地震勘探重点总结_地震勘探原理总结

2020-02-27 其他工作总结下载本文

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绪

论

一、石油勘探的主要方法

地质法—岩石露头

物探法—面积覆盖、连续测量、间接

钻井法—一点、直接勘探

二、地球物理勘探方法

重力法—岩石密度差异

磁法—岩石磁性差异电法—岩石电性差异

地震勘探—岩石弹性差异

地震勘探：通过人工方法激发地震波，研究地震波在地层中传播的情况，以查明地下的地质构造、地层岩性等，为寻找油气田或其它勘探目的服务的一种物探方法。地震勘探具有精度高、作业范围大、布局灵活、成本低等特点，是最有效的物探方法。

（3）地震波的传播路径：透射波路径

反射波路径

滑行波路径

（4）地震勘探的几种方法

折射波法

反射波法—主要的地震勘探方法（基本原理: 回声测距原理）h=1/2vt

透射波法

地震勘探的三大环节

野外采集室内处理

资料解释

（1）野外采集按照预先设计的观测系统，炮点激发、检波器接收、仪器记录，得到原始地震资料（按时分道）。数据通常记成SEGB或SEGD格式，班报有电子格式的和手写格式的。这一部分工作由物探地震小队完成（2）室内处理将野外采集的原始地震资料转化为可用于地质解释的地震剖面包括：预处理、常规处理和特殊处理三块内容。这部分工作由资料处理中心完成（3）资料解释结合地质、测井、录井、油藏工程等，进行综合解释。多由物探研究院、物探公司、地质研究院、采油厂地质所等完成。

井间地震技术可以提供高精度地下成像资料，能分辨2-5米薄层和小断层，为描述井间精细构造、薄层砂体分布，确定储层连通性、剩余油分布等复杂地质问题，指导调整井的布署和采收率的提高，提供非常可靠的技术手段地震勘探期望解决的问题



1、h=1/2vt，时间t不仅包含有地下界面的深度信息，而且还有炮检距（x）的信息。如何消除？-----动校正



2、地表的起伏变化、表层低速带厚度变化等如何消除？------静校正。



3、地下地层的成层性导致地震波传播速度的差异，如何认识和利用速度及其差异。

4、野外采集地震资料时如何消除干扰？ 

5、地震波在地下传播过程中能量问题。

6、地下界面的复杂性问题----偏移归位



7、地震反射界面与地质界面的对应关系问题 

8、地震资料的地层、岩性解释及油气检测 

9、精细的构造解释、油藏描述、储层预测 

10、开发地震解释（四维地震、油藏监测）总论

1波的种类

时距曲线

地震波的种类：体波（纵波，横波），面波（瑞利面波和勒夫波）

1、纵波（P波）：质点位移与传播方向一致，速度快;在固、液、气中传播。

2、横波（S波）：质点位移与传播方向垂直，速度慢;只在固体中传播。地震波的特征

（1）时间域（空间域）：周期：质点振动一次需要的时间。频率：质点在1秒钟内振动的次数。振幅：质点振动时偏离平衡位置的最大位移。

波峰：最大的正位移。波谷：

波长：两个相邻波峰或波谷之间的距离。是波在一个周期里传播的距离。

波数：波长的倒数。

（2）频率域：波形特征可以转换成频谱特征——完全等价——傅氏变换———将时间域上的波形变换为频率域的振幅谱和相位谱（通称为频谱）

激发地震波——某时刻刚刚振动的点组成的曲面——波前面（波前）

停止振动的的点组成的曲面叫波尾

射线——地震波从一点到另一点的传播路径。射线与波前垂直

费马定理

波传播——费时最少——最佳路径——垂直于波前面视速度：地震波沿测线传播的速度。折射波的形成v2v1 ic时，透射角等于900这个角度叫做临界角。i折射波盲区

大地滤波作用大地不是完全弹性介质，在弹性波传播过程中，高频成分容易被吸收。从而对震源激发的地震子波起到改造作用，由粘弹性理论证明：吸收系数与频率成正比还与地层的物质成分、结构的不均匀性有关。一般疏松地层比致密地层对弹性波的吸收更大。波阻抗是速度与密度的乘积

