第17卷 第3期 地 球 物 理 学 进 展 V ol.17 N o.3 2002年9月(473～479) PROG RESS I N GE OPHY SICS Sept.2002油气非地震勘探技术的发展趋势
何展翔1,2 贺振华1 王绪本1 孔繁恕2
(1.成都理工大学,成都610059; 2.中油地球物理勘探局五处,河北定兴072656)
[摘 要] 提出未来非地震技术的两个主要发展方向:面向高成熟区和复杂区的高精度非地震勘探技术和面向油气预测与油田开发的非地震岩性勘探技术;阐明了未来三维非地震技术及综合勘探技术对高精度、高效益油气勘探的重要性,指出了非地震技术在油气预测与油田开发中将占有重要地位,将发挥其特殊的作用,展现了油气非地震勘探技术广阔的应用前景.
[关键词] 非地震勘探技术;油气勘探;油田开发
[中图分类号] P315 [文献标识码] A [文章编号] 100422903(2002)0320473208
0 引 言
非地震勘探技术包括了重力、磁力、电法、化探等多种勘探手段,是油气勘探中不可或缺的一个方面军.几十年来,非地震勘探技术在盆地早期普查中为地震勘探导向,发挥了重要作用,其勘探方法技术也发生了日新月异的变化.一方面,随着勘探工作的不断深入,勘探工区地表地质条件更加复杂,地震勘探遇到了前所未有的困难,非地震技术为其提供了参考和补充,在区带评价和目标勘探等多种油气勘探领域取得了明显的效果;未来油气勘探将面临更为复杂的勘探难题,单一物探方法已不能满足勘探要求,多种方法联合勘探是必然趋势,非地震技术将扮演重要角色.另一方面,油田开发增储上产、提高采收率以及寻找剩余油藏将是石油工业面临的重要课题,非地震在油田开发中有着不可低估的作用.
因此,非地震勘探技术会更多地跟随油气勘探市场的变化而发展,并推出具有特色的技术系列.其中面向高成熟区和复杂区的勘探技术和面向油气预测与油田开发的勘探开发技术是未来非地震技术的两个主要发展方向.
1 面向高成熟区和复杂区的非地震技术
新区处女地越来越少,高成熟区和地震地表复杂区则会增加,这种情形将改变石油工业对勘探技术的需求.针对这类复杂区的勘探技术除地震之外,将是三维非地震以及多种勘探技术的联合.
1.1 三维是高精度非地震技术的发展方向
重、磁勘探向三维发展最主要的特征是重、磁场的三维正、反演模拟.由于野外重、磁采集一般采用规则三维网,而现行的数据处理,如各种异常的提取也总是以面积数据为对象,因此,重、磁野外采集几乎不要做什么变动,最主要的是数据的正反演向三维发展以提高解释精度[1],特别是配合其它物探方法进行处理解释可以发挥重要作用.
[收稿日期] 2001212205; [修回日期] 2002205205.
[基金来源] 国家自然科学基金项目(40074036)资助.
[作者简介] 何展翔,男,1962年11月生,湖南平江人,高级工程师,毕业于中国地质大学,硕士,研究方向电磁勘探.
(Email:hezhanxiang@https://www.doczj.com/doc/4c8156120.html,)
电磁三维勘探技术中,大地电磁或CE MP 的三维是最容易实现的,因为MT 或CE MP 以天然电磁场为场源,其场源具有平面波特征、近似垂直入射,不牵涉到人工场源问题,因此,其采集较三维地震来说要简单.在平原地区可以采用规则测网,电极首尾成网状相接,构成一个地面电场网络系统,实现高精度记录地面电场变化,以反映出地表电性特征,更有效地解决静态位移,特别是通过远参考技术,进一步统一地面电磁场,压制噪音,提高野外数据采集精度.对于山地及其它复杂地表地区则须采用不规则测网,电极也无法实现首尾相接,但可以统一电磁场测量方向,使整个探区电磁测量具有足够密集的控制点,足以高精度记录地面电场变化,反映出地表电性特征.对于磁场测量,由于磁场变化的平稳性,磁探头可以相对少一些,比如9网格中心、16网格中心或25网格中心布设一个磁探头.国内,3D 大地电磁采集已具备基本硬件条件,近年引进的V5-2000G PS 同步系统,具备同时布设180道的采集能力;MT -24网络遥测系统具有96道的采集能力.
电磁三维勘探数据处理技术中,也是天然场源的MT 或CE MP 方法发展较快.经过十多年的发展,常规MT/CE MP (一维或二维)已渐趋成熟,而准三维面积性的MT 采集也较常见(测网密度较稀、也不规范),但三维处理事实上还未能真正实现.近年来,随着计算机内存和速度的倍增,其三维模拟的应用已不再是遥远之事.三维大地电磁模拟与成像研究逐渐升温.1999年10月,在美国西雅图曾召开一个国际三维电磁专题研讨会,2000年与2001年连续两届SEG 年会上三维模拟成为电磁专题的主要内容,研究论文都达十余篇之多,研究的气氛与成就都令人鼓舞.当然三维电磁研究主要为模拟算法的研究,3D 电磁模拟应用还处于前沿,对于实际生产应用仍然是一个富有挑战性的课题.但有关成功应用实例的报道开始见于相关文献,在SEG 69年会上给出了日本国家石油公司在逆掩断层区为找油气而采集的178个3D 大地电磁(MT )数据点的反演结果[2],其结果要比二维模拟更精确,得出的解释更为合理,在SEG 70年会上进一步报道了他们更好的反演结果.国内中国地质大学,地震局地质所以及石油物探局也开展了三维模拟的应用研究.但对于不规则和带地形的测网其模拟和算法更为复杂,应加强研究;特别是计算机内存和速度是3D 大地电磁应用的瓶颈.
