干货丨​用三维的观点和方法研究地下三维问题
发布时间:2020-01-08

 

什么是三维地震勘探?


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;

 

 二维地震剖面

↓ 三维地震模型

 

三维地震勘探可大大改善记录质量,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。

 

 

 

三维地震勘探的优势

 

 


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。

由上至下:三维地震模型、原始剖面、二维偏移剖面、三维偏移剖面

 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。

 

 

 

 

三维地震勘探观测系统布设原则与分类

 

 

 

 01 观测系统设计原则  

  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,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,保证地震记录特征稳定,便于岩性、岩相研究。

 

 02 观测系统类型与选择  

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。

 

2.1 规则型观测系统

 

十字型观测系统,由此衍生成L型、T型

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

 

 

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。

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。

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。

1)垂直型观测系统

2)平行线型布置

3)积木型(又称斜交型)炮点线与接收点线彼此斜交置

 

路线型(宽线剖面)

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。

 

2.2 不规则型观测系统

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。

  1. 叠加次数一般较低,而且不均匀。

  2. 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。

  3. 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。

 

 

 

三维地震资料处理流程

 

 

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。

 

 

 

三维地震资料的特点

 

 

 01 真归位后交点闭合  

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。

 

 02 无侧反射  

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。

 

 03 水平分辨率高  

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,使水平分辨率显著提高。

 

 04 水平切片和层振幅显示功能  

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。

 05 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。

 

 06 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。具有软硬件系统成套,由多家石油公司生产销售。

 

 

 

三维地震勘探对信号接收记录系统(地震仪)的要求

 

 

 

 宽动态范围,高灵敏度,低本底噪声:保证记录深层反射的弱信号,满足深层宽方位角,大炮检距的记录要求;

 可靠的内置存储:每一炮或者每一条炮线,都是大把燃烧的人民币,一旦数据丢失或者损坏,可就真的打水漂了。

 无线控制/实时监测/数据传输与下载:三维地震勘探意味着全地形均匀布设,为避免河道等地形影响,应具有无线操作与数据传输功能。

 普适的外接网络:一般的无线记录地震系统,往往是通过WiFi或无线电来进行通讯和控制,但一旦地形起伏或遮挡,无线通讯质量会迅速变差,因此,能够兼容有线以及其他无线通讯网络(卫星信号,移动通讯网络)的普适网络选项也相当重要。

 GPS授时:时钟同步对数据精度的重要性无需多言。

 

 01 iSeis&Seismic Source公司无线三维地震勘探系统  

Sigma 4是一种性能极为优越的3/4通道一体式无线连续记录地震系统,在无需任何数字传输电缆的情况下,可完美地实现传统设备所有功能,包括震源控制系统、灵活的数据采集系统、GPS时间同步系统、远程控制系统、数据记录质量检查系统、以及地震数据收集功能等。

Sigma已经几乎被用于所有类型的记录工作:结合多台可控源震源车,从简单的2D到复杂的3D应用。Sigma的独特特性使其可以完美地应用于三分量测量、单点接收、地质技术、被动源勘探、微震、以及永久监测。Sigma可以在多种震源下单独应用或与有线设备联合部署使用。

 

 02 卓越技术优势完美适用于三维地震勘探  

卓越的数据质量:

宽动态范围:126dB、低本底噪声:0.09 μV RMS、低失真:0.0001%,高最大输出。

可靠的内置存储与数据传输:

工业级闪存、无数据丢失、大容量存储;

通过网络或USB口下载当前或历史数据,不中断记录状态。

最好的操作性能:

无需任何数字传输电缆的情况下,完美实现传统设备所有功能,包括震源控制系统、灵活的数据采集系统、GPS时间同步系统、远程控制系统、数据记录质量检查系统、以及地震数据收集功能等;

超高速采样、长记录时长、智能触发算法。

普适的外接网络:

支持实时数据网络,通过网络可边记录边下载,适用所有IPv4协议媒介,包括星型拓扑+菊花链WiFi网络,有线/WiFi/ Mesh WiFi/移动通讯网络/Satellite 卫星信号。

时间同步:

GPS可驯时钟:所有设备通过GPS模块对时;同步触发采集;主/从时间同步。

内置检测功能:数据质量控制、设备检测、传感器检测。

检波器配件:可选内置2Hz检波器元件,1个纵向,2个剪切方向;任何外置检波器传感器(如1, 2, 4.5, 10, 16 Hz);外置低频(<20s周期)三分量宽频带测震仪。

加速度计选项:“高动态范围”力平衡加速度计;“低噪声”力平衡加速度计-井下和拱顶支撑;水听器选项。

 

 03 典型配置展示  

实时数据网络连续记录模式配置与功能。

● 人工震源

例如:反射法、折射法、多道面波分析法

震源连接至时断记录器以记录炮点位置与时刻

 

 

● 在WiFi/有线网络允许情况下使用实时炮点记录

● 可以下载任何丢失的炮点记录或数据,当网络不是100%或有单元在自主模式时。当新的数据导入时,已处理过的炮点数据将再次被处理

● 实时噪音监控

● 无不完整的炮点/数据

● 允许使用不同的记录长度或预触发延迟(以及可控震源的不同扫频)重新处理所有的炮点记录
 

 

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