地震勘探新技术

1、地震勘探新技术地震勘探新技术（研究生课程）成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院 贺振华贺振华2007/9/262007/9/26地震勘探技术新进展地震勘探技术新进展1.1.地震仪器地震仪器 地震勘探仪器近年来有了很大的发展，地震仪在地震勘探仪器近年来有了很大的发展，地震仪在轻便轻便性、灵活性、稳定性、实时性、高采样率、超多道、性、灵活性、稳定性、实时性、高采样率、超多道、可扩充性、质量控制、电源管理及导航控制等方面有可扩充性、质量控制、电源管理及导航控制等方面有了十分重要的进步了十分重要的进步，由于目前的地震仪具有体积小、，由于目前的地震仪具有体积小、重量轻、适应性强、有线和无线混

2、合、采用数据网络重量轻、适应性强、有线和无线混合、采用数据网络管理等特点，因此，可以适应不同地理条件和地震地管理等特点，因此，可以适应不同地理条件和地震地质条件的勘探活动，从海洋、质条件的勘探活动，从海洋、过渡带过渡带、陆地到自然条、陆地到自然条件恶劣的戈壁沙漠都可开展目的和要求各异的地震勘件恶劣的戈壁沙漠都可开展目的和要求各异的地震勘探工作。目前法国探工作。目前法国SercelSercel 408UL 408UL 和美国和美国I/OI/O的的ImageImage、FairfieldFairfield的的BOXBOX是新型地震仪的代表。是新型地震仪的代表。 这些仪器的技术指标一般为：采样间隔这

3、些仪器的技术指标一般为：采样间隔0.25ms0.25ms8ms8ms，记录长度，记录长度16s16s，接收道数接收道数50005000几万道几万道，模数转换为，模数转换为2424位位A/DA/D转换器，转换器，动态范围动态范围138dB138dB，噪音小于，噪音小于0.4V0.4V，畸变系数小于，畸变系数小于3 31010-6-6，道间，道间串音大于串音大于95dB95dB，高截频，高截频0.50.50.8FN0.8FN。一些仪器无低截频。一些仪器无低截频。2. 采集工程软件采集工程软件采集工程软件系统发展迅速、使用广泛是当前地震资料采集的重要特点，采集工程软件系统发展迅速、使用广泛是当前地震

4、资料采集的重要特点，采集工程软件系统包括了采集工程软件系统包括了采集参数论证采集参数论证，观测系统设计观测系统设计，正演模拟验证正演模拟验证，现场实时质量控制现场实时质量控制，干扰波调查及分析，干扰波调查及分析，资料定量分析资料定量分析，定位及测量，定位及测量，SPS电子班报及电子班报及观测系统绘制观测系统绘制，小折射、，小折射、微测井资料微测井资料现场处理，现场处理，野外现场野外现场监控处理，资料整理和质量评价等采集工程中的方方面面。目前业界常用监控处理，资料整理和质量评价等采集工程中的方方面面。目前业界常用的软件系统有的软件系统有KeLangKeLang、OMNIOMNI、GreenMou

5、ntainGreenMountain等。等。采集工程软件系统的应用，大大提高了地震资料采集设计技术含量，减轻采集工程软件系统的应用，大大提高了地震资料采集设计技术含量，减轻了野外工作强度，提高了生产效率，保证了勘探地质任务的完成。了野外工作强度，提高了生产效率，保证了勘探地质任务的完成。 盒子波干扰波调查技术 盒子波干扰波调查技术是采用面积观测方法研究干扰波发育类型、传播特性（方向、能量、频率等），进而研究压制干扰的措施和技术手段的方法。近年来在南方海相油气勘探的大部分低信噪比和强干扰发育地区的勘探活动中得到广泛使用，并取得了明显的勘探效果。基本工作方法是采用20X20或更多的接收道按2m的道

6、间距和线间距布设成一块面积观测系统，在其轴线上按不同的偏移距激发形成一组三维数据体，采用盒子波分析软件，计算出不同时间的干扰波的分布和能量，并采用不同的组合形式进行组合叠加，形成组合后新的数据体，并分析组合对干扰的压制效果，以确定最佳的组合方式和组合参数。盒子波干扰波调查分析图盒子波干扰波调查分析图正演模型指导下的观测系统设计正演模型指导下的观测系统设计 采集设计和过程控制中采用正演采集设计和过程控制中采用正演模拟技术模拟技术，针对负责构造设计科学观，针对负责构造设计科学观测系统，确保勘探地质效果得到了各测系统，确保勘探地质效果得到了各大物探公司的高度重视。这一技术已大物探公司的高度重视。这一

7、技术已从从二维正演模拟二维正演模拟发展到了三维正演模发展到了三维正演模拟，拟，近期已有对复杂结构表层和高陡近期已有对复杂结构表层和高陡构造波前面传播方面的正演研究构造波前面传播方面的正演研究。见起伏地形条件下的地震波见起伏地形条件下的地震波场正演场正演二维线射线追踪正演模型及模拟地震记录 三维连续激发正演模拟 基于模型的观测系统设计基于模型的观测系统设计复杂构造正演记录三维观测系统设计及分析三维观测系统设计及分析排列片优选排列片优选地震勘探三维观测系统千变万化，类型繁多，实际勘探中应用最为地震勘探三维观测系统千变万化，类型繁多，实际勘探中应用最为广泛的是三维束状观测系统。由于三维束状观测系统是