人工源的三维电磁技术,是三维电磁技术发展的最终方向,发展大功率建场测深是电磁勘探数据采集精度和理论分辨率提高的必由之路.石油物探局的大功率建场测深采用250kw 的大功率发射机,可以极大地提高数据采集精度,一般能达到0.5%,这是天然场源方法
所无法企及的.理论上建场测深所记录的信号E (t )与地下电导(σ)的关系为E (t )∝σ1/3,
而MT 是Z (ω)∝σ1/2,可见建场法比MT 对地下电性反映灵敏度更高.不过目前建场法采集
分量少,是向高分辨率发展的障碍,克服的办法只有增加采集分量,像MT 那样进行全张量观测.但对于复杂构造区,场源效应是人工源方法不可避免的麻烦,解决的方法就是像地震勘探那样进行多场源的覆盖采集.未来电磁技术发展方向是人工源、五分量张量记录多场源覆盖的三维勘探,以及在地震工作站上运行的电磁数据和类似于地震剖面的电磁剖面成果.
勘探市场的需求是三维技术发展的推动力,现代数据处理技术和电子技术的迅速发展是三维非地震技术的催化剂.三维电磁勘探对于解决复杂地表及复杂地震地质条件下的地质难题有很大帮助.图1是在塔里木却勒实施的三维MT 勘探成果,该区构造主体地表复杂,浅层膏盐发育,地震激发与成像都遇到困难,根据二维地震部署的却勒1井没有打到构造高点;图1三维MT 成果清楚表明,却勒1井位于电性低的部位,深部构造高点在该井以
?
474? 地 球 物 理 学 进 展 17卷
北.该三维MT 成果为三维地震建模提供了重要参考,也丰富了构造的认识.对于地震深部盲区、盐下构造、逆掩推覆、潜山等,3D 电磁技术不仅可以提供重要的补充,而且能提供独立的构造信息,特别是在电磁和地震方法联合时,其作用不是“1+1=2”而是“1+1>2”.
图1 却勒三维MT 反演深度切片Fig.1 Depth slice of 3D MT invert
1.2 综合是高效益非地震技术的
发展方向
近年来,重、磁、电资料的解
释,特别强调与地震结合,在综合
解释工作站的平台上进行重、磁电
的处理与解释,一方面修正补充地
震信息,另一方面在地震构造框架
中充填密度、磁化率、电阻率等解
释参数.这里的综合是多种方法多
种信息的立体交叉综合,即重、磁、
电的多种解释参数与地震数据、测
井数据及其它地质地球物理信息在空间互约束的综合,即进行互关联的正反演,这种综合是以多功能解释工作站平台为基础,以共享之数据库为纽带.像图2所示:地震数据、测井数据、重、磁数据、电法数据及地理信息数据库等互相协同作战,针对某一地质目标进行多方法的综合解释、联合正反演,最大限度地提高解释精度,减少解的非唯一性.
图2 多方法联合作战模式
Fig.2 The m ode of multi 2method combined operations
重、磁与地震的联合勘
探互约束的综合反演将是
重、磁向目标勘探领域发展
的一个重要方向,重力研究
的密度参数和地震纵波速
度之间最有意义的联系关
系式———G ardner 经验公式
使重力与地震的联合反演
赋予更实质的内容.开展地
震三维采集的同时作高精
度重力测量只需花费约三维地震1/500的费用,但它却使3D 地震的处理解释付
予更丰富的内容、更精确的成像.重、磁、电技术大多应用于地震深部盲区,如火成岩体、盐丘、逆掩推覆、潜山等[3],在这些地区地震往往对其顶面有清晰反射,但难以确定底界的几何形状.我们把2D 地震获得的盐顶信息作为一种约束,确定盐顶形态,用重、磁力确定底辟根界的几何形状,可获得同样精确的解释结果.
电法与地震的联合勘探综合解释也进入实施阶段,通过测井资料可以建立电阻率与速度的关系,岩层速度和岩层电阻率之间的关系可以用法斯特公式来表示
?574?3期 何展翔,等:油气非地震勘探技术的发展趋势
V =k αH βR .(1)
式中k 是与岩石性质有关的经验常数,可根据探区微测井速度进行调整,或用统计方法得到速度和电阻率的关系曲线.从而把实测电阻率断面转换为速度断面,为地震处理建立起速度模型.在高陡构造区有这样的速度模型对于地震处理是相当重要的!同时,用地震得到的地层界面建立的构造模型,对电法进行约束反演,可以提高电性反演精度,有利研究岩性.
在浅层结构调查中,高频电磁、大回线瞬变电磁等方法,可以探测浅至几米深至几百米的深度范围,对于地震复杂区的浅层低降速带、潜水面的调查有很重要的作用,可以与小折射、微测井等方法相结合为地震勘探设计,浅层速度模型的建立提供依据[4].深部勘探方面,非地震对于查明大于10km 的沉积层及基岩起伏有很好的作用,而且一直是区域构造和深部构造的重要手段.
因此,电法与地震在纵向上相互补充,以地震作为标准,用电法镶补浅层和深层;对地震物性条件差的目标,如火山岩类,用电磁法探测具有极好的物性条件,可以得到补充.
开展地震三维采集的同时作电磁采集只需花费约三维地震1/20的费用,但却能使地震的处理解释有更多的参考、更多的补充,赋予更丰富的内容、获得更精确的成像;同时提供有别于单一地震法的岩性信息.无论在油气勘探的何阶段,联合勘探综合解释都是必要的,是减少勘探风险,提高勘探成功率的有效途径,也是未来物探技术发展的方向.油气勘探地质家将很快认识到联合与综合的重要性,这对油田高效益发展举足轻重;相辅相成,油气勘探对联合与综合技术的需求又必将进一步促进综合勘探技术的快速发展.
