多波多分量地震勘探

1、多波多分量地震勘探1 縱波的傳播與巖性和巖石空隙中的流體有關(guān)，縱波異?？赡苁怯蜌?，也可能是巖性的變化。橫波傳播只與巖石骨架有關(guān)。利用縱、橫波聯(lián)合勘探可減少對油氣判別的多解性。 許多沉積巖具有方位各向異性的性質(zhì)。當(dāng)橫波穿過具有各向異性的地層時，橫波便分裂成快、慢橫波，即所謂橫波雙折射（橫波分裂）。因此可利用橫波分裂現(xiàn)象研究各向異性和裂縫發(fā)育情況及裂隙方向。多波勘探原理及解決地質(zhì)問題的能力21 多波地震勘探的理論基礎(chǔ)2 多波地震資料采集 3 多波地震勘探資料處理 4 多波地震資料解釋和反演 3縱波、橫波、轉(zhuǎn)換波 由地震波動力學(xué)理論可知，地震波在彈性介質(zhì)中會產(chǎn)生兩種波，一種是在介質(zhì)中點振動方向與波的

2、傳播方向一致的縱波，另一種是介質(zhì)中質(zhì)點振動的方向與波傳播的方向相互垂直的橫波，介質(zhì)中縱、橫波傳播速度分別為： 45縱、橫波射線傳播與極化方向示意圖 6各向同性介質(zhì) 7各向異性介質(zhì) （a）PTL介質(zhì)；（b）EDA介質(zhì)橫向各向同性介質(zhì)類型示意圖8橫波分裂(雙折射) 9地面記錄波場模擬 （a）在各向同性介質(zhì)中，Y分量只有直達橫波和反射橫波；（b）在EDA介質(zhì)中，Y分量有直達橫波、直達橫波、反射橫波、轉(zhuǎn)換橫波 10 橫波分裂VSP記錄模擬 11EDA介質(zhì)中波動理論 在EDA介質(zhì)中,設(shè)裂隙面與垂直裂隙面構(gòu)成一個三維坐標(biāo)系，稱為自然坐標(biāo)系; x表示地震測線方向，y垂直于地震測線，z軸垂直向下與一致，x，y

3、，z構(gòu)成一個坐標(biāo)系，稱為觀測坐標(biāo)系。 在自然坐標(biāo)系中彈性常數(shù)矩陣為： 觀測坐標(biāo)系（x，y，z）下的彈性常數(shù)矩陣為：12 EDA介質(zhì)中三維三分量彈性波動方程為： 13 給定一雙層介質(zhì)模型，第一層為EDA介質(zhì)，其中圍體的縱、橫波速度、密度分別為4000m/s、2300m/s、2.6 的各向同性介質(zhì)，各向同性圍體的背景上存在裂隙密度為0.2的定向裂隙，地層厚度為300 m；第二層為各向同性介質(zhì)，介質(zhì)中縱、橫波速度及密度分別為6000m/s、3400m/s、2.8 。14橫波分裂數(shù)值研究 三維EDA介質(zhì)中波動方程，取對x、y的偏導(dǎo)數(shù)為0，得到一維EDA介質(zhì)中波動方程，表達式如下： 模型1：已知兩層地質(zhì)

4、模型，上面的地層為EDA介質(zhì)，快、慢橫波速度、分別為3000m/s、2500m/s，地層巖石的密度為2.8，地層的裂隙密度為0.15，地層厚度為600 m；下面的地層巖石為各向同性介質(zhì)，橫波速度為3000m/s，地層巖石的密度為2.8，相當(dāng)于上部地層裂隙介質(zhì)的圍體。模型2：裂隙介質(zhì)（EDA）地質(zhì)模型，地層裂隙密度為0.15，地層厚度為500米，快、慢橫波速度分別為3000m/s、2500m/s，地層的密度為2.8 。 15裂隙密度為0.15，橫波記錄 裂隙密度為0.10，橫波記錄 16裂隙密度為0.06，橫波記錄 裂隙密度為0.025，橫波記錄17由實驗?zāi)M和數(shù)值模擬可以看出： EDA介質(zhì)存在