8、规则、组广泛的是三维束状观测系统。由于三维束状观测系统是规则、组合、垂直型观测系统，因此排列片便是是一个三维观测系统的最合、垂直型观测系统，因此排列片便是是一个三维观测系统的最基本单元。目前通过排列片优选软件可合理地选择面元尺度适中、基本单元。目前通过排列片优选软件可合理地选择面元尺度适中、偏移距分布均匀、纵横比和方位特性好、覆盖次数均匀，浅、中、偏移距分布均匀、纵横比和方位特性好、覆盖次数均匀，浅、中、深层兼顾能力、避让障碍能力好，经济可行性的三维束状观测系深层兼顾能力、避让障碍能力好，经济可行性的三维束状观测系统。统。三维观测系统分析三维观测系统分析三维观测系统分析不仅可分析规则三维观测系

9、统，还能设计灵活三三维观测系统分析不仅可分析规则三维观测系统，还能设计灵活三维观测系统，对观测系统的合理性和勘探目标的针对性进行分析，维观测系统，对观测系统的合理性和勘探目标的针对性进行分析，确保勘探地质效果。有高精度的地形图或卫星照片的条件下，可确保勘探地质效果。有高精度的地形图或卫星照片的条件下，可以对每个炮点和检波点进行精确设计，并输出以对每个炮点和检波点进行精确设计，并输出SPSSPS文件指导野外文件指导野外生产。生产。元坝元坝龙岗龙岗普光普光清溪清溪镇巴及其邻区黑池梁镇巴及其邻区黑池梁位置图位置图三维观测系统设计图三维观测系统设计图 左为带卫星照片底图的炮、检点位置图；右为反映左为带

10、卫星照片底图的炮、检点位置图；右为反映方位角、炮检方位角、炮检距和覆盖次数关系的玫瑰图距和覆盖次数关系的玫瑰图. . 三维观测系统分析包含了满覆盖面积，一次覆盖面积，施工面积，三维观测系统分析包含了满覆盖面积，一次覆盖面积，施工面积，面元尺度，检波线距、点距，炮线距、点距，每束接收线数，每束面元尺度，检波线距、点距，炮线距、点距，每束接收线数，每束炮点数，每线接收道数，每炮线炮点数，总接收道数、总炮数，放炮点数，每线接收道数，每炮线炮点数，总接收道数、总炮数，放炮方式，放炮方向，炮线或和接收线重复方式，最大炮检距，最小炮方式，放炮方向，炮线或和接收线重复方式，最大炮检距，最小炮检距，覆盖次数，

11、纵横比，每平方公里炮点数，炮检距，覆盖次数，纵横比，每平方公里炮点数，搬家道数搬家道数等参数。等参数。 野外实时定量分析野外实时定量分析 地震资料采集过程的实时定量分析技术已进入实际生产应用阶段，地震资料采集过程的实时定量分析技术已进入实际生产应用阶段，以以SercelSercel SQC-pro SQC-pro系统为例，其具有的地震道极性和环境噪音的监控、系统为例，其具有的地震道极性和环境噪音的监控、检波器组倾斜和检波器电阻值状态监控、实时的析地震道能量、信噪检波器组倾斜和检波器电阻值状态监控、实时的析地震道能量、信噪比和频率（中心频率）分析等功能，可有效保证采集资料质量，指导比和频率（中心

12、频率）分析等功能，可有效保证采集资料质量，指导采集参数的优选。采集参数的优选。 SQCPro现场实时定量分析系统 SPSSPS电子班报电子班报 SPSSPS电子班报系统已得到广泛使用，对提高地震采集设计水平，电子班报系统已得到广泛使用，对提高地震采集设计水平，提高施工效率，保证勘探资料的准确性有重要作用。提高施工效率，保证勘探资料的准确性有重要作用。SPS电子班报使用流程图3. 陆地采集技术的进展陆地采集技术的进展 地震采集采用了干扰波定量分析；精确的浅表层结构调查；多种震源施工；灵活的观测系统设计；采用多重非纵、宽线剖面和高覆盖次数提高中、深层能量和信噪比等方法。 精确的浅表层结构调查，为静

13、校正提供准确的静校正资料 单、双井微测井 沿测线地面地质调查 潜水面调查及岩芯取样 建立沿地震测线的表层结构模型 多震源施工和灵活的观测系统设计，使CMP道集内，不同炮检距道所占的比例基本相当，保证了浅、中、深层覆盖次数的均匀性。 山地地震采集普遍采用了高精度卫星测量（RTK）技术，适应不同地表的钻井技术，根据不同的地质结构设计观测系统技术，精确的表层结构调查技术等。灰岩裸露区和高陡背斜区地震资料采集方法研究正在得到充分的重视和研究。 戈壁沙漠区的地震勘探技术正在以潜水面以下激发，高覆盖次数，大炮检距等采集方法提高低信噪比资料品质，潜水面以下埋置检波器的方法也正在考虑之中。潜水面和井深曲线潜水

