四围地震勘探(时移地震)讲解
地震勘探原理知识点总结讲解
第三章地震资料采集方法与技术一．野外工作概述1.陆地石工基本情况介绍试验工作内容：①干扰波调查，了解工区内干扰波类型与特性。
②地震地质条件调查，了解低速带的特点、潜水面的位置、地震界面的存在与否、地震界面的质量如何（是否存在地震标志层）、速度剖面特点等。
③选择激发地震波的最佳条件，如激发岩性、激发药量、激发方式等。
④选择接收和记录地震波的最佳条件，包括最合适的观测系统、组合形式和仪器因素的选择等。
生产工作过程：地震队的组成（1）地震测量：把设计中的测线布置到工作地区，在地面上定出各激发点和接收排列上各检波点的位置（2）地震波的激发陆上地震勘探的震源类型：炸药震源和可控震源。
激发方式：炸药震源的井中激发、土坑等。
激发井深：潜水面以下1-3m，（6-7m）。
（3）地震波的接收实现方式：检波器、排列和地震仪器2.调查干扰波的方法（1）小排列（最常用）3-5m道距、连续观测目的：连续记录、追踪各种规则干扰波，分析研究干扰波的类型和分布规律。
从地震记录中可以得到干扰波的视周期和视速度等基本特征参数（2）直角排列适用于不知道干扰波传播方向的情况Δt1和Δt2的合矢量的方向近似于干扰波的传播方向（3）三分量检波器观测法（4）环境噪声调查信噪比：有效波的振幅/干扰波的振幅（规则）信号的能量/噪声的能量3.各种干扰波的类型和特点（1）规则干扰指具有一定主频和一定视速度的干扰波，如面波、声波、浅层折射波、侧面波等。
面波（地滚波）：在地震勘探中也称为地滚波，存在于地表附近，振幅随深度增加呈指数衰减。
其主要特点：①低频：几Hz～20Hz；②频散(Dispersion)：速度随频率而变化；③低速：100m/s ～1000m/s，通常为200m/s～500m/s；④质点的振动轨迹为逆时针方向的椭圆。
面波时距曲线是直线，记录呈现“扫帚状”，面波能量的强弱与激发岩性、激发深度以及表层地震地质条件有关。
（能量较强）声波：速度为340m/s左右，比较稳定，频率较高，延续时间较短，呈窄带出现。
地震属性技术在四维地震监测中的应用
20
华
北
地
震
科
学
24 卷
可以看出, 在剖面中目的层位 ( 800~ 920ms) , 各种 衰减属性均表现出强烈的变化 , 特别是在最大振幅
和总能量剖面及差剖面中表现尤为突出 , 这基本上 可以反映注入蒸汽的影响。
图6
三维地震资料瞬时频率剖面图
图7
三维地震资料瞬时频率差异剖面图
图8
三维地震资料瞬时频率梯度剖面图
E x ( n) ex p(2
N
j 2P kn / N )
( 1)
进一步可得到相应的功率谱为 , P( k) = | X ( k) | ( 2) ( 1) 总能量 总能量为振幅谱的平方和 ( 即功率谱之和) , 它 与地层的反射系数有关, 在频率域的计算公式为,
N / 2+ 1
S =
k= 1
E
P( k)
图5
第 12 线 1992( 上 ) 、 1993( 中 ) 、 1994( 下 ) 三次测量偏移剖面比较图
从图 4 中的剖面可以看出, 1994 年的反射波增 幅与 1992 年相比, 随着炮检距的增加 , 反射波的能 量增强, 与 1993 年相比反而有所下降。 由图 5 可见 , 在 1993 年的测量剖面中, 剖面中 部能量与 1992 年相比明显增强。而在 1994 年剖面 中, 除 了剖 面 北部 能 量增 强 外, 剖面 中 部能 量 同 1992 年的相差不大。这与图 3、 图 4 所表现出的特
n= 1
XL =
d X( t ) d2H ( t) = dt dt 2
( 8)
2
应用实例
2. 1 研究区的地质及地震情况 ( 1) 实验区地质概况 实验区位于东部油田一个蒸汽驱稠油油藏内。 其构造处于斜坡鼻状构造的根部, 基本地质特征如 下 : 油藏受构造及岩性双重控制 , 油层东南以地层超 覆与凸起相接, 含油区域在侧向受断层所控制; 油藏 埋藏浅 , 岩石胶结疏松, 砾石含量高, 油层平均埋深 为 880~ 950m, 成岩性差, 砾石含量在 40% 以上 , 砾 径最大为 5 140 @ 120mm, 一般为 5 20~ 50mm, 胶结 方式为泥质及部分稠油胶结 ; 油层厚度小, 主力油 层分布稳定 , 油层厚度一般为 15~ 25m, 纵向上分为 三个砂体; 地震监测的目的层埋深 927~ 944m( 注汽 层在两套强相位 860~ 916ms 之间处的 890~ 900ms 处 , 该处的 反射波能量较弱 , 横向上追 踪效果不明 显 ) , 稠油层厚 17m, 其上覆有 50m 厚的玄武岩。蒸 汽驱采用的是反九点井网试验井组, 即中间一口井 注汽 , 周围 8 口井采油 , 井网为 200 @ 283m, 注采井 距最小为 200m , 最大为 823m 。 野外共进行了 3 次观测, 每次测量的时间间隔 均为 1 年。注汽井为 9~ 13 井, 第 1 次是注气前的 基础观测, 后 2 次为注汽后观测 , 采用的是三线七炮 一束线的观测方法 , 每线 40 道, 道距 40m, 检波器实 行点式组合, 埋置于 0. 4m 的坑中 , 地下 CDP 网格 为 5 @ 10m, 平 面展布 面积 为 80 @ 1000m, 井 深为 9. 3m, 药量为 1kg, 采样间隔 2ms, 记录长度 3s。
地震勘探资料整理
地震勘探原理（上）---------陆基孟主编（精华部分）一、名词解释1.综合平面法：在平面图上，表示出激发点和接收点的相对位置关系，同时也显示观测到的地段。
2.偏移距：为炮点与最近检波点的距离。
3.波剖面：在某时刻，以质点所在的位置为横坐标，以质点离开平衡位置的距离为纵坐标，画出某时刻振动情况（波形曲线），称为波剖面。
4.道间距：埋置在排列上的各道检波器之间的距离。
5.干扰波：指妨碍追踪和识别有效波的波。
如面波、多次反射波。
6.（非）纵测线：一般炮点和接收点都放在同一测线上叫作纵测线，炮点与接收点不在同一测线上，叫非纵测线。
7波前（后）：振动刚开始与静止时的分界面，即刚要开始扰动的那一时刻。
同样，振动刚停止时刻的分界面为波后。
波前或波后是用面表示的，不是曲线。
二、简答题1、共炮点与共中心点的区别：1）共反射点时距曲线只反映界面上的一个点R的情况，而共炮点反射波的时距曲线反映的是一段反射界面的情况。
2）地震勘探上习惯把x=0时的反射波传播时间叫做t0，即t0=2h0/V。
在共炮点反射波时距曲线上，这个t0反映激发点O处反射波的垂直反射时间（也叫做回声时间），在共反射点时距曲线上，t0时间代表共中心点M处的垂直反射时间。
2、动静校正的区别：动校正：在水平界面的情况下，从观测纵到反射波旅行时中减去正常时差Δt，得到x/2处的t0时间。
这一过程叫做正常时差校正，或称动校正。
不同位置（偏移距x），不同的深度（h),动校正量不同，校正量均为正值。
静校正：为了改善地震剖面的质量，需要表层因素的校正，即为静校正。
不同位置（偏移距x），不同的深度（h),动校正量不同，静校正量可为负值。