2 面向油气预测与油田开发的非地震技术
2.1 非地震油气预测技术的发展方向
早在20多年前,非地震油气预测理论和方法大批涌现:如地球化学勘探、氧化还原电位、激发极化、以及微磁、微重力等等,甚至在上世纪80年代中后期至90年代初,形成了非地震直接找油热,但是没有持久.究其原因不是某种方法理论存在大的错误,而在于过高地估计和评价某一种方法的作用,片面地宣传和鼓吹某些方法的成功率!如在1984年美国召开的关于非传统(非地震)找油方法的会议上,戈特利布宣称:非传统方法找油气已进入一个“安全存款(safety deposit box )”阶段.传统油气勘探成功率能达到约30%,油气勘探家却要求非地震直接找油达到万无一失,甚至非地震专家自己也拍胸脯保证达到60～70%以上,结果事与愿违.按照地球化学圈定的异常钻探没有油;按照激发极化圈定的有利区钻探同样落空;钻探成功率一点也没有提高,于是油气勘探家得到了一个肯定的结论:非地震直接找油言过其实.典型事例可以列出一二:长庆油田是较早开展化探找油的,当时宣称的效果让入深信不疑,推广后并非如此,以致现在去长庆免谈化探!同样,当年新疆油田激发极化找油也火热得很,现在被基本否定.其实,每种方法本身并没有根本性的错误,只是某一种方法研究的仅是油气藏一个侧面的特征,比如化探、激发极化的找油理论主要是油气藏上方的浸染带或油气逸散形成的晕,这只是油气藏在近地表的反映.由于受地下构造影响、地下水系影响以及地表环境污染等等,常常与深部油气不对应.如果能用多种方法研究油气藏环境整体特征,从不同侧面分析油气藏并做出综合推断解释,效果会不言而喻[5].
油气勘探的众多方法好比手的五个指头,地震技术好比手的拇指,其它方法好比长短不
?
674? 地 球 物 理 学 进 展 17卷
一的其它四个指头,没有拇指的配合其它任何一个指头都很难完成复杂的工作,但光有拇指也不能很好地完成一项工作,只有五个指头一起伸开是一手掌,握紧是一拳头,那么再难的工作也能很好地完成.在新区及盆地外围,利用非地震普查寻找有利区,然后用地震落实局部构造,是油气勘探的惯例.但在后续勘探中没有继续这样做,特别是在钻探部署前!
提高找油成功率,降低勘探费用仍然是人们需要解决的问题;另一方面,大多数背斜构造油田,特别是那些大的、浅的几乎都已发现,而更复杂的油气田或更隐蔽的油气田所占比例越来越多,要发现这些油气田就不得不发展更复杂的地震技术,同时加强钻探,因而付出高昂的勘探费用.
图3 油气藏的一般电化学模式Fig.3 general galvanic 2chemistry m odel of hydrocarbon reserv oir
①油气藏 ②油气-水接触面 ③逸出的碳氢化合物形成的扩散区
④环行边缘垂向扩展带(或顺断层) ⑤近地表,氧化还原带
用较多的简单技术的组合,也
能达到同样的效果,但勘探费用却
成倍的降低,这是勘探界未来要达
到的技术境界.那就是非地震油气
预测技术与地震技术的恰当组合.
当前非地震技术各种方法发生了
翻天覆地的变化[6],技术水平也得
到长足的进步,但是单一方法已不
能解决目前复杂的地质问题,如果
能发挥多种物、化探技术的组合优
势,新的油气预测技术必然可以成
倍地提高勘探效益.因为研究表明:油气藏的水文地质特征和电化学性特征是一个
三维立体的有规律的现象[7],如图3所示,一个油气田及其环境组成了具有物理化学特性各异“五官”,不同的地球物理、地球化学方法能识别不同的“器官”或组合:表1列出了相应的物化探检测方法识别油气田相关构造(C onfiguration )与相关属性(Attribute )的可能性.
表1 可用地球物理、地球化学识别的油气构造与属性
T able 1 Detectable configuration and attribute by detecting 油气田要素
勘 探 方 法地 震
电磁测深类激电法重 力磁 力化 探遥 感①
+A +C +A +C -A -C ?A +C +A ?C -A -C -A -C ②
+A +C ?A -C -A -C -A -C -A -C -A -C -A -C ③
+A +C +A +C +A -C +A +C +A ?C ?A -C -A -C ④
+A +C +A +C +A -C -A ?C +A ?C +A -C ?A -C ⑤?A +C +A +C +A -C +A -C +A ?C +A -C +A +C
表中符号意义:+可检测,?不一定,-不可检测;C 构造,A 属性
检测到其中的任何部分,都可能推断发现油气田,用常规地面化探、微磁或激发极化等能发现近地表的蚀变带以及油气藏周边的环状异常,将这些信息整理,并与地震方法结合就可得到合理解释.近年发展的高分辨率电磁测深方法是探测油气藏整体电性规律的有效方
?774?3期 何展翔,等:油气非地震勘探技术的发展趋势
法,其中有:时频电磁测深法[8],复电阻率法,电场差分法[9]等.
复电阻率法是在激发极化和频谱激电的基础上逐渐发展形成的成熟技术,由于场源功率大,研究参数多,能反映出油气藏从浅到深整体的电性及激电特征[10].在我国7个油田或地区与地震勘探联合应用预测验证的探井53口,符合率达79.2%,特别是评价为干井和工业油流的符合率更高.建场激电法,实际上是测量电场和磁场,研究电阻率、电导、极化率、极化相位的频率—时间高分辨率电法勘探技术[10].该方法在研究构造的同时研究构造的含油气性,有资料显示[11]该方法在俄罗斯的应用使预测油气的成功率提高了20%.这些方法的成功应用有一个条件那就是要与地震方法有机配合,在已知的地震构造上开展油气预测工作,采用多种方法组合进行辩正的综合分析.多种方法联合、研究油气藏诸物性三维特征进行油气预测是未来非地震油气预测技术的发展方向.
2.2 非地震油田开发技术的发展方向
在开发阶段使用的物探方法中非地震技术占主要地位,如开发中的测井技术大部分是非地震的,只是其探测范围较小,横向探测能力差;开发研究探测范围更大的井中、井间物探及井地或地井物探技术是未来油田开发技术的发展方向,其中非地震技术也有广阔的应用前景.研究表明,电阻率随温度、孔隙度、饱和度的变化远比速度随这些因素的变化要灵敏得多[12].因此,在油田开采中电法或电磁法更有潜力[13].俄罗斯的井—地时频电磁测深法[11],就是把大功率建场激电测深法应用于井中,采取井中供电,研究地面建场剖面中目标体的电阻率和层极化特性,从而预测储层厚度、特征,以及注水前驱的动态监测,对圈闭和储层的含油气性及油层边界提供重要信息,并指导钻探部署,其应用效果已有诸多成功实例[11].井—地电法、电磁法是最廉价而有效的油田开发技术,在井间物探方法商业化之前,井—地油田开发技术将大有用武之地,特别是井地非地震开发技术将得到快速发展.
