三维(3D)地震勘探.ppt

1 3D 地震勘探 2 3 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。 大大改善记录质量，提高信号的清晰度和分辨率，从而提高解决地质问题的能力，能 把油气田的位置确定得更准确。 由于三维地震最后得到的是一组立体的数据，根据这个数据体就能给出地层的立体图 像（三维立体图）。同时，也可给出由浅至深，一层层的水平切片图，将这些图制成 动画，人们就能像看电影一样来解释地下地质情况，省时省力又精确。 4 发达国家 20世纪 70年代开始使用 中国 20世纪 80年代迅速发展起 来 野外资料采集 室内资料处理 成果解释 三维地震 是将地震测网按一定规律布置成方格 状或环状的地震面积勘探方法。 5 三维地震勘探技术发展方向主要包括 3方面： 一是发展万道地震采集技术。 采用万道地震仪 (测线在 30000道以上 )和数字 检波器进行单点激发、单点接收、大动态范围、多记录道数、多分量地震、全 方位信息、小面元网格、高覆盖次数的特高精度三维地震采集技术。 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。 三是进行高精度精细地震解释。 随着微机性能的提高、成本的降低以及可 视化解释软件的发展，三维可视化解释技术的发展趋向是微机群，即用于解释 的微机群将以两种形式存在：一种是集成并行机群，用于大数据量的计算和三 维可视化分析；另一种是分布式机群，人手一台，通过网络连接，用于精细解 释研究。 6 用三维的观点和方法 研究地下三维问题， 才能得出地质构造的 全面认识。 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 7 8 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。 9 三维地震野外数据采集 观测系统的设计原则 1.在一个共炮点道集式一个共 CDP道集内地震道应均匀分布。即，炮点距、道 间距一般均匀分布，布保证同时勘探浅、中、深各目的层。即能取得各反射 层的有用反射波信息，又能用来进行速度分析。 2.在一 CDP道集内各炮检距连线的方位方向应当尽可能比较均匀地分布在中心 点的 CDP点 360 的方位上。 3.地下各点的覆盖参数应尽可能相同，保证叠加参数相同。均匀的覆盖参数 是保证反射记录振幅均匀，频率均匀的前提，从而保证地震记录特征稳定， 便于岩性、岩相研究。 观测系统的类型与选择： 规则型：地面施工条件好，无施工障碍的地区。炮点和检波点按一定的规律 有规则的分布。 不规则型：地面施工条件不好，有施工障碍的山区 、水泡等。 不规则型观 测系统仅适用于地表障碍物多，通行条件差，不能按正常观测系统施工的地 区，可根据地面条件和地质任务的要求设计成各种类型。 10 规则型观测系统：十字型观测系统， 由此衍生成 L 型、 T型 o o o o o o o o o o o L型 宽十字型 T型 1.十字型观测系统 这类观测系统可将地下网格面积分布在需要勘探的地区，湖泊、村镇等。在进 行小面积三维观测时，用多道仪器，多个炮点即可完成野外采集。 施工时，接收点排列不动，炮点沿炮线逐点激发。 缺点是：单次覆盖 11 组合型观测系统 从炮点和接收点分布关系，可分为垂直型、平行型和斜交型。 1）垂直型观测系统 该系统一般由十字型观测系统 组合或衍生而来，主要有 直式栅 状系统 和 地震线束观测系统 。 可作为小面积三维观测网，将 地下网格面积分布在需要勘探的 地区。 12 60 120 180 240 160m 210 150 90 61 121 181 1 30m 80m 40m 图 5-7四线六 炮中点激发 50cm 200m 60 120 180 240 61 121 181 1 100m 四线六炮端点激发 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。 地震线束观测系统是目前三维地震大面积施工中最常用的类型， 该系统是由多条平行的接收排列和垂直的炮点排列组成。 13 观测方式： 8线 5炮 240道 使用道数： 8 （ 120+120）道 =1920道 覆盖次数： 4 15 面元大小： 12.5m 25m 道 距： 25m 排列线距： 250m 纵向炮排距： 200m 横向炮点距： 50m 最大纵向炮检距： 2987.5m 排列横向滚动距离： 250m 最小纵向炮检距： 12.5m 观测系统（大港油田王官屯三维 ） 14 2）平行线型布置 15 3)积木型（又称斜交型）炮点线与接收点线彼此斜交 16 沿测线布置检波和炮点，可以得到测线附近条带上的反射资料。 宽线剖面处理后，能确定地下反射界面的位置、倾角和倾向， 分析波的来源，提高剖面信噪比。 4)路线型（宽线剖面） 17 不规则型观测系统仅适用于地表障碍物多，通行条件 差，不能接正常观测系统施工的地区，可根据地面条件 和地质任务的要求设计成各种类型。 不规则型观测系统的优点是灵活机动，放炮时炮点和 检波点位置选择灵活方便，但它们有以下共同缺点。 叠加次数一般较低，而且不均匀。 炮检距变化范围一般较小，仅在个别点上有从小到 大比较完整的炮检距。 资料处理比较复杂。 由于存在上述问题，不规则型观测系统一般只用于通 行条件困难的地区，并且仅在信噪比高的地区才能得到 较满意的结果。 