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文檔簡介

氣井地震勘探手冊一、概述

氣井地震勘探是一種利用地震波在地下傳播的原理,探測儲層、斷層等地質(zhì)構(gòu)造,進而評估氣井潛力的技術(shù)手段。該技術(shù)廣泛應(yīng)用于油氣勘探領(lǐng)域,具有非侵入性、效率高、數(shù)據(jù)豐富等優(yōu)點。本手冊旨在系統(tǒng)介紹氣井地震勘探的基本原理、技術(shù)流程、數(shù)據(jù)處理及結(jié)果解釋等內(nèi)容,為相關(guān)技術(shù)人員提供參考。

二、基本原理

氣井地震勘探基于地震波的反射和折射原理,通過人工激發(fā)地震波,記錄其在地下介質(zhì)中的傳播路徑和能量變化,從而推斷地質(zhì)結(jié)構(gòu)的性質(zhì)和分布。

(一)地震波類型

1.P波(縱波):壓縮波,沿傳播方向振動,傳播速度較快。

2.S波(橫波):剪切波,垂直傳播方向振動,傳播速度較慢。

(二)反射原理

1.地震波在兩種不同介質(zhì)的界面處會發(fā)生反射和折射。

2.反射波的強度與界面的傾角、阻抗差異有關(guān)。

3.通過分析反射波的時間、振幅等信息,可推斷地下結(jié)構(gòu)的深度和形態(tài)。

三、技術(shù)流程

氣井地震勘探主要包括野外數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和結(jié)果解釋三個階段。

(一)野外數(shù)據(jù)采集

1.測線布設(shè):根據(jù)勘探目標,選擇合適的測線位置和長度。

(1)直線測線:適用于均質(zhì)介質(zhì)或簡單構(gòu)造。

(2)曲線測線:適用于復(fù)雜構(gòu)造區(qū)域。

2.道集排列:設(shè)置檢波器和震源,確保數(shù)據(jù)采集的覆蓋范圍。

(1)檢波器:常用類型包括三分量檢波器和單分量檢波器。

(2)震源:人工激發(fā)地震波,常見類型有炸藥震源和振動震源。

3.數(shù)據(jù)采集:控制震源激發(fā)和檢波器記錄,確保數(shù)據(jù)質(zhì)量。

(1)采集參數(shù):包括采樣率、記錄時長、偏移距等。

(2)質(zhì)量控制:實時監(jiān)控數(shù)據(jù)質(zhì)量,剔除無效數(shù)據(jù)。

(二)數(shù)據(jù)處理

1.預(yù)處理:對原始數(shù)據(jù)進行去噪、均衡等操作。

(1)噪聲抑制:采用濾波技術(shù)去除隨機噪聲和干擾信號。

(2)信號增強:通過道集疊加等方法提高信號信噪比。

2.一維處理:將道集數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為地震剖面。

(1)速度分析:確定地下介質(zhì)的速度分布。

(2)疊加成像:生成初至波和反射波剖面。

3.二維/三維處理:生成更高分辨率的地震圖像。

(1)速度建模:構(gòu)建地下速度模型。

(2)逆時偏移:將反射波聚焦到真實位置。

(三)結(jié)果解釋

1.構(gòu)造解釋:識別斷層、褶皺等地質(zhì)構(gòu)造。

(1)斷層識別:根據(jù)反射波連續(xù)性變化判斷斷層位置。

(2)褶皺分析:研究背斜、向斜等構(gòu)造形態(tài)。

2.儲層評價:評估儲層的厚度、物性和含氣性。

(1)巖性識別:通過地震屬性分析判斷巖性類型。

(2)含氣性預(yù)測:結(jié)合測井數(shù)據(jù)和地震屬性進行綜合分析。

四、應(yīng)用案例

以某地區(qū)氣井地震勘探為例,說明技術(shù)流程的實際應(yīng)用。

(一)項目背景

1.勘探區(qū)域:某盆地邊緣,地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。

2.勘探目標:尋找深層氣藏。

(二)數(shù)據(jù)采集

1.測線布設(shè):采用直線測線,長度10公里。

2.道集排列:設(shè)置20道檢波器,偏移距500米。

3.數(shù)據(jù)采集:使用振動震源,采樣率2赫茲。

(三)數(shù)據(jù)處理

1.預(yù)處理:去除60%的隨機噪聲。

2.一維處理:生成地震剖面,分辨率0.5米。

3.二維處理:構(gòu)建速度模型,逆時偏移成像。

(四)結(jié)果解釋

1.構(gòu)造識別:發(fā)現(xiàn)3條主要斷層,1個背斜構(gòu)造。

2.儲層評估:預(yù)測儲層厚度50-100米,含氣性良好。

五、注意事項

(一)環(huán)境保護

1.數(shù)據(jù)采集期間需避免對地表植被和土壤造成破壞。

2.震源選擇應(yīng)盡量減少對周邊環(huán)境的影響。

(二)安全操作

1.人員需佩戴必要的防護設(shè)備。

2.設(shè)備運輸和安裝應(yīng)符合安全規(guī)范。

(三)質(zhì)量控制

1.定期檢查數(shù)據(jù)采集設(shè)備,確保性能穩(wěn)定。

2.數(shù)據(jù)處理各環(huán)節(jié)需嚴格審核,防止錯誤累積。

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三、技術(shù)流程

氣井地震勘探主要包括野外數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和結(jié)果解釋三個階段。各階段均有其特定的技術(shù)要求和操作規(guī)范,確保最終獲得高質(zhì)量、高可靠性的勘探數(shù)據(jù)。

(一)野外數(shù)據(jù)采集

野外數(shù)據(jù)采集是整個氣井地震勘探工作的基礎(chǔ),其質(zhì)量直接影響后續(xù)處理和解釋的效果。該階段的核心任務(wù)是通過科學(xué)合理的設(shè)計和規(guī)范操作,獲取包含豐富地質(zhì)信息的地震記錄。

1.測線布設(shè):測線的位置、長度和密度直接關(guān)系到勘探區(qū)域覆蓋程度和目標層位的探測效果。布設(shè)測線時需綜合考慮區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征、勘探目標深度、地形地貌條件以及經(jīng)濟成本等因素。

直線測線:適用于地形相對平坦、地質(zhì)構(gòu)造較簡單的區(qū)域。其優(yōu)點是布設(shè)方便、數(shù)據(jù)連續(xù)性好,便于進行一維疊加處理。直線測線的間距通常根據(jù)勘探目標的尺度、地質(zhì)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度以及期望的分辨率來確定,常見范圍在數(shù)百米至數(shù)公里不等。

曲線測線:適用于地形起伏較大或存在復(fù)雜斷裂構(gòu)造的區(qū)域。曲線測線(如大圓弧測線、S型測線)能夠更好地適應(yīng)地表幾何形態(tài)和地下構(gòu)造的變化,提高復(fù)雜區(qū)域的數(shù)據(jù)覆蓋度和信噪比。布設(shè)曲線測線時,其形狀和半徑需根據(jù)實際地質(zhì)情況進行設(shè)計。

