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岩石的种类,花岗岩玄武岩安山岩砾岩,石油概念及勘探方法,石油：以碳氢化合物为主要成分的，有色可燃性油质液体矿物。是能源或重要化工原料；天然气：以甲烷为主的可燃气体。它是石蜡族低分子饱和烃气体和少量非烃气体的混合物。它主要存在于油田和天然气田，也有少量出于煤层。油气成因：有机成因、无机成因；生油层：能够生成石油和天然气的岩层称为生油层，主要是粘土岩和碳酸盐岩油气圈闭-三个条件：储存油气的储集岩；储集岩上有防止油气散失的盖岩；有阻止油气继续运移的遮挡物。,石油勘探方法：地质法、地球物理勘探法、钻探法、化学勘探四种；地球物理勘探种类：重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探等；地震勘探几种方式：大剖面、二维、三维、四维等；地震勘探三大环节：采集-处理-解释；地震采集流程：测量表层调查钻井成孔下炸药掩埋井口放线（埋置检波器、布置电缆线至仪器车）激发接收（资料录制）现场处理（单炮解编、扫描和处理剖面）等工序,四维地震勘探,四维地震勘探是重复进行三维观测，第四维是时间。四维地震勘探是三维地震的延续，是时间推移的三维勘探。它要求在同一块工区不同时间（可能相隔几个月、几年或若干年，时间为第四维）用相同的采集和处理方法将所得到的三维地震勘探成果进行比较。,四维地震的作用：新油田：监视采油过程；中期油田：对注采后储层流体进行监视；晚期油田：剩余油气还有无开采价值等。,地震勘探一般原理,地震勘探简介,地震勘探：以不同岩（矿）石间的弹性差异为基础，通过观测和研究地震波在地下岩层中的传播规律，借以实现地质勘查找矿目的的物探方法。应用领域：主要用于油气田、煤田地质构造的勘探，地壳测深，工程地质勘察等。,地震勘探的分支方法：折射波法；反射波法；透射波法；面波法；等。,地震勘探技术的流程：理论研究；野外资料采集；室内数据处理；地震地质解释；等。,地震反射波勘探的基本原理,在地表一点激发地震波，并且接收来自地下界面的反射波，这种工作方式被称为自激自收。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,砂岩,泥岩,灰岩,界面1,界面2,地面检波器,地震勘探原理示意图,x,z,x,t,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,r1,r2,界面上法向入射,地震波的分类,地震勘探是研究波在地下介质传播规律的一种方法；按弹性分类：P波-纵波和S波-横波，横波又分为SV波和SH波；按传播空间分类：体波和面波；按界面传播方向分类：入射波、透射波、滑行波、折射波、转换波；纵波不垂直入射到反射界面上就会产生转换波-改变了振动特性的反射和透射波，其时距曲线不是双曲线；三分量是指：PP、PSV、PSH,P波,地震波及特征,按地震记录分类：直达波、反射波、折射波、多次拨、面波、声波等。波动用振幅、波长、频率及速度等几个参数来描述：波振幅（A）-质点离开平衡点的距离(位移)；波长（）在单频波中两个相邻周期(T)上各相似点的距离(注意：应在垂直于波前的方向上对它们测定)；频率（f）每秒钟内波振动的次数。波的传播速度（V）：每秒钟波前进的距离,与波长、频率和周期的关系为：V=f=/T或=V/f,简谐波-频谱-振幅谱,波随时间的变化，一种最简单的形式是简谐波(正弦波)，用正弦的形式表示：U(x)=Asin(t+)A-振幅，=2f为圆频率，-初相位。