前言：本站為你精心整理了地震勘探論文：地震勘查技術(shù)運(yùn)用研究范文，希望能為你的創(chuàng)作提供參考價(jià)值，我們的客服老師可以幫助你提供個(gè)性化的參考范文，歡迎咨詢。

本文作者：付兆輝秦偉軍作者單位：中國石化石油勘探開發(fā)研究院

高精度地震勘探技術(shù)

1地震采集技術(shù)

1）散射成像數(shù)值模擬技術(shù)

地震成像技術(shù)一直是基于有效波的反射能量，即反射波法地震勘探。在斷層十分發(fā)育、地層破碎、高陡直立界面等復(fù)雜地質(zhì)現(xiàn)象情況下，地表接收不到有效的地震反射，對(duì)地下復(fù)雜地震體無法成像，在這種情況下反射波法是不適應(yīng)的［6］。因此需要利用新的成像方法———散射波成像［7－11］。在沒能接收到反射波的情況下，仍有波的能量傳回到地面，依然觀測(cè)到波動(dòng)的存在，這種波動(dòng)是由入射波與非均勻介質(zhì)相互作用而產(chǎn)生的散射波，它含有地下介質(zhì)不均勻性的信息。不同尺度和不同組成的非均勻性會(huì)引起不同形式的地震波散射，可以從這些散射現(xiàn)象來反推這些非均勻性的分布和性質(zhì)，即基于散射波來成像。在地層破碎、高陡、巖脈等復(fù)雜地質(zhì)條件下，可利用散射波場(chǎng)的波動(dòng)方程正演模擬技術(shù)進(jìn)行三觀測(cè)系統(tǒng)的論證和設(shè)計(jì)。在泌陽凹陷南部陡坡帶高精度三維中，在波動(dòng)方程正演基礎(chǔ)上進(jìn)行基于散射成像理論的數(shù)值模擬（反演）來描述邊界斷裂帶的波場(chǎng)傳播規(guī)律，進(jìn)行道間距、炮檢距、覆蓋次數(shù)等采集參數(shù)的論證，實(shí)現(xiàn)了用散射波成像技術(shù)解決復(fù)雜的地質(zhì)問題（圖2）。

2）高精度激發(fā)技術(shù)

復(fù)雜地表區(qū)的地震激發(fā)主要任務(wù)是減少干擾波能量、增大有效波能量，形成具有反映地下地質(zhì)體能力的有效波波場(chǎng)（如：較寬的頻帶、較高的主頻和信噪比）。泌陽凹陷表層有基巖出露區(qū)、河流和農(nóng)田，勘探難度較大，采用了巖石出露區(qū)鉆井技術(shù)和河灘河床區(qū)鉆井技術(shù)。（1）巖石出露區(qū)鉆井技術(shù)巖石出露區(qū)或者薄層風(fēng)化覆蓋區(qū)，若使用高能炸藥在一定深度下使震源藥柱處在風(fēng)化層之下的高速巖石中激發(fā)，能夠獲得較好的激發(fā)效果，但是在有風(fēng)化層覆蓋的激發(fā)點(diǎn)，使用的幾種鉆機(jī)往往是能打堅(jiān)硬巖石的打不了風(fēng)化層，能打風(fēng)化層的又打不了堅(jiān)硬巖石，給打井造成困難。通過對(duì)QPY－30型鉆機(jī)的技術(shù)改進(jìn)，使其打穿風(fēng)化層后，再打入堅(jiān)硬巖石2m以上，解決了這一困難，保證了好的激發(fā)效果。（2）河灘河床區(qū)鉆井技術(shù)河流區(qū)表層為疏松的粗砂夾雜礫石層，在高速層頂界面以下激發(fā)，能量強(qiáng)、能有效增加下傳能量、減弱激發(fā)產(chǎn)生的各類干擾。但河灘區(qū)鉆機(jī)到位及鉆井成孔困難，激發(fā)藥柱很難下到高速層頂界面以下，若采用淺井組合激發(fā)效果差。我們開展了鉆井成孔工藝研究，通過對(duì)固沙劑與泥漿粉進(jìn)行不同配方的試驗(yàn)，最終選用混合型固沙劑作為鉆井泥漿，提高了固井性能。并采用新型材料的專用鉆頭進(jìn)行鉆探，保證了激發(fā)藥柱下到了高速層頂界面以下3～5m；在礫石的區(qū)域使用配備套筒的沖擊鉆機(jī)，通過“沖擊套筒—取出套筒中礫石—下藥”等環(huán)節(jié)，使激發(fā)藥柱下到了高速層頂界面以下3～5m。鉆井新技術(shù)的應(yīng)用，使單炮記錄品質(zhì)有了保證。