測線方向:測線方向的選取對于捕捉特定類型的地貌或構(gòu)造特征(如平行于主要斷裂帶、垂直于目標層傾向等)可能具有重要意義。

2.道集排列:道集是指由一個震源點激發(fā)、多個檢波點接收所組成的地震數(shù)據(jù)集合。道集排列的設(shè)計包括震源和檢波點的組合方式、空間位置關(guān)系以及記錄系統(tǒng)的配置等,是獲取有效地震信息的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

檢波器:檢波器是地震勘探中的接收器,用于將地面的振動轉(zhuǎn)換成電信號進行記錄。根據(jù)勘探目的和地下介質(zhì)特性,可選用不同類型的檢波器。三分量檢波器(同時記錄垂直和水平兩個方向的振動)能夠提供更全面的地下信息,特別適用于復(fù)雜構(gòu)造解析和巖性識別;單分量檢波器(通常記錄垂直方向的振動)成本較低,在均質(zhì)介質(zhì)或特定應(yīng)用中(如垂直地震剖面VSP)使用廣泛。檢波器的類型、道距(相鄰檢波點之間的距離)、埋置深度(對于檢波器陣列)等參數(shù)需根據(jù)勘探目標、信號頻率、地下耦合條件等因素進行優(yōu)化選擇。道距的設(shè)置影響數(shù)據(jù)的覆蓋次數(shù)和空間采樣率,通常在數(shù)十米到數(shù)百米之間。

震源:震源是人工激發(fā)地震波的能量來源,其目的是在地下產(chǎn)生足夠強度和頻帶的地震波,以探測深部地質(zhì)結(jié)構(gòu)。常用的震源類型包括:

炸藥震源:通過化學(xué)爆炸產(chǎn)生強大的沖擊波,能量集中,頻率較高,適合勘探淺層或中等深度目標,以及獲取高分辨率數(shù)據(jù)。但其使用受到安全、環(huán)保以及場地限制等多方面因素影響。

振動震源(可控震源):通過液壓或機械系統(tǒng)使震源車(或固定平臺)產(chǎn)生連續(xù)的、可控的振動,頻率范圍廣,能量可調(diào),對環(huán)境干擾相對較小,是目前應(yīng)用最廣泛的震源類型之一,尤其適用于中深層勘探和陸地、海洋多種環(huán)境。

其他震源:如空氣槍(海洋環(huán)境中常用)、重量塊(用于淺層勘探)等,根據(jù)具體作業(yè)環(huán)境選擇。

偏移距:指震源與最近一個檢波器之間的距離。偏移距的選擇是影響地震數(shù)據(jù)品質(zhì)和成像效果的關(guān)鍵參數(shù)。較小的偏移距有利于獲取淺層信息、提高近偏移距道集的信噪比,但縱向分辨率相對較低;較大的偏移距有利于提高縱向分辨率、捕捉深層構(gòu)造信息,但數(shù)據(jù)采集成本增加,且遠偏移距道集的信噪比可能降低。偏移距的范圍根據(jù)勘探目標深度、分辨率要求、經(jīng)濟預(yù)算等因素綜合確定,通常從幾十米到數(shù)千米不等。

記錄系統(tǒng):包括數(shù)據(jù)采集儀(負責同步采集和數(shù)字化地震信號)和相關(guān)的電纜、同步觸發(fā)系統(tǒng)等。記錄系統(tǒng)的采樣率(決定地震數(shù)據(jù)能夠記錄的最高頻率)、記錄時長(決定地震波能夠傳播的最遠距離)等參數(shù)需根據(jù)勘探目標深度和頻率范圍進行合理設(shè)置。

3.數(shù)據(jù)采集:這是將設(shè)計的道集排列轉(zhuǎn)化為實際地震數(shù)據(jù)的執(zhí)行過程,涉及震源激發(fā)、檢波器記錄以及現(xiàn)場的質(zhì)量控制等多個方面。

采集參數(shù)控制:震源激發(fā)參數(shù)(如震源力、頻率濾波)和檢波器記錄參數(shù)(如增益設(shè)置、濾波)需要根據(jù)實時監(jiān)測結(jié)果進行精細調(diào)整,以優(yōu)化信號質(zhì)量。例如,通過調(diào)整震源頻率窗口,可以增強目標層位反射信號的能量,同時壓制淺層干擾。

同步與激發(fā):確保震源激發(fā)與檢波器記錄在時間上的精確同步,以及震源能量在空間上的均勻分布,對于后續(xù)的疊加處理至關(guān)重要。

實時監(jiān)控與質(zhì)量控制(QC):現(xiàn)場工程師需對采集過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行實時監(jiān)控,包括檢波器記錄的信號形態(tài)、信噪比、道間一致性等。通過分析現(xiàn)場采集的道集記錄(RawTrace),及時發(fā)現(xiàn)并處理可能影響數(shù)據(jù)質(zhì)量的因素,如設(shè)備故障、人為干擾、場地效應(yīng)等。剔除不合格的數(shù)據(jù)段或整個記錄,是保證最終數(shù)據(jù)質(zhì)量的重要措施。建立完善的現(xiàn)場QC流程和標準,是獲取可靠勘探數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。

(二)數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理是將原始采集的地震數(shù)據(jù)(道集記錄)通過各種數(shù)學(xué)和信號處理方法,轉(zhuǎn)化為能夠反映地下結(jié)構(gòu)特征、便于解釋的地震剖面或圖像的過程。這是一個復(fù)雜且系統(tǒng)的計算過程,涉及多個處理模塊和算法。

1.預(yù)處理:預(yù)處理的主要目的是消除或減弱采集過程中引入的各種噪聲和干擾,統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式,為后續(xù)的一維和二維處理奠定基礎(chǔ)。預(yù)處理階段通常在共中心點(CSP)道集或共偏移距(COP)道集層面上進行。

噪聲抑制:地震數(shù)據(jù)采集過程中會受到各種噪聲的干擾,如隨機噪聲(ShotNoise)、地面振動(GroundRoll)、多次波(MultipleReflections)、調(diào)幅干擾(AmplitudeModulation)等。不同的噪聲類型需要采用不同的處理技術(shù)進行抑制。

道集疊加(Stacking):通過對同一點位、同一炮集的多個道進行疊加,可以有效增強同相軸(如反射波)的能量,壓制隨機噪聲。常見的疊加方法包括共中心點疊加(CSPStacking)、共偏移距疊加(COPStacking)等。疊加次數(shù)越多,信噪比提升越明顯,但同時也可能放大噪聲和誤差。合適的疊加次數(shù)需根據(jù)數(shù)據(jù)質(zhì)量和勘探目標權(quán)衡確定。

濾波(Filtering):利用濾波器(如低通濾波、高通濾波、帶通濾波、帶阻濾波)選擇性地通過或阻止特定頻率范圍內(nèi)的信號,以去除特定類型的噪聲。例如,使用高通濾波去除低頻的地面滾動噪聲,使用帶阻濾波去除干擾頻率信號。

多次波抑制(MultipleSuppression):多次波是地震波在地下多次反射形成的干擾波,往往與有效反射波疊加,影響成像。常用的抑制方法包括預(yù)測反褶積(PredictiveDeconvolution)、迭代反演(IterativeInversion)、自適應(yīng)濾波(AdaptiveFiltering)等。這些方法旨在分離或消除多次波能量,恢復(fù)有效信號。