3、组合与叠加在压制干扰波上的区别：在实际效果中，n 次叠加的统计效果要比n 个检波器组合的好。
原因在于组合是同一次激发，由n 个检波器接收到的信号的叠加，检波器接收到的随机干扰是由同一震源在同一时间产生的。
而多次叠加中一个共反射点道集的各道，是在各次激发时分别接收到的，因而记录下的随机干扰是由震源在不同时间、不同地点激发，不同时间、不同地点接收的，多次叠加中各道的随机干扰更符合“互不相关”的条件。
地震勘探
地球物理方法:是根据根据地下岩石或矿体的物理性质差异所引起在地表的某些物理现象（表现为异常的现象）的变化去判断地质构造或发现矿体的一种方法，包括地震、重力、磁力、电法、地热、放射性及地下地球物理测量等。
地震勘探方法:就是利用人工方法激发的地震波(弹性波)，研究地震波在地层中传播的规律，来确定矿藏（包括油气，矿石，水，地热资源等）、考古的位置，以及获得工程地质信息。
激发地震波：地面产生一个振动接收地震波由源点出发的一条直线上接收由源点传播到个各检波点所需的时间重建地震波的传播路径根据上述地震波到达各个检波器所需时间及地震波速度，可以重建地震波的传播路径、地下的构造信息就是由重建的路征得到的。
两类主要的路径：推断地层的构造形态。
一是首波（head waves）或折射波（refracted wave）路径，二是反射波（reflected wave）路径，地震波的激发和接收，提取有用信息。
相应地有三个主要环节：野外数据采集室内资料处理地震资料解释第一阶段野外数据采集：在地质工作和其他物探工作初步确定的有含油气希望的地区，布置测线，人工激发地震波，并用野外地震仪把地震波传播的情况记录下来第二阶段室内资料处理：根据地震波的传播理论，利用计算机，对野外获得的原始资料进行各种去初取精，去伪存真的加工处理工作，以及计算地震波在地层内传播的速度等。
第三阶段地震资料解释：运用地震波传播的理论和石油地质学的原理，综合地质、钻井和其它物探资料，对地震剖面进行深入的分析研究，对各反射层相当于什么地质层位作出正确的判断，对地下地质构造的特点作出说明，并绘制某些主要层位的构造图。
三维地震勘探技术：在一个平面上采集随时间而变化的地震信息，并在（ｘ,ｙ,ｔ）三维空间进行处理和解释，这种地震勘探方法称之为三维地震技术。
高分辨率地震勘探技术：一种通过提高震源频率，高采样率和高覆盖次数等数据采集方法和相应的处理技术，达到大幅度提高勘探精度的技术。
四围地震勘探(时移地震)讲解
整体归一化前两剖面
整体归一化后两剖面
面元一致性处理
为了使重复采集的地震数据具有可比性，需要把 来自地下不同反射面元或反射点的地震数据校正 到相同的反射面元或反射点，这一处理又称之为 面元重置。
由于地震数据重复采集的时间不同，地面设施、技术装备等因素可能发生了变 化，使得观测系统、参数采集很难和原有数据完全一样，另外，目前已经有相 当多的三维地震数据，他们不是针对时移地震油藏检测而采集的，采集和处理 参数与重复采集时的参数很难完全相同，对于三维地震而言主要表现为反射面 元的大小和位置不一样，对于二维数据则表现为反射点的位置不同。
常用方法：相关抽道法、线性插值法、F-K域插值法、T-X域动态求差插值法。
新(b) 、老(a)测线归一化前、后剖面（1990年和1999年采集的数据） 新、老测线归一化处理后差值剖面
时移地震差异属性解释
时移地震是利用地震响应随时间的变化对油气藏性质 变化（岩石物理性质、流体运移、压力、温度）的表征来 监测油气藏内部物性参数的变化（孔隙度、渗透率、饱和 度、压力、温度）和追踪流体前缘，因此时移地震资料属 性应该反映油气藏中流体变化的属性。再加上时移地震有 时间差这一重要参数，所以时移地震资料属性解释能更好 地与油气藏动态变化的关系联系起来。
时移地震归一化处理的原则是，在理想条件下，在非油气藏部分， 由于没有流体流动的变化，两次不同时间采集的地震数据应该一致， 时间、振幅、速度、频率和相位应该相同，而地震信号变化是油气藏 部分由于抽油生产或注气注水等引起的。实际数据的间隔性导致了地 震剖面上非油气藏部分地震波的到达时间、振幅、速度、频率、相位 等地震属性也发生变化。为了获得真正由于油气藏部分油气水变化引 起的地震属性差异，对非油气藏部分时移地震数据进行归一化校正， 使其尽可能保持剖面一致，剩下油气藏部分的差异则可解释为由于油 藏内部流体运动引起的变化。为了实现这一目的，在归一化处理过程 中必须进行一致性处理。
第三章 时间推移地震技术
碑。地震勘探技术发展的历史证明每次观测
系统的改进都会带来深刻的变化。
目前国外这两项技术都正处于试验与初
步应用研究阶段，其理论还不完善，处理软
件和解释方法正处在开发与积累阶段，但其
发展相当迅速。我国则刚刚起步。
3、时移地震的作用 1）对新油田：在注采以前，应用这 一技术监视采油过程，采取一定的措施， 就可以避免许多问题的发生； 2）对中期油田：在注采以后，若问 题已经出现（如流体进入了储层的什么 地方等），则可以帮助及时进行解决； 3）对晚期油田：可以帮助决定该井 是否要封，其中的剩余油还有无工业开 采价值等。
2、时移地震的国内外现状 时移地震的试验工作始于70年代， 它使地震勘探从静态的构造和储层描述 发展到油藏的动态监测，把时空概念引 入油田开发，给油田生产方式带来了基 本观念的转变。到目前虽然仍处于初级 阶段，但投入的经费却迅速增长。1997 年全球石油地震勘探费用花了35亿美元， 其中时移地震花掉5亿元。
孔隙度 干岩石性质 流体可压缩比 流体状态变化 波阻抗变化 构造倾角 总分
随时间推移地震可行性论证
地震参数\油田
理想条件 注蒸气 砂岩 3D/VSP 5/5 5/5 5/5 5/5 W.Texas W.Texas San GoM/Nsea Duri油田 GoM/Nsea Vuggy Granular Joaquin 注水 注蒸汽 注水 注CO2气 注CO2气 注蒸汽 中硬度砂 软沙岩 软砂岩 碳酸盐岩 碳酸盐岩 砂岩 岩 3D/VSP 3D/VSP 3D/VSP 3D/VSP 3D/VSP 3D/VSP 0/1 0/1 3/4 3/5 0/0 0/0 3 /4 3/5 0/1.5 0/2 3 /4 3/5 1.5/1.5 1.5/2.5 3 /4 3/5 0.5/1.5 0.5/1.5 3 /4 2/5 0/0 0/0 3 /4 2/5
时延地震
2. Peak injection
Pressure
3. Production 生产阶段
Pressure
Time
Time
Time
100 ft
RESERVOIR MONITORING 储层动态重复监测 Time Lapse Flood Monitoring
• Differencing of repeat surveys
时延地震技术的发展历程