西方一直致力于井间电磁层析成像的研究[14,15],与上述井地方式的不同之处是发射和接收同时置于两口井中,进行多次覆盖式的测量,通过反演成像获得两井间电阻率分布.由于电阻率能更直接地反映流体类型(油、气与盐水电阻率差异特别大),因而可以研究井间油藏动态、储层展布、裂缝发育情况,动态监测油田开采,对注水前驱进行跟踪成像,分析寻找井间剩余油藏,提高油田开发效益.这一方法已有可喜的进展.在胜利油田的孤岛和埕东油田成功地进行多次试验[16],裸眼井—裸眼井井距达到了433m ,而裸眼—钢套管井距到150m ,都取得了重复性好、精度高的成像数据[16];国外裸眼井井间层析成像井间距可达500m ,与国内相差不大.井间电磁成像中,钢套管对信号的衰减及油田开发的环境噪音是阻碍其应用的因素,目前还没有很好的解决办法.研究消除和减弱钢套管影响的处理技术以及高分辨率反演技术,改善下井仪器,提高仪器的整体性能和抗干扰能力,是井间电磁亟待完成的课题,也是井间电磁向实用化推进的第一步.
重力方法可能对某些储层监测问题有效.随着重力测量和勘探技术的进步,使得时移重力方法成为详细研究地下异常体的经济而实用的手段[17].最近,在美国阿拉斯加Prudhoe Bay 油藏进行的一系列注水储层模拟,表明4D 重力技术对于注水监测是一种有效、经济而可行的方法.新近问世的新型L &R 重力仪精度可达1μG al ,超导重力仪的精度还要高一个级次,再加上高精度定位系统,用重力进行注水监测将是一种廉价而实用的油田开发技术.
井中重力、井间及井—地电磁和井间地震作为地球物理方法向油田开发延伸的技术系
?
874? 地 球 物 理 学 进 展 17卷
列将加速发展,实用化、商业化的时机即将到来.
目前,井中地球物理技术的现状离实际应用还有一定距离,但由于其潜在分辨率及巨大的商业利润和工业价值的诱惑,随着技术的进步、成本的降低,必将得到广泛的应用.
3 结束语
非地震技术得到迅速发展,在今后一段时间内,非地震仪器、采集、处理及解释还将更多地引进地震技术,特别是数据处理可借鉴的方法技术更多,有些甚至可以直接移植;同时,非地震与地震技术的结合将更加紧密,从施工设计、数据处理、解释成图等多个环节,互相渗透、参考、补充,提高成果可信度.
勘探市场的需求是非地震技术快速发展的催化剂,随着高效益油气勘探开发的要求加剧,简单技术组合解决复杂问题将成为一种模式,非地震技术只有加快发展,提高精度和分辨率,才能在油气勘探中发挥更大的作用.
参考文献
[1] G reg J,et al.32D gravity inversion based on the simulated
annealing alg orithm for constraining diapiric roots of salt
canopies[A].In:Expanded Abstracts S ociety of Exploration
G eophysics(SEG)69TH Annual International M eeting[C].
1999.
[2] Zhdanov,Fangshen.Three2dimensional inversion of MT data
collected for hydrocarbon exploration in the overthrust area
in Japan[A].In:Expanded Abstracts S ociety of Exploration
G eophysics(SEG)69TH Annual International M eeting[C].
1999.
[3] G reg J,et al.Joint32D inversion of gravity,magnetic,and
tens or gravity field for imaging salt formations in the deepwa2 ter G ulf of M exico[A].In:Expanded Abstracts S ociety of
Exploration G eophysics(SEG)70TH Annual International
M eeting[C].2000.
[4] 江文波,何展翔,等.高频电磁法在表层结构调查中的
应用[J].石油地球物理勘探,2001,增刊,60266.
[5] 何展翔.应用于油气预测中的电磁测深法[A].见:第
五届国际电磁学术讨论会论文集[C].北京:2000. [6] 何展翔.非地震技术的进步与发展趋势[J].石油地
球物理勘探,2000,(3):3542361.
[7] 陈乐寿.油气田地区地球化学作用形成的地电异常的
勘探技术在匈牙利的应用[J].石油物探译丛,1991,
(4):40～49.
[8] 何展翔,王绪本,等.时2频电磁测深法[A].见:第十八
届中国地球物理年会年刊[C].2002,(待刊).[9] 刘菘,鲁永康.电场差分法研究及应用[A].见:第十
五届中国地球物理年会年刊[C].1999.
[10] 吴之训,崔先文.复电阻率(CR)法直接探测油气藏
的效果[A].第十三届国际地质大会论文[C].1996.
[11] 裘慰庭.俄罗斯地球物理勘探技术[A].见:石油物探
新技术系列调研成果[C].北京:石油工业出版社,
1996.
[12] M ichael W ilt,马迪生译.用于开发和开采的电磁法技
术现状.国外油气勘探,1999,11(2):230～234. [13] T asci M T.E lectromagnetic imaging in exploration for oil
and gas traps:recent discoveries,Appl.Emer.T ech:Un2
con.M ethods Expl.Pet.Natural G as V[J].The Leading
Edge,1997,16(3):345～349.
[14] W ilt M.E lectromagnetic methods for development and pro2
duction,state of the art[J].The Leading Edge,1998,17
(4):487～490.
[15] Habashy.Advances in crosswell electromagnetics:steel
cased boreholes[A].In:Expanded Abstracts S ociety of
Exploration G eophysics(SEG)69TH Annual International
M eeting[C].1999.
[16] 曾文冲.井间电磁成像测井的应用研究[N].石油消
息报,2000.8.2.
[17] Ola E iken.G ravity m onitoring of offshore gas reserv oirs
[A].In:Expanded Abstracts S ociety of Exploration G eo2
physics(SEG)70th Annual International M eeting[C].
2000.
(下转第485页) (to be continued on p.485)
?
9
7
4
?
3期 何展翔,等:油气非地震勘探技术的发展趋势
[J ].G eophysics ,2000,65(3):719～734.
[11] Berkhout A J ,Verschuur D J.Estimation of multiple scat 2
tering by iterative inversion ,Part 1:Theoretical considera 2
tions[J ].G eophysics ,1997,62:1586～1595.