其他處理:如正?;∟ormalization,統(tǒng)一道集的能量或振幅)、去趨勢(Detrending,去除數(shù)據(jù)的線性趨勢)、靜校正(StaticCorrection,補償?shù)乇淼匦巫兓鸬臅r差)等。

數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一與檢查:將來自不同震源、不同記錄格式的數(shù)據(jù)進行格式轉(zhuǎn)換和統(tǒng)一,檢查數(shù)據(jù)的完整性、一致性和有效性,確保數(shù)據(jù)符合后續(xù)處理的要求。

2.一維處理:一維處理的主要目標是將共中心點道集(CSP)或共偏移距道集(COP)轉(zhuǎn)化為沿測線方向的地震剖面(SeismicSection),突出顯示地下的垂直層序和主要反射界面。一維處理通常沿著測線方向進行,其結(jié)果為單條測線的地震剖面。

速度分析(VelocityAnalysis):地震波在地下介質(zhì)中傳播的速度是地震資料解釋的關(guān)鍵參數(shù)。速度分析旨在確定地下介質(zhì)的速度分布,特別是用于后續(xù)的偏移成像。常用的速度分析技術(shù)包括:

時深轉(zhuǎn)換(Time-DepthConversion):利用已知的地面控制點(如鉆井測井數(shù)據(jù))建立時間和深度的關(guān)系,推算地下不同層位的速度。

速度譜分析(VelocitySpectrumAnalysis):通過分析共中心點道集的頻率-時間譜,識別主要的反射層位,并利用這些層位建立速度隨偏移距的變化關(guān)系(速度場)。

層速度分析(LayerVelocityAnalysis):提取連續(xù)的、具有物理意義的層速度剖面,用于更精確的時深轉(zhuǎn)換和成像。

地下速度結(jié)構(gòu)通常是非均勻的,速度分析需要綜合考慮區(qū)域地質(zhì)資料和鉆井數(shù)據(jù),建立合理的速度模型。

疊加成像(MigrationImaging):疊加是地震數(shù)據(jù)處理的核心步驟之一,旨在將分布在不同偏移距上的反射波同相軸聚焦到它們的真實地質(zhì)位置。一維疊加(如共中心點疊加)主要壓制橫向干擾,但無法完全解決波走時曲率問題,導(dǎo)致同相軸在水平方向上變形。偏移(Migration)技術(shù)則能夠克服這一問題,將散射點或繞射點產(chǎn)生的能量聚焦到正確的位置,生成更符合地質(zhì)實際的垂直剖面。

初至波疊加/偏移(FirstArrivalMigration):利用地震波傳播的初至信息進行成像,主要用于速度結(jié)構(gòu)相對簡單或需要快速獲取初步速度信息的場景。

反射波偏移(ReflectorMigration):利用反射波信息進行成像,是目前主流的一維偏移方法。通過將共偏移距道集或共炮點道集數(shù)據(jù)經(jīng)過時間偏移或空間偏移,將反射同相軸聚焦,生成高分辨率的地震剖面,直觀顯示地下的層序、斷層和圈閉等特征。常用的反射波偏移方法包括有限差分偏移、逆時偏移(TimeMigration)等。

3.二維/三維處理:在一維處理的基礎(chǔ)上,進一步進行二維或三維處理,以獲得更大范圍、更高分辨率、更符合地質(zhì)實際的地下結(jié)構(gòu)圖像。二維處理通常是在多條一維測線的基礎(chǔ)上進行的,而三維處理則是在整個三維觀測區(qū)域進行。

速度建模(VelocityModeling):在二維或三維處理中,建立準確的地下速度模型至關(guān)重要。速度模型是描述地下介質(zhì)速度分布的三維(或二維)體。速度建模是一個迭代優(yōu)化的過程,需要綜合運用區(qū)域地質(zhì)資料、鉆井資料、地震速度分析結(jié)果等信息。常用的方法包括:

基于數(shù)據(jù)的速度建模:利用地震數(shù)據(jù)中的同相軸信息(如共反射點道集、共偏移距道集)來約束和改進速度模型。

模型迭代:結(jié)合已知速度點(來自鉆井或測井),逐步調(diào)整速度模型,使其與觀測數(shù)據(jù)更加吻合。

逆時偏移(TimeMigration/ReverseTimeMigration,RTM):這是目前最常用的高分辨率三維偏移方法之一。逆時偏移通過模擬地震波從檢波點反向傳播到震源的過程,能夠更準確地處理復(fù)雜的地下結(jié)構(gòu)和波場擴散效應(yīng),將反射波聚焦到真實的地質(zhì)位置,生成高保真度的三維地震圖像。逆時偏移對計算資源要求較高,但成像質(zhì)量通常優(yōu)于其他方法。其基本步驟包括:建立初始速度模型、計算地震射線理論道集、進行反向傳播(Backpropagation)、計算逆時偏移算子、應(yīng)用偏移算子對記錄數(shù)據(jù)或理論道集進行成像。

其他二維/三維處理:除了偏移成像,二維/三維處理還包括屬性分析(AttributeAnalysis)、反演(Inversion)等內(nèi)容。

屬性分析:提取地震數(shù)據(jù)的各種數(shù)學(xué)屬性(如振幅、頻率、相位、紋理等),這些屬性可以提供關(guān)于巖性、物性、流體性質(zhì)等信息的額外線索,輔助地質(zhì)解釋。

反演(Inversion):將地震數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換為地質(zhì)參數(shù)(如密度、聲波速度、孔隙度等)的圖像。反演可以提供比傳統(tǒng)地震解釋更豐富、更直接的地下信息,是地震資料解釋的重要發(fā)展方向。

(三)結(jié)果解釋

結(jié)果解釋是氣井地震勘探工作的最終環(huán)節(jié),其任務(wù)是對經(jīng)過處理得到的地震剖面或圖像進行綜合分析,結(jié)合其他地質(zhì)信息,推斷地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的特征、分布以及儲層參數(shù),為油氣勘探目標評價和井位部署提供依據(jù)。

1.構(gòu)造解釋(StructuralInterpretation):構(gòu)造解釋主要關(guān)注地下斷層、褶皺等構(gòu)造形態(tài)的識別、描述和綜合分析,以理解地層的空間展布和變形歷史。這是油氣勘探中至關(guān)重要的一步,因為圈閉的形成與構(gòu)造特征密切相關(guān)。

斷層識別與追蹤(FaultIdentificationandTracking):斷層是地殼中巖石斷裂面兩側(cè)巖體發(fā)生相對位移的構(gòu)造。在地震剖面上,斷層通常表現(xiàn)為反射同相軸的突然中斷、位移、彎曲或變形。識別斷層需要仔細分析地震數(shù)據(jù)中的不連續(xù)性。斷層追蹤是指在多條地震剖面上將識別出的斷層進行連接,形成連續(xù)的斷層展布圖。斷層追蹤應(yīng)遵循一定的規(guī)則,如優(yōu)先追蹤反射連續(xù)性最好的同相軸,考慮斷層的幾何形態(tài)和運動學(xué)特征等。斷層的性質(zhì)(正斷層、逆斷層、平移斷層)和活動性(是否發(fā)育新近的斷層活動)也是解釋的重要內(nèi)容,但需要結(jié)合其他資料(如鉆井、巖心)進行判斷。