时延地震作为一门前沿技术产生于20世纪80年代初期，以 ARCO公司的Greaves等人于1983年在SEG年会上发表第一 篇应用永久性地震检波器观测监测水驱采油的论文为标志。 时延地震技术的提出，适应了石油公司降低勘探风险、挖掘 老油田潜力的需求，得到石油工业界普遍的关注和重视。 特别是在90年代中后期，以三维地震技术的广泛应用和地震 勘探技术的长足进步为基础，全世界地球物理工作者开展了 大量的时延地震技术可行性研究、先导性实验工作，以及时 延地震相关数据采集、处理和解释技术的研究，取得了很大 的进步，其技术日趋成熟。 21世纪初，时延地震技术开始走向了应用和生产，尤其在北 海、墨西哥湾等地区取得了一系列成功的应用实例。
涉及的主要技术方面：
岩石物理理论—研究储层性质变化产生的岩石物性变化，以 及地震响应变化； 风险评估—可行性研究和风险评价； 时延地震数据采集技术—提高地震数据的可重复性； 时延地震数据处理技术—地震数据的一致性处理 ； 时延地震数据分析解释技术—重复观测数据的差异性分析、 油藏参数估计等； 时延地震技术的应用——时延地震技术与油藏工程技术的结 合。
并要求用同样的流程进行处理。 （2）两次采集之间时间间隔较长（若干年）， 采集和处理不要求完全一致，也难以完全一 致，资料可根据采集的不同情况分别用最优 化流程进行处理。
(4)地震勘探
x sin(i ) 2h2 cos i t上 v1 v1 ( 2.2.11)
倾斜界面的折射波时距曲线特征为： （1）倾斜界面的折射波时距曲线仍然为一直线， 但它的斜率倒数不等于v2，下倾方向和
上倾方向两支时距曲线的斜率是不等的，
它们的视速度不同，下倾方向的曲线陡， 视速度小，而上倾方向的曲线较缓，视 速度大。
（2）i+<900 时，方可接收到倾斜界
面的折射波时距曲线。见图2.2.6
（3）上倾和下倾接收的视速度分别为
v下
v
* 上
*
v1 sin(i )
v1 sin(i )
4.隐伏层对折射波时距曲线的影响
由图中几何关系可得式中h是图中s点法线深度由234可得界面法线深度h为235可写为hkt关于k值的求取根据斯奈尔定律可将k值表达式写成下列形式由公式237可看出只要求得波速v通常可根据表层的直达波速度来确定因此关键是v的求取为此引出差数时距曲线方程并以x表示dxdtdxdtdx对上式求导可得其中dxdtdxdt因此只要根据238式在相遇时距曲线图上构制x曲线根据斜率的倒数可值之后则可根据236式计算出各点的界面深度h
(4)电火花震源:电火花震源是利用电容中
储存的高压电能通过在水中电极间隙进行 瞬时放电而激发地震波的装臵。这种激发 方式波形的重现性较好，能量大小可以调 节，激发方式灵活、使用安全，适合在江、 河、湖、海等水中和井中使用。
• 此外，还有密尼索西系统的可控震源 (一种振动频率范围和振动持续时间 可以调节控制的震源)，以及用于产 生横波或面波的各种专用震源等
折射波法和反射波法由于两者波的 形成和传播特征的不同，观测系统 的设计也各有异，现将几种常用的 观测系统分别介绍如下
三维(3D)地震勘探
1
2
一维勘探是观测一个点的地下情况；
二维勘探是观测一条线下面的地下情况；
三维勘探是观测一块面积下面的地下情况；
四维地震勘探是在同一地区不同时间重复做三维地震 勘探，则可称之为四维地震勘探（时移地震）。四维 是观测同一块面积下面不同时间的地下变化情况。根 据地质任务和达到的目的不同，可采用不同维的勘探 方法。
二是发展数据处理和数据存储技术。为提高处理精度，必须发展海量机群 并行处理和海量存储技术。海量机群并行处理技术是指PC-CLUSTER(针对大型 数据库及大负荷运算量的集群计算机)的节点要多，同时发展相关的静校正处理、 组合处理、叠前时间偏移、叠前深度偏移、全三维各向异性等处理技术，以提 高地下成像精度和储层描述精度及含油气分析精度。海量存储技术指发展大容 量的磁盘和自动带库，以满足大数据量的存储需求。
a、三维地震模型 b 、原始剖面 c 、二维偏移剖面 d 、三维偏移剖面
6
7
三维地震勘探与二维地震勘探相比的优越性
三维数据采集不存在二维数据采集时来自非射线平面 内的侧面反射波。 三维采集的数据按三维空间成象处理，可以真实地确 定反射界面的空间位置。 三维观测可以避开地形、地物的障碍，对地表条件适 应性很强。 三维观测可对资料有更大的保真度，相位数据更齐全， 便于研究地层的岩性。 三维地震勘探资料的完整统一性及显示技术的现代化， 更便于人工联机解释。
×× ×× ×
1 50cm
61 121
181
100m
四线六炮端点激
发
60 200m
120
180
240
这种观测系统的的优点：可以获得从小到大均匀的炮检距和均匀的覆 盖参数，适应于复杂地质条件的三维地震勘探。此外在多居民点、多 农田地区可改变偏移距和发炮方向进行施工，亦可获得满意的资料。
4实验四地震勘探实验(面波法)
实验四地震勘探实验（面波法）一、实验原理瑞雷面波法用于勘探，与以往的弹性波法（反射波法和折射波法）差别在于：它应用的不是纵波和横波，而是以前反射波法和折射波法视为干扰的面波。
其原理是：面波具有频散的特性，其传播的相速度随频率的改变而改变。
这种频散特性可以反映地下介质的特性。
瑞雷面波的特点：瑞雷面波速度低、瑞雷面波在介质中泊松比在0.4~0.5范围内，面波速度与横波速度关系基本接近、瑞雷面波对地层的分辨能力，决定于频率，频率高则分辨能力强。
上图为72道的面波采集记录：震源在左上角，同一震源下的直达波、折射波、反射波和面波遵循各自的传播规律，分布在不同的区域。
其中面波传播的特征：近震源处发育、震幅大、传播速度低。
上图为实际勘探过程中采集得到的面波记录：以近震源、小道距、长采样、宽频率激发、低频率接收。
工程检测方面的应用实例：上图采集地点为：云南某高速公路的路基检测，检测深度为4米。
由图中的“频散曲线”分层可以看出：每层的厚度约在0.3米-0.5米。
填筑路基施工是分层进行，松散料经过压实，达到压实度后再进行下一层的填料。
图中频散曲线的拐点清晰，分析的层厚度在0.35米-0.5米之间。
二、实验目的1.了解面波法的原理；2.了解面波法工作布置及观测方法；3.掌握面波法数据采集、处理和解释，熟练操作相关软件。
三、实验仪器SWS型多波列数字图像工程勘察与工程检测仪。
该系统由主机、多芯电缆、检波器、触发器、震源（大锤或炸药）、铁板、直流电源、直流电源线以及数据采集、处理和解释软件等组成。
四、实验步骤1.在工区布设测线在工区布设测线，原则：由南向北、由西向东测线号与测点号依次增大。
使用皮尺标注检波器位置与激发点位置。
2.连接仪器的各个部分将主机、电源、多芯电缆、检波器、大锤、触发器按正确的方式一一连接起来。
注意：各接口均使用“防呆”设计，电缆插头与对应的插槽才能连接，电缆插头与非对应的插槽不能连接。
禁止暴力插拔各插头、插槽，以防仪器损坏。
时移地震技术进展简述
时移地震技术进展简述摘要时移地震（四维地震）是利用不同时间采集的地震资料之间的差异来检测由于油气田的开发而导致的地下流体场、压力场和储层物性的变化，并利用这种变化来指导油气田的管理和开发调整，以达到提高油气田采收率和开发效益的一项技术。