频谱：一个复杂的振动信号可以看成由许多简谐分量叠加而成，这些简谐分量及各自的振幅、频率和相位，就称这复杂振动的频谱。振幅谱是以频率为横坐标、各频率谐波的振幅为纵坐标绘出的曲线；相位谱则以各频率谐波的相位为纵坐标绘出的图形。,地震波的传播规律（P波）,反射定律：反射线位于入射面内，反射角=入射角；透射定律：透射线也位于入射面内，入射角的正弦和透射角的正弦之比等于第一和第二两种介质的波速之比sin/sin=1/2=C；反射系数R、透射系数T与界面上下波阻抗-Z=密度波速有关，波阻抗之差越大，发射能量越强；1/sin=2/sin=P,表示波在两种介质内传播的视速度是相等的Snell定律,R,T,Z1=v11,Z2=v22,波的传播规律-惠更斯原理,表述一：波前上的每一个点都可以看成是一个新的点震源，叫做子波源；子波源发出的子波以原速度传播，所有子波波前形成的包络面就是新的波前。表述二：在前进的波前成上每一点都可以看作一个二次的震(波)源，且后一时刻的波前面就是切于前一时刻的波前面所激发的所有二次波的包络面。,视速度和视波长当波的传播方向与观测方向不一致(夹角)时，观测到的速度并不是波前的真速度V，而是视速度Va,Va=V/sin。同样此时的波长为视波长a，a=/sin。因为sin1，所以Va和a一般大于它们的真实值V和。费马原理(Fermatsprinciple)：波在各种介质中的传播路线，满足所用时间为最短的条件(旅行时为极小)。入射波和反射波、透射波的振动特性一致称同类波，改变了振动特性的反射和透射波称转换波。,地震波的传播规律,费马原理示意图,V,Va,（1）、介质模型界面倾角为零，均匀介质，界面上下介质存在波阻抗差（2）、介质参数速度-V,界面深度-h，炮检距-x（3）、反射波时距关系反射波TDC（时距曲线）的特点:双曲线，顶点在x=0,极值为：t0=2h/V渐近线为t=x/V和t=-x/V,水平界面反射波旅行时距曲线,水平反射面反射波时距曲线,如21，当2=90，这时透射波就以2的速度沿界面滑行，形成滑行波全反射)。入射角i称为临界角。如果已知2和1，可以求出临界角i=sin-1(1/2)折射盲区Xm=2Htgi=2H(2/1)2-1-(1/2)式中H分界面的深度。,临界角、折射波及其盲区,地震波的分辨率纵向分辨率和横向分辨率,Rf菲涅尔带半径=(Z0/2)1/2,影响分辨率的因素1、地质因素:岩石的吸收（品质因子Q）响.层间反射、簿互层结构、反射界面形状深度等2、地震子波：延续长度、频带宽度、相位特性和相位数目、能量及其稳定性等3、波场特征：波的干涉、旅行路径、传播速度、反射与折射、菲湼耳带等4、噪声背景：噪声特性、信噪比等5、采集因素:激发条件、检波器埋置、组合、炮检距、震源类型、仪器接收系统等6、处理因素：动、静校正量、叠加、偏移等内在的削弱和补偿外在的选择最佳状态,地震观测系统,为了解地下各界面的情况，必须连续追踪相应的地震波，从而激发点与接收点间要保持相对空间位置关系就叫观测系统；类型：2D/3D2D简单连续：常规；间隔连续-避开激发点面波、声波干扰，有偏移距；延长时距曲线蔽障、变观，用对称激发点的排列接收。