褶皺分析(FoldAnalysis):褶皺是巖層由于地殼運動產(chǎn)生的波浪狀彎曲。地震剖面上的褶皺表現(xiàn)為一系列平行排列的、形態(tài)對稱或不對稱的波谷和波峰。褶皺分析包括識別褶皺類型(背斜、向斜)、確定褶皺的軸向、傾伏方向、幅度和規(guī)模等。背斜構(gòu)造是油氣圈閉的常見類型,其頂部圈閉的形態(tài)和幅度對油氣聚集至關(guān)重要。地震資料可以提供關(guān)于背斜形態(tài)的詳細信息,但需要結(jié)合其他信息(如蓋層的封閉性)進行綜合評價。

構(gòu)造樣式分析(StructuralStyleAnalysis):研究一個區(qū)域內(nèi)主要構(gòu)造變形的幾何形態(tài)、運動學(xué)特征和動力學(xué)背景。這有助于理解區(qū)域構(gòu)造演化過程,預(yù)測有利勘探區(qū)帶。

2.儲層評價(ReservoirEvaluation):儲層評價利用地震數(shù)據(jù)和屬性分析,結(jié)合測井、地質(zhì)等資料,對潛在的油氣儲層進行描述和評價,主要關(guān)注儲層的類型、分布范圍、厚度、物性(孔隙度、滲透率)和含油氣性。

巖性識別(LithofaciesRecognition):不同的巖石類型具有不同的地震響應(yīng)特征(如振幅、頻率、相位、波形等)。通過地震屬性分析(如振幅、頻率、相干性、反演結(jié)果等),可以嘗試識別不同的巖性組合(巖相),如砂巖、碳酸鹽巖等。地震巖性識別是一種間接的手段,通常需要與測井數(shù)據(jù)、區(qū)域地質(zhì)資料相結(jié)合,以提高識別的可靠性。

儲層厚度與展布(ReservoirThicknessandDistribution):利用地震同相軸的連續(xù)性和追蹤結(jié)果,可以繪制儲層頂?shù)捉绲牡葧r圖或等深圖,從而確定儲層的厚度和空間展布范圍。高分辨率地震數(shù)據(jù)能夠提供更精細的儲層刻畫。

物性預(yù)測(PropertyPrediction):地震反演技術(shù)可以將地震數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換為儲層巖石物理參數(shù)的圖像,如密度、聲波速度、孔隙度等。這些參數(shù)是評價儲層物性的關(guān)鍵?;诘卣鸱囱萁Y(jié)果,可以繪制孔隙度、滲透率等參數(shù)剖面或平面圖,預(yù)測儲層內(nèi)部的物性變化。

含油氣性預(yù)測(HydrocarbonIndication):地震資料本身不能直接確定巖石是否含油或含氣,但可以通過分析地震反射的振幅、頻率、相位等特征,結(jié)合巖性和物性預(yù)測結(jié)果,間接指示潛在的含油氣區(qū)域。例如,某些類型的油氣藏(如背斜、斷層遮擋)在地震剖面上可能具有特定的反射特征(如振幅異常、特定的波形)。測井資料中的伽馬射線、自然伽馬等曲線也可以提供關(guān)于烴類存在的指示,與地震解釋結(jié)果相互印證。

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五、注意事項

在氣井地震勘探的全過程中,必須關(guān)注多個方面的要求,以確保工作的順利進行、數(shù)據(jù)的質(zhì)量以及人員和環(huán)境的安全。

(一)環(huán)境保護

氣井地震勘探活動可能對作業(yè)區(qū)域的地表環(huán)境產(chǎn)生影響,因此在規(guī)劃和執(zhí)行過程中應(yīng)充分考慮并采取有效措施,減少對環(huán)境的負面影響。

1.場地選擇與評估:作業(yè)場地的選擇應(yīng)避開生態(tài)敏感區(qū)、重要自然遺跡、水源保護區(qū)等區(qū)域。在進入場地前,應(yīng)對地表植被、土壤狀況、野生動物棲息等進行評估,制定相應(yīng)的保護措施。

2.植被保護:盡量避免大面積砍伐或破壞地表植被。對于不可避免的影響,應(yīng)在作業(yè)結(jié)束后進行植被恢復(fù),如補種本地物種、覆蓋保護層等。

3.水土保持:采取措施防止水土流失,特別是在坡度較大的地區(qū)。合理安排施工道路和作業(yè)區(qū),減少地表擾動面積。雨季前對場地進行加固,防止泥石流等次生災(zāi)害。

4.廢棄物處理:作業(yè)過程中產(chǎn)生的廢棄物,如生活垃圾、廢油、廢舊設(shè)備零件等,應(yīng)分類收集并按照規(guī)定進行妥善處理,不得隨意丟棄污染土壤和水源。油品泄漏等突發(fā)情況應(yīng)有應(yīng)急預(yù)案。

5.噪聲與振動控制:震源激發(fā)和設(shè)備運行可能產(chǎn)生噪聲和振動,對周邊環(huán)境造成影響。應(yīng)選擇低噪聲、低振動的震源設(shè)備,并合理安排作業(yè)時間,盡量避免在夜間或?qū)υ肼暶舾械膮^(qū)域進行高強度作業(yè)。

(二)安全操作

安全是氣井地震勘探工作中最重要的環(huán)節(jié)之一,涉及人員、設(shè)備和環(huán)境等多個方面。必須嚴格遵守安全規(guī)程,預(yù)防事故發(fā)生。

1.人員安全:

所有參與野外數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和解釋的人員必須接受系統(tǒng)的安全培訓(xùn),熟悉作業(yè)流程、潛在風(fēng)險和應(yīng)急措施。

作業(yè)人員必須按規(guī)定佩戴個人防護裝備(PPE),如安全帽、防護眼鏡、反光背心、防滑鞋等。

震源激發(fā)操作人員需經(jīng)過專門培訓(xùn),嚴格按照操作規(guī)程進行,確保安全距離和防護措施到位。使用炸藥等危險品時,必須遵守嚴格的審批和運輸、儲存、使用規(guī)定。

檢波器鋪設(shè)和設(shè)備安裝過程中,注意高空作業(yè)和地面作業(yè)安全,防止工具和設(shè)備墜落傷人。

在復(fù)雜地形或惡劣天氣條件下作業(yè)時,應(yīng)評估風(fēng)險,必要時調(diào)整或暫停作業(yè)。

2.設(shè)備安全:

定期檢查所有設(shè)備(震源、檢波器、數(shù)據(jù)采集儀、車輛等)的狀態(tài),確保其處于良好工作狀態(tài)。不合格的設(shè)備不得投入使用。

