地震勘探施工设计培训教程

地震勘探施工设计2002年地震基本概念界面入射波透射波反射波波在介质中的传播规律介质1介质2折射波波经过介质1到达界面后，发生反射、折射和透射。折射波法是利用折射波研究界面特征的方法；反射波法是利用反射波研究界面的方法。简化波源简化为均匀水平层状介质地下地层实际是多种多样的，起伏不平、有一定倾角等。经过简化以后，将地层近似为均匀水平层状介质。地震波在地层中的传播地表界面1界面2地下地层实际情况地震勘探方法折射波法反射波法二维地震三维地震测线2测线3测线1测线3二维测线布置示意图立体图平面图测线1测线4测线5测线6测线7测线2测线4测线5测线6测线7测网密度：工区内相邻二维测线之间的距离（或平均距离）。D2=2.4kmD1=1.2km右图所示测网密度为：D1×D2=1.2×2.4二维基本概念二维地震勘探示意图概念1（D1）：最小炮检距（即偏移距）：炮点与最近接收点的距离。概念3（D3）：道间距：相邻两个接收点之间的距离。概念2（D2）：最大炮检距：炮点与最远接收点的距离。炮点检波点D1D3地面地层反射界面D2二维地震采集方法是指炮点和检波点在一平面上沿直线分布，接收沿测线地下地质体的信息。主要用于盆地调查、新区区域普查和简单构造的勘探，特点是投入少，勘探周期快。缺点是地下构造不能完全偏移归位，空间分辨率低。二维地震勘探示意图概念4（D4）：炮点距——相邻炮点之间的距离。概念5：覆盖次数——对地下反射界面同一个点的追踪次数）炮点1检波点地面地层反射界面D4两次覆盖炮点2二维地震记录特征初至界面反射面波1.02.03.04.0二维剖面特征剖面1剖面2剖面5剖面4剖面3三维地震采集方法是指炮点与接收点在一个平面上呈面积分布，接收来自于地下空间地质体的信息。三维地震勘探主要应用于油田地震详查、地震精查或油田开发阶段的勘探。特点是野外采集数据来源于地下空间地质体，数据采集量大且密集，能够准确地实现偏移归位，有利于提高反射波信噪比和空间分辨率。是目前勘探精度最高的一种采集方法。缺点是采集成本较大。二维三维反射面元三维基本概念面元：地层在x，y方向上能够区分的最小单元xyz三维基本概念—面元D1D2面元大小：对于三维地震，地下反射点形成长方形网格，用D1×D2表示面元大小。如D1=25m，D2=50m面元表示为25×50如D1=25m，D2=25m面元表示为25×25如D1=12.5m，D2=25m面元表示为12.5×253D模型炮点三维基本概念①②④③⑤①②④③⑤接收线（4线）炮点线（有6个炮点）线距最小炮检距最大炮检距束线状4线6炮观测系统炮点检波点排列滚动方向纵向最高覆盖次数为3次横向覆盖次数为2次三维基本概念—覆盖次数排列炮点CMP点2线5炮基本观测系统示意图束线距2线5炮观测系统施工方式示意图CDP线炮点接收线CDP线：共反射点纵向连线。东营城区高精度三维施工采用6线8炮观测系统，1440道接收，每条排列240道，接收线距400m，道间距50m，炮间距50m，炮线距400m，束线距400m,覆盖次数45次（纵向15次横向3次），面元25m(纵向)25m(横向)。400m纵向横向400m纵向横向接收点炮点炮点间距接收线距炮线间距束线间距第一束第二束1、基本观测系统6线8炮指同时有6条接收线接收，放完图示一排8炮后，沿排列方向移动一个炮线间距（相邻炮线之间的距离），再放第二排炮。每炮同时有1440道接收（每条排列240道）。2、接收线距（400m）是指相邻接收线之间的距离，3、道间距（50m）是指一个排列中相邻接收点的距离。4、炮间距（50m）是指一条炮线中相邻炮点之间的距离。5、炮线间距（400m）是指炮线沿纵向移动的距离。6、束线距（400m）是指相邻两束之间的距离。7、覆盖次数45次是指对地下同一面元追踪的次数，也是纵向覆盖次数（15次）与横向覆盖次数（3次）的乘积。8、纵向覆盖次数（15次）是指炮点与某一接收线沿纵向变化产生的覆盖次数。