3D规则型：正交/斜角线束状，十字状，砖块，锯齿，纽扣等不规则形：框架式、环形、树状,2D特点：施工简单、多次覆盖、线性连续追踪；3D特点-优点：平面观测系统，灵活多变、适应复杂地表条件；三维空间数据体，信息量大，空间采样密度高；平面多道记录接收，提高生产效率；接收线距小，水平分辨率高；激发、接收点面积分布，压制不规则干扰强,移动的道数为：,野外施工中，每放一炮，排列和炮点向前,N:排列中接收道数,n:覆盖次数,S：,2D观测系统参数计算,炮点距D=d*x（道距）,中间激发两端接收S=1(没有说两端激发就是S=1)，完成地质任务或剖面公里数是指满覆盖段，计算时在施工总炮数减去(n-1)*D炮点距的公里数。反之已知剖面或满覆盖段公里数，求施工炮数则加上。如96道12次覆盖，道距50m，放完111炮后完成的地质任务为：D炮点距*(111-(12-1)=(N*S)/2n)*50*100=200*100=20Km,多次覆盖技术-共反射点多次叠加法,多次覆盖定义：即对地下同一反射点，进行重复多次观测目的是突出反射波，压制干扰波，提高信噪比。叠加原理：它是利用有效波和干扰波(多次反射波)动校正后，存在着剩余时差的差异，来突出有效波(一次反射波)，压制干扰波多次波)，提高资料信噪比的目的。,一、线布置的基本要求,测线应为直线，测线为直线，垂直切面为一平面，反映构造形态比较真实。如为折线，所得剖面为一立体栅状图形，增加理解复杂性。测线一般应垂直构造走向，更好地反映构造形态，尽量与其它物探线一致（或过钻孔）便于综合分析解释。形成一个测线网，主测线（密），联络测线（稀）测线编号为Km，桩号为m，遵循东大西小、北大南小。DSJ-2007-67：表示地名，年份，线号。,二、不同勘探阶段的测线布置要求,路线普查：（大剖面）勘探程度低，在未做过地震工作的地区进行。-地质任务：了解区域性地质构造情况，取得进一步工作所需要的地震地质条件的资料。面积普查：在有含油气远景的地区，寻找可能的储油气带，研究地层分布规律，查明大的局部构造。面积详查：在已知构造上查明其构造特点（范围、形态、目的层厚度、断层大小及分布等。构造细则：查明构造细节和地下断层产状等。,二维地震测线的布置,2D测网/3D面元密度,2D多次覆盖观测系统的选择及参数设计,基本思路：有效波连续追踪、加强，尽量避开、压制干扰波，满足地震勘探要求。参数设计：偏移距（炮检距）：最小偏移距小于最浅目的层，尽量避开震源干扰，最大偏移距与最深目的层深度相当，满足速度分析和动校正拉伸及压制多次波要求。接收点距（道距）：资料经过处理记录或剖面上相邻道可靠追踪波的同一相位，满足勘探地质体对分辨率的要求；覆盖次数：老地震资料对比分析、结合试验确定；注意问题：观测系统设计要方便避障变观和施工；2D观测系统的简易表示方法：中间激发1200-50-0-50-1200或4010-30-20-30-4010单边激发1800-650-0,3D观测系统,布置原则：3D炮检点、线布设应使地下反射点覆盖次数、炮检距、分布均匀，射线方位角分布广泛，数据点间隔为有意义最短波长的1/2，主要勘探目标满足覆盖次数，考虑地形和交通条件影响；主要术语：激发、接收点/线/距，道距，面元，排列片，横向/纵向，最大-最小炮检距，非纵距，纵横比，横向/纵向滚动距；3D比较2D特点：平面观测系统，灵活多变、适应复杂地表条件；三维空间数据体，信息量大，空间采样密度高；平面多道记录接收，生产效率高；接收线距小，水平分辨率高；激发、接收点面积分布，压制不规则干扰强；速度和静校正是三维成像关键；三维勘探成本较高。,三维覆盖次数计算N总=N纵向覆盖次数N横向覆盖次数N纵=1条接收线道数/2dx(纵向炮点距道数）与二维计算相同N横=接收线数/2满叠加总炮数的估算,n叠加次数S勘探总面积Ntr仪器同时开动道数Lx面元尺寸xLy面元尺寸y,地震波的激发,地震震源的类型爆炸震源非爆炸震源电火花震源蒸气枪震源空气枪水枪可控震源-陆地除可控震源外，都可用于海上震源。