三维地震资料处理与解释简介

简介三维地震数据解释

1.发展史和基本概念

不管是地球表层还是我们所寻找和评估的油气储层都是三维的，但是我们所用的地震方法却通常都是二维。直到1972年Walton提出三维地震勘测的概念，三维地震勘测首先被用于一些模型上，几年以后，到1976年的时候，被Bone，Giles和Tegland才把这一新技术推向世界。

维地震方法的本质是随着点线面的数据采集进一步获得封闭空间数据体解释。随着表面露头的更多细节的了解，三维地震勘测已经能够对区域研究发展、生产以及探索做出显著的贡献。在此之前已经有很多三维地震勘测获得成功，1977年Tegland首次报道了油气田开发中三维地震的研究范围。

在接下来的19世纪80年代以及90年代初期，三维地震勘测在探索方面的应用明显增多。随着宽领域三维地震勘测命名这些就开始了，比如三维地震探测。现在，专项的三维地震勘测采样比较精确而且覆盖的领域也比较宽，应用获得能获得成熟结果的碎片信息，比如墨西哥湾。但，这并非探测的唯一用途。很多公司通过展望常规的方法来获得三维地震勘测，以至于他们大多数预算用来做三维地震处理。三维地震方法的演变以及现存的最新方法2001年被Graebner，Hardage和Schneider整理编册。

在最初的这20年间，三维地震勘测经历了很多的成功并且从中获得很多利益。这里转载了5个特别的奖项。第九章也转载了一些，而且整本书里也都穿插暗含了很多。这里是一个三维地震数据和交互工作站的主要共生。

2.分辨率

三维地震方法的基本目标就是提高分辨率，分辨率既包括垂直分辨率也包括分辨率Sheriff（1985）讨论了主题性质。地震数据分辨率大小总是通过一系列的波长值来计算，这些波长值由波速和频率的商来给出（图1-3）。由于岩石更加古老和紧凑，地震波速随着深度增加。由于高频地震信号随着深度增加迅速较弱因此主频随深度而减小。结果就使得波长随深度显著增加，使得分辨率减小。

Martins等人（1995），在海上巴西坎波盆地工作，跟踪了大量的三维地震勘测范围和这个井眼和油气储藏之间的相关性（图1-1）.这些工作很好的向我们证明了三维地震勘测确实正在代替探井。

图（1-1）1976年到1994年间在巴西近海坎普斯盆地三维勘测涵盖区域，钻井的井眼和体积（来自Martins等人，1995）

图（1-2）水平和垂直地震分辨率的影响因素

图（1-3）随着深度使得分辨率变差，波长和地震波速明显的增加

图（1-4）相邻空间小波间的相互影响决定岩床顶部和底部反射波的分辨率图（1-2）总结了分辨率的问题。垂直分辨率有两个极限，都是从两个相邻界面反射的小波相互作用得出的。可分离性的极限等于波长的四分之一（或者半周期）（注：这一句的翻译有一些疑问）而且仅仅是地层对应于给定带宽的两个小波最近的分离面（图1-4）。对于比这个更近薄的间隔，当背景噪音遮住反射信号

的时候，振幅会逐渐减弱直到可见，可见度的极限取决于我们所研究的地质层与

图（1-5）二维到三维的转换对捏菲尔区域大小和形状影响

镶嵌在其中的物质地震波传播速度的对比，数据中随即和系统噪音数据的震相以及地震子波的形状。表1-1说明了不同岩石年龄和目标深度的5种地质地质情况。给定估算形成的速度、主频和波长那么可分离性的极限就可以直接计算得出。由

表（1-1）地质情况范围内可视性和可分离性极限的典型

图（1-6）上表面结构使得反射点垂直面外这条线穿过钻井和油层

于能见度的极限是很多不同的波长片段，表1-1对于不同的信噪比提供了四种不同片段。用这种方法通过20种不同的情况计算出可见度极限数据分辨率来说明数据分辨率最大可能范围。

图（1-7）从于两个背斜一个断层的模型沿着6号线给出的地震数据看出二维

偏移和三维偏移的相对差异

偏移是提高水平分辨率的主要技术，并且在这一过程中表现出三种不同的功能。偏移过程（1）由于微降重新定位反射点的位置。（2）聚焦穿过菲涅尔区的能量（3）拟合点和边缘的衍射波图形。地震波前是在三维空间传播而且很明

显的这些传播都是三维问题。如果我们把它当做二维问题对待，我们只能期待得到部分潜在答案。在实践中，二维线常常能够给出走向和倾斜角的大部分特征以至于三维偏移影响减少但是不会淘汰。图1-5显示了二维偏移和三维偏移的集中效应。菲涅尔区在二维偏移中变为一个垂直的椭圆在三维偏移中变为一个小圆。图1-5中等于四分之一波长的直径指的是完美偏移。在实践中菲涅尔区可能是这个尺寸的两倍。

图1-8三维迁移下的斜面反射的三维运动（CGS inc.）三维偏移的准确性取决于速度场、信噪比以及偏移光圈和方法的运用。假设这些因素所产生的误差非常小的话，那么数据就更加能够很好的说明地层和结构。重叠的事件将会被分离出来，由于衍射图形所产生的困惑也会消失，倾斜事件也会被还原到地下正确的位置。衍射波能量的坍塌以及穿过菲涅尔区能量的聚焦会使得振幅更加的准确和直接的反应储层特性。对于精确偏移和深度转换的真速度的测量是一个关键性问题。合理的分配偏移和方位角来收集数据是可取的，因此在速度场中三维信号倾斜的影响是可以被正确抵消的。

3.三维数据优化的实例

对于二维垂直剖面的解释通常假定穿过激发点和接收点这条线的下方这个垂直平面记录下了这些数据。这个量的大小也不是完全取决于垂直这条线的这个结构的复杂性。图1-6就说明了这一点，适当的存在结构的复杂性，由正常反射得到的这些深层上的点可能是按照一条不规则的锯齿状的轨迹排列的。只有沿着平行和垂直这条线的方向才有可能知道在地表以下这些反射点属于那里。

图1-9二维和三维迁移持续提高不整合面的反射结构Franch（1974）在模型试验中非常清晰地展现了三维迁移的价值。他通过用一个含有两个倾斜面一个断层的模型来收集地震数据（图1-7）。一共收集了13条数据线但是之展示了第6条。原始数据既拥有背斜也拥有断层的衍射图形，所以非常的模糊。二维迁移使得这种情况大大改善，并且1号背斜（图中的绿色部分）非常准确的成像，6号线穿过其顶部。但是，2号背斜（黄色表示）没有如愿的让6号线穿过并且断层面的斜率也是不对的。三维迁移使得断层很好成像并