9、横向覆盖次数（3次）是指炮点与接收线沿横向变化产生的覆盖次数。10、面元25m(纵向)25m(横向)：实际地质构造不是简单水平界面，或因炮点和检波点的偏移，形成不了真正的“共反射点”，其反射点一般分散在一个范围内，因此，处理上采用“面元”，其大小在纵向为道间距的一半，在横向有观测系统所确定。施工设计施工设计是根据勘探目标区目的层和表层的地质情况、地表环境、采集设备的能力、存在的地质和地球物理问题，针对地质任务，定量计算在不同约束条件下的采集参数，得出一系列不同的施工方案，通过正演分析其对地质目标勘探的有效性，选择初步的采集方法。并有针对性地制定野外试验方案和质量保证措施等，通过试验进行二次采集参数论证，选择最佳采集方法。三维地震采集施工设计专家论证参数计算正演模拟收集老剖面、施工设计、单炮、构造图等老资料踏勘工区老资料存在的不足，确定技术难点分析工区的施工难点地质任务设计重点和思路施工方案试验方案施工措施管理局审批施工设计内容和程序----资料收集踏勘情况a）工区地形图、三角点和GPS控制网成果；b）表层岩性、潜水面深度及其变化规律；c）地下管线、电缆、工农业设施分布；d）滩海地区高潮和低潮线、水深和潮汐表等。地质模型资料（参数表）各目的层的平均速度、层速度，各目的层反射波频率、特征、埋藏深度、t0时间、倾角、倾向等。工区西部地球物理参数（Z01XY106测线西端）层位双程旅行时T0(s)深度H(m)平均速度Va(m/s)层速度Vi(m/s)倾角()主频fp(Hz)TN21.8216024002600540TN12.2308028003200540TC2.54250340048001020层位双程旅行时T0(s)深度H(m)平均速度Va(m/s)层速度Vi(m/s)倾角()主频fp(Hz)TN22.5312525003100540TN13.2512032004000540TJ3.77030380052001025TC4.28820420057001020工区南部地球物理参数（Z01ZH01测线南段）施工设计内容和程序----资料收集老资料分析（单炮、十字剖面、地质简况、勘探简史、勘探潜力等）a)以往有代表性的地震试验资料；b)以往工区主干测线时间剖面和资料解释成果报告、测线位置图、主要目的层构造图、地面地质图；c)以往表层调查资料、主要探井的综合测井及其VSP资料；d)探区或邻区以往二维和三维地震采集方法、施工总结报告等有关资料；e)收集工区表层结构类型及速度、厚度；干扰波类型及速度、频率、波长；工区基本参数（干扰波参数）戈壁砾石区规则干扰波记录类型V*(m/s)F*(Hz)λ*(m)能量变化情况面波1495683能量很强，衰减慢面波2775897能量较强，衰减较慢面波311781579能量较强，衰减较快折射波114571977折射波230583296戈壁砾石区规则干扰波特征参数表工区基本参数（干扰波参数）平原农田区规则干扰波记录折射波2折射波1面波平原农田区规则干扰波特征参数表类型V*(m/s)F*(Hz)λ*(m)能量变化情况面波1450675能量很强，衰减慢折射波117793452折射波2229120115施工设计内容和程序----参数论证地质任务分析主要目的层分辨率要求方法论证（分辨率）•纵向分辨率：Rv=Vrms/4Sinφfmax•Vrms:均方根速度•Φ：地层倾角方法论证（分辨率）•横向分辨率：Rh=Vi/2fp•Vi：层速度•2fp：反射波优势频率方法论证（最大炮检距）近似等于深反射层的深度主要目的层应避开直达波的干扰主要目的层应避开初至折射波的干扰应小于深层临界折射炮检距满足速度分析精度的要求满足动校正拉伸率的要求反射系数的变化最大炮检距的选择主要考虑：方法论证（最大炮检距）•速度分析精度对各目的层最大炮检距的要求Xmax=式中：P——速度鉴别精度误差V——均方根速度Xmax——排列长度fp——反射波主频T0—目的层双程反射时间速度