关键字：时移地震；进展时移地震技术进展时移地震（四维地震）是近几年来新发展起来的前缘地震勘探探技术，它是指在一个地区不同时间重复进行地震勘探工作，以能够监测出地下油藏由于生产而引起的油气水饱和度变化的地震响应，从而确定剩余油气的变化和分布，为及时调整注采方案，优化油田开发提供可靠的科学依据，最大限度地降低采油成本和提高采收率。
时移地震技术自上世纪80年代初期提出以来，经历了若干个过程。
在80年代初期，比较强调检波器几何位置的绝对重复。
为达此目的，检波器甚至被埋于水泥块中，但由于当时技术条件的限制，常导致检波器损毁，使得这种采集方式成本大幅上升，从而导致此技术在相当长时间内没有任何发展。
进入90年代，三维地震技术逐步发展起来并得到了广泛的应用，在相当多的地区重复采集了不同时间的三维地震资料。
如何利用这些资料去解决油藏工程中感兴趣的问题成为专家们关注的焦点。
在此阶段，工业界开发了许多的处理分析和解释技术，并对采集方式提出了相应的建议。
进入21世纪后，在工业界提出了E-Field概念，即在油藏开发的初期，就将检波器安装于与油藏对应的地表和井中，并在不同的时间，在相应的位置进行地震激发，这样就形成了真正的四维地震数据。
如果对油藏进行全开发过程的监测，从成本和效益的角度来看，这种做法是最适宜的。
虽然并不一定在所有的油田都可以实施此技术，但它确实代表了未来发展的方向。
时移地震是目前油气田开发中应用效果较好的一种地震方法。
壳牌（shell）和英国石油公司（BP）的专家们认为时移地震技术的应用有可能会使得油气田的采收率提高15%左右。
与此同时，许多国内的物探专家学者都对时移地震的理论方法进行了不同程度的研究，在众多油田进行了先导试验。
四维地震技术 ppt
不同时期地震资料互均化后的比较
1988 1994
不同时期地震资料重新处理后的比较
1988 1994
测线7的基础勘探、监测勘探和差值勘探的剖面
四维地震技术及国内外发展现状 可行性研究
第二章 四维地震勘探可行性研究
• 四维地震监测的可行性分析包含两个方面：油藏方面 和地震资料品质方面。前者可以从岩石物理学入手， 研究油藏开采阶段储层的地震响应变化情况；后者包 括地震方法的选择、采集施工参数设计、地震分辨率 等等。 • 在油藏开采阶段，导 致油藏特性发生变化 的 因 素 有：
实测地震体差异
?
时间1 的油藏模型
正演 模型 时间1的合成地震 数据体 时间1实测地震体
迭代地修改模型，再模 拟，再做合成地震体
四维地震的分辨率问题
测井
粗刻 度模 型 细刻 度模 型
垂直分辨率
VSP
井测试
3D 地震
水平分辨率
四维地震技术及国内外发展现状 可行性研究
高
不同时期地震资料比较
1988 1994
四维地震技术 第二节 可行 性研究
第三章 四维地震方法和技术
第一节 四维地震的野外采集技术 第二节 四维地震资料数字处理 中的有关方法和技术 第三节 四维地震资料的解释 第四节 四维地震模拟技术
四维地震技术 第三章 方 法和技术
第一节
四维地震的野外采集技术
一、四维地震采集的特点及要求
－对测区作可行性研究〔详见下表〕
四维地震技术 第二节 处理 方法
图3.14 四维地震频谱分析平面分布图（85%频谱能量频率） (a) 注蒸汽周期 (b) 采油周期
四维地震技术 第 二节 处 理方法
三、四维地震资料处理流程
4-1时移地震
不同孔隙度砂岩油藏地震波振幅的百分数变化
4. 2 岩石物理学基础
4.2.3 地震能观测到什么
不同孔隙度碳酸盐岩油藏地震波振幅的百分数变化
4. 2 岩石物理学基础
4.2.3 地震能观测到什么
温 度 对 地 震 波 速 度 影 响 实 验
未固结饱和稠油砂岩随着温度升高时， 纵波速度明显下降，温度有250C增加到 1500C是，纵波速度降低22%－44%。 未固结砂岩含盐水饱和度 100%时，纵波速度几乎与温 度无关。
4.1 时移地震与油藏监测
4.1.2 油藏监测的过程
4.1 时移地震与油藏监测
4.1.2 油藏监测的过程
4. 2 岩石物理学基础
4.2.1 随时间变化的油藏特征 4.2.2 与时移地震有关的岩石物理特征 4.2.3 地震能观测到什么
4. 2 岩石物理学基础
4.2.1 随时间变化ຫໍສະໝຸດ 油藏特征油藏孔隙流体4. 2 岩石物理学基础
4.2.2与时移地震有关的岩石物理特征
孔隙流体可压缩性差异大的几种情况
4. 2 岩石物理学基础
4.2.2与时移地震有关的岩石物理特征
采油方式
采油过程中，油藏压力下降明显可使速度和密度增加， 时移地震应当有能力监测油藏的衰竭过程。 注水或水驱过程中，对轻油或活油的压缩系数之差变大， 对重油或死油的压缩系数应当变小。 高注入压力或酸化压裂后，使岩石发生破裂，引起速度 的明显改变。 热采过程中，油藏温度增加，也使岩石和孔隙流体的压 缩系数同时增加，使地震波速度和密度明显降低。 注CO2或气后，比原始油藏流体压缩系数变大。
注入井
蒸汽注入点 第一次监测的速度异常较小， 且均是孤立的，相互不连通 第二次监测显示热蒸汽已向周 围扩展，并向上传递，可能存 在渗透性良好的垂直通道。
四维地震勘探
时间推移地震数据 采集与可重复性
可重复性误差原因：
• 采集参数 • 环境噪音 • 物理环境变化 • 记录仪器 • 不同震源类型 • 近地表速度和影响 • 等等
时间推移地震数据 处理与可重复性
• 克服脚印 • 得到与油藏动力学变化相关的地震变化
成像
由数据处理参数引起的非重复性
35. Phillips - Ekofisk ø
• 9. BP - Vietnam °§
36. Saga/Exxon - Snorre NS §
• 10. Caltex Pacific Indonesia - Duri steam flood Indonesia § 37. Saudi Aramco - Marjan *
46. Statoil - Gullfaks - NS °§
• 20. Conoco - Heidron - NS §
47. Statoil - Stratfjord - NS §
• 21. Enterprise - Nelson - NS
48. Statoil -Troll - NS §
• 22. Elf - Frigg - NS §
现有油藏的采收率很低 对供求最有影响的因素应该是提高油气采收率
提高采收率就要进行油藏流体流动监测，目前的 方法大多是对井中数据的观测与分析，测井数据：
• 压力 • 生产数据 • 注入数据 • 水/油比(WOR) • 气/油比(GOR)
• 生产测井 • 裸眼井测井 • 中子测井 • 追踪 • 重复地层测试(RTF)
国内：稠油热采监测 试验 时延数据
• 薄互层油藏
地震差异小 数据体均衡差 需进行可行性研究
【doc】四维地震数据的归一化方法及实例处理
