宽方位三维三分量地震资料采集观测系统设计07-03-14

? !储层特点和观测系统设计难点
川西深层须家河组气藏储层埋藏深# 纵波双程
收稿日期 ( 改回日期 " $ % % " % C # ? $ % % " ? % ? % 作者简介 唐建明# $% ! 男! 教授级高级工程师! 博士在读! 现主 ? @ " ' 要从事三维三分量地震勘探方法& 储层识别和描述技术 研究" 基金项目 中国石化重点科技攻关项目# % 资助" + % ' % % #
%纵& 横波联合处理的问题未得到很好的解 # 决! 如波场分离及去噪& 表层静校正及剩余静校正& 纵波和横波方位一致性处理等! 加之纵& 横波联合 纵波和横波的匹配& 解释的理论和技术还不成熟! 岩石物理模型等问题尚待进一步研究! 实际勘探中 尚未取得满意的效果" 采集参数论证及观测系统设计是转换波勘探 的关键环节"近年来对转换波勘探采集设计的研 究越来越多! 就三维转换波勘探而言! 主要包括' 最 最大炮检距! 接收点距和接收线距! 炮点距和炮 小& 线距! 炮检距分布! 方位角特性! 1 0 0 + 覆盖次数! * ' ? % ! 炮点和接收点位置关系分析等) " 在川西新场气田! 我们针对深层须家河组气 藏! 开展了宽方位三维三分量地震勘探的采集参数 论证和观测系统设计研究"
第! "卷第#期 $ % % &年 '月
石!油!物!探 ( ) * + ,. / 0 1 2+ 3 * . + ) 0 4 / 5 (6 * 3+ ) 4 3 * 2 ) 78
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%目标尺寸" 对于复杂区域! 最小地质勘查 ? 目标至少需要? %个以上的 0 0 + 点"
图? % 和炮检距# % 的关系 = J !反射系数与入射角#
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石!油!物!探
第! "卷
# " $ !最小炮检距 转换波在近炮检距反射能量较弱! 且近道受震 源爆炸和面波影响较严重! 一般认为最小炮检距应 该加大"但考虑到要接收纵波反射以及解决静校 最小炮检距应足够小! 以便在浅反射面有 正问题! 适当采样和一定的覆盖次数"经过综合考虑! 选择 最小炮检距为% " < '个道间距# $ 'A% # " % !接收线距 通常! 人们根据菲涅尔半径公式来确定纵波勘 探的接收线距! 一般不大于垂直入射时的菲涅尔半 径"我们通过分析 0 0 + 的覆盖次数来确定转换波
图$ 0 + 覆盖次数对比 !不同接收线距的 0
Hale Waihona Puke Baidu=$ % %A( J! % %A( K " % %A
图# 0 + 覆盖次数对比 !不同滚动线束间距的 0
=?条线距( J$条线距( K #条线距
# " ' !线束宽窄方位角对比 在纵波勘探中! 采用宽方位或全方位观测系统 有利于裂缝的检测"在转换波勘探中! 采用宽方位 角观测系统! 则可以充分利用 + + 波和 + . 波方位 各向异性信息和横波分裂特性提高识别裂缝的能
关系# 图? % " 由图?可以看出! 转换波在近炮检距反射能量 在中远炮检距反射能量较强! 比纵波需要更 较弱! 大的炮检距( 左右! 排列长度 + + 波的临界角在 ! ' [ 可选择在 "' 左 % % A 左右! + . 波的临界角在 ' ' [ # % ? 右! 排列长度可选择在C % % %A 左右"如果大于临
第 #期
唐建明等D 宽方位三维三分量地震资料采集观测系统设计
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布相对均匀一些( 从炮检距分布来看# 图' % ! 砖墙 J
# !观测系统模板设计
目前的观测系统模板主要有正交式& 砖墙式和 即纵& 横波速 斜交式"根据新场地区目的层参数 # 度比为? ! 深度为 '% 计算了不同观测系统 < C % %A% 模板的 0 如图 ' 0 + 覆盖次数! = 所示" 从 0 0 +覆 斜交式观测系统的 0 盖次数来看! 0 + 覆盖次数分