2地震資料處理技術(shù)

通過攻關(guān)形成了高陡構(gòu)造地區(qū)三維地震疊前深度偏移處理技術(shù)的方法，取得了較好的效果。

1）靜校正方法深化研究

泌陽南部陡坡帶近地表突出的特點(diǎn)在于，山不高（高差不到200m），但南北速度橫向變化大，高達(dá)2000m／s之多，這給替換速度的選取帶來很大的困難；斷陷區(qū)斷層與水平層接觸關(guān)系混亂，該部位資料信噪比很低；斷層發(fā)育，傾角達(dá)45°，斷面波發(fā)育，成像混亂，此處的剩余靜校正有很大的時(shí)變性；工區(qū)北部沉積環(huán)境相對(duì)平穩(wěn)，用常規(guī)的折射靜校正即能達(dá)到勘探的要求，關(guān)鍵是與山地的對(duì)接形成了很大的差別［12］。針對(duì)這些特點(diǎn)，首先采用初至波層析反演方法反演近地表速度，精確地描繪近地表速度的縱、橫向變化規(guī)律；然后依據(jù)初至波層析反演結(jié)果，用波動(dòng)方程延拓基準(zhǔn)面校正消除由于近地表高速造成的非地表一致性靜校正誤差；最后進(jìn)行多次剩余靜校正迭代消除剩余靜校正的時(shí)變誤差，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜地表?xiàng)l件下準(zhǔn)確的靜校正處理。波場(chǎng)延拓處理方法是按地震波在近地表的真實(shí)傳播路徑使波場(chǎng)準(zhǔn)確歸位，該方法充分考慮了波在近地表非垂直傳播的實(shí)際情況，既可實(shí)現(xiàn)曲射線的變時(shí)差校正，提高剖面質(zhì)量，又可使校正后的波場(chǎng)滿足所在位置的波動(dòng)特征，為疊前波動(dòng)方程偏移奠定良好的基礎(chǔ)（圖3）。波動(dòng)方程延拓的步驟包括了數(shù)據(jù)由地表下延至中間基準(zhǔn)面，然后再上延至最終基準(zhǔn)面的過程。然而，這個(gè)過程并不僅限于兩個(gè)基準(zhǔn)面，可以包括更多的基準(zhǔn)面，這取決于近地表的復(fù)雜程度。當(dāng)然，基準(zhǔn)面過多會(huì)增加計(jì)算成本和時(shí)間，但可以提高計(jì)算精度。圖4為L30線采用不同靜校正方法的L30線疊加剖面，比較而言采用波動(dòng)方程延拓基準(zhǔn)面靜校正方法效果較好，南部大斷層附近信噪比明顯得到提高。

2）疊前偏移成像處理技術(shù)

