,包括高效地震数据采集方案、可控震源激发的噪声波场、混叠数据的解混叠、压缩感知理论下的高效采集等问题,并提出了相应的对策。重点阐述了客户定制反射子波的地震勘探理念,提出可控震源地震勘探技术未来发展应注重:①建立可控震源子波设计中扫描信号的单频时长与单频能量之间的关系;②实际地震数据采集过程中应通过自适应地下介质变化反过来优化扫描信号;③采集中尽量使用一组不同的震源组合进行编码扫描;④应在最优化理论控制下,以预定的宽带反射子波作为目标,用接收到的地震反射子波与预定的宽带反射子波之间的差异作为反馈量,修正扫描信号。据此开发出一套高效采集软件控制系统进行最佳高效采集,能够促进可控震源地震勘探技术在石油工业及相关领域的广泛应用。     

官1地区高分辨率地震采集技术及应用

胜利油田官1地区油气资源丰富,但由于该区的地下地质情况复杂,使得老资料分辨率低,不能满足精细解释的需要.为此,根据该区的地质任务和勘探技术难点,进行了高分辨率地震采集技术研究.采用了有针对性的方法和技术：①用小面元来提高地震资料的横向分辨率;②用高覆盖次数及目标设计方法来提高目标区地震资料的信噪比;③用优化观测系统来提高干扰波的压制效果;④用延迟叠加震源来提高有效波的下传能量;⑤用多种方法联合调查表层地质结构,并量化分析不同激发井深和药量的频谱、能量和信噪比,以此来确定不同激发点的最佳激发井深和药量.高分辨率采集技术在官1地区取得了良好的应用效果,新采集的资料较之老资料在分辨率和信噪比上都有明显的提高,利用新资料解释的构造图上构造形态和断层系统更加精确清楚,根据新资料部署的王古1井获得了高产工业油气流.     

胜利油田高精度三维地震采集技术实践与认识

胜利油田三维高精度采集技术的发展共经历了3个阶段,从最初的探索阶段、发展阶段,到现在的提高阶段,随着高精度地震采集技术的发展,形成了以高精度观测系统设计技术、高品质震源与激发技术、高保真信号接收与点位测量技术、精细近地表结构探测技术为核心的高精度地震采集技术系列。通过这些技术的应用,取得了较好的地质成果,为油田持续稳定的发展发挥了重要作用。     

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。     

制约震源药柱地震响应的激发因素与试验

油田探区的地震勘探工作从二维到三维,乃至多次重复勘探,总是习惯性地沿用同一品种的震源进行激发,也缺乏系统的激发因素试验与研究,取得地震资料一直面临相同的困惑,那就是低信噪比,低分辨率,地震剖面缺口深度大且频度高。为了寻找适合特定地表条件的震源药柱和激发条件,以勘探理论为依据,试验中选择了八种类型炸药,分别结合激发井深、药量、不同围岩及其含水性等开展了系列工作,以定量和定性手段相结合方式,确定了适应泌阳凹陷的激发因素,实际资料证明1kg的高爆速和中层震源弹激发可获得比以往8 kg中密度激发更好的资料品质。     

复杂地区地震资料低信噪比的原因及对策（三）——表层散射波压制的技术方法

在对散射波的形成机制、性质、形态特征以及对记录信噪比的影响进行深入分析、归纳的基础上,对散射波的压制提出了相对全面的、可操作性强的实用方法。研究表明：散射源分布的三维性导致了散射干扰的普遍性和横向干扰的严重性;地形地势与散射强度有密切关系;激发条件和接收条件两者都很重要,很多条件下改善接收技术应作为首选方法;改善复杂地区资料信噪比是一项系统工程,包括对接收条件的重要性认识和全过程若干技术措施的采取。同时还认为：所归纳的“九避九就”较全面地体现了“避强就弱（散射波）”的基本思想,可作为测线位置设计的基本原则,同样可作为激发、接收点（特别是激发点）选择的基本技术原则;低信噪比地区资料采集应考虑技术的综合性;加大检波器横向面积组合规模是基本有效技术,应作为首选方法。这些认识与方法技术对提高复杂地区资料信噪比具有指导作用和实用意义。     