!!宽方位或全方位三维三分量地震勘探集合了 宽方位或全方位纵波勘探和转换波勘探的优势! 可 以利用纵波方位各向异性 # ! 预 1 9 1 V 1 9 * 1 V 等% ) * ? 测致密裂缝性储层的油气富集带 ( 利用横波传播 * $ 不受流体影响的特性提高+ 气云, 下的成像质量) ( 利用纵& 横波传播不同的动力学特征进行岩性识 储层预测和流体性质分析( 利用横波分裂现象 别& 中快& 慢横波的极化方位和传播时间差异提取地层 裂缝参数! 预测地层裂缝" 最近几年来! 随着多分量全数字地震仪的迅速 三维转换波勘探的成 发展和采集方法技术的改进! 本大大降低! 宽方位或全方位三维三分量地震勘探 在油气勘探中的应用呈现上升趋势"国内很多油田 ! * # ! 进行了多波多分量地震勘探的试验性研究) ! 部分 油田还开展了三维转换波勘探工作! 但从实际勘探 效果上看! 尚未取得理论上可预期的成果' %早期由于多分量采集系统落后! 地震地质 ? 条件较差! 要解决的地质问题与转换波勘探的优势 不匹配等方面的原因! 造成转换波资料品质较差& 分辨率低! 不能给出有说服力的成果( %资料采集的观测系统设计不合理! 难以兼顾 $ 纵波& 横波联合勘探的优势! 以至于即便转换波资料 的品质较好! 也由于缺乏合理的方位特性或与纵波 难以有机结合! 而降低了纵& 横波联合勘探的能力(
勘探的接收线距" 在观测系统其它参数 # 道距& 炮点距等 % 一致 时! 我们选择线距为$ ! ! 在' % % ! % % " % %A! % % %A 深 度进行了覆盖次数的对比分析! 如图$所示"由图 小接收线距有利于 0 可见! 0 + 覆盖次数的分布" # " & !束间滚动距 纵波勘探的束间滚动距一般选择半个排列片" 转换波勘探的束间滚动距对 0 0 + 覆盖次数的影响 图#为C 条接收线的三维三分量观测系统! 很大! 分别滚动? ! ! 可以看 $ !条线距的面元属性分析图! 出! 小滚动距有利于提高 0 0 + 覆盖次数的均匀性"
M+ .%
从# % 式和# % 式可知! 纵波和转换波具有不同 ? $ 但利用三维三分量资料来研究地层的各向 的面元! 异性时! 需要进行全方位数据采集! 且各方位的特 因此取正方形的面元较合适" 考虑到 性要均匀! 纵& 横波联合处理以及解释的需要! 一般选择一致 的纵波和转换波面元尺寸"分析认为! 在新场气田 选择$ 'AE $ 'A 面元可满足勘探要求" # " # !最大炮检距 最大炮检距的选择除必须满足纵波勘探 ! 个 方面# 目的层埋深& 速度分析精度& 动校拉伸畸变& 的要求外! 还必须有效地确定转换波 1 9 * 分析% 并在此基础上! 按纵波和 勘探要求的炮检距范围! 转换波勘探效能的一定原则确定转换波三分量勘 探的炮检距范围" 转换波三分量勘探的最大炮检距还应充分考
* ? ? 虑转换横波的接收窗) ! 最好的方式是通过正演
模拟分析确定最佳的最大炮检距" 我们根据钻井 资料建立新场地区目的层的物理模型! 由佐普里兹
* ? $ 方程) 确定该地区反射系数和入射角 # 炮检距% 的
$ !观测系统参数分析
# " ! !面元边长 根据经验法则! 每个优势频率的波长至少应保 这样才能得到良好的横向分辨率" 证$个采样点! 纵波面元边长经验公式为
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唐建明等D 宽方位三维三分量地震资料采集观测系统设计
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反射在$ % ! 岩性致密# 绝大多数孔隙度小 < $ $ < " M ! 于! ! 具有非均质性强& 类型多样 # 裂缝 孔隙型 G% 和孔隙 裂缝型% & 气水关系复杂等特点"天然裂缝 系统是该区天然气最为富集的部位! 而高角度开启 裂缝是获得高产的必要条件" 为了解决川西深层 天然气勘探的储层识别& 裂缝检测& 含气性识别和 气水分布规律预测等问题! 在川西新场气田采用宽 针对深层须家河组气藏 方位三维三分量勘探方法! 进行了地震资料二次采集" 设计一个满足地质任务要求的宽方位三维三 分量勘探观测系统是此次采集的关键! 但存在以下 难点' %转换波三维三分量地震技术是通过 + ? .波 因此! 在一个模板 与+ + 波的对比来发挥优势的! # 排列片% 中要作好二者的兼顾( %为了可靠检测裂缝! 设计的宽方位观测系 $ 统应同时满足 + + 波方位各向异性& + . 波方位各 向异性和横波分裂裂缝检测技术的要求( %对于埋深近 '% 需解决好 # % %A 的目的层! 技术需求和经费投入的矛盾( %要保证 0 有利 ! 8 +和 0 0 + 面元尺寸一致 # 横波联合反演% ! 保证 于后期的处理和解释以及纵& + .波覆盖次数均匀"
! * ' " 界角入射! 转换波相位会发生改变) ! 通常在转
M+ $ H + %1 = # L : A%
率( 1 = 为目的层的上一层层速度 " 转换波面元大小的选择主要考虑'
式中' M+ H +为纵波面元尺寸 ( L : A 为目的层的优势频
换波临界角附近确定最大炮检距! 但同时也要顾及 纵波的 最 大 炮 检 距" 目 前 转 换 波 勘 探 常 常 采 用 因此该区的最大炮检距选择在 C ' G的准 则 & ! & % % % C % % %A 之间比较合适" !