14、面和井深曲线11051110111511201125113011351140114511501155 4 .地震资料精细处理 处理系统已从过去要求超大规模的MPP并行计算机，发展向成本低廉，性能能大，灵活伸缩规模的PC Cluster计算机群。采用Linux操作系统，目前最大的PC机群达到了20几千几万个CPU，完成几百平方公里的三维叠前深度偏移仅需几天时间。CGG GeoCluster机群并行处理系统 处理软件发展迅速，处理软件发展迅速，精细保幅精细保幅处理技术有了新处理技术有了新的发展，如的发展，如3D FKxKy3D FKxKy滤波、滤波、3D3D面波压制、面波压制、3D3D去噪去噪及缺

15、失道插值、及缺失道插值、3D3D目标区目标区拉东拉东变换滤波、变换滤波、高阶动高阶动校正校正、自动反拉伸、自动反拉伸、3D3D保幅保幅DMODMO、高精度多次波压高精度多次波压制制等及考虑近地表变化和各向异性因子的全三维等及考虑近地表变化和各向异性因子的全三维处理软件系统已全面进入商业化生产阶段。处理软件系统已全面进入商业化生产阶段。5. 叠前深度域成像技术 近几年叠前深度域成像技术得到了迅猛的发展叠前深度域成像技术得到了迅猛的发展。理论研究方面在Kirchhoff积分法、共方位角波动方程深度域成像及炮域波动方程深度成像方面取得了一批重要成果。最近已有学者采用Hamilton方程描述波动方程，

16、拟采用辛几何算法或李群算法解决叠前深度偏移的保持振幅问题。在叠前深度成像方面有代表性的公司有Paradigm、ADS、CGG、Landmark等。 叠前深度成像的发展大致可分为三个阶段：第一阶段是计算量相对较小，易于实现的Kirchhoff积分偏移成像，由于其对波动方程是一种高频近似，无法解决在对复杂模型的射线追踪中出现的多路径或出现的射线无法照射的盲区等问题； 第二阶段是时间空间域或频率空间域的有限差分深度偏移成像方法，频率波数域和频率空间域的各种广义深度偏移成像方法，由于这些方法计算量极大，如何提高计算效率值的进一步的探索；第三阶段是全三维叠前弹性波波动方程深度偏移，实现真介质（离散介质）

17、的深度偏移成像，大大提高地下构造的成像精度。 随着深度偏移成像方法的发展，速度模型建立和模型修改也得到了巨大发展。目前普遍采用相干反演和层析成象等手段获取层速度，使建立的速度模型的精度和可靠性大为提高。 模型 Kirchhoff叠前深度偏移 波动方程叠前深度偏移 6. 广角地震（广角地震（Wide Angle Reflection） 广角地震是在研究地球深部构造中发展起来的，最初广角地震是在研究地球深部构造中发展起来的，最初主要利用折射波信息。在目前的勘探地球物理中，广角地主要利用折射波信息。在目前的勘探地球物理中，广角地震主要用于常规地震难以成像的地区，即震主要用于常规地震难以成像的地区，即

18、盐下、火成岩下、盐下、火成岩下、推覆体下的地层成像推覆体下的地层成像。该方法以用于我国南方碳酸盐岩、。该方法以用于我国南方碳酸盐岩、胜利潜山油藏、塔里木古生界深部油藏的勘探中，并取得胜利潜山油藏、塔里木古生界深部油藏的勘探中，并取得了明显效果。目前见到的最大炮检距达了明显效果。目前见到的最大炮检距达13.2875Km13.2875Km。目前。目前正在研究的是采集技术中的正在研究的是采集技术中的数学、物理模拟数学、物理模拟，处理技术中，处理技术中的的高阶动校正、无拉伸叠加及多种波的利用技术高阶动校正、无拉伸叠加及多种波的利用技术，以及与，以及与之配套的新的解释技术之配套的新的解释技术。塔中地区的

19、广角地震记录7. 三维可视化技术三维可视化技术 可视化是用于显示描述和理解地下和地面可视化是用于显示描述和理解地下和地面诸诸多现象特征的多现象特征的一种工具，它把地球物理信息转化为图形、图像，并运用颜一种工具，它把地球物理信息转化为图形、图像，并运用颜色、透视、动画和观测视点的实时改变等视觉表现形式，使色、透视、动画和观测视点的实时改变等视觉表现形式，使人们能够观测到不可见的对象，洞察事物内部结构。可视化人们能够观测到不可见的对象，洞察事物内部结构。可视化技术的应用，使我们能够驾驭大量数据，提取有用的储层异技术的应用，使我们能够驾驭大量数据，提取有用的储层异常信息。并大大缩短了解释周期，提高了

20、勘探开发效益。常信息。并大大缩短了解释周期，提高了勘探开发效益。 可视化的最大优点是解释人员不必用一个预先假想的模可视化的最大优点是解释人员不必用一个预先假想的模型来对比数据体，而是用型来对比数据体，而是用原始数据进行直接观察、推测，这原始数据进行直接观察、推测，这是其它方法处理地震数据所不具备的。它允许解释人员直接是其它方法处理地震数据所不具备的。它允许解释人员直接进行地层解释，识别地震相，改进油气藏特征的描述。通过进行地层解释，识别地震相，改进油气藏特征的描述。通过数据体的三维立体显示，使解释人员能够作构造、断层、地数据体的三维立体显示，使解释人员能够作构造、断层、地层沉积、岩性、储集参数