组合爆炸法在高分辨率地震勘探中的应用

震源激发是高分辨率地震勘探野外数据采集的重要环节之一。必须根据不同情况和勘探目的,采用有效的震源及激发方式,才能产生频带宽、高频能量强,且在传播过程中具有一定抗干扰能力的子波。研究表明,采用炸药震源、小药量、浅井、小井距激发的组合爆炸法,不仅能提高有效波的高频成分,使优势信噪比的频带展宽,而且可兼顾中深层的反射能量。采用这种激发方式在多个地区工作,均取得了良好的效果。     

小药量单井多次激发组合叠加方法试验与效果分析

为了提高沙漠区低信噪比地震资料的品质,从优化野外资料采集的激发方式出发,开展了小药量单井多次激发组合叠加方法试验。根据地质任务要求、工区表层结构条件和激发信号的优势频带宽度,通过多种激发因素的野外试验综合确定小药量单井激发的合理药量;针对克服小药量单炮能量不足,同时又利于压制干扰波的要求,对野外主炮点上小药量单井组合参数与井位布设进行合理的设计,并在后续的室内组合叠加处理时优选最佳炮数的小药量资料;通过小药量单井资料的组合叠加处理与分析,获得不同地表条件下一个主炮点上小药量单井多次激发应布设的最佳井数(激发次数)。方法试验和试生产的应用效果表明,小药量单井多次激发组合叠加技术较好地提高了沙漠区地震资料信噪比和分辨率。     

滩海地区采集方法研究

胜利第地区作为胜利油田稳定、持续发展的阵地，其勘探面积广、地理地质条件特殊，勘探程度低、难度大。通过对淮海及极浅海地区采集方法的研究，在改进采集设备的同时进一步完善了野外观测系统设计，总结了各种激发因素和接收因素，形成一套完整合理的有利于滩海及极浅海地区地震勘探方法，使地震资料的信噪比和分辨率得到了很大的提高，从而为地下构造形态研究、油藏描述和增储上产奠定了基础。     

黄河入海口地区的地震数据采集方法

位于胜利油区的黄河入海口地区是一个油气资源接替的重点区域,使用常规的地震采集方法难以奏效。本文针对该区开展的地震采集所涉及的技术难点,采用了相应的对策：采用GPS测量、定位;研制了防水检波器;完善了“套管打井技术”,解决了在河滩、浅水及深水区域的激发和接收问题;设计了过黄河河道的变观方法,从而形成了一套适合黄河入海口地区的采集技术,提高了过黄河河道的地震资料品质,为油田的增储上产做出了贡献。     

川东北地区山地三维高分辨率地震采集技术

为精细查明川东北地区地下裂缝发育带和高陡复杂构造，针对该区碳酸盐岩出露、沟河发育、砾石区分布广等表层地震地质条件，开展了采集方法的研究，总结出一套适合于山地三维高分辨率地震采集的技术和方法，即①采用大排列片、宽方位三维观测系统，以获得更多方位的裂缝地震属性信息；②科学选择激发井深和药量，做好野外激发的阻抗耦合和几何耦合工作，特殊地段采用水中激发和组合井激发方式，以确保整个工区的激发能量和频率的一致性及资料的完整性；③通过研究地层吸收和衰减规律，合理选择检波器的埋置方式和组合参数，以提高记录的分辨率和信噪比；④利用高精度数字卫星地图进行地面物理点设计，以保证实测点位的精度和观测系统属性的一致性。采用以上技术在川东北地区获得了高品质的地震资料，主要目的层的分辨率和信噪比较高，视主频达到了60-80Hz，层间信息丰富，能量强，构造特征、波组关系以及膏岩层和地层陡翼特征清楚。