2、不规则型观测系统 18 19 一、面积测量系统反射波时距图 O到 P点的路径 r1为 由 P点到 S点的路径 r2为 令速度为 V,则 S点记录到的来自 P点的绕射波到达时间为 为了简化起见 ,令绕射源 P在坐标原点 O的正下方 ,则自激自收旅行时为 : 为了书写方便 ,将 xi写成 x,则 由此可见 ,面积测量反射波时距图为 极小点在 P点的旋转双曲面。 20 有的地区由于地表条件受限制，为了完成地震勘探任务，往往把测线布 成折曲测线，波状测线及环形测线。这类测线的基础是弯曲测线，弯曲 测线的时距方程为： 二、折曲测线观测系统反射波时距图 由上式可见，弯曲 测线反射波时距曲 线是一条与激发和 接收点的平面坐标 有关的，复杂的空 间曲线，不管曲线 多么复杂，只要能 用数学方式模拟， 就可通过方程的方 法把反射界面研究 下来。 21 三、共反射面元 面积测量和折曲测线观测系统的三维多次覆盖技术不能 严格遵守共反射点叠加的定义，必须给予新的含义，实 际的共反射点道集随着测线的改变或测线弯曲会有一定 的离散， 围绕着理论共反射点位置的这些实际的地下共 反射点道集，称为“共反射面元”。 “共反射面元”叠加，是指“共反射面元”道集内各反 射点信号的叠加，叠加结果应该象来自同一反射点那样 使信号得到加强。 22 三维地震资料处理与二 维相似，但各个处理环节 必须 考虑三维特性和庞大 的数据体的操作与管理 。 三维地震资料处理大致 可分为 预处理，常规处理， 特殊处理 及 成果显示 四大 部分。 三维地震资料处理流程 23 三维地震资料的解释 构造解释 岩性解释 24 三维地震的六个特点： 真归位后交点闭合 无侧反射 水平分辨率高 具水平切片和层振幅显示功能 人机联作解释 彩色显示 三维地震资料的解释 25 一、三维地震 资料的特点 1.与二维相比， 三维可以做到真 正的空间归位， 因此三维偏移资 料上无闭合差， 剖面上的背斜、 断层等形态、大 小、位置也较准 确。 26 交叉剖面显示 27 2.三维地震 可消除侧反 射影响，因 而背斜圈闭 形态与大小 比较真实。 不像二维地 震由于侧反 射影响，背 斜往往变宽， 变大，尤其 是低幅度背 斜的失真明 显。 28 3.三维地震在纵、横两个方向上密集设置测点，测点距 一般 20-100m，常见为 50 50或 50 75m，因而在地下 每 20-37.5m获得一个信息，使 水平分辩率显著提高 。 一个蛇 曲河 道 在三维 地震显 示中， 得到了 河道整 体展布。 29 A、 L75线局部剖面，浅层断层清楚，信噪比高。 30 4.三维资料是一个数据体，可以在任意方位上切片显示：如 主测线方向 In line，横测线方向 Cross line，过井切片，斜切 片，水平切片，层切片，尤其象 水平切片和层振幅切片是 三维解释中所特有的功能 。 31 用水平切片直接 做构造图。 32 5.彩色显示 ： 三维资料 均采用彩色显示，彩色 成图，彩色输出。这样 提高了地震资料的视觉 分辨率 。 33 34 6.人机联作解释 解释常在 工作站 上进行。工作站一般包括图象处理机，辅助图象存 储器，数据输入装置和 显示终端。配备的软件包括许多专用的模块。 国内市场上常用的是 Landmark工作站， Geoquest工作站等。具软硬 件系统成套，由多家石油公司生产销售。 35 三维地震资料显示 三维数据体 折曲测线剖面 对角线测线剖面 横剖面 水平剖面 纵剖面 立体显示 垂向剖面 等时切面 等时系列切面 全息图 三维立体图 36 inline 、 subline：垂直于构造走向的剖面（主测线） Crossline：平行于构造走向的剖面（联络测线） 水平切片 ： （ time slice）每一张切片是地下不同层位 的信息在同一时间内的反映。相当于 某一等时面得地 质图 。即同一张切片里显示了不同层位的信息，如反 射振幅强弱、频率高低、信噪比变化、断裂分布、断 距、构造、异常体等。而同一层位的信息又连续清晰 地反映到多张切片上。利用连续的水平切片进行三维 作图，能大大提高构造图的精度。 37 三维地震数据体 从三维地震数据体提取的 垂直剖面和地震切片 38 水平切片 是地下不同层位的信息在同一时间内的反映，它相当于某一等时面的地质图， 即同一张切片里显示了不同层位的信息。 沿层切片 是沿某一个没有极性变化的反射界面，即沿着或平行于追踪地震同向轴所得 的层位进行切片 ,它更倾向于具有地球物理意义。沿层切片把地下同一层位的信息显示 到一张切片上。 地层切片 是以解释的两个等时沉积面为顶底，在地层的顶底界面间按照厚度等比例内 插一系列的层面，沿这些内插的层面逐一生成切片，这种切片比时间切片和沿层切片 更接近于等时界面。 39 沿层切片立体显示 40 三维数据体中部分数据体的显示 41 42 层位解释 某地区高精度三维地震资料解释 层面透视图显示 T1 T2 43 T06 T1g4 T2 T1-1 T1 立体雕刻图 从各反射层构造图上看，本区整体的构造趋势是两边高，中间低 ,各层构造格局大体一 致，三级构造具有良好的继承性，由深至浅逐渐趋于平缓。 构造及断裂特征 44 层位解释 某地区高精度三维地震资料解释 地震数据体的三维立体显示 45 某 地 区 单 砂 体 立 体 展 示 总之，通过一系列的方法结合属性预测圈定单砂体，对各段单砂体 的进行空间立体展示。 46