[12] Verschuur D J ,Berkhout A J.Estimation of multiple scat 2
tering by iterative inversion ,Part 2:Practical aspects and
exam ples[J ].G eophysics ,1997,62:1596～1611.
[13] Berkhout A J.Multiple rem oval based on the feedback
m odel [J ].The Leading Edge ,1999,18(1):127～131.
[14] Verschuur D J ,Berkhout A J ,and W apenaar C P A.
Adaptive surface 2related multiple elim ination [J ].G eo 2physics ,1992,57(9):1166～1177.[15] Berkhout A J.Seism ic m igration :Imaging of acoustic ener 2gy by wavefield extrapolation.E lsevier Science Publ.C o.Inc.,1982.[16] 牛滨华,沈操.与自由界面有关的多次波的波场模拟[A].见:2000年中国地球物理学会论文集[C].2000,56.[17] 沈操,牛滨华.用自适应滤波消除与自由界面有关的多次波[A].见:2000年中国地球物理年会论文集[C].2000,57.
Progress in Multiple Attenuation Techniques B ased on W ave Equation
NI U Bin 2hua SHE N Cao H UANG X in 2wu
(China Univer sity o f G eosciences ,Beijing 100083,China )
[Abstract] Multiple attenuation is a critical task for seismic data processing ,especially for marine data.Methods that attenuate multiples can be classified as belonging to tw o broad categ ories :(1)those that seek to exploit a feature or property that differentiates primary from multiple and (2)those that pre 2dict and then subtract multiples from seismic data.The former are typically filtering methods and the latter are generally based on the prediction from either m odeling or inversion based on wave equation.The alg orithm based on the feedback m odel is being discussed in detail because it has a lot of advan 2tages.Methods based on wave equation should be paid m ore attentions.
[K eyw ords] Surface 2related multiple ;Internal multiple ;Wave equation ;Iterative inversion (上接第479页,何展翔等) (continued from p.479)
Tendency of N on 2Seismic Techniques
of H ydrocarbon Prospecting
HE Zhan 2xiang 1,2 HE Zhen 2hua 1 W ANG Xu 2ben 1 K ONG Fan 2shu 2
(1.Chengdu Univer sity o f Techonology ,Chengdu 610059,China ;
2.No.5Department o f the Bureau o f G eophysical Prospecting ,CNPC ,Dingxing 072656,China )
[Abstract] T w o directions of non 2seismic technology have been intzaduced in this paper :one is high precision non 2seismic method in old and com plexity field ,the other one is lithologic prospecting tech 2nique of non 2seismic in forecast and development oil field.It is set forth that 32D non 2seismic and in 2tegrate technology are signify and necessary for coming efficient hydrocarbon prospecting.It is pointed out that with further technical development ,32D non 2seismic and integrate will become a necessary or 2dinary techniques.
[K eyw ords] N on 2seismic method ;Hydrocarbon prospecting ;Hydrocarbon forecast and development ?
584?3期 牛滨华,等:波动方程多次波压制技术的进展