5、明顯的方位各向異性，不同的方位上橫波分裂程度不同。 裂隙密度越大，快、慢橫波之間的時差越大，橫波分裂程度大；裂隙密度越小，快、慢橫波之間的時差越小，橫波分裂程度低。 兩者不同之處：實驗?zāi)M對裂隙密度只能定性描述，數(shù)值模擬對裂隙密度可以定量描述。18縱波方位各向異性 含氣裂隙頂面快縱波反射系數(shù) 191 多波地震勘探的理論基礎(chǔ)2 多波地震資料采集 3 多波地震勘探資料處理 4 多波地震資料解釋和反演 20采集設(shè)備 （a）直角坐標(biāo)三分量 （b）54三分量檢波器 三分量檢波器 21Cross-lineIn-line檢波器埋置22多波采集方式 九分量采集 23多波采集方式 九分量VSP記錄 24多波采集

6、方式 2、四分量記錄在已作過縱波勘探的地區(qū)，可以采用四分量記錄，即兩個橫波震源，兩個橫波檢波器。3、三分量記錄一個縱波震源，三分量檢波器，也叫轉(zhuǎn)換波勘探，這樣記錄到耦合在一起的縱波、轉(zhuǎn)換波，經(jīng)過波場分離可得到縱波，轉(zhuǎn)換橫波，大大節(jié)省了采集費用和提高了效率。對于海上勘探，由于在海水中，不產(chǎn)生橫波，海上勘探要將檢波器放在海底，以記錄橫波，因此，要用海底電纜，比陸地多波勘探有較大難度。 25 觀測系統(tǒng) 觀測系統(tǒng)設(shè)計的主要參數(shù)包括最小炮檢距、最大炮檢距、道間距、覆蓋次數(shù)和接收參數(shù)等。在資料處理中，缺少小炮檢距的資料會降低速度分析對反射層的分辨率，而缺少大炮檢距的資料會降低速度分析對速度的分辨率，這都不

7、利于確定精確的縱、橫波速度，這在設(shè)計觀測系統(tǒng)時要加以考慮。（1）最小炮檢距。由于轉(zhuǎn)換波在近炮檢距的反射能量較弱，一般認(rèn)為偏移距（最小炮檢距）應(yīng)該加大。但是考慮到要接收縱波反射時，偏移距不宜過大，一般仍采用縱波觀測系統(tǒng)所設(shè)計的偏移距。（2）最大炮檢距。最大炮檢距的選取一般與目的層的深度、目的層的轉(zhuǎn)換波反射系數(shù)有關(guān)。由于轉(zhuǎn)換波在大入射角時才會有足夠的能量，所以，一般情況下，最大炮檢距要比縱波勘探的最大炮檢距大。（3）道間距、覆蓋次數(shù)等參數(shù)與常規(guī)縱波勘探類似。（4）由于轉(zhuǎn)換波頻率較低，接收儀器的頻率要比接收縱波時低一些。 261 多波地震勘探的理論基礎(chǔ)2 多波地震資料采集 3 多波地震勘探資料處理 4 多波地震資料解釋和反演 27多波處理流程 28反射縱波和轉(zhuǎn)換波路徑SRMCXXpXm29多波多分量勘探技術(shù)應(yīng)用范圍構(gòu)造成像;油氣預(yù)測;巖性分析;裂縫檢測及各向異性分析處理解釋手段層位標(biāo)定(利用VSP、全波測井及波組特征）;屬性提取(速度比,速度積,時差比,泊松比,振幅比)30橫 波 剖 面縱 波 剖 面縱橫波剖面對比解釋小斷層縱橫波聯(lián)合勘探31墨西哥灣利用轉(zhuǎn)換波資料去除氣云影響，改善鹽丘構(gòu)造成像32多波多分量勘探技術(shù)去除氣云影響，改善構(gòu)造成像（挪威Tommeliten油田）33巖性預(yù)測(北海Alba油田)：Alba油田位置圖3