式和斜交式的炮检距分布比正交式均匀! 且砖墙式 近炮检距的分布要好一些"虽然斜交式 0 0 + 覆盖 次数稍显均匀! 但研究发现其边界 0 0 + 覆盖次数 这将影响资料的成像质量( 再考 出现锯齿状分布! 虑到野外障碍物分布比较密集! 有较大部分炮点不 能按正常观测系统模板分布! 我们认为选择砖墙式 观测系统比较合适"
宽方位三维三分量地震资料采集观测系统设计
以新场气田三维三分量勘探为例
$ 唐建明? 马昭军$
成都理工大学能源学院 四川成都" 中国石油化工股份有限公司西南分公司勘探开 ? < ? % % ' @ $ < 发研究院德阳分院 四川德阳" ? C % % %
摘要 宽方位三维三分量勘探综合了宽方位纵波勘探和转换波勘探二者的优势! 对于解决川西深层致密裂缝性 气藏的勘探开发问题具有良好的应用前景"而宽方位三维三分量地震采集设计是三维转换波地震勘探在技术 合理& 经济可行的条件下! 采集到高质量多分量原始资料的技术保障" 为此! 首先根据储层埋藏深& 岩性致密的 结合地质任务要求! 分析了宽方位三维三分量观测系统设计的难点( 然后通过观测系统参数的分析论证! 特点! 确定了同时适合纵波勘探和转换波勘探的面元尺寸& 最大和最小炮检距& 接收线距& 束间滚动距等( 通过针对目 的层深度和纵& 横波速度比的观测系统模板分析! 确定了观测系统的类型" 基于上述分析设计了 # 种观测系统 方案! 通过对#种方案观测系统的玫瑰图& 最大炮检距分布等的分析! 确定了适合新 0 8 + 面元和 0 0 + 面元属性& 并利用正演模拟对其进行了验证"将该观测系统应用于实际地震资料采 场地区的宽方位三维三分量观测系统! 集! 获得的三分量资料波组特征清楚! 同相轴连续性好! 反射信息丰富( 目 + + 波剖面和 + .波剖面反射层次清楚! 构造形态一致性好" 的层反射特征明显! 关键词 三维三分量( 观测系统( 面元属性( 覆盖次数( 宽方位( 偏移距 中图分类号 + " # ? < ! 文献标识码 1
% 与纵& 横波速 $ 0 0 + 面元比 0 8 + 面元要大! 度比有关系! 即 $ # $ ( ( $ # % $ C . . ?'1 1 ?'1 1 . + . + 式中' M+ # 为三维道距( ( .为转换波面元的大小 ( . 纵波速度比" 1 1 ( $ 为三维炮点距( . + 为横 &
* C 力) "同时! 由于宽方位角观测系统炮检点的位置
比较分散! 0 0 + 覆盖次数更均匀" 图 ! 为窄方位 角和宽方位角观测系统的方位角和 0 0 + 覆盖次数 对比图! 可 见! 宽方位角有利于提供连续的 0 0 + 覆盖"
图! % 和宽方位# % 观测系统的方位角和 0 = J 0 + 覆盖次数对比 !窄方位#