岩石的弹性性质决定了弹性波的传播规律。弹性～塑性

物质的弹性性质可用几个弹性模量或常量来描述。它们可以定量地描述不同类型的应力和应变的关系

影响速度的因素：孔隙度、岩石的埋藏深度、变质、脱水、相变等等。

几何地震学

就是研究地震波在传播过程中波前面的空间位置与其传播时间的关系，这种关系称为时距曲面，而在一条测线上观测到的时距关系则构成一条曲线，成称时距曲线。

利用地震波的走时特征获得地质构造信息的学科称为几何地震学

反射波时距曲线

正常时差只与炮检距有关。

共深度点叠加前，必须先做动校正

多次波：地震波遇到波阻抗分界面时，除产生一次反射外，还会产生一些来往于分界面之间几次反射的波，这种波称为多次反射波

多次波的类型：全程多次反射波、短程多次反射波、微曲多次反射波、虚反射。

只有在反射系数较大的反射界面产生的多次反射，才能够形成较强的多次波

这样的界面有：基岩面、不整合面、火成岩面、低速带底界面、海水面和海底面等。相同t0时间的多次波时距曲线比一次波时距曲线陡-----深层速度比浅层速度高。因此多次波的正常时差比一次波大。

绕射波时距曲线

地层中，当存在断层、直立地层的棱角、地层尖灭点等不连续点时，可以产生绕射现象。（狭义绕射）惠更斯原理：每个点都可以看成新的绕射源，地面上某点观测到的反射波是所有绕射的叠合。（广义绕射）2地震观测仪器

主要有震源、检波器、地震仪器三部分组成。

一、震源：是激发介质振动的能源。可分为炸药震源和非炸药震源。

炸药震源具有良好的脉冲特性（激发的地震子波强度高、频带宽），是一种理想震源。

非炸药震源：落重法震源、可控震源、气枪、电火花等。

二、检波器是安置在地面、水中或井下以拾取地面振动的地震地震探测器或接收器。它实际上是将机械振动转换为电信号的一种传感器。

三、地震仪器

地震仪器通常由前置放大器、模拟滤波器、多路采样开关、增益控制放大器、模数转换器、格式编排器、磁带机、回放系统组成。

地震探测的反射波方法

地下介质层与层之间的界面一般为波阻抗界面，在这些界面上都能形成反射波。在地表观测这些反射波，并根据它们的特征来推断界面的深度和介质的物理性质，这就是地震探测的反射波方法。这种方法是目前资源勘探和地壳、上地幔结构探测的一种主要方法。

包括三个步骤：采集、处理、解释

一、地震资料采集

1、测线布置与观测系统

观测系统：为完成一条剖面所采用的激发点与接收点之间的关系。通常采用时距平面法和综合平面法

多次叠加观测系统的原理

有效波：能用来解决地质问题的波。

干扰波：就是妨碍追踪和识别有效波的波。

干扰波是相对的，如：反射波法中的反射波是有效波，折射波是干扰波，而折射波法中的反射波就是干扰波，而折射波是有效波

规则干扰波：有一定频率和视速度的非随机干扰波。如声波、面波、工业电干扰、多次波等。无规则干扰波：无一定频率和视速度的干扰波，又叫随机干扰波

地震组合法

组合法就是利用波的传播方向不同而压制干扰的一种方法。所谓组合，指的是以多个检波器组成一个地震道的输入或者多个震源同时激发构成一个总震源。前者叫组合检波，后者叫组合激发。由于某些干扰是随机的，并且是相互独立的，组合迭加后互相抵消，而有效波是相关的，组合得到加强

组合法可以压制面波、浅层折射波、直达波、声波等规则干扰波。

二、地震资料的数据处理

（一）预处理

数据处理之前的准备工作

包括：数据选排（解编）、不正常道剔除、抽道集，增益恢复、初至切除等。

选排与道数和叠加次数有关，选排就是把每个共反射点道集挑选出来。

（二）实质性处理

包括：滤波、反褶积、静校正、动校正、速度分析、叠加、偏移等等。

1、提高信噪比的数字滤波处理

信噪比：信号和噪声的比值。提高信噪比的处理技术之一是利用“有效波”和“干扰波”之间频率和视速度的差异来压制干扰波，分别称为频率滤波和视速度滤波。

反滤波的作用主要是压缩地震反射子波的长度，提高反射地震记录的纵向分辨能力，并进一步估计地下反射界面的反射系数。另外，它还可以消除周期鸣震和多次波等干扰波

大地滤波使得震源信号“模糊化”了，降低了地层间的纵向分辨率。因此需要把地震子波压缩为原来的震源脉冲的形状，形成理想的地震记录（反射系数序列）。这一过程就是反滤波或反褶积。