21、和油气等的交互解释层沉积、岩性、储集参数和油气等的交互解释。解释结果在。解释结果在三维空间内立体显示，可以激发解释人员的地质灵感，赋予三维空间内立体显示，可以激发解释人员的地质灵感，赋予他们无限的想象空间与创造力，极大地提高工作效率和研究他们无限的想象空间与创造力，极大地提高工作效率和研究成果质量。成果质量。 三维可视化技术在油气藏描述中的应用主要体现在：建立储层三维思维模式，三维思维模式，迅速寻找地震异常体，迅速寻找地震异常体，建立三维立体模型，进行建立三维立体模型，进行井位论证和轨迹设计等。井位论证和轨迹设计等。气藏三维可视化图气藏三维可视化图 三维可视化的直接地层解释三维可视化的直接地层

22、解释8 虚拟现实技术虚拟现实技术 虚拟现实（虚拟现实（Virtual RealityVirtual Reality或或VRVR）是一种新的三维解释）是一种新的三维解释环境，它能够营造一种让用户有沉浸感的实时的显示环境。环境，它能够营造一种让用户有沉浸感的实时的显示环境。通过对通过对地震数据的空间细分、简化和合成，建立多种分辨率地震数据的空间细分、简化和合成，建立多种分辨率的几何模型的几何模型，建立适合快速绘制的图形基本单元，图像处理，建立适合快速绘制的图形基本单元，图像处理和体数据压缩，可视化参数编辑等预处理形成和体数据压缩，可视化参数编辑等预处理形成VRVR数据。针对数据。针对VRVR数据利

23、用数据利用VRVR工具、显示技术和人机接口技术等，就可以在工具、显示技术和人机接口技术等，就可以在虚拟现实环境中进行各种分析和决策虚拟现实环境中进行各种分析和决策。近近年年来来国国内内外有许多外有许多石油公司和研究机构都在开发和建立用于油气勘探开发的虚石油公司和研究机构都在开发和建立用于油气勘探开发的虚拟现实系统。拟现实系统。如如ArcoArco、TexacoTexaco、SGISGI、VeritasVeritas、GeoQuestGeoQuest和和中石油、中石化中石油、中石化等等大大公司公司都建立了自己的虚拟现实系统。目都建立了自己的虚拟现实系统。目前虚拟现实系统主要应用于前虚拟现实系统主

24、要应用于解释方案研究、油藏模拟和钻井解释方案研究、油藏模拟和钻井轨迹设计等方面轨迹设计等方面。虚拟现实系统虚拟现实系统 9.地震属性分析技术地震属性分析技术 地震解释人员的主要目标就是从地震数据中提取准确的构造地震解释人员的主要目标就是从地震数据中提取准确的构造信息和更多的岩性和含油气性信息，然后利用这些信息精确定信息和更多的岩性和含油气性信息，然后利用这些信息精确定义油气藏模型，用于钻井决策、计算地质储量，指导油气田开义油气藏模型，用于钻井决策、计算地质储量，指导油气田开发。发。 由于提取由于提取地震属性地震属性（AttributesAttributes）是获取所需地质信息的重是获取所需地质

25、信息的重要途径要途径，长期以来地震属性提取技术一直是地震特殊处理和解，长期以来地震属性提取技术一直是地震特殊处理和解释的主要研究内容。释的主要研究内容。进入进入9090年代，属性分析技术全面进入了多年代，属性分析技术全面进入了多属性、多维属性（倾角、方位和相干等）和非线性属性（分形属性、多维属性（倾角、方位和相干等）和非线性属性（分形分维、混沌、突变和小波等）时代。通过近几年的发展，地震分维、混沌、突变和小波等）时代。通过近几年的发展，地震属性分析技术属性分析技术已成为油气藏识别和油藏描述的重要组成部分，已成为油气藏识别和油藏描述的重要组成部分，是勘探地震和开发地震研究的重头戏。是勘探地震和开

26、发地震研究的重头戏。地震属性分析技术地震属性分析技术从地震数据中提取的地震属性越来越丰富，有关地震波从地震数据中提取的地震属性越来越丰富，有关地震波运动运动学（时间）属性学（时间）属性、动力学、动力学（振幅、频率、相位、吸收等）属（振幅、频率、相位、吸收等）属性性、几何属性几何属性（结构、相干、倾角、方位角等）、（结构、相干、倾角、方位角等）、物理属性物理属性（、 、 、 等）及等）及非线性属性非线性属性已达已达100100多种。大量多种。大量属性的出现，促进了多属性联合分析技术的发展，聚类分析、属性的出现，促进了多属性联合分析技术的发展，聚类分析、神经网络、协方差分析等使用地震属性分类学，使

27、地震属性神经网络、协方差分析等使用地震属性分类学，使地震属性的应用技术又上了一个新台阶。的应用技术又上了一个新台阶。三维地震属性的提取和分析三维地震属性的提取和分析为三维的储层表征和三维解释的定量化提供了条件为三维的储层表征和三维解释的定量化提供了条件。 非线性属性图非线性属性图相干属性相干属性岩石物性属性岩石物性属性地震相图地震相图（Seismic Faces Seismic Faces MapMap） 方位角图方位角图10. 井中地震技术井中地震技术 井中地震（井中地震（Borehole SeismologyBorehole Seismology）技术通常指在井中使）技术通常指在井中使用检