精度误差(ᅀV/V)按3%~4%计算2T0/fp(1/V2(1-P)2-1/V2)方法论证（最大炮检距）方法论证（最大炮检距）•动校拉伸对各目的层最大炮检距的要求d=(Xmax2/2V2T02)100%式中：d—动校拉伸率V—层速度Xmax—最大炮检距T0—目的层双程反射时间动校正拉伸率按12.5%计算方法论证（最大炮检距）方法论证（最大炮检距）工区西部目的层埋藏浅部位方法论证（道距）•满足横向分辨率的要求：为了保证目的层具有足够的横向分辨率，道距应为：Vi:层速度Fp：反射波的优势频率Δx≤ViFp方法论证（道距）•剖面上不出现空间假频考虑最大倾角反射波在剖面上不出现假频：Δx≤Vi2Fmaxsin方法论证（道距）•叠前二维滤波不产生空间假频叠前二维滤波要求野外原始记录不出现空间假频，这就要求道距小于反射波中最小视波长的一半，既要求道距Δx应为：Δx≤2sin4sin44max22HxHxvfHxS方法论证（覆盖次数）三维覆盖次数选择二维覆盖次数的1/2—2/3。规则束线观测系统的覆盖次数：N=Nx×Ny方法论证（覆盖次数）纵向覆盖次数：Nx=M/（2×dx）横向覆盖次数：Ny=P×R/（2×dy）Nx：纵向覆盖次数Ny：横向覆盖次数M：一条接收线的道数dx：纵向上炮点距相当的道距数dy：束线距相当的炮点距数。不均匀时取最小炮点距。P：单束单排横向炮点数R：单束接收线数方法论证（偏移孔径）偏移孔径主要考虑：应大于第一菲涅尔带半径应大于倾斜层偏移的横向移动距离：M=Z×tanøØ：目的层倾角M：偏移孔径Z：目的层深度方法论证（偏移距）偏移距的选择应考虑：保证最浅目的层有足够的覆盖次数避开近道的强干扰方法论证（确定观测系统）观测系统设计的一般原则：•地下共中心点网格和覆盖次数分布均匀。•面元道集内的炮检距分布均匀。•静校正耦合较好。•复杂断裂构造、陡倾角及速度横向变化大的地区，应采用窄方位角观测系统。•在得好地质资料的前提下尽量方便施工，降低成本。拟订观测系统5线16炮8线14炮8线12炮6线60炮方法论证（模型验证）MESA：对观测系统的覆盖次数、方位角、炮检距等参数进行分析。GRIP：通过剖面建立地质模型，对射线进行追踪，分析CRP覆盖次数，分析目的层的炮检距等。模型分析可以采用GREENMAINTAN或KELANG软件8线14炮6线60炮8线12炮5线16炮覆盖次数414次414次511次320次覆盖次数在55-60之间8线14炮6线60炮8线12炮5线16炮炮检距分布8线14炮炮检距分布均匀，优于其它8线14炮6线60炮8线12炮5线16炮炮检距统计8线14炮炮检距分布均匀8线14炮6线60炮8线12炮5线16炮方位角分布四种观测系统方位角不宽，差异不明显道集横向炮检距分布8线14炮CrossLine方向炮检距分布均匀6线60炮5线16炮8线12炮8线14炮8线14炮6线60炮8线12炮5线16炮1500-3000ms覆盖次数四种观测系统覆盖次数大于20次模型正演8线14炮6线60炮8线14炮面元细分、6线60炮对于构造顶部TP2h、TP2l的射线追踪效果以及射线的出露。模型正演•8线14炮面元细分、6线60炮对于TP2h的地下CRP覆盖次数对比分析：8线14炮6线60炮多媒体汇报多媒体汇报采集方法论证后，由施工设计领导小组进行评审，工艺研究所负责多媒体汇报，提供至少20份的文字材料。多媒体要求图文并茂，将需要评审设计放在同一个多媒体文件中，最好由同一人进行汇报，每个区块的汇报时间控制在30分钟以内。多媒体汇报在多媒体展示时，标题为“XX年度地震采集方法论证”，下方为单位（胜利油田地球物理勘探开发公司）及年、月，一级目录为汇报的区块名称，二级目录分为五个部分：•工区简况：要简要介绍汇报内容的a、b、c三个方面的情况，并引出汇报内容的d—地质任务；•采集参数论证：汇报的重点部分；•推荐的施工方法：包括汇报内容的f、g的情况；•试验方案：只介绍针对性的试验