静校正

地震勘探基本理论的前提：地面为水平面，近地表介质是均匀的。但实际上表层因素与假设条件往往不一致，例如：存在地形起伏，炮点和观测点不在同一水平面上、低、降速带的厚度变化和速度的横向变化等。这时观测到的时距曲线，是一条畸变了的曲线，影响处理的精度，因此要进行表层因素的校正，即静校正静校正一般分为基准面静校正和剩余静校正。

基准面静校正：利用野外实测的表层资料直接进行的静校正。动校正

于一个共反射点道集来说，每一道的炮检距不同引起的正常时差必须在迭加之前把它从观测走时中减去，剩下的与t0共反射点的深度有关

动校正后的记录道相当于自激自收的记录道。这样各道叠加时就可以实现同相叠加

正确的速度参数的提取是获得高质量水平叠加剖面的基础

（1）层速度一般地，地下介质是由若干个基本平行的地层构成，此时，将每一个地层看作为一种均匀介质

（2）平均速度

在水平介质中，取垂直于层理的射线长度与该长度内波传播时间之比为平均速度

（3）均方根速度

在水平层状介质中，取各层层速度对垂直传播时间的均方根值

与平均速度的差别：考虑了不均匀介质的情况，适应范围更大

（4）叠加速度

（5）射线速度

定义：在水平层状介质中，波沿某一条射线传播时，它传播的总路径与总时间之比就是射线速度。注意：射线路径不同，射线速度也不同，因此射线速度无法用等效层来讨论。它不但考虑了射线的“弯折”效应，而且考虑了介质横向不均匀性的影响，是一种比较精确的速度，实际中很难计算。

（二）各种速度之间的关系

（1）在水平层状介质情况下，炮检距为零时的射线速度即为平均速度。（2）均方根速度是构成等效均匀层的最佳射线速度。即在诸多的射线速度中，等于均方根速度的那一个正是按最佳估计理论得出的最佳等效值。（3）均方根速度总是大于平均速度。（4）在水平层状介质情况下，炮检距不十分大时的叠加速度就是均方根速度

（三）层速度的计算

层速度是与地层岩性密切相关的，是地震反演的主要目标。在速度分析中，得到的速度是叠加速度，对于层状介质此速度就是均方根速度。我们可以利用笛克斯（DIX）公式将之转换为层速度。

（四）速度分析

速度分析的目的是为水平叠加处理提供速度参数，以获得高质量的叠加剖面。速度谱和速度扫描是目前进行速度分析常用的方法

在时间剖面上，一般地，强波的出现代表地下反射界面的存在，强波同相轴形态则和反射界面的起伏联系在一起。这样就可以直观的反映地下界面形态，为下一步的地质解释做好准备

叠后偏移

前面做水平叠加时，我们假定界面是水平的，但是实际上，反射界面常常是倾斜或弯曲的，比如地层的褶皱，结晶基底的起伏等

叠后偏移

这时我们就需要把畸变后的反射同相轴“恢复”到正确的位置，从而获得更加可靠、真实的地质剖面，供地质解释。这个过程在地震中称为叠后偏移

多次覆盖(Multifold)：即对地下同一反射点，进行重复多次观测(Multi Observe)(多次采集Multi sample)，目的是突出反射波，压制干扰波，提高信噪比。

共反射点多次叠加原理

它是利用有效波(Signal)(一次反射波)和干扰波(Noise)(多次反射波)经正常时差校正(Normal Moveout Correction)后，存在着剩余时差(Residual Moveout)的差异，来突出(Strenghten)有效波(一次反射波)，压制干扰波(Suppre Noise)(多次波)，提高资料信噪比

对多次波的叠加，相当于不同位置，不同时间波的不同相叠加，叠加后，能量相互抵消，压制了多次波

• 一次反射波(动校正后)剩余时差为0，波形对齐，同相叠加，振幅增强。• 多次波(动校正后)剩余时差不为0，波形对不齐，不同相叠加，振幅减弱。

倾斜界面一次反射波的叠加效应

1.不存在一个共反射点(只有一个共中心点)剩余时差：为倾斜界面共中心点时距曲线与具有相同t0时间的水平界面的反射波t 之差。

• 共反射点叠加法，另一个重要的作用就是压制随机干扰，且压制随机干扰的效果优于组合法。压制随机干扰的原理与组合法相同。利用的是叠加的统计效应。

• 叠加效果好坏，关健是动校正量求得是否准确(动校正速度是否准确)。Δtn=x2/(2.t0.v2)• 1.速度准确→求出的动校正量准确→动校正后→剩余时差为0→叠加为同相叠加→叠加后，能量增强。• 2.速度偏大→求出的动校正量偏小→动校正后(校正不足)→剩余时差大于0→叠加为不同相叠加→叠加后→能量减弱。