28、波器、震源及井中的测量技术。其中用检波器、震源及井中的测量技术。其中VSPVSP测量技术已商测量技术已商业化生产多年，业化生产多年，井间地震井间地震技术在美国已进入商业化生产，其技术在美国已进入商业化生产，其他大部分技术仍处于研究阶段。他大部分技术仍处于研究阶段。 近几年井下地震信号接收系统的研究一直影响着近几年井下地震信号接收系统的研究一直影响着VSPVSP和井和井间地震的发展，在井下设备研制中，国外不少地震仪器生产间地震的发展，在井下设备研制中，国外不少地震仪器生产厂家，如厂家，如OYO GeospaceOYO Geospace、CGG SercelCGG Sercel I/O I/OP/

29、GSIP/GSI等在井下等在井下接收系统研制方面取得了重大进展，其中已有数家推出了商接收系统研制方面取得了重大进展，其中已有数家推出了商业化的井下多级多分量数字检波器串和相应的记录系统，以业化的井下多级多分量数字检波器串和相应的记录系统，以及井中震源系列。及井中震源系列。井中地震技术井中地震技术 井下多级多分量数字接收系统的研制成功，大井下多级多分量数字接收系统的研制成功，大大提高了井中地震技术的采集效率，降低了生产大提高了井中地震技术的采集效率，降低了生产成本，快速地推动了行业的发展。特别是成本，快速地推动了行业的发展。特别是VSPVSP测量测量技术，采集出现了前所未有的方法更新，推动了技术

30、，采集出现了前所未有的方法更新，推动了处理和解释的研究步伐，提高了技术的应用范围处理和解释的研究步伐，提高了技术的应用范围和效果，带来了广阔的市场。目前在和效果，带来了广阔的市场。目前在VSPVSP测量的生测量的生产应用中，使用最多的井下多级接收系统是法国产应用中，使用最多的井下多级接收系统是法国的的CGGCGG生产的生产的SSTSST500500，该系统由，该系统由1212级四分量接收级四分量接收组成，共组成，共4848道。国内大庆油田及中原油田等也装道。国内大庆油田及中原油田等也装备到了备到了8 8级级。井下多级多分量数字检波器井下多级多分量数字检波器 井下轨道可控震源井下轨道可控震源 D

31、ownhole Orbital Vibrator DimensionDual Motor Orbital VibratorLength = 30”(76 cm)OD. = 4.0”(101.6 mm)Tool Weight = 24.2 lbs (11 Kg)Standard 7-conductor Wireline connector10.1. VSP10.1. VSP技术技术 常规常规VSPVSP包括零井源距和非零井源距两种，零井源距包括零井源距和非零井源距两种，零井源距的测量结果主要用于地震剖面的层位标定和速度研究；非的测量结果主要用于地震剖面的层位标定和速度研究；非零井源距的测量结果多

32、数通过零井源距的测量结果多数通过VSPVSPCDPCDP转化叠加对井旁区转化叠加对井旁区域成像，用于地面地震资料的辅助解释和井旁地质异常体域成像，用于地面地震资料的辅助解释和井旁地质异常体的解释。的解释。 在采集技术方面，主要是在非零井源距测量的基础上在采集技术方面，主要是在非零井源距测量的基础上采用沿采用沿2D2D测线放炮测量的变井源距（测线放炮测量的变井源距（WalkawayWalkaway和和WalkaboveWalkabove等）观测方式、沿井口周围一定偏移距放炮测量的等）观测方式、沿井口周围一定偏移距放炮测量的WalkaroudWalkaroud环形观测方式、以及按地面环形观测方式、

33、以及按地面3D3D地震放炮测量的地震放炮测量的3D3D观测方式。这些观测方式无需投入大量成本，却能采集更观测方式。这些观测方式无需投入大量成本，却能采集更多的数据，较大程度地改善多的数据，较大程度地改善VSPVSP的成像范围和效果，解决更的成像范围和效果，解决更为复杂的地质问题；另一观测方式是微裂隙监测技术，即为复杂的地质问题；另一观测方式是微裂隙监测技术，即在数字检波器串的下方串上井中可控震源，对记录数据进在数字检波器串的下方串上井中可控震源，对记录数据进行井旁裂隙成像处理，以监测井旁裂缝的发育程度行井旁裂隙成像处理，以监测井旁裂缝的发育程度。Surface seismic image th

34、rough wellSurface seismic with VSP image spliced in3D VSP3D VSP地面和地面和VSPVSP成像剖面成像剖面10.2.井间地震技术井间地震技术 井间地震有许多优势，如分辨率比地面地震高，井间地震有许多优势，如分辨率比地面地震高，能识别井间的薄砂体，能分辨井间的油水层等。能识别井间的薄砂体，能分辨井间的油水层等。目前需要解决的是应用该技术的经济效益问题。目前需要解决的是应用该技术的经济效益问题。近几年来近几年来SEGSEG年会有不少论文介绍井间地震的应用年会有不少论文介绍井间地震的应用成果，美国一些大油田一直雇佣专业公司进行油成果，美国一