四维地震数据的归一化方法及实例处理1999年11月石油ACTAPETROLEISINICA第20卷第6期文章簟号0253—2697(1999)O6—0022—26ZZ一四维地震数据的归一化方法及实例处理..睦,j塞:.(石油大学北京)精要:在四维地震{由藏监捌技术应用中,四维地震敷据由于不同时间的采集与处理以及噪音等日章的髟响,在地震存在很多不合理差异:为了莸年鲁真正由于油藏内部油气术变化引起的地震响应差异,必须对四维培震散据体进行校正.针对四维地震敷据在时间,振幅,援率和相位方面的差异,论述了四维地震散据归一化处理的原理,提出了寻匹配罅渡嚣获得校正归一化算子的处理方法{对国外某一地区的一块四维地震费辑进行了实际处理,结果是辛^j昔意的表明了方法的有效性主题词;四堆地震————一引言竺塑竺墨归一化校正;差异分析;算子t锩擂,忧7)髓糯四维地震勘探方法是在油气田生产过程中,在油藏开发的不同时期重复进行三维地震勘探,不同时间的地震响应随时间的变化可以表征油藏内流体性质的变化,通过特殊的时延地震处理,差异分析和成像以及计算机可视化技术来描述油藏内部物性参敷(孔隙度,渗透率,饱和度,压力,温度)的变化. 从理论上讲,时间延迟的三维地震成像相减后,油藏的静态性质(如构造,岩性性质等)被消去,从而导致了油藏动态流体性质(流体饱和度,压力,温度等)的直接成像.因此在油藏生产过程中以时间延迟的形式进行重复三维地震勘探的采集和分析,可以对由于油藏生产引起的油藏内部物性参敷(流体饱和度,压力和温度等)的变化进行描述,并追踪流体流动的前缘,从而对油藏进行动态监测与管理但是实际问题中,四维地震数据是间隔性采集和处理的,由于时间的差异,在噪音,物理环境变化,近地表影响,采集仪器,采集参敷,处理参数,处理软件以及采集,处理人员等方面的不同,从而带来了时延地震剖面上不希望也不应该有的差异,如地震波到达时间,地震振幅,速度,频率,相位等方面的差异.因此直接比较两个三维地震数据体不可能得到真正由于油藏内部油气水变化引起的地震响应差异,必须对两个三维地震数据体进行归一化校正,均等两个三维敷据体,才能使它们有合理的同一性和差异性.本文利用寻找最佳匹配滤波器的方法,建立了四维地震敷据时间,振幅,频率和相位归一化处理的方法,并对实际四维地震资料进行了处理.2四维地震数据归一化问题及处理原理同一地区在不同时间采集的地震敷据,从剖面上看,大的构造形态等基本一致,但剖面的差异还是明显的.图1为同一区块分别在1985年(图左边)和1994年(图右边)采集的三维地震数据某一测线的地震剖面,剖面反映的构造形态基本相同,但1994年剖面的处理质量较好,断层清晰,而频率却比1985年剖面低,分辨率也低,同时还存在着其他方面的明显差异,这些差异的少部分是由于油藏流体变化引起的,更多的则是由于采集,处理等其他因素引起的,因此必须对二个数据体进行归一化校正,消除这些有害差异.o石油大学基础研究基盒费助项目(ZX980~).睬小宏,男,196~年8月生.1993年毕业于石油大学(北京)应用地球暂理专业,~111+学位.现为石油大学(北京)地球科学系喇教授.通讯处t北京昌平石油大学.邮政编码:10~200.9671O尸第6期四维地震数据的归一化方法及实例处理时间0_n5,2000图1不同时间果集处理的四维地震数据体在我们勘探的地下空间中绝大部分是没有变化的,真正由于油藏部分油气水变化引起的地震信号差异非常小,由计算图1实例来说明反射渡同相轴时间随油藏衰竭过程的变化.图1中油藏位于时间剖面上1.98s至2.06s之间.约90m厚.考虑油藏在l'98s附近的双程反射旅行时,假设油藏油层速度为2300m/s,因此从油藏顶部到底部的双程旅行时应该是2×90m/2300m/s=0.078s(78ms)现假设P波速度随饱和度而变化,由2300m/s变成2700m/s,则衰竭后的油藏双程地震波旅行时为2×90m/2700m/s=0.067s(67ms).两者相差11ms,这个变化并不很大.研究表明,水驱油藏中油水界面变化引起的地震信号差异约为15左右j,实验室实验对人造岩样或天然岩样完全饱和水时比完全饱和油时的声学特性变化进行丁研究,变化幅度约为16].但是我们试验对图1剖面进行简单的2ms时移所产生的地震差异就达18,而4.的相移地震剖面也带来了16.8的地震差异.这些微小的时移或相移误差在地震处理中是很普遍的,因此在四维地震分析之前必须进行细致的校正工作,使非油藏部分时延地震差异的能量达到极小.四维地震归一化处理的原则是在非油藏部分,由于没有流体流动的变化,因此在理想条件下,不同时间采集的地震数据应该一致,时间,振幅,速度,频率和相位应该相同,而地震信号变化是油藏部分由于抽油生产或注气注水等引起的.实际数据的间隔性导致了地震剖面上非油藏部分地震波到达时问,地震振幅,速度,频率,相位等也有变化,为了获得真正由于油藏部分油气水变化引起的地震差异,对非油藏部分的时延地震数据进行归一化校正,使其尽可能保证剖面一致,剩下油藏部分的差异则可解释为由于油藏内流体变化引起.3四维地震数据归一化处理方法四维地震数据的时间,振幅,频率和相位归一化是四维地震处理的主要方面,是四维地震成功与否的关键针对四维地震数据的时间,振幅,频率和相位方面的差异,刺用多个校正归一化算子分别对地震剖面的主要差异方面进行匹配校正.处理方法是寻找一种最佳匹配滤波器,对每条测线的有效震源信号整形,使其与参考测线的震源信号相同,求出对应的校正匹配算子,再进行校正.校正归一化算子可以是一个全局滤波器在所有的锢I线和所有的道集上整体完成匹配两个数据体,也可以是单线单道上进行局部化校正得到局部滤波器.石油第2O卷振幅频率校正在两个三维地震数据体经过重新编辑后进行.由于两个数据体之闻的振幅与频率存在着明显的差别,必须进行频率和振幅匹配使它们具有相同的频带宽度和相同尺度的振幅幅值.对于振幅校正,采用整体归一化方法,在地震剖面上获得校正因子,频率校正则通过带通滤波实现颧带宽度的一致,并通过功率谱比较进行频率补偿与校正.同样,为了分析油藏部分引起的相位差异,必须对非油藏部分进行相位校正处理.采用局部归一化方法,对每条测线的每道进行相位校正,每一道都可以得到一个相位归一化因子,因此整个三维数据体就可以得到一个对应于地震数据体的相位归一化算子族.设同一地区不同时期Y1,Y2得到的地震数据分别为G"),G"),相应的第y年份第i 条测线,第J道的地震记录记为G(f).取r1年份的地震记录为参考测线地震道,使Y2年份相应道的地震记录与之匹配.因此选取归一化算子P使得目标泛函式(1)极小.E")一Gn0)一PGn(t)(1)对于整体归一化的振幅校正,可以通过极小化泛函式(1)得到全局的归一化算子P,而对于进行局部归一化的相位校正,则可以通过极小化泛函组E0)=lfG0)PG0)(2)得到一算子族P构成的算子p--{P...}.为求式(1)或式(2)极小,考虑离散化处理方法,求一长度为工的匹配滤波器{P(m)…...使E={G()一∑P(m)G(一)}.=min(3)—..计算泛函E关于P()的Frechet导数,m=1,2,…,工,并令=0,则可以得到求解匹配滤波器{P(m)…."}的工个方程的方程组:∑P(m){∑G(m)G())一∑G"()G(^一)—l,2,…,工(4用匹配滤波器{P(m)….)