接收条件received condition：指地震勘探中接收地震波的仪器的工作状态和条件。广义地说, 接收条件包括地震检波器的安置情况、组合个数与方式，以及地震仪的各种因素等。但通常将接收条件狭义地指地震检波器的安置情况。地震资料的质量与接收条件有密切关系。陆地工作中埋置检波器，海洋工作中使检波器处于水面下一定深度，都是为了避免风、浪等影响而改善接收条件。 界面速度interface velocity：指折射波沿折射界面滑行的速度。界面速度主要反映折射界面以下地层中岩石的物理性质。由于组成地层的岩石颗粒排列有方向性，通常界而速度大于层速度。界面速度可通过折射波测得。 加速度检波器accelerometer：即“压电地震检波器”。 激发条件excited condition：地震勘探中将震源种类、能最、周围介质的情况总称为激发条件。对于炸药震源来说，激发条件一般包括炸药量大小、药包形状，个数，分布方式及埋置岩性和沉放深度等。对于非炸药震源，激发条件则包括装置的种类、能量、参数选择及安置情况等。激发条件的选择是否适当，对地震勘探原始资料质量的影响很大。一般认为,陆地工作中, 风化层下的含水可塑性岩层是有利的激发条件，因此往往采用井中爆炸，在海洋工作小，主要是以减小气泡影响作为合适的激发条件。 海洋地震勘探marine seismic survey：是利用勘探船在海洋上进行地震勘探的方法°其特点是在水中激发，水中接收，激发，接收条件均一；可进行不停船的连续观测。震源多使用非炸药震源，接收常用压电地震检波器，工作时，将检波器及电缆拖曳于船后一定深度的海水中由于上述特点，使海洋地震勘探具有比陆地地震勘探高得多的生产效率，更需要用数字电子计算机处理资料。海洋地震勘探中常遇到一些特殊的干扰波，如鸣震和交混问响，以及与海底有关的底波干扰。海洋地震勘探的原理，使用的仪器，以及处理资料的方法都和陆地地震勘探基本相同。由于在大陆架地区发现大量的石汕和天然气，因此.海洋地震勘探有极为广阔的前景。 高频地震high frequency seismic survey：在水文地质、工程地质调杏和金属矿床勘探中，勘测深度只在儿米到儿百米之间，需要精细分层和精确地测定波的传播时间。为了提高仪器的分辨能力，要用专门的高频地震仪，记录震波的高频分量。高频地震仪的通频带?般在60-350周 /秒之间，专门测定岩石波速时需提高到500-600周/秒。为了压制低频干扰，仪器频率特性的低频一边应有较大的陡度。 干扰波noise：地震勘探中妨碍分辨有效波的振动都属于干扰波。干扰波大体上可分为两种：其中具有明显传播规律的称为规则干扰或干扰波，如声波、面波，多次波等等；没有明显传播规律性的振动称为随机干扰，或简称干扰，如微震等。抗干扰的问题是关系到地震勘探中提高勘探的质量和能力的极其重要的问题。因此，在野外工作和资料处理上采用多种措施，以提高有效波而压制干扰波。干扰波有时也是相对的概念，如在反射法中，折射波就常
论地震勘探中的几种主要地震波 论文提要 地震勘探，就是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，以查明地下地质构造，为寻找油气田或其它勘探目的服务的一种方法。也可以理解为就是利用地震子波从地下地层界面反射回地面时带回来的旅行时间和形状变化的信息，用以推断地下的底层构造和岩性。地震勘探在勘探已有的各种物探方法中，是最有效地方法。在地震勘探中用炸药激发时，一声炮响之后会产生各种各样的地震波。按波在传播过程中质点震动的方向来区分，可以纵波和横波；根据波动所能传播的空间范围而言，地震波又可以分为体波和面波；按照波在传播过程中的传播路径的特点，又可以把地震波分为直达波、反射波、透射波、折射波，等等。地震勘探在石油勘探中除了能产生来自地层界面有用的反射波外，还会产生各种各样的干扰波。因此，我们要更好的了解各种波的产生、特点、用途，等等。下面简单介绍几种地震勘探中产生的地震波。 正文 一、反射波 （一）反射波的形成 1、几何地震学的观点 当炸药在井中爆炸激发地震波时，在雷管引爆几百微妙之内爆炸便完成了，在接近爆炸点的压强是一个延续时间很短的尖脉冲，爆炸脉冲向外传播，压强逐渐减少，地层开始产生弹性形变，形成地震波。地震波继续传播，由于介质对高频的吸收，地震波信号减小。当波入射到两种介质的分界面时（当上层介质波阻抗与下层介质波阻抗不等时，弹性地震波才会发生反射；上层介质波阻抗与下层介质波阻抗差别越大，反射波越强——反射波条件），一部分波回到第一种介质中，这就是所谓的反射波。如图所示 2、物理地震学观点 地震波从震源出发以球面波的方式向下传播，到达反射界面S，S可以就看成有许多
绪论部分 地震勘探①它是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和有用矿藏的一种勘探方法②包括三种方法：反射波法地震勘探方法、折射波法~、透射波法~③原理是利用地震波从地下地层界面反射至地面时带回来的旅行时间和波形变化的信息推断地下的地层构造和岩性 地震勘探的生产过程及其任务①野外采集工作（在初步确定的有含油气希望的地区布置测线，人工激发地震波，并记录下来）②室内资料处理（利用数字电子计算机对原始数据进行加工处理，以及计算地震波的传播速度）③地震资料的解释（综合其他资料进行深入研究分析，对地下构造特点说明并绘制主要层位完整的起伏形态图件，最后查明含油气构造或者地层圈闭，提供钻探井位） 油气勘探的方法特点方法有:地质法，物探法，钻探法①地质法是通过观察，研究出露在地面的地层，对地质资料进行分析综合，了解一个地区有无生成石油和储存石油的条件，最后提出对该地区的含油气远景评价，指出有利地区②物探法是根据地质学和物理学原理。它是利用各种物理仪器在地面观测地壳上的各种物理现象，从而推断地质构造特点，寻找可能的储油构造。是一种间接找油的方法③钻探法就是利用物探提供的井位进行钻探，直接取得地下最可靠的地质资料来确定地下的构造特点及含油气的情况。 第一章地震波运动学 子波具有确定的起始时间和有限能量的信号称为子波在地震勘探领域中子波通常指的是1—2个周期组成的地震脉冲。 地震子波由于大地滤波器的作用，尖脉冲变成了频率较低、具有一定延续时间的波形，成为地震子波。震源产生的信号传播一段时间后，波形趋于稳定，这时的地震波也为地震子波。 地震波运动学研究地震波波前的空间位置与其传播时间的关系，研究波的传播规律，