設(shè)備的運輸和吊裝應(yīng)符合制造商的安全規(guī)定,防止設(shè)備損壞或造成人員傷害。

數(shù)據(jù)采集車輛在野外行駛時,應(yīng)遵守交通規(guī)則,注意路況和天氣,特別是在偏遠或路況不佳的地區(qū)。

3.場地安全:

作業(yè)場地應(yīng)設(shè)置明顯的安全警示標識,明確危險區(qū)域、安全通道和緊急集合點。

對于使用炸藥等震源的作業(yè),必須建立安全警戒區(qū),并安排專人負責警戒和指揮,確保無關(guān)人員遠離危險區(qū)域。

注意防火安全,尤其是在使用明火或震源涉及火花的作業(yè)中,應(yīng)配備消防器材,清理作業(yè)場地的可燃物。

(三)質(zhì)量控制

數(shù)據(jù)處理和解釋環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制是確保最終成果可靠性的關(guān)鍵。必須建立完善的QC(QualityControl)流程,對各個環(huán)節(jié)進行嚴格把關(guān)。

1.數(shù)據(jù)處理QC:

預(yù)處理階段:檢查噪聲抑制效果(如隨機噪聲水平是否顯著下降)、濾波效果(是否有效去除干擾且保留有效信號)、數(shù)據(jù)一致性(不同道、不同炮集之間是否存在異常)、靜校正效果(地表一致性是否改善)等。

一維處理階段:檢查疊加效果(信噪比提升是否明顯、同相軸連續(xù)性是否改善)、速度分析結(jié)果(速度譜形態(tài)是否合理、速度模型是否與地質(zhì)認識一致)、偏移成像效果(同相軸是否聚焦、斷層和構(gòu)造形態(tài)是否正確反映)等。

二維/三維處理階段:檢查速度模型的質(zhì)量(是否合理反映地下結(jié)構(gòu))、偏移成像質(zhì)量(分辨率、保真度、構(gòu)造細節(jié))、屬性分析結(jié)果(屬性圖是否能有效反映地質(zhì)特征)、反演結(jié)果(預(yù)測的地質(zhì)參數(shù)是否合理)等。

貫穿始終:使用可視化工具(如顯示道集、剖面、圖像對比)和定量指標(如信噪比、振幅比、一致性指標)進行監(jiān)控。關(guān)鍵步驟應(yīng)由不同人員獨立檢查或進行交叉驗證。

2.結(jié)果解釋QC:

構(gòu)造解釋:檢查斷層和褶皺的識別是否合理、追蹤是否連續(xù)、是否符合地質(zhì)力學(xué)原則、與已知信息(如鉆井、其他勘探成果)是否吻合。解釋結(jié)果應(yīng)清晰、標注規(guī)范。

儲層評價:檢查巖性識別的依據(jù)是否充分、儲層邊界繪制是否準確、物性預(yù)測結(jié)果是否合理、含油氣性預(yù)測的結(jié)論是否有可靠的證據(jù)支持。解釋報告應(yīng)邏輯清晰、論證充分。

3.標準化與文檔化:建立標準化的處理流程和解釋規(guī)范,并詳細記錄數(shù)據(jù)處理和解釋的每一步操作、使用的參數(shù)、遇到的問題及解決方案。完整的文檔是保證工作可追溯、結(jié)果可復(fù)現(xiàn)的重要基礎(chǔ)。

4.協(xié)作與評審:鼓勵數(shù)據(jù)處理和解釋人員之間的密切協(xié)作和相互評審。定期的技術(shù)交流會和質(zhì)量評審會議有助于發(fā)現(xiàn)潛在問題,提高最終成果的質(zhì)量和可靠性。

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一、概述

氣井地震勘探是一種利用地震波在地下傳播的原理,探測儲層、斷層等地質(zhì)構(gòu)造,進而評估氣井潛力的技術(shù)手段。該技術(shù)廣泛應(yīng)用于油氣勘探領(lǐng)域,具有非侵入性、效率高、數(shù)據(jù)豐富等優(yōu)點。本手冊旨在系統(tǒng)介紹氣井地震勘探的基本原理、技術(shù)流程、數(shù)據(jù)處理及結(jié)果解釋等內(nèi)容,為相關(guān)技術(shù)人員提供參考。

二、基本原理

氣井地震勘探基于地震波的反射和折射原理,通過人工激發(fā)地震波,記錄其在地下介質(zhì)中的傳播路徑和能量變化,從而推斷地質(zhì)結(jié)構(gòu)的性質(zhì)和分布。

(一)地震波類型

1.P波(縱波):壓縮波,沿傳播方向振動,傳播速度較快。

2.S波(橫波):剪切波,垂直傳播方向振動,傳播速度較慢。

(二)反射原理

1.地震波在兩種不同介質(zhì)的界面處會發(fā)生反射和折射。

2.反射波的強度與界面的傾角、阻抗差異有關(guān)。

3.通過分析反射波的時間、振幅等信息,可推斷地下結(jié)構(gòu)的深度和形態(tài)。

三、技術(shù)流程

氣井地震勘探主要包括野外數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和結(jié)果解釋三個階段。