針對(duì)凹陷南部陡坡帶邊界大斷裂的存在，基巖速度較高，而凹陷內(nèi)部斷裂下降盤的沉積巖速度相對(duì)較低，存在速度的橫向變化的特點(diǎn)，采用了在取得較好的疊前時(shí)間偏移成像及較準(zhǔn)確的均方根速度的基礎(chǔ)上，進(jìn)行層速度模型構(gòu)建及克?；舴虔B前深度偏移處理方法，收到較好的效果。（1）Kirchhoff疊前深度偏移Kirchhoff疊前深度偏移被認(rèn)為是一種高效實(shí)用的疊前深度偏移方法，積分法具有高偏移角度、無頻散、占用資源少和實(shí)現(xiàn)效率高的特點(diǎn)。它能適應(yīng)變化的觀測(cè)系統(tǒng)和起伏的地表，優(yōu)化的射線追蹤法和改進(jìn)的有限差分法能夠在速度場(chǎng)變化的情況下快速準(zhǔn)確地計(jì)算繞射波旅行時(shí)，從而使積分法能夠適應(yīng)復(fù)雜的構(gòu)造現(xiàn)象。近年來，解決真振幅偏移問題就是偏移地震數(shù)據(jù)得到真正的振幅和相位信息，從而為巖性解釋服務(wù)。由于積分法具有許多優(yōu)點(diǎn)，因此研究克?；舴蛐捅７B前深度偏移具有很高的理論價(jià)值和實(shí)用價(jià)值。（2）速度－深度模型建立方法克?；舴蚍e分法疊前深度偏移的關(guān)鍵是速度模型的建立。在泌陽凹陷南部陡坡帶疊前深度偏移處理中，應(yīng)用了速度－深度模型建立方法。為了獲取高精度的速度－深度模型，采取了以下處理步驟：①借助疊前時(shí)間偏移的準(zhǔn)確均方根速度建立深度域初始速度模型，得到長波長速度場(chǎng)；②利用疊前深度偏移的速度對(duì)模型細(xì)化。③利用網(wǎng)格層析成像技術(shù)進(jìn)一步微調(diào)短波長速度場(chǎng)，得到高精度速度模型。傳統(tǒng)深度域速度模型的建立，一般基于沿層速度分析，即首先在時(shí)間偏移數(shù)據(jù)體上解釋層位，然后通過各種不同的方法求取目標(biāo)層的層速度，最終得到大套層的速度模型。利用垂向速度分析得到時(shí)間速度對(duì)，通過樣條插值和反演，產(chǎn)生速度模型。這種建立模型的方法充分考慮了構(gòu)造信息，如構(gòu)造傾角和方位角；最終得到的模型是有限差分網(wǎng)格化模型，是一個(gè)連續(xù)介質(zhì)模型而不是大套地層模型［13－16］。經(jīng)過以上的速度分析后，可能還有一些局部速度誤差需要微調(diào)。利用網(wǎng)格層析成像技術(shù)，即根據(jù)剩余速度，全局修正速度模型。層析成像修正速度后，一些短波長的速度誤差得以調(diào)整。（3）陡坡帶高精度三維處理效果高精度三維處理后的剖面（圖5）邊界主控?cái)嗔衙娣瓷淝逦?，歸位準(zhǔn)確，信噪比、分辨率整體上有明顯提高，尤其是深層系資料有了明顯改觀，波組特征明顯，為南部陡坡帶的深層勘探提供了可靠的地震資料。

3地震解釋技術(shù)

1）三維可視化解釋技術(shù)

三維地震數(shù)據(jù)可視化就是將每個(gè)數(shù)據(jù)樣點(diǎn)轉(zhuǎn)換成一個(gè)體元，即帶有近似的面元空間和采樣間隔的三維像素。每一個(gè)體元都有一個(gè)與三維數(shù)據(jù)體相對(duì)應(yīng)的值，這樣每一個(gè)地震道都被轉(zhuǎn)換成一個(gè)體元柱狀體。每個(gè)數(shù)據(jù)體都可通過調(diào)整顏色和透明度等參數(shù)，突出顯示目標(biāo)地質(zhì)體，并在同一窗口一次完成鎖定層位、體元追蹤等可視化解釋工作。三維可視化地震解釋技術(shù)通過對(duì)地震數(shù)據(jù)應(yīng)用不同透明度在三維空間地下的地震反射率做直接評(píng)估，立體可視化假定地下界面的反射率是地下界面的三維模型，實(shí)際上，它是三維空間中的構(gòu)造、地層及振幅綜合特性的反映，無論做三維的區(qū)域分析，還是特定目標(biāo)體評(píng)價(jià)，都可以通過調(diào)整“透明度”來實(shí)現(xiàn)。因此對(duì)三維地震資料沿層振幅可視化，可以確定斷層的空間展布及斷層的組合形式，使斷層的解釋更合理（圖6）。