• 3.速度偏小→求出的动校正量偏大→动校正后(校正过量)→剩余时差小于0→叠加为不同相叠加→叠加后→能量减弱。

• 如果速度=多次波多速度，将使多次波不是受到压制而是增强了

为使倾斜反射层的反射波能有好的叠加效果，在水平处理中首先用速度谱方法获得每个反射波的“叠加速度”。叠加速度是一个能使道集内的倾斜层反射波有最佳叠加效果的速度(它不会等于倾斜层上部的均匀覆盖介质的速度，应比此速度大)。

用叠加速度，再用水平层动校正公式计算动校正量，正好把道集内的倾斜层反射波同相轴校成水平直线。获得最好的叠加果。

三、地震解释

在油气田的地震勘探中，地震资料解释的主要任务是利用处理后的各种地震剖面（一般是水平叠加剖面或偏移剖面），结合地质、钻探、测井及其它物探资料，根据地震波的传播理论和地质规律，把地震剖面变为地质剖面，进一步研究区域的构造发展史、盆地的发育演化史和油气运移聚集史，作出油气资源评价，在有利的构造和地层岩性圈闭上提供钻探井位。

反射地震剖面主要蕴含着运动学信息和动力学信息。运动学信息主要指地震波反射时间，同相性和速度等，利用这些信息可以把地震时间剖面变为深度剖面，绘制地质构造图，进行构造解释，搞清岩层之间的界面、断层和褶皱的位置和方向，人们称此为常规地震资料的解释方法，它主要用于寻找圈闭油气藏地震资料的解释包括构造解释和岩性解释

1、波的对比：在地震记录上利用有效波的动力学和运动学特征来识别和追踪同一界面上的有效波的过程。

对比的四个标志：（1）同相性：把每道上同相位的点连接起来就是同相轴

时间剖面上属同一个界面的反射波具有同相性

（2）振幅突出度

经过各种方法处理后，有效波的能量应该比干扰背景强，应有一振幅极大值存在（3）波形特征

当激发条件一定时，对同一反射波来说，在传播路径和介质性质差别不大时，波形相对稳定，包括频率成分、相位数目、包络的形状、各极值的振幅比都应该相似

4）时差特点

时差是运动学方面的特征，即在追踪某一波时，应满足视速度合理的条件

通过以上对比，就可以把地下同一地层的反射同相轴识别出来。

2、进行地质剖面的地质解释

根据钻井资料和各种地层的反射波同相轴在地震剖面上的特征，推断地震剖面上各反射层所相当的地质层位，以及分析地震剖面上所反映的各种地质现象和构造现象，如：断层、地层尖灭、不整合、古潜山等断裂的识别标志：（1）特征波或波组被错断。是断层在时间剖面上的最主要表现形式。（2）特征波或波组的突然消失甚至整个断层下盘出现空白现象，是区域性大断裂的反映

（3）绕射波的出现。绕射波是在断层棱角上形成的。

3、绘制构造图

构造解释工作通常包括剖面解释、平面解释、连井解释三个环节。

一个未经钻探的地区，解释工作只能从剖面解释开始，经过平面解释，达到提供钻井井位的目的。钻探工作开始后，解释工作就应以钻探井位位出发点，利用井孔资料，控制和指导工区的剖面和平面解释。这时，解释工作的精度将比前阶段提高。

（二）、地震地层岩性解释

地震资料的地层岩性解释通常可分为地震地层学和地震岩性学。

地震地层学是根据地震剖面总的地震特征来划分沉积层序、分析沉积岩相和沉积环境，进一步预测沉积盆地的有利油气聚集带。其主要工作可分为：地震层序分析、地震震相分析和解释等工作。

地震岩性学是把研究重点放在单个的反射层或一个小的反射层组上。采用各种地震技术（如各种特殊处理），提取各种地震参数（如振幅、速度、频率等），并紧密结合地质、钻井资料，研究地层的岩性、厚度分布、孔隙度、孔隙中的流体性质等

从地震资料中提取岩性与烃类信息，主要是利用速度资料和振幅、频率等动力学信息。—用速度信息可估算砂岩含量，求取泊松比等弹性参数；—用振幅信息等，可以直接预测油气，被称为亮点技术；—振幅分析技术可用来确定储集层层厚度、预测岩性体等

标准层

地震界面的性质取决于岩层的岩性，如果岩性差异明显、横向稳定，则地震界面的横向连续性好，可以大面积连续追踪，并且与地质界面吻合，这样的岩层被称为标准层

就