(一)野外數(shù)據(jù)采集

1.測線布設(shè):根據(jù)勘探目標,選擇合適的測線位置和長度。

(1)直線測線:適用于均質(zhì)介質(zhì)或簡單構(gòu)造。

(2)曲線測線:適用于復(fù)雜構(gòu)造區(qū)域。

2.道集排列:設(shè)置檢波器和震源,確保數(shù)據(jù)采集的覆蓋范圍。

(1)檢波器:常用類型包括三分量檢波器和單分量檢波器。

(2)震源:人工激發(fā)地震波,常見類型有炸藥震源和振動震源。

3.數(shù)據(jù)采集:控制震源激發(fā)和檢波器記錄,確保數(shù)據(jù)質(zhì)量。

(1)采集參數(shù):包括采樣率、記錄時長、偏移距等。

(2)質(zhì)量控制:實時監(jiān)控數(shù)據(jù)質(zhì)量,剔除無效數(shù)據(jù)。

(二)數(shù)據(jù)處理

1.預(yù)處理:對原始數(shù)據(jù)進行去噪、均衡等操作。

(1)噪聲抑制:采用濾波技術(shù)去除隨機噪聲和干擾信號。

(2)信號增強:通過道集疊加等方法提高信號信噪比。

2.一維處理:將道集數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為地震剖面。

(1)速度分析:確定地下介質(zhì)的速度分布。

(2)疊加成像:生成初至波和反射波剖面。

3.二維/三維處理:生成更高分辨率的地震圖像。

(1)速度建模:構(gòu)建地下速度模型。

(2)逆時偏移:將反射波聚焦到真實位置。

(三)結(jié)果解釋

1.構(gòu)造解釋:識別斷層、褶皺等地質(zhì)構(gòu)造。

(1)斷層識別:根據(jù)反射波連續(xù)性變化判斷斷層位置。

(2)褶皺分析:研究背斜、向斜等構(gòu)造形態(tài)。

2.儲層評價:評估儲層的厚度、物性和含氣性。

(1)巖性識別:通過地震屬性分析判斷巖性類型。

(2)含氣性預(yù)測:結(jié)合測井數(shù)據(jù)和地震屬性進行綜合分析。

四、應(yīng)用案例

以某地區(qū)氣井地震勘探為例,說明技術(shù)流程的實際應(yīng)用。

(一)項目背景

1.勘探區(qū)域:某盆地邊緣,地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。

2.勘探目標:尋找深層氣藏。

(二)數(shù)據(jù)采集

1.測線布設(shè):采用直線測線,長度10公里。

2.道集排列:設(shè)置20道檢波器,偏移距500米。

3.數(shù)據(jù)采集:使用振動震源,采樣率2赫茲。

(三)數(shù)據(jù)處理

1.預(yù)處理:去除60%的隨機噪聲。

2.一維處理:生成地震剖面,分辨率0.5米。

3.二維處理:構(gòu)建速度模型,逆時偏移成像。

(四)結(jié)果解釋

1.構(gòu)造識別:發(fā)現(xiàn)3條主要斷層,1個背斜構(gòu)造。

2.儲層評估:預(yù)測儲層厚度50-100米,含氣性良好。

五、注意事項

(一)環(huán)境保護

1.數(shù)據(jù)采集期間需避免對地表植被和土壤造成破壞。

2.震源選擇應(yīng)盡量減少對周邊環(huán)境的影響。

(二)安全操作

1.人員需佩戴必要的防護設(shè)備。

2.設(shè)備運輸和安裝應(yīng)符合安全規(guī)范。

(三)質(zhì)量控制

1.定期檢查數(shù)據(jù)采集設(shè)備,確保性能穩(wěn)定。

2.數(shù)據(jù)處理各環(huán)節(jié)需嚴格審核,防止錯誤累積。

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三、技術(shù)流程

氣井地震勘探主要包括野外數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和結(jié)果解釋三個階段。各階段均有其特定的技術(shù)要求和操作規(guī)范,確保最終獲得高質(zhì)量、高可靠性的勘探數(shù)據(jù)。

(一)野外數(shù)據(jù)采集

野外數(shù)據(jù)采集是整個氣井地震勘探工作的基礎(chǔ),其質(zhì)量直接影響后續(xù)處理和解釋的效果。該階段的核心任務(wù)是通過科學(xué)合理的設(shè)計和規(guī)范操作,獲取包含豐富地質(zhì)信息的地震記錄。

1.測線布設(shè):測線的位置、長度和密度直接關(guān)系到勘探區(qū)域覆蓋程度和目標層位的探測效果。布設(shè)測線時需綜合考慮區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征、勘探目標深度、地形地貌條件以及經(jīng)濟成本等因素。

直線測線:適用于地形相對平坦、地質(zhì)構(gòu)造較簡單的區(qū)域。其優(yōu)點是布設(shè)方便、數(shù)據(jù)連續(xù)性好,便于進行一維疊加處理。直線測線的間距通常根據(jù)勘探目標的尺度、地質(zhì)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度以及期望的分辨率來確定,常見范圍在數(shù)百米至數(shù)公里不等。

曲線測線:適用于地形起伏較大或存在復(fù)雜斷裂構(gòu)造的區(qū)域。曲線測線(如大圓弧測線、S型測線)能夠更好地適應(yīng)地表幾何形態(tài)和地下構(gòu)造的變化,提高復(fù)雜區(qū)域的數(shù)據(jù)覆蓋度和信噪比。布設(shè)曲線測線時,其形狀和半徑需根據(jù)實際地質(zhì)情況進行設(shè)計。

測線方向:測線方向的選取對于捕捉特定類型的地貌或構(gòu)造特征(如平行于主要斷裂帶、垂直于目標層傾向等)可能具有重要意義。

2.道集排列:道集是指由一個震源點激發(fā)、多個檢波點接收所組成的地震數(shù)據(jù)集合。道集排列的設(shè)計包括震源和檢波點的組合方式、空間位置關(guān)系以及記錄系統(tǒng)的配置等,是獲取有效地震信息的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

檢波器:檢波器是地震勘探中的接收器,用于將地面的振動轉(zhuǎn)換成電信號進行記錄。根據(jù)勘探目的和地下介質(zhì)特性,可選用不同類型的檢波器。三分量檢波器(同時記錄垂直和水平兩個方向的振動)能夠提供更全面的地下信息,特別適用于復(fù)雜構(gòu)造解析和巖性識別;單分量檢波器(通常記錄垂直方向的振動)成本較低,在均質(zhì)介質(zhì)或特定應(yīng)用中(如垂直地震剖面VSP)使用廣泛。檢波器的類型、道距(相鄰檢波點之間的距離)、埋置深度(對于檢波器陣列)等參數(shù)需根據(jù)勘探目標、信號頻率、地下耦合條件等因素進行優(yōu)化選擇。道距的設(shè)置影響數(shù)據(jù)的覆蓋次數(shù)和空間采樣率,通常在數(shù)十米到數(shù)百米之間。

震源:震源是人工激發(fā)地震波的能量來源,其目的是在地下產(chǎn)生足夠強度和頻帶的地震波,以探測深部地質(zhì)結(jié)構(gòu)。常用的震源類型包括:

炸藥震源:通過化學(xué)爆炸產(chǎn)生強大的沖擊波,能量集中,頻率較高,適合勘探淺層或中等深度目標,以及獲取高分辨率數(shù)據(jù)。但其使用受到安全、環(huán)保以及場地限制等多方面因素影響。

振動震源(可控震源):通過液壓或機械系統(tǒng)使震源車(或固定平臺)產(chǎn)生連續(xù)的、可控的振動,頻率范圍廣,能量可調(diào),對環(huán)境干擾相對較小,是目前應(yīng)用最廣泛的震源類型之一,尤其適用于中深層勘探和陸地、海洋多種環(huán)境。

其他震源:如空氣槍(海洋環(huán)境中常用)、重量塊(用于淺層勘探)等,根據(jù)具體作業(yè)環(huán)境選擇。

偏移距:指震源與最近一個檢波器之間的距離。偏移距的選擇是影響地震數(shù)據(jù)品質(zhì)和成像效果的關(guān)鍵參數(shù)。較小的偏移距有利于獲取淺層信息、提高近偏移距道集的信噪比,但縱向分辨率相對較低;較大的偏移距有利于提高縱向分辨率、捕捉深層構(gòu)造信息,但數(shù)據(jù)采集成本增加,且遠偏移距道集的信噪比可能降低。偏移距的范圍根據(jù)勘探目標深度、分辨率要求、經(jīng)濟預(yù)算等因素綜合確定,通常從幾十米到數(shù)千米不等。

記錄系統(tǒng):包括數(shù)據(jù)采集儀(負責同步采集和數(shù)字化地震信號)和相關(guān)的電纜、同步觸發(fā)系統(tǒng)等。記錄系統(tǒng)的采樣率(決定地震數(shù)據(jù)能夠記錄的最高頻率)、記錄時長(決定地震波能夠傳播的最遠距離)等參數(shù)需根據(jù)勘探目標深度和頻率范圍進行合理設(shè)置。

3.數(shù)據(jù)采集:這是將設(shè)計的道集排列轉(zhuǎn)化為實際地震數(shù)據(jù)的執(zhí)行過程,涉及震源激發(fā)、檢波器記錄以及現(xiàn)場的質(zhì)量控制等多個方面。