由式(5)校正相应的地震剖面.G(矗)一>:P(m)G(矗m)(5)4实例处理利用国外某一区块同一地区在1985年和1992年采集的两个三维地震数据体(图1)进行四维地震处理方法的研究与分析.该区块有一个由断层封堵的90m厚的砂岩体油藏,在时间剖面上位于1.98s至2.06s之间.区块内有两rn生产井从1972年开始产油,1985年到1992年之间的油藏压力变化很大.四维地震研究的目的就是要弄清这7年闻油藏内部油气水变化的情况.原始处理剖面由于采集,处理和噪音等因素的影响,两个三维地震数据体在整个剖面上都有一定的差异,因此必须进行地震振幅,频率和相位的归一化处理.对图1中地震剖面非油藏部分振幅,频率和相位进行校正处理,以1992年剖面为参考测线,对1985年剖面进行归一化处理.图2是800ms至1200ms非油藏时窗内归一化校正的效果分析,从归一化前后的两个差剖面看,归一化后的残差剖面明显减弱,校正后非油藏部分地震剖面的吻合性明显改善,表明归一化校正算法是十分有效的.通过非油藏部分地震剖面时窗内得到的振幅,频率和相位归一化校正算子应用到油藏部分,非油藏因素引起的地震差异可以得到尽可能的消除,剩下的则主要表现为油藏内部由于油气水变化引起的地震差异.图3为800ms至2200ms的地震剖面显示,其中包含了油藏与非油藏部分,利用800ms至1200ms窗口得到的归一化算子应用到800ms至2200ms的地震剖面上.比较1992年剖面与归一化后的1985年剖面,其非油藏部分具有明显的一致性.如果利用图像顺序分音I的区域生长算法,通过区域追踪,区域台并,区域聚集以及区第8期四维地震数据的归一化方法及实例处理85域连接等进行区域生长后则可以进一步削弱或消除归一化后的残差剖面.但从误差剖面(e)分析,归一化在断层附近误差较大,这是由于断层的两次处理结果差别过大所致.因此实际问题中四维地震数据采集与处理的可重复性也是一个非常重要的环节.时间(ms)ahcd图2非油藏时窗内归一化结果比较(a)1985年剖面;(b)归一化前削面之差:(c)1992年剖面;(d)归一化后削面之差;(e)1985年归一化剖面Fig.2Comparisonofnormalizationinnonreservoirwindow,(a)original1985(b)differenceb etweenorlginal1985and199Z(e)original1992(d)differencebetweennormalized1985andoriginal1992(e)norm alized19855结束语ahcd图3包含油藏与非油藏窗口的归～化地震剖面(a)1985年剖面;(b)归一化前剖面之差;(c)1992年剖面}(d)归一化后剖面之差;(e)1985年归一化剖面Fig.3Comparisonofnormalizationinreservoirand/Ion—reservoirwindow,(a)original1985fh)differencebetweenoriginal1985and1992(c)original199g(d)differ—eneebetweennormalized1985andorigihal1992(e)normalized1985四维地震是最近几年发展起来的新技术,新方法,它结合了多个新近开发的三维地震技术,如油藏表征,油26石油第20卷藏模拟和地震模拟,去决定流体前缘随时问的变化情况.但四维地震还需要三维地震以外的工具和技术,如振幅,频率,相位的归一化软件,更好地均等多个三维地震数据体,获得它们之间可信的同一性和差异性.因此四维地震研究要有一些特殊处理方法和软件.本文针对四维地震数据的时间,振幅,频率和相位方面的差异,寻找一种最佳匹配滤渡器的方法,对每条测线的有效震源信号整形,使其在非油藏部分与参考测线的震源信号相同,求出对应的归一化算子,然后对油藏部分进行应用校正,归一化的实际处理表明了方法的有效性,结果是令人满意的.四维地震研究和应用中,四维地震数据的时间,振幅,频率和相位方面的归一化是最关键的一步,结合四维地震处理的互相关技术,区域生长技术和计算机可视化技术以及岩石物理的桥梁就可以对时延地震的差异进行分析与描述,从而达到油藏监测的目的.致谢本文的四维地震数据是由美国哥伦比亚大学Lamont地球观测站四维地震研究小组提供,特此致谢参考文献[1]AndersonRN-Bou]angerA,H…Wal4Dseismicmonitorin4gofreseTvoirproductionintheEugeneIsland330Fietd—Gu【fofMexicotinAAPGStudiesinGeology,1996tNo42:9～2O[2]楚泽j苗等.饱和油砂岩在水洗过程中声学特性变化中国地球物理学会年刊1997.64[3]XuL.AndersonRN.BougerAeta【4-Dseism~:Thefourthdimensioninreservoirrnanagemeat(Part3).WormOil.1997r6:1船～l3g.[4]LumJeyDE.SeismictimelapsemonJtor[ngosubsurfacefluidflow:Ph.Dthesis,Stanford University.1995(本文啦到日期199~1119幡订日期1999—01—14编辑盂伟铭)《测井技术》于1977年创刊,是经国家科委批准向国内外公开发行的技术性期刊,是国内唯一反映我国测井技术发展现状,水平厦动向的正式刊物,她集学术性,技术性和信息性为一体,被列人国家中文棱心期刊1992年获全国第一届优秀科技期刊评比二等奖,1996年被评为中国石油天然气总公司优秀科技期刊目前已被国内外6家数据库收录,发行范围覆盖了与测井有关的各个领域.《测井技术》的主要栏目设置有综述,岩石物性研究","测井方法研究",.测井解释,测井装备."测井应用,"计算机应用,"问题讨论",经验交流,技术信息等等《测井技术》为双月刊,大l6开本,每期80页,每期定价9.O0元,全年定价54.00元(gr邮费).在校学生半价优惠订费信汇,邮汇均可,信汇请将汇款单寄财务部门.信汇收款单位;西安石油勘探仪器总厂;请在信汇单用途栏内注明"测井技术资料费"开户银行:中国工商银行西安分行南关支行帐号:2l5-031007—59编辑部地址:陕西省西安市红专南路8号西安石油勘探仪器总厂联系^:李隽邮编:71006l电话:(029)5265999转6n0。
四维地震
关于四维地震的读书报告--以四维地震监测饱和度的变化：以马来盆地为例摘要：四维地震，即时移地震。
目前已广泛用于定量监测与注入、开采相关的压力及饱和度的变化。
注入、开采引起的储层物性变化，产生可由四维地震的时间偏移、属性异常反映的弹性储层物性的改变。
论文针对马来盆地的一个区块，综合分析了井和4D地震资料，并监测饱和度的变化。
研究区的储层砂岩沉积于中新世，包括潮间带页岩，粉砂岩，河湖潮汐水道砂岩和少量的煤。
原始三维地震数据体采集于1996年，动态监测三维地震数据体采集于2006。
两个数据体均采用了相似的配置参数进行叠前时间偏移处理。