35、些大油田一直雇佣专业公司进行油藏管理阶段的井间地震测量。藏管理阶段的井间地震测量。井间地震之所以目井间地震之所以目前能比较顺利地向应用转化，主要得益于近几年前能比较顺利地向应用转化，主要得益于近几年井下设备的快速发展，从而保证了高速高效采集井下设备的快速发展，从而保证了高速高效采集施工。施工。井间地震的应用领域包括利用井间地震资井间地震的应用领域包括利用井间地震资料估算储层岩石的料估算储层岩石的孔隙度、渗透率、岩石的各向孔隙度、渗透率、岩石的各向异性分析及应用导波检测气层等异性分析及应用导波检测气层等。井间地震的储层连通性图 11. 多分量地震技术多分量地震技术 在多分量勘探技术中，在多分量勘

36、探技术中，各向异性介质转换波的成像技术各向异性介质转换波的成像技术是近几年研究的重点是近几年研究的重点，是解决复杂地质、构造成像、油藏描，是解决复杂地质、构造成像、油藏描述问题的关键。利用述问题的关键。利用横波分裂可以预测裂缝性各向异性横波分裂可以预测裂缝性各向异性；利；利用转换波成像，可以改善用转换波成像，可以改善P P波剖面成像受气云的影响，可以波剖面成像受气云的影响，可以对高速玄武岩覆盖区下方的油藏进行成像。在各向异性介质对高速玄武岩覆盖区下方的油藏进行成像。在各向异性介质转换波成像转换波成像方方面，近几年提出了面，近几年提出了转换波极化各向异性动校正转换波极化各向异性动校正参数法、双曲

37、型转换波时差、参数估算、井中微分模型射线参数法、双曲型转换波时差、参数估算、井中微分模型射线追踪较正等方法。此外还提出了各向异性介质转换波的叠前追踪较正等方法。此外还提出了各向异性介质转换波的叠前偏移，包括横向各向异性介质的偏移，包括横向各向异性介质的P-SP-S波叠前偏移和速度分析波叠前偏移和速度分析方法，以及各向同性和各向异性的速度分析。方法，以及各向同性和各向异性的速度分析。 近年来，多分量地震在海上取得了重大突破，近年来，多分量地震在海上取得了重大突破，3DX4C3DX4C地地震在北海、墨西哥湾等海域获得了较为广泛的应用，促进了震在北海、墨西哥湾等海域获得了较为广泛的应用，促进了海上油

38、气勘探的发展。海上油气勘探的发展。S-waveprincipal(fastorS1)anisotropydirectionandmagnitudeforWaltmanfrom3D-3Csurvey(vectors.NS/EWintervalvelocityfrom3D-Psurveycontoured)12. 时延地震技术时延地震技术 时延地震包括时延地震包括时延时延3D3D地震地震、时延、时延2D2D地震、时延地震、时延VSPVSP和时延井间地震等，其中以时延和时延井间地震等，其中以时延3D3D地震（地震（4D4D地地震震）为主要方法。目前时延地震已成为各大石油公）为主要方法。目前时延地震已

39、成为各大石油公司致力发展的技术。通过几年的发展，时延地震已司致力发展的技术。通过几年的发展，时延地震已从地面发展到了从地面发展到了井间时延地震成像井间时延地震成像，并正在走向实，并正在走向实际生产应用阶段。际生产应用阶段。 国外学者已对各种储层作了岩石物理研究，以国外学者已对各种储层作了岩石物理研究，以证实油气田开采过程中证实油气田开采过程中流体的抽取或注入会引起孔流体的抽取或注入会引起孔隙流体、压力和温度的改变隙流体、压力和温度的改变。这种。这种改变会引起密度改变会引起密度和速度的变化和速度的变化，也就是，也就是波阻抗的变化波阻抗的变化，而波阻抗的，而波阻抗的变化将产生足以被检测到的地震相应

40、的变化变化将产生足以被检测到的地震相应的变化。 时延地震是一种时延地震是一种地震属性求差技术地震属性求差技术，因此，提，因此，提高数据的高数据的重复性相当重要重复性相当重要。对于不同时间采集的地。对于不同时间采集的地震数据，除作传统的互均衡处理外，还有两种解决震数据，除作传统的互均衡处理外，还有两种解决方案，一种是对偏移后的数据集作叠后互均衡或剩方案，一种是对偏移后的数据集作叠后互均衡或剩余偏移处理；另一途径是完全重处理。第二种方案余偏移处理；另一途径是完全重处理。第二种方案能够给出更好的重复性和分辨率。当两次地震测量能够给出更好的重复性和分辨率。当两次地震测量之间的之间的带宽和横向分辨率大不

41、相同时，可采用非线带宽和横向分辨率大不相同时，可采用非线性数据匹配处理方法。性数据匹配处理方法。海上和陆地时延地震采集海上和陆地时延地震采集时延地震在剩余油开采中的应用13. 地震理论研究地震理论研究 随着复杂构造成像技术的逐渐成熟，随着复杂构造成像技术的逐渐成熟，理论研究理论研究者者们就开始了向传统的们就开始了向传统的均匀层状介质理论均匀层状介质理论发起了冲发起了冲击，在政府和油公司的资助下，不少大学和研究机击，在政府和油公司的资助下，不少大学和研究机构开展了构开展了复杂介质情况下地震波传播规律复杂介质情况下地震波传播规律的研究，的研究，如科罗拉多矿院、斯坦福大学、如科罗拉多矿院、斯坦福大学