采集參數(shù)控制:震源激發(fā)參數(shù)(如震源力、頻率濾波)和檢波器記錄參數(shù)(如增益設(shè)置、濾波)需要根據(jù)實時監(jiān)測結(jié)果進行精細調(diào)整,以優(yōu)化信號質(zhì)量。例如,通過調(diào)整震源頻率窗口,可以增強目標層位反射信號的能量,同時壓制淺層干擾。

同步與激發(fā):確保震源激發(fā)與檢波器記錄在時間上的精確同步,以及震源能量在空間上的均勻分布,對于后續(xù)的疊加處理至關(guān)重要。

實時監(jiān)控與質(zhì)量控制(QC):現(xiàn)場工程師需對采集過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行實時監(jiān)控,包括檢波器記錄的信號形態(tài)、信噪比、道間一致性等。通過分析現(xiàn)場采集的道集記錄(RawTrace),及時發(fā)現(xiàn)并處理可能影響數(shù)據(jù)質(zhì)量的因素,如設(shè)備故障、人為干擾、場地效應(yīng)等。剔除不合格的數(shù)據(jù)段或整個記錄,是保證最終數(shù)據(jù)質(zhì)量的重要措施。建立完善的現(xiàn)場QC流程和標準,是獲取可靠勘探數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。

(二)數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理是將原始采集的地震數(shù)據(jù)(道集記錄)通過各種數(shù)學(xué)和信號處理方法,轉(zhuǎn)化為能夠反映地下結(jié)構(gòu)特征、便于解釋的地震剖面或圖像的過程。這是一個復(fù)雜且系統(tǒng)的計算過程,涉及多個處理模塊和算法。

1.預(yù)處理:預(yù)處理的主要目的是消除或減弱采集過程中引入的各種噪聲和干擾,統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式,為后續(xù)的一維和二維處理奠定基礎(chǔ)。預(yù)處理階段通常在共中心點(CSP)道集或共偏移距(COP)道集層面上進行。

噪聲抑制:地震數(shù)據(jù)采集過程中會受到各種噪聲的干擾,如隨機噪聲(ShotNoise)、地面振動(GroundRoll)、多次波(MultipleReflections)、調(diào)幅干擾(AmplitudeModulation)等。不同的噪聲類型需要采用不同的處理技術(shù)進行抑制。

道集疊加(Stacking):通過對同一點位、同一炮集的多個道進行疊加,可以有效增強同相軸(如反射波)的能量,壓制隨機噪聲。常見的疊加方法包括共中心點疊加(CSPStacking)、共偏移距疊加(COPStacking)等。疊加次數(shù)越多,信噪比提升越明顯,但同時也可能放大噪聲和誤差。合適的疊加次數(shù)需根據(jù)數(shù)據(jù)質(zhì)量和勘探目標權(quán)衡確定。

濾波(Filtering):利用濾波器(如低通濾波、高通濾波、帶通濾波、帶阻濾波)選擇性地通過或阻止特定頻率范圍內(nèi)的信號,以去除特定類型的噪聲。例如,使用高通濾波去除低頻的地面滾動噪聲,使用帶阻濾波去除干擾頻率信號。

多次波抑制(MultipleSuppression):多次波是地震波在地下多次反射形成的干擾波,往往與有效反射波疊加,影響成像。常用的抑制方法包括預(yù)測反褶積(PredictiveDeconvolution)、迭代反演(IterativeInversion)、自適應(yīng)濾波(AdaptiveFiltering)等。這些方法旨在分離或消除多次波能量,恢復(fù)有效信號。

其他處理:如正?;∟ormalization,統(tǒng)一道集的能量或振幅)、去趨勢(Detrending,去除數(shù)據(jù)的線性趨勢)、靜校正(StaticCorrection,補償?shù)乇淼匦巫兓鸬臅r差)等。

數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一與檢查:將來自不同震源、不同記錄格式的數(shù)據(jù)進行格式轉(zhuǎn)換和統(tǒng)一,檢查數(shù)據(jù)的完整性、一致性和有效性,確保數(shù)據(jù)符合后續(xù)處理的要求。

2.一維處理:一維處理的主要目標是將共中心點道集(CSP)或共偏移距道集(COP)轉(zhuǎn)化為沿測線方向的地震剖面(SeismicSection),突出顯示地下的垂直層序和主要反射界面。一維處理通常沿著測線方向進行,其結(jié)果為單條測線的地震剖面。

速度分析(VelocityAnalysis):地震波在地下介質(zhì)中傳播的速度是地震資料解釋的關(guān)鍵參數(shù)。速度分析旨在確定地下介質(zhì)的速度分布,特別是用于后續(xù)的偏移成像。常用的速度分析技術(shù)包括:

時深轉(zhuǎn)換(Time-DepthConversion):利用已知的地面控制點(如鉆井測井數(shù)據(jù))建立時間和深度的關(guān)系,推算地下不同層位的速度。

速度譜分析(VelocitySpectrumAnalysis):通過分析共中心點道集的頻率-時間譜,識別主要的反射層位,并利用這些層位建立速度隨偏移距的變化關(guān)系(速度場)。

層速度分析(LayerVelocityAnalysis):提取連續(xù)的、具有物理意義的層速度剖面,用于更精確的時深轉(zhuǎn)換和成像。

地下速度結(jié)構(gòu)通常是非均勻的,速度分析需要綜合考慮區(qū)域地質(zhì)資料和鉆井數(shù)據(jù),建立合理的速度模型。

疊加成像(MigrationImaging):疊加是地震數(shù)據(jù)處理的核心步驟之一,旨在將分布在不同偏移距上的反射波同相軸聚焦到它們的真實地質(zhì)位置。一維疊加(如共中心點疊加)主要壓制橫向干擾,但無法完全解決波走時曲率問題,導(dǎo)致同相軸在水平方向上變形。偏移(Migration)技術(shù)則能夠克服這一問題,將散射點或繞射點產(chǎn)生的能量聚焦到正確的位置,生成更符合地質(zhì)實際的垂直剖面。

初至波疊加/偏移(FirstArrivalMigration):利用地震波傳播的初至信息進行成像,主要用于速度結(jié)構(gòu)相對簡單或需要快速獲取初步速度信息的場景。

反射波偏移(ReflectorMigration):利用反射波信息進行成像,是目前主流的一維偏移方法。通過將共偏移距道集或共炮點道集數(shù)據(jù)經(jīng)過時間偏移或空間偏移,將反射同相軸聚焦,生成高分辨率的地震剖面,直觀顯示地下的層序、斷層和圈閉等特征。常用的反射波偏移方法包括有限差分偏移、逆時偏移(TimeMigration)等。

3.二維/三維處理:在一維處理的基礎(chǔ)上,進一步進行二維或三維處理,以獲得更大范圍、更高分辨率、更符合地質(zhì)實際的地下結(jié)構(gòu)圖像。二維處理通常是在多條一維測線的基礎(chǔ)上進行的,而三維處理則是在整個三維觀測區(qū)域進行。