绪论 1、地球物理勘探的概念 （1）简称“物探”，是通过观察存在地球及其周围的地球物理场的特征和岩石的各种物理特性来研究地质规律和勘查各种矿产的各种方法的总称。（2）是以物理学原理为基础，利用电子学、计算机的数字处理、信息论等科学技术中的新技术所建立起来的一整套勘探地下矿产的方法。（3）是借助于各种物探仪器在地面观测地下岩石的各种物理参数，从而解释和推断地下岩石的构造特点、岩石性质等，从而到达勘查地下矿产（金属非金属矿产、煤、油气等等)的目的。 2、地球物理勘探的分类，不同勘探方法的优缺点。 重力勘探：利用岩石的密度差异 磁法勘探：利用岩石的磁性差异 电法勘探：利用岩石的电性差异 地震勘探：利用岩石的弹性差异 放射性勘探：利用岩石的放射性差异 地震勘探的优点：精度高，分辨率高，穿透深度大，能较详细地了解由浅至深一整套地层的地质规律。缺点：成本高 3、地震勘探的概念、分类，目前地震勘探以何种方法为主。 概念：利用岩石的弹性差异来进行矿产勘察。是通过人工激发地震波，研究地震波在弹性不同的地下地层中传播的规律，以查明地下的地质构造，达到油气或其他勘探目的的一种物探方法。 分类：地质法（优：在找油初期，可以起到一个指向作用，避免了盲目性，成本低。缺：野外地质方法很难准确了解地下地质情况！）；钻探法（优点：精度最高，缺点：一孔之见，而采用大量的钻井，不仅成本高，而且效率低）；物探方法（优点：精度高于地质法，成本低于钻探法；不足：精度低于钻探法，成本高于地质法）。 应用最多的方法：物探方法 4、地震勘探的三个阶段 地震资料野外采集、地震资料室内处理、地震资料解释。 第一章 各种介质的概念 重点：①物体是否为弹性、塑性介质与受力大小、时间及温度有关。②均匀介质与各向同性介质的关系。 （1）理想弹性介质：当介质受外力后立即发生形变，而外力消失后能立即完全恢复为原状的介质； （2）粘弹性介质：当外力消失后不是立即恢复原状，而是过一段时间后才恢复原状的介质称为粘弹性介质。 （3）塑性介质：当外力消失后不能完全恢复原状,保留了一部分形变的介质称为塑性介质。（4）各向同性介质：凡介质的弹性性质与空间方向无关的介质称为各向同性介质 （5）各向异性介质：凡介质的弹性性质与空间方向有关的介质称为各向同性介质 （6）均匀介质：弹性性质（波速）不随空间坐标的变化而变化，是常数。 （7）非均匀介质：弹性性质（波速）随着空间坐标的变化而变化，不是定值。 （8）层状介质：如果非均匀介质的物理性质呈层状分布，则称这种介质为层状介质。层状介质中各层的弹性系数是不变的。层状介质模型已经成为地震勘探中常用的物理 模型。 （9）连续介质：层状介质的层数无限增加，每层的厚度无限减小时，层状介质就可以视
地震勘探在海洋石油勘探中的基本原理
————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:
本科生课外研学任务书及成绩评定表 题目＿_地震勘探在海洋石油勘探中的基本原理学生姓名＿___ 黄邦毅_________＿＿__＿__ 指导教师＿＿＿_ 严家斌___＿_＿＿＿__＿_ 学院_＿＿_ 地信院_＿＿_____________ 专业班级_＿＿地科0９0１__________＿____
地震勘探在海洋石油勘探中的基本原理 一、引言 国内外的勘探实践表明,没有物探技术的进步，就没有更多圈闭的发现,就没有钻探成功率的提高,也就更不会有油田和储产量的快速增长。宏观看，物探的作用在勘探阶段是客观的目标评价,在开发阶段是精细的油藏描述。因此，油气勘探开发离不开地震技术和地震技术的进步与发展。如果说勘探技术是石油工业的第一生产力，那么物探技术就是获得油气储量的第一直接生产力。 纵观近些年的勘探技术的具体运用，最常见的莫过于地震勘探，所谓地震勘探就是通过人工方法激发地震波,研究地震波在地层中传播的情形,以查明地下的地质构造,为寻找油气田或其它勘探目的服务的一种物探方法! 21世纪是海洋的世纪,海洋蕴藏着很多宝贵的资源，随着生产技术的日趋进步，世界各国(包括中国在内)目前都在积极寻求开发海洋资源，在海洋的勘探开发中离不开物探，而且运用最广泛也最有效的是地震勘探。 二、海洋地震勘探 在茫茫大海里寻找石油最有效的技术方法是地球物理方法,其中主要是地震勘探方法。近几十年来,随着电子计算机的广泛应用,海洋地震勘探的数据采集和装备得到了极大的改进，数据处理技术和解释方法也得到迅速的发展。在油气勘探中,利用地震资料不仅能确定地下的构造形态、断裂分布，而且能了解地层岩性、储层厚度、储层参数甚至能直接指示地下油气的存在。在油气开发中，地震资料同测井、岩芯资料以及其它地下地质资料相结合能对油藏进行描述和监测。地震技术远远超出了石油勘探领域，已向石油开发和生产领域渗透。 用于寻找海上石油的地震反射法，和陆地的地震反射法相比,在方法基本原理、资料处理和解释方法等方面基本上是一样的。其中， 测量原理 在这类方法中，地震波在介质中传播的物理模型如图1所示。从震源O激发出的弹性波投射到反射界面上产生反射波,其条件是:入射角α等于反射角β。能
1.简述工程地震勘探的发展历史及现状（从不同的角度）？ 2.利用追逐相遇观测系统进行初至折射波法勘探有那些优点？ 3.折射波法形成的条件是什么？接收条件是什么？ 4.试述折射波时距曲线的特点？ 5.折射波法勘探表层速度怎么求取？ 6.简述各种震源的频谱特性？ 7.用综合平面图，画出折射波法的追逐相遇观测系统。应用该观测 系统有那些优点？ 8.什么是偏移距、道间距、炮检距？ 9.为什么信号增强型地震仪能提高信噪比？ 10.简述速度型检波器和加速度型检波器的工作原理？ 11.简述数字叠加式浅震仪各主要部件的功能？ 12.什么是观测系统？有哪几种表示方法？常见的反射波法和折射波 法观测系统有哪些？怎样来表示它们？ 13.浅层地震勘探中有几种震源类型？各种震源的特点、作用和应用 条件是什么？ 14.何谓检波器的频率特性和方向特性？为什么强调检波器与大地的 耦合？怎样埋置检波器？ 15.简述动圈式检波器的机电转换原理？ 16.浅层地震勘探对仪器有什么特殊要求？ 17.简述数字叠加式浅震仪的工作原理和叠加原理？ 18.为什么不能简单地以时间剖面视为地质剖面？有那些影响？
19.进行浅层地震勘探的良好的地质条件是什么？ 20.简述纵波和横波的传播特点？ 21.低速带对地震勘探工作有什么影响？怎样来消除这些影响？ 22.何谓组合检波？何谓组合的速度滤波特性和频率特性？ 23.什么叫做透射系数？它的大小决定于那些参数？ 24.反射波的时距曲线为什么是条双曲线而折射波却是直线？ 25.反射波法现场工作中有那些观测系统？使用条件如何？ 26.什么叫最佳窗囗法？如何应用？ 27.写出地震数据处理的流程？ 28.写出平均速度、均方根速度、射线速度的表达式？ 29.真倾角、视倾角和测线方位角三者有什么关系？ 30.何谓法向深度、视深度、真深度？它们之间有何关系?