42、、DelftDelft科技大学等。科技大学等。研究内容大致可以分为研究内容大致可以分为正演模拟、反演与层析成像、正演模拟、反演与层析成像、各向异性及裂缝介质波场研究等几个方面各向异性及裂缝介质波场研究等几个方面。数值模。数值模拟的主要对象为复杂构造、复杂地表、各向异性及拟的主要对象为复杂构造、复杂地表、各向异性及裂缝介质、粘弹性介质等，研究方法主要有射线追裂缝介质、粘弹性介质等，研究方法主要有射线追逐和波动方程两种，逐和波动方程两种，研究目的一是分析波在特定介研究目的一是分析波在特定介质中的传播质中的传播，二是解决方法本身诸如运算速度、稳，二是解决方法本身诸如运算速度、稳定性等问题。定性等问题

43、。地震理论研究地震理论研究 反演反演的研究的研究对象是用声波与弹性波、地面与井对象是用声波与弹性波、地面与井中等数据对各种复杂介质进行分析和预测。研究方中等数据对各种复杂介质进行分析和预测。研究方法有旅行时反演、波形反演、随机反演、层析成像法有旅行时反演、波形反演、随机反演、层析成像等。研究目的一是分析和估算各种复杂介质的参数等。研究目的一是分析和估算各种复杂介质的参数及其分布，二是分析和评估反演方法本身的不确定及其分布，二是分析和评估反演方法本身的不确定性。性。各向异性及裂缝介质的波场研究主要以正演模各向异性及裂缝介质的波场研究主要以正演模拟和反演方法为手段，而数值模拟和反演又反过来拟和反演

44、方法为手段，而数值模拟和反演又反过来以各向异性及裂缝介质为主要研究对象以各向异性及裂缝介质为主要研究对象。14. P波各向异性检测技术 所谓的P波各向异性检测技术就是利用P波的振幅随方位角的变化（AVAZ）、AVO随方位角的变化（AVOA）和速度随方位角的变化（VVA）的关系，研究横向各向异性的技术。Veritas 的Gray等（1999）描述了AVAZ分析法及初步的实验结果。AVAZ分析是根据裂缝引起的岩石的各向异性检测其P波振幅随方位角变化的强度和方向的技术。 MandersonManderson油田的油田的3D3D地震资料裂缝分析充分显示了裂缝的复杂性。地震资料裂缝分析充分显示了裂缝的复

45、杂性。GrayGray等用三维探区内的定向取心进行裂缝分析，将结果与根据地等用三维探区内的定向取心进行裂缝分析，将结果与根据地震资料进行的裂缝分析结果对比，以验证地震方法的精度。定向震资料进行的裂缝分析结果对比，以验证地震方法的精度。定向岩心测量可能会高达岩心测量可能会高达3030的裂缝走向误差，而地震测量时由于所的裂缝走向误差，而地震测量时由于所用的方位角范围所致，精度大大提高，误差在用的方位角范围所致，精度大大提高，误差在12.512.5范围内。通范围内。通过地震资料计算的裂缝密度与井中资料的相关对比，研究发现，过地震资料计算的裂缝密度与井中资料的相关对比，研究发现，根据地震资料计算出的裂

46、缝密度与平均裂缝孔径有关。根据地震资料计算出的裂缝密度与平均裂缝孔径有关。MandersonManderson油田的实例研究证明，对于方位采样正确的油田的实例研究证明，对于方位采样正确的3D3D地震资料，用常规地震资料，用常规P P波地震数据计算的波地震数据计算的AVAZAVAZ可以探测裂缝；用可以探测裂缝；用AVAZAVAZ裂缝探测法，可以裂缝探测法，可以发现与充满流体的张开裂缝平行的裂缝走向。目前该技术已在发现与充满流体的张开裂缝平行的裂缝走向。目前该技术已在2020多多个个油田中得到应用，裂缝系统的探测效果明显。油田中得到应用，裂缝系统的探测效果明显。定偏变方位物理模型定偏变方位物理模型

47、 天然裂缝发育形式天然裂缝发育形式 物理模型观测结果物理模型观测结果 MandersonManderson油田油田AVAZAVAZ裂缝检测结果裂缝检测结果 地震裂缝密度与裂缝开启度成正比关系地震裂缝密度与裂缝开启度成正比关系 15. 振幅随频率变化（AVF） 研究时间域中振幅的变化对频率域中频率分量变化的响应，就得到一种新的关系，称为振幅随频率变化。AVF是振幅随厚度变化（AVTH）的一个延伸和补充，它使分解的频谱得以动态应用，从而释放出地震数据主频分量掩盖的附加信息。AVF有两个应用，即识别岩性的地层单位和年代地层单位，可用于地震地层分析、属性分析和反演中的薄层调谐。16.16.振幅随倾角变

48、化（振幅随倾角变化（DADDAD） 利用利用3D3D地震数据集和地震数据集和AVOAVO数据集计算振幅随倾角变化属性数据集计算振幅随倾角变化属性（DADDAD），可得到更好的），可得到更好的含油气储层边界成像含油气储层边界成像。DADDAD算法的基础算法的基础是当地震波穿过会引起波形调谐的产层厚度时，油气对振幅有是当地震波穿过会引起波形调谐的产层厚度时，油气对振幅有很大的影响，在剖面上表现为倾角方向的振幅变化最大。很大的影响，在剖面上表现为倾角方向的振幅变化最大。DADDAD算算法只计算油气影响最大的倾角方向的振幅变化，它是一种突出法只计算油气影响最大的倾角方向的振幅变化，它是一种突出3D3D