为更好地进行定量分析，NRMS（归一化均方根）值设置为24。
虽然已尽可能地保证可重复性，但在原始地震数据体、动态监测地震数据体的诸多区域，仍可观察到细微的偏差。
压力扰动建模中，监测地震数据与原始地震数据间振幅差异的相关性（麦克白，2003）表明，研究区占主导地位的4D效果与因注水及开采引起的饱和度的变化有关。
4D分析采用井中测得的原始油藏模型（饱和度和孔隙度）、原始和监测反演卷以及ΔSw，以实现动态监测。
在工作流程中，可使用神经式网络来预测含水饱和度的动态变化。
拟定工作流程中获得的饱和度监测模型被地震局限在井间与井外区域，以优化现有的用以监测剩余油和有效储层的动态模型管理。
前言：4D或时移地震已发展成为一项支持油田开发和储层管理的成熟技术。
四维地震可助于找出剩余油带、未钻区，并优化井网密度以恢复产量。
作为一油藏监测工具，4D在规划和实施IOR/EOR操作上可提供信息支持，也可提供水淹信息以优化采油机位置。
油藏管理作业引起的油藏动态变化主要体现在以下方面：1）压力的变化2）饱和度的变化在生产作业中，压力、饱和度的变化可能是单一发生或同时发生。
一般定性分析这些变化，来识别剩余油、液前位置等。
据观察四维地震的变化来预测压力和饱和度变化已取得显著进步。
研究区位于甘马挽北东向约170公里的马来盆地的南部（图1）。
时移地震技术
20世纪80年代以来，不少西方石油公司在发现老油田开采难度越来越大时，针对如何提高采收率，发挥老油田的最大潜力的课题开展了很多试验及研究工作，在油田区重新进行三维地震勘探后发现，现有的地震响应与开采前进行的地震勘探资料有明显的不同，利用这种差异可有效地研究油田自开发以来流体的运动规律。
二维数字地震勘探使国外可采储量的采收率达到20-30％，20世纪80年代三维地震使油气采收率提高到40％-50％，时移地震充分利用地震响应在时间上的差异信息，经过测井资料和开发史资料的标定，可识别出剩余油位置，为优化开发方案，减少干井提供宝贵资料。
专家预测，四维地震方法的应用可望在21世纪使油气储量采收率提高到70%左右。
用地震进行开发过程的动态监测不不仅能提高注采效率，优化开发方案，而且能寻找死油区，促进老油田的增储上产。
最近，人们提出了装备油气田的新概念，其含义就是在油气藏上方安装永久性探测器，对与生产有关的储集层参数不间断地进行主动或被动监测，了解开发期间各种参数的变化，以便及时调整和修改生产方案。
实现优化开发。
时移地震技术发展迅速，将来的油藏模拟和管理将紧密结合时间推移地震数据，现在首先发展的是“地震史匹配”，这是石油工程中生产史匹配的一种改型。
在生产史模拟中，根据油藏模型流动模拟预测的井流量要与所测井产液量相匹配。
同样，在震史匹配中，由油藏模型可看到，当流动模拟和震模拟后，合成地震数据也要和野外记录的地震数据相匹配。
如果预测的地震数据与实际野外数据不匹配，可以利用剩余的地震误差来修改油藏模型，直到数据拟合为止。
这可以用人工方法或自动修改算法来实现（如共轭梯度法）。
总之，油藏模型修改是一种很费时的迭代工程，也是一个很热门的研究课题。
时移地震在国内和国际同步在时间推移地震方面进行了大量的研究和技术准备工作，利用美国墨西哥湾EUGENE ISLAND 330区块的时间推移地震数据进行处理方法的研究，同时针对我国油藏陆相砂泥岩薄互层的特点进行了理论，方法和表征等方面的研究，在国内首先完成了薄互层油藏时间推移地震应用可行性分析，时间推移地震资料处理与分析系统，研究成果达到了国际先进水平。
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按照观测方式分类
时移3D地震 （4D地震） 时移2D地震 （重复地震） 时移VSP 时移井间地震
时移地震研究的理论基础
地下储层流体变化 地震响应 波阻抗
岩石物理学 储层密度*速度
研究油藏条件 下或采油过程 中流体与岩石 的特征改变量 及其对地震特
征的影响
岩石物理学是连接地震与油藏工程的纽带，是时移地震能否实现的物理基础，也是把地 震特征转换为油藏特征的物理基础。可以用来描述孔隙流体对岩石密度和地震速度影 响的数学模型很多，但在时移地震储层正演模拟中应用比较广泛的是高斯理论和Biot 双相介质理论。
94年K40油藏油分布显示
94年K40油藏气水界面显示
94年K40油藏油水分布显示
88年与94年K40油藏差异显示
时延地震在剩余油开采中的应用
课堂作业
最小相位信号 最大相位信号 混合相位信号
12. 时延地震技术
时延地震包括时延3D地震、时延2D地震、时延 VSP和时延井间地震等，其中以时延3D地震（4D地 震）为主要方法。目前时延地震已成为各大石油公 司致力发展的技术。通过几年的发展，时延地震已 从地面发展到了井间时延地震成像，并正在走向实 际生产应用阶段。
目标：
1.寻找死油区，确定加密井或扩边井位置； 2.监测注入流体（水、蒸汽、二氧化碳等）的流动方向 和前缘位置，调整开采井和注入井井位。
时移地震的可行性研究
一是时移地震监测的适用性或称为技术风险评价。主要 是通过对油藏特性、注采方式和地震资料本身的分辨率、 信噪比、可重复性等进行分析与评价，以确定所研究的油 藏是否适合用时移地震方法进行监测。
ARCO 公司首次实施了时移地震勘探项目1983 PULIN等对加拿大沥青砂岩油藏进行了时移地震检测注气效果的试验工作1987 Misher对印度北坝贝盆地进行了时移地震试验1988 20世纪90年代该技术得到了空前发展，大多数石油公司开展了时移地震试验工作 Grabens（1993）用于挪威海上油田检测 Johnstad（1994）研究加拿大油田稠油蒸汽热采检测 Andon（1995）应用时移地震检测已部分枯竭的EugeneIslandBlack330338油田中流体即地层压力的变化，综合利用三次三维地震勘探成果重新钻探后又 焕发了新的生机 国内的时移地震研究起步较晚：1988胜利油田首次在单家寺进行了地震检测试验 2011.3 东方物探公司承担的辽河油田曙一区四维地震二期采集工程通过验收，这 是目前国内陆上最大的四维地震监测实验项目
油气藏的静态性质（如构造、岩性性质等）被消去，从而导致了油气 藏动态流体性质（流体饱和度、压力、温度等）的直接成像。
追踪流体流动的前缘，对油气进行动态监测和管理。
不一致是绝对的，一致是相对的
地下水位的变化会造成地表条件的不一致 环境的变化会造成环境噪声的不一致 震源形状、瞬时位置或放炮方式的不精确会造
重复三维 地震勘探
时间1
重复地震数据 相减
时间2
差异数据分析
剩余油气 分布预测
大港油田唐家河92与98年时延地震剖面
墨西哥湾地区88和 94年重复三维地震 勘探的测线剖面。
墨西哥湾Eugene Island 330 区块生产油藏不同时期的振幅包络显示
快速进行油藏评价，调整开发方案、提高油气储量采收率。
我国开展四维地震的必要性和可能性
东部各大油田相继进入中后期开发阶段 我国油区油藏的地层非均质性严重，剩余油分布复杂 稠油热采地震监测试验同相轴出现“下拖”现象