地球探测与信息技术 读书报告 课题名称：地震勘探的发展与应用 班级：064091 姓名：吴浩 学号：20091004040 指导老师：胡祥云
地震勘探的发展与应用 吴浩 （地球物理与空间信息学院，地球科学与技术专业） 摘要地震勘探是地球物理勘探中发展最快的一项技术，近年来，高分辨率地震勘探仪器装备、处理软件升级换代速度明显加快，地震资料采集、处理与解释出现了一体化的趋势。从常规的地震勘探发展到二维地震、三维地震、高精度地震勘探等先进技术，应用于石油、煤炭、采空区调查、地热普查等重要领域，由陆地不断向海洋发展。本文着重针对地震勘探过程和技术的发展几个重要阶段及应用进行展开。 关键字地震勘探三维地震石油勘探煤矿发展与应用 1 引言 地震勘探是利用岩石的弹性性质研究地下矿床和解决工程地质，环境地质问题的一种地球物理方法。地震勘探应用领域广泛，与其他物探方法相比，具有精度高、分层详细和探测深度大等优点，近年来，随着电子技术、计算机技术的高速发展，地震勘探的仪器装备、处理软件升级换代的速度明显加快，地震资料采集、处理与解释的一体化趋势得到加强。从常规的地震勘探发展到二维地震、三维地震、高精度地震勘探等先进技术，通常用人工激发地震波，地震波通过不同路径传播后，被布置在井中或地面的地震检波器及专门仪器记录下来，这些地震拨携带有所经过地层的丰富地质信息，计算机对这些地震记录进行处理分析，并用计算机进行解释，便可知道地下不同地层的空间分布，构造形态，岩性特征，直至地层中是否有石油、天然气、煤等，并可解决大坝基础，港口，路，桥的地基，地下潜在的危险区等工程地质问题，以及环境保护，考古等问题。 2 地震勘探过程及发展 地震勘探过程由地震数据采集、数据处理和地震资料解释3个阶段组成。 1．地震数据采集 在野外观测作业中，一般是沿地震测线等间距布置多个检波器来接收地震波信号。常规的观测是沿直线测线进行，所得数据反映测线下方二维平面内的地震信息。一般地讲，地震野外数据采集成本占勘探成本的80%左右，因此世界各国为了降低勘探成本、提高勘探效果，
三维地震勘探技术及其应用 [摘要] 本文应用三维地震勘探技术对某矿南三采区进行探测，探测区内解释断层71条，其中可靠断层61条，较可靠断层10条，31个无煤带。为煤矿安全生产提供了科学依据,节约了生产成本的投入。 [关键词] 三维地震采区 [abstract] this paper introduces the application of three dimensional seismic exploration method on the south third mining area of a certain coal mine. 71 faults were showed in this exploration area, in which there are 61 reliable faults, 10 relatively reliable faults and 31 areas without any coal. those information provides scientific foundation for the production safty of the coal mine and saves the cost. [key words] three dimensional seismic mining area 0.引言 随着煤炭地震勘探技术的提高，尤其是九十年代以来三维地震勘探在煤炭系统的应用与推广，三维地震勘探技术在煤矿采区进行小构造勘探成为现实，给煤矿建设和生产带来了巨大的效益。 近年来，随着我国煤炭资源勘查理论和技术的不断发展，已形成了中国煤炭地质综合勘查理论与技术新体系，其中三维地震勘探技术是五大关键技术之一。[1]
地震勘探爆破 一般术语 01 费马原理Fermat’s principle 地震波在两点间传播的射线路径是其传播时间对其所有邻近路径的一阶变分为零的那条路径。即传播时间是最小时(在某些情况下是稳定值或最大值)的射线路径。 02 费马射线路径Fermat path 见费马原理(Fermat’s principle)。 03 震电效应seismic-electric effect 因地震波从地中两个电极间通过引起的在两电极间产生电压的效应。 04 地震勘探seismic exploration 利用地震技术包括反射法和折射法绘制地下地质构造图和地层特性图，目的是确定油气藏或矿床。 05 地震勘测seismic survey 属于地球物理勘探方法的一种，利用地震波在弹性不同的地层内传播规律研究地层构造和找油、气的方法。 06 地震地质条件seismic geologic condition 影响地震勘探工作的表层和深层的地质条件。表层条件一般是指有无良好的激发和接收条件；深层一般是指介质中能否形成良好的反射或折射界面、界面的连续性及其几何形态。 07 地震脉冲seismic pulse 也称子波。由脉冲地震震源所产生的信号(如炸药、重锤、空气枪、电火花等)。有时包括相关的可控震源信号。 08 地震记录seismic record 由一个炮点放炮记录的若的若干地震道组成的一组记录。 09 地震(记录)仪seismic recording instrument；seismograph 在野外记录检波器接收的地震信号的仪器。
10 地震噪声seismic noise 在地震反射法中，一般认为除一次反射的地震能量外的其它能量都是地震噪声，包括微震、激发引起的干扰、多次波、磁带调制噪声和谐波畸变等。 11 震源source 地震勘探中释放能量激发地震波的材料或装置，如空气枪、炸药等。 12 源致噪声source generated noise 地震勘探中震源产生的噪声，如地滚波、空气波等。 13 震源间距source interval 又称炮点间距，地震勘探中相邻震源点之间的距离。 14 震源线source line 又称炮点线，在其上布置炮点或震源点的线。震源点或炮点的间隔一般是规则的。 15 震源线间距source line interval，SLI 又称炮点线(间)距，垂直于震源线测量的震源线之间的距离。 16 震源点source point，SP 地震震源所处的位置，也称炮点。 17 地震反射法 reflection survey；seismic reflection method 震源产生的地震波(脉冲波)在地层中传播，并冲击具有不同物性的地层，一方面形成反射波传回地面，被地面检测仪器接收，然后根据测到的脉冲强度，旅行时间绘制地下地层的构造，推测是否存在油气资源，这种方法称为地震反射法。 18 地震波的产生creation of seismic waves 地震波的产生，一种是自然地震波，一种是人工地震波，它包括以炸药、机械撞击或连续振动为震源的地震波。 19 人工地震artificial earthquake 人工地震则属人为有意制造的地震，震源分为炸药震源和机械震源。
本科生课外研学任务书及成绩评定表 题目__地震勘探在海洋石油勘探中的基本原理学生姓名____ 黄邦毅________________ 指导教师____ 严家斌____________ 学院____ 地信院________________ 专业班级___ 地科0901_______________
地震勘探在海洋石油勘探中的基本原理 一、引言 国内外的勘探实践表明，没有物探技术的进步，就没有更多圈闭的发现，就没有钻探成功率的提高，也就更不会有油田和储产量的快速增长。宏观看，物探的作用在勘探阶段是客观的目标评价，在开发阶段是精细的油藏描述。因此，油气勘探开发离不开地震技术和地震技术的进步与发展。如果说勘探技术是石油工业的第一生产力，那么物探技术就是获得油气储量的第一直接生产力。 纵观近些年的勘探技术的具体运用，最常见的莫过于地震勘探，所谓地震勘探就是通过人工方法激发地震波，研究地震波在地层中传播的情形，以查明地下的地质构造，为寻找油气田或其它勘探目的服务的一种物探方法！ 21世纪是海洋的世纪，海洋蕴藏着很多宝贵的资源，随着生产技术的日趋进步，世界各国(包括中国在内)目前都在积极寻求开发海洋资源，在海洋的勘探开发中离不开物探，而且运