2）利用地震屬性預(yù)測(cè)儲(chǔ)層

三維地震資料包含了豐富的地震信息，這些地震信息在不同程度上反映了地質(zhì)儲(chǔ)層的各種物性特征［17］。利用地震數(shù)據(jù)通過不同的計(jì)算手段提取各種不同地震信息，并通過單項(xiàng)地震信息或多項(xiàng)地震信息的綜合分析，從不同角度對(duì)地震資料進(jìn)行細(xì)致的解釋和推斷，以揭示有利儲(chǔ)層的空間展布、地層巖性變化以及含油氣性，同時(shí)據(jù)此還可推斷由斷層或裂縫引起的原始地震剖面上不易被發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)異?，F(xiàn)象及油氣分布情況［18－22］。根據(jù)泌陽凹陷南部陡坡帶扇三角洲儲(chǔ)層沉積特點(diǎn)，結(jié)合地震相反射特征和溝扇對(duì)應(yīng)地質(zhì)理論，應(yīng)用三維可視化解釋技術(shù)確定儲(chǔ)層在三維空間的展布范圍、地震屬性參數(shù)判識(shí)砂礫巖體的發(fā)育規(guī)模［23］。

勘探效果

在泌陽凹陷陡坡帶中段栗園地區(qū)，通過三維地震資料高精度采集，CDP面元20m×20m，利用地震測(cè)井和VSP測(cè)井資料開展高精度三維資料處理與解釋，資料質(zhì)量得到明顯改善，落實(shí)了邊界斷裂帶構(gòu)造特征，為精細(xì)落實(shí)構(gòu)造、巖性圈閉奠定了基礎(chǔ)。利用疊前深度偏移剖面（圖7）和時(shí)間切片（圖8）解釋，認(rèn)為栗園地區(qū)構(gòu)造背景為由NE－SW向的邊界斷裂向深凹陷傾沒的鼻狀構(gòu)造，構(gòu)造長約3km，寬約3km，面積約9km2。構(gòu)造發(fā)育史分析發(fā)現(xiàn)：該構(gòu)造是由南部邊界斷裂在廖莊組末期發(fā)生反轉(zhuǎn)而形成的，構(gòu)造形成時(shí)間較晚，且僅在淺層發(fā)育。由于邊界斷裂長期的斷陷活動(dòng)對(duì)深層油氣藏的破壞，造成深層油氣沿?cái)鄬酉蛏线\(yùn)移，在淺層圈閉中形成一定規(guī)模的淺層次生油氣藏。儲(chǔ)層預(yù)測(cè)及沉積體系研究表明，該區(qū)發(fā)育一中小型砂礫巖體，呈NW向下傾展布。砂體中淺層系呈舌狀體展布，深層系呈扇型體展布。綜合分析認(rèn)為該區(qū)砂體與構(gòu)造具有良好配置，是油氣聚集的有利場(chǎng)所，2008年在該鼻狀構(gòu)造鉆探B304、B315等井，相繼鉆遇大套油層，新增探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量800多萬噸，取得了良好的勘探效果。

結(jié)論

（1）東部第三系斷陷盆地邊界大斷裂控制了盆地的形成與展布，但地震速度橫向變化大，造成時(shí)間域偏移不能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的空間歸位，直接影響邊界斷層的成像精度，增加了勘探難度。（2）從散射波的波動(dòng)方程正演著手，分析大斷面地震波散射場(chǎng)的物理機(jī)制和特點(diǎn)，結(jié)合基于疊前偏移處理的需要，進(jìn)行觀測(cè)系統(tǒng)論證，能夠解決陡坡帶邊界斷層的成像精度問題，明顯提高地震資料品質(zhì)和儲(chǔ)層預(yù)測(cè)精度。（3）陡坡帶高精度地震勘探技術(shù)包括：采集上運(yùn)用模型約束正演技術(shù)優(yōu)選采集參數(shù)、高覆蓋寬方位角排列觀測(cè)、解決山前激發(fā)能量的技術(shù)方法；處理上應(yīng)用基于精細(xì)速度建模的疊前深度偏移成像處理方法；解釋上通過可視化構(gòu)造成圖，結(jié)合地震相分析、層拉平水平切片分析、屬性分析等方法，預(yù)測(cè)新的砂礫巖體分布區(qū)和層位。