可控震源主要参数：理想子波波形、震源台数、扫描长度、震动次数、驱动幅度、扫描方式等,影响爆炸震源激发效果的因素激发岩性激发井深炸药的类型和炸药量激发条件的选取主要考虑：激发子波的能量和频谱药量、耦合度、方向性、井深；虚反射的影响激发深度，潜水面下3-5米激发岩性三个因素,点震源爆炸分区示意图,爆炸分区,井中爆炸的物理过程,炸药量与振幅的关系,一般，药量大时，振幅相对较大、低频成分相对丰富。,如果，由于种种原因能量不强，不要一味增大药量，可以采用多井组合爆炸的方法，它还具有压制干扰的作用。但要注意各孔爆炸的非弹性形变带不能相互连通。,激发能量与岩石介质,激发能量与岩性间有两种耦合关系：几何耦合。药包的直径与炮孔内径相吻合（差值2-3厘米），下药后泥浆填充，回填。波阻抗耦合=(炸药密度*炸药爆速)/(岩石密度*岩石速度)=(炸药炸药)/(岩石岩石)。当炸药与激发介质的阻抗比接近1时激发的能量最大。因此，选炸药时，不一定高密度、高爆速就好，要考虑阻抗匹配问题。一般，在含水黏土、砂岩、泥岩中激发效果好，关键在于含水。在干燥的干沙、砾石、黄土层、山区的的灰岩、风化砂岩、石英砂岩差；虚反射的影响激发深度，潜水面下3-5米。,激发条件的选取,选取考虑的四因素：激发子波的能量；激发子波的频谱；虚反射的影响；激发岩性。选取的两个因素：激发井深；激发的药量。,选取的原则：激发产生的干扰波尽量弱；目的层反射能量强，S/N高；有效波频带宽，满足地质任务要求；炸后地面不能有明显的形迹；保证需要和质量的前提下，尽量降低成本。注意：雷管必须是瞬发的，不能用延迟雷管,干扰波与有效波,干扰波与有效波区别频谱上有差别（有效波主频在25-60Hz，面波的主频在5-20Hz，工业电干扰主频在50Hz左右）。质点振动可能有所差别。传播方向上可能不同。动校正后的剩余时差可能有差别。出现的规律上可能有差别（有效波时距曲线为双曲线而干扰波则不同，如面波出现的规律为直线，随机干扰随时出现）。,干扰波：规则和不规则；规则干扰波：有一定主频和视速度。如面波-低速，低频、声波-340m/s、折射波、侧面波、工业电-50Hz、虚反射等不规则干扰：没有一定主频和视速度。在记录上形成杂乱背景。如微震、次生低频-高频，低速-高速等随机干扰。,组合参数：个数N，组内距X，组合基距L，组合图形。组合的统计效应，方向特性、频率特性。检波器组合具有低频响应，一般组合基距1/2道间距。N个检波器组合对随机干扰（组内距大于随机干扰相关半径）信噪比提高倍检波器的埋置：要把检波器安置在致密的岩土中（速度、密度大）-耦合条件；安置检波器要正、直、紧、稳，使得于地面组成阻尼较好的系统。,地震波的接收-组合检波,组合检波：每个地震道采用多只检波器按一定图形安置在排列上，同时接收地震波，并把接收信号叠加为一道地震信号输出，以达到压制干扰，加强有效波的目的。组合检波原理：利用有效波与干扰波出现规律的差异和传播方向（视速度）的不同来压制干扰。组合检波的形式：线性和面积。,地震检波器,-地震检波器的作用地震检波器是将地面震动变为电信号的一种传感器，以输出电压的形式来模拟地面质点振动和水的压力变化。-地震检波器的类型和基本原理速度型（又称动圈式-常用、惯性式、电动式、磁感应式）加速度型（涡流式、动环式）；压敏（电）型（水听检波器）；数字及数字三分量检波器（DSU3、VectorSeisTM，MEMS、DFJ3、omniphone，光纤加速度等）,常规地震检波器主要指标,畸变（非线性失真）：一般在0.1%-0.3%，动态范围在:50DB-60DB自然频率：检波器的固有震动频率(10、20、28、35、40)Hz阻尼系数：单位时间内振幅的衰减量。