49、地震数据中油气效应的简便而又有效的方法，在高孔隙度，地震数据中油气效应的简便而又有效的方法，在高孔隙度，亮点储层中的应用非常好，而最大的贡献是在叠加剖面上油气亮点储层中的应用非常好，而最大的贡献是在叠加剖面上油气边界模糊的非亮点远景带。研究证明高孔隙度、含气砂岩有较边界模糊的非亮点远景带。研究证明高孔隙度、含气砂岩有较强的强的DADDAD异常；低孔隙度、低异常；低孔隙度、低GORGOR（气油比）有弱的（气油比）有弱的DADDAD异常；断异常；断层边缘和极性反转的中等孔隙度储层有非常强的层边缘和极性反转的中等孔隙度储层有非常强的DADDAD异常；在同异常；在同一储层的气油或油水面上会观测到一储层

50、的气油或油水面上会观测到DADDAD异常；异常；AVOAVO梯度数据梯度数据体有很强的体有很强的DADDAD异常；碳酸盐岩储层有异常；碳酸盐岩储层有DADDAD异常不反映当前的油异常不反映当前的油气充填。气充填。17. E&P数据银行数据银行 目前，石油公司的管理层已普遍认识到目前，石油公司的管理层已普遍认识到E&PE&P数据管理的重要性，数据管理的重要性，已在不同层次的数据库开发、数据平台以及数据管理工具方面已在不同层次的数据库开发、数据平台以及数据管理工具方面做了一些开拓性工作。做了一些开拓性工作。 采用统一标准的数据模型。早在采用统一标准的数据模型。早在8080年代，随着年代，随着E&P

51、E&P各种数各种数据量的迅猛增加，一些大的石油公司就已开始针对具体的数据据量的迅猛增加，一些大的石油公司就已开始针对具体的数据类型建立了地震资料采集、处理、解释和油藏数值模拟等数据类型建立了地震资料采集、处理、解释和油藏数值模拟等数据库。但是数据模型的不统一又带来了一系列的问题，进而导致库。但是数据模型的不统一又带来了一系列的问题，进而导致了了POSCPOSC（PetrotechnicalPetrotechnical Open Software Corporation Open Software Corporation）的成）的成立。该组织推出的立。该组织推出的EPICENTREEPICENT

52、RE为数据模型的统一起到了促进作为数据模型的统一起到了促进作用。用。 建立不同层次的数据库。不同层次的数据库是建立不同层次的数据库。不同层次的数据库是E&PE&P数据管数据管理的核心内容之一，数据库的结构决定了数据管理的效率。目理的核心内容之一，数据库的结构决定了数据管理的效率。目前已有多家石油公司在致力于各种层次数据库的开发，主要包前已有多家石油公司在致力于各种层次数据库的开发，主要包括区域括区域/ /国家数据库、公司性数据库和项目数据库。国家数据库、公司性数据库和项目数据库。 区域区域/ /国家数据库主要是通过政府或多个机构的合作，国家数据库主要是通过政府或多个机构的合作，以统一或标准格式

53、将某一区域的数据组织起来，达到数以统一或标准格式将某一区域的数据组织起来，达到数据共享和降低数据管理成本的目的。挪威建立了地震资据共享和降低数据管理成本的目的。挪威建立了地震资料国家数据库，英国建立了井资料国家数据库，阿尔及料国家数据库，英国建立了井资料国家数据库，阿尔及利亚建立了综合国家数据库，阿拉斯加建立了本区数据利亚建立了综合国家数据库，阿拉斯加建立了本区数据库管理系统。它可以减少不必要的数据拷贝，加强数据库管理系统。它可以减少不必要的数据拷贝，加强数据质量管理。质量管理。Elf AquitaineElf Aquitaine公司通过公司通过ArchdexArchdex项目已建立项目已建立

54、起该公司的数据管理系统。起该公司的数据管理系统。 然而，区域然而，区域/ /国家数据库和公司数据库只能属于低层国家数据库和公司数据库只能属于低层次的数据管理系统，它只是将数据格式相似的地震和测次的数据管理系统，它只是将数据格式相似的地震和测井数据以及定位和标注信息等收集存放在一起，按规定井数据以及定位和标注信息等收集存放在一起，按规定的权限供不同的用户查询和存取。的权限供不同的用户查询和存取。 项目数据库，或称多学科综合数据库，针对某一项目数据库，或称多学科综合数据库，针对某一具体的油田勘探开发项目，在该项目的生命周期内，具体的油田勘探开发项目，在该项目的生命周期内，将所应用的各种数据（地理、地质、地球物理、测井、将所应用的各种数据（地理、地质、地球物理、测井、岩石物理和油藏动态等）及其常用操作（地震和测井岩石物理和油藏动态等）及其常用操作（地震和测井解释、等值线作图、合成剖面计算、解释、等值线作图、合成剖面计算、CADCAD和计算机辅助和计算机辅助维护等）有机地集成起来，使得项目研究人员可以方维护等）有机地集成起来，使得项目研究人员可以方便快捷地存取和处理数据，以保证多学科综合研究的便快捷地存取和处理数据，以保证多学科