时移地震油藏监测方法
在油气田生产过程中，在油藏开发的不同时 期重复进行地震勘探，不同时间的地震响应随时 间的变化可以表征油藏内流体性质的变化，通过 特殊的时移地震处理、差异分析和成像以及计算 机可视化技术来描述油藏内部物性参数（孔隙度、 渗透率、饱和度、压力、温度）的变化。
二是时移地震监测的经济有效性。是对时移地震监测能否 在油藏开采中获得良好的回报率的评价，即由于监测提高 油藏采收率而获得的费用是否可偿付时移地震监测的费用。 只有因监测提高采收率的费用高于地震监测的费用才是经 济有效的。
时移地震的实施对储层条件、注采方式、及地震方法本身 都有不同的要求。
时移地震资料采集
油田老地震数据的再处理解释 -提高老油田采收率
二维、三维和四维地震勘探对改善采收率的比较(BP公司) (Petroleum Engineer International, February, 1996)
发展
•20世纪50-60年代有人对两次地震记录振幅的变化进行过研究 •20世纪70年代国外的石油公司开始对两次及以上的地震观测数据进行对比研究 •20世纪80年代正式的学术论文开始发表
岩石物理学、地质 学、油藏工程资料
一般时移地震处理流程图
振幅频率归一化
四维地震应用的原理是认为非油藏部分，由于没有流 体流动的变化，因此在理想条件下，两次不同时间采 集的地震数据应该一致，振幅频率应该相同，而地震 信号变化是油藏部分由于抽油生产或注气注水等流体 流动引起的。
但实际数据是间隔性采集的，由于时间的差异导致采 集系统、环境噪音和处理流程、参数的不同从而带来 了地震振幅、频率、相位的变化，为了获得真正由于 油藏部分油气水变化引起的地震差异，因此必须对非 油藏部分的地震数据进行归一化。
常用方法：相关抽道法、线性插值法、F-K域插值法、T-X域动态求差插值法。
新(b) 、老(a)测线归一化前、后剖面（1990年和1999年采集的数据） 新、老测线归一化处理后差值剖面
时移地震差异属性解释
时移地震是利用地震响应随时间的变化对油气藏性质 变化（岩石物理性质、流体运移、压力、温度）的表征来 监测油气藏内部物性参数的变化（孔隙度、渗透率、饱和 度、压力、温度）和追踪流体前缘，因此时移地震资料属 性应该反映油气藏中流体变化的属性。再加上时移地震有 时间差这一重要参数，所以时移地震资料属性解释能更好 地与油气藏动态变化的关系联系起来。
• (Courtesy Schlumberger Houston Solutions Center)
地震属性生成后，差异地震属性可以描述和解释油藏 流体变化，并通过计算机可视化技术实现多种形式的计算 机数据体的动态与切片显示，这样即可使工程人员从不同 角度,不同时间连续地观察油藏内部油气水变化和运移情 况，从而实现对油藏的监测。
解释的特点：时间性和特殊性--动态油藏的描述过程
直接分析法 地震属性分析法 动态储层描述法利用岩石物理分析、储层描述、地震模拟
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流体的抽取或注入会引起孔 隙流体、压力和温度的改变。这种改变会引起密度 和速度的变化，也就是波阻抗的变化，而波阻抗的
变化将产生足以被检测到的地震相应的变化。
时延地震是一种地震属性求差技术，因此，提高数据的 重复性相当重要。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。 第二种方案能够给出更好的重复性和分辨率。当两次地震测 量之间的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。
成能量分布的不一致 采集仪器的不同会造成不同的仪器噪声和不同
的频谱特征 观测系统的差别会导致两个数据体难以比较等
所有这些不一致都会造成数据反演结果之间的差异可能仅代表 噪声而无实际物理意义。特别是由于技术的进步，新的重复地 震不可能与原有地震采用相同的采集、处理参数。这就决定了 时移地震检测必须在采集处理上下大功夫，使得由于各种非地 质因素引起的不一致降低到最小的程度。
整体归一化前两剖面
整体归一化后两剖面
面元一致性处理
为了使重复采集的地震数据具有可比性，需要把 来自地下不同反射面元或反射点的地震数据校正 到相同的反射面元或反射点，这一处理又称之为 面元重置。
由于地震数据重复采集的时间不同，地面设施、技术装备等因素可能发生了变 化，使得观测系统、参数采集很难和原有数据完全一样，另外，目前已经有相 当多的三维地震数据，他们不是针对时移地震油藏检测而采集的，采集和处理 参数与重复采集时的参数很难完全相同，对于三维地震而言主要表现为反射面 元的大小和位置不一样，对于二维数据则表现为反射点的位置不同。
重复采集的地震资料间存在的误差主要由以下原因造成： 采集环境影响 环境噪声，指施工现场的人为和气候因素造成的噪声，风吹草动、人车 行走、井场机器振动、工业电干扰等。 近地表因素，时间和季节的变化使近地表的低速带和潜水面发生变化， 近地表的干燥或潮湿、潜水面的深浅都引起低速带的速度和厚度的变化 采集方法影响 记录设备的型号不同，录制因素不同都将产生地震信号的差异。 采集参数的变化，包括测量定位精度（几次测量位置不重合）、激发和 接受因素等。
目前在世界上五十多个油田进行着六十多个四 维地震的合作项目研究。
成功的地区有：美国墨西哥湾、北海 Sognefjord、加拿大艾伯塔冷湖、挪威Njord、 印度尼西亚Duri、西非等地区。
美国墨西哥湾Eugene Island 地区LF油藏1988年与1992年的地震成像，红色为低阻 抗，蓝色为高阻抗（上图），油水界面的移动通过不同年代比较得到显示。通过 四维地震差异分析，绿色为持续低阻抗变化较小的区域，为剩余油气带。
例如，震源和接收器位置等的微小变化都会对时移地震数据产生非常不利的影响。研究表明，通过降 低拖缆羽状化，改进海底和陆上采集设计以及安置永久性检波器等，可以减小某些不利的采集效应。
因此时移地震资料需要采用特别的采集技术，将时移地震数据的信噪比 提高到最大。
时移地震资料处理
时移地震数据是间隔性采集和处理的，两次采集很难保证完全一致。 这就决定了时移地震监测除了在采集上下大功夫，使得由于各种非地 质因素引起的不一致降低到最小限度外，还必须进行时移地震资料归 一化处理。
时移地震归一化处理的原则是，在理想条件下，在非油气藏部分， 由于没有流体流动的变化，两次不同时间采集的地震数据应该一致， 时间、振幅、速度、频率和相位应该相同，而地震信号变化是油气藏 部分由于抽油生产或注气注水等引起的。实际数据的间隔性导致了地 震剖面上非油气藏部分地震波的到达时间、振幅、速度、频率、相位 等地震属性也发生变化。为了获得真正由于油气藏部分油气水变化引 起的地震属性差异，对非油气藏部分时移地震数据进行归一化校正， 使其尽可能保持剖面一致，剩下油气藏部分的差异则可解释为由于油 藏内部流体运动引起的变化。为了实现这一目的，在归一化处理过程 中必须进行一致性处理。