速度建模(VelocityModeling):在二維或三維處理中,建立準確的地下速度模型至關(guān)重要。速度模型是描述地下介質(zhì)速度分布的三維(或二維)體。速度建模是一個迭代優(yōu)化的過程,需要綜合運用區(qū)域地質(zhì)資料、鉆井資料、地震速度分析結(jié)果等信息。常用的方法包括:

基于數(shù)據(jù)的速度建模:利用地震數(shù)據(jù)中的同相軸信息(如共反射點道集、共偏移距道集)來約束和改進速度模型。

模型迭代:結(jié)合已知速度點(來自鉆井或測井),逐步調(diào)整速度模型,使其與觀測數(shù)據(jù)更加吻合。

逆時偏移(TimeMigration/ReverseTimeMigration,RTM):這是目前最常用的高分辨率三維偏移方法之一。逆時偏移通過模擬地震波從檢波點反向傳播到震源的過程,能夠更準確地處理復(fù)雜的地下結(jié)構(gòu)和波場擴散效應(yīng),將反射波聚焦到真實的地質(zhì)位置,生成高保真度的三維地震圖像。逆時偏移對計算資源要求較高,但成像質(zhì)量通常優(yōu)于其他方法。其基本步驟包括:建立初始速度模型、計算地震射線理論道集、進行反向傳播(Backpropagation)、計算逆時偏移算子、應(yīng)用偏移算子對記錄數(shù)據(jù)或理論道集進行成像。

其他二維/三維處理:除了偏移成像,二維/三維處理還包括屬性分析(AttributeAnalysis)、反演(Inversion)等內(nèi)容。

屬性分析:提取地震數(shù)據(jù)的各種數(shù)學(xué)屬性(如振幅、頻率、相位、紋理等),這些屬性可以提供關(guān)于巖性、物性、流體性質(zhì)等信息的額外線索,輔助地質(zhì)解釋。

反演(Inversion):將地震數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換為地質(zhì)參數(shù)(如密度、聲波速度、孔隙度等)的圖像。反演可以提供比傳統(tǒng)地震解釋更豐富、更直接的地下信息,是地震資料解釋的重要發(fā)展方向。

(三)結(jié)果解釋

結(jié)果解釋是氣井地震勘探工作的最終環(huán)節(jié),其任務(wù)是對經(jīng)過處理得到的地震剖面或圖像進行綜合分析,結(jié)合其他地質(zhì)信息,推斷地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的特征、分布以及儲層參數(shù),為油氣勘探目標評價和井位部署提供依據(jù)。

1.構(gòu)造解釋(StructuralInterpretation):構(gòu)造解釋主要關(guān)注地下斷層、褶皺等構(gòu)造形態(tài)的識別、描述和綜合分析,以理解地層的空間展布和變形歷史。這是油氣勘探中至關(guān)重要的一步,因為圈閉的形成與構(gòu)造特征密切相關(guān)。

斷層識別與追蹤(FaultIdentificationandTracking):斷層是地殼中巖石斷裂面兩側(cè)巖體發(fā)生相對位移的構(gòu)造。在地震剖面上,斷層通常表現(xiàn)為反射同相軸的突然中斷、位移、彎曲或變形。識別斷層需要仔細分析地震數(shù)據(jù)中的不連續(xù)性。斷層追蹤是指在多條地震剖面上將識別出的斷層進行連接,形成連續(xù)的斷層展布圖。斷層追蹤應(yīng)遵循一定的規(guī)則,如優(yōu)先追蹤反射連續(xù)性最好的同相軸,考慮斷層的幾何形態(tài)和運動學(xué)特征等。斷層的性質(zhì)(正斷層、逆斷層、平移斷層)和活動性(是否發(fā)育新近的斷層活動)也是解釋的重要內(nèi)容,但需要結(jié)合其他資料(如鉆井、巖心)進行判斷。

褶皺分析(FoldAnalysis):褶皺是巖層由于地殼運動產(chǎn)生的波浪狀彎曲。地震剖面上的褶皺表現(xiàn)為一系列平行排列的、形態(tài)對稱或不對稱的波谷和波峰。褶皺分析包括識別褶皺類型(背斜、向斜)、確定褶皺的軸向、傾伏方向、幅度和規(guī)模等。背斜構(gòu)造是油氣圈閉的常見類型,其頂部圈閉的形態(tài)和幅度對油氣聚集至關(guān)重要。地震資料可以提供關(guān)于背斜形態(tài)的詳細信息,但需要結(jié)合其他信息(如蓋層的封閉性)進行綜合評價。

構(gòu)造樣式分析(StructuralStyleAnalysis):研究一個區(qū)域內(nèi)主要構(gòu)造變形的幾何形態(tài)、運動學(xué)特征和動力學(xué)背景。這有助于理解區(qū)域構(gòu)造演化過程,預(yù)測有利勘探區(qū)帶。

2.儲層評價(ReservoirEvaluation):儲層評價利用地震數(shù)據(jù)和屬性分析,結(jié)合測井、地質(zhì)等資料,對潛在的油氣儲層進行描述和評價,主要關(guān)注儲層的類型、分布范圍、厚度、物性(孔隙度、滲透率)和含油氣性。

巖性識別(LithofaciesRecognition):不同的巖石類型具有不同的地震響應(yīng)特征(如振幅、頻率、相位、波形等)。通過地震屬性分析(如振幅、頻率、相干性、反演結(jié)果等),可以嘗試識別不同的巖性組合(巖相),如砂巖、碳酸鹽巖等。地震巖性識別是一種間接的手段,通常需要與測井數(shù)據(jù)、區(qū)域地質(zhì)資料相結(jié)合,以提高識別的可靠性。

儲層厚度與展布(ReservoirThicknessandDistribution):利用地震同相軸的連續(xù)性和追蹤結(jié)果,可以繪制儲層頂?shù)捉绲牡葧r圖或等深圖,從而確定儲層的厚度和空間展布范圍。高分辨率地震數(shù)據(jù)能夠提供更精細的儲層刻畫。

物性預(yù)測(PropertyPrediction):地震反演技術(shù)可以將地震數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換為儲層巖石物理參數(shù)的圖像,如密度、聲波速度、孔隙度等。這些參數(shù)是評價儲層物性的關(guān)鍵?;诘卣鸱囱萁Y(jié)果,可以繪制孔隙度、滲透率等參數(shù)剖面或平面圖,預(yù)測儲層內(nèi)部的物性變化。

含油氣性預(yù)測(HydrocarbonIndication):地震資料本身不能直接確定巖石是否含油或含氣,但可以通過分析地震反射的振幅、頻率、相位等特征,結(jié)合巖性和物性預(yù)測結(jié)果,間接指示潛在的含油氣區(qū)域。例如,某些類型的油氣藏(如背斜、斷層遮擋)在地震剖面上可能具有特定的反射特征(如振幅異常、特定的波形)。測井資料中的伽馬射線、自然伽馬等曲線也可以提供關(guān)于烴類存在的指示,與地震解釋結(jié)果相互印證。

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五、注意事項

在氣井地震勘探的全過程中,必須關(guān)注多個方面的要求,以確保工作的順

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