当除去检波器的外力，使检波器的质量体回到平衡位置而不在相反方向上有任何偏移的阻尼值称为临界阻尼（过阻尼，欠阻尼，无阻尼）线圈电阻：灵敏度：灵敏度指的是当检波器以每秒1厘米的速度运动时所产生的电动势假频：,动态范围,动态范围瞬时动态范围,（李庆忠）,野外试验工作,试验目的调查工区干扰波的类型及分布规律，确定压制干扰的有效办法。调查工区激发特征，包括激发井深分布规律，激发能量和激发形式。选取工区合理的接收参数，压制影响资料品质的主要干扰波。优化全区采集参数，预测资料品质分布规律，制定针对措施。评估、削弱因资料采集对资料处理的影响。正确预测、评价地震资料采集任务完成状态。预测或提供预测技术信息，进行风险评估与经济分析。,试验点、线布设：根据全区表层及深层地震地质条件进行全区区域分类，综合考虑地上、地下条件合理地布设试验点。试验工作的基本原则：从简单到复杂，保持试验因素单一变化。常规试验项目：干扰波调查、激发因素、接收因素及仪器因素等常规试验项目,看炮号：是否与班报相符；看初至：分析炮点、检波点位置是否正确，以及地形的变化；看能量：好记录能量强，信噪比高；看爆炸和井口信号：准确、真实、无感应，每炮都有；看层次：目的层齐全，品质好；看道：道工作是否正常（反向，乱跳，漏电，短路，电干扰等），干扰情况。分析原因，及时解决；看回放因素：是否恰当，有无异常。,怎样看监视记录,生产记录的评价标准,生产记录必须在仪器年、月、周、日检合格，测量成果、仪器班报、观测系统正确的基础上进行评价。生产记录分甲级品、乙级品、废品三级。甲级品记录(应满足以下各条要求)：爆炸信号、井口信号准确(井口信号设计不要求者除外)。激发点、检波点位置正确。工作不正常道(狂跳、感应、串道、反相、不工作道等)不超过仪器接收道数的1/48，并无连续的不正常道。记录有效段(最深目的层以浅)，无明显的炮井(激发)噪声和工频干扰；面波干扰有效波不超过仪器接收道数的l/8(可控震源激发时不超过l/3)；初至波前的背景噪声或感应幅度(回放增益为30dB时)，大于3mm的不超过仪器接收道数的l/12。勘探深度满足设计要求，目的层反射波齐全，旦能识别主要目的层反射波(因地质构造原因目的层反射波缺失者除外)。采用可控震源时，扫描参数正确、稳定,辅助道工作正常。磁带(盘)质量符合要求，无明显丢漏码错误。,生产记录的评价标淮（续）,乙级品记录凡达不到甲级,又不是废品的记录评为乙级品记录。废品记录凡有下列缺陷之一者评为废品记录：爆炸信号不淮;多台可控震源的工作频率和相位不一致。测线布置不合理,未按设计要求施工。仪器班报记录不清.测线号、带盘号、激发点桩号、文件号等之一有错误而又无法查对。不正常工作道超过仪器接收道数的l/l2；面波于扰主要反射波超过接收道数的l/3(可控震源激发时超过2/3)，一贯不正常道连续超过四炮,自第五炮起评为废品。因仪器、激发、接收等因素不正确，未能获得主要目的层反射波。可控震源扫描参数有错误，存在二次或多次初至.震源位置不准，扫描频率不稳定、辅助道工作不正常，震源参数（起始频率，扫描频率，扫描长度）不一致。无法解编的记录。勘探深度范围内，有严重的环境噪音或明显的声波干扰。浅层折射干扰超过标准。,地震资料采集过程质量管理,-地震资料采集过程质量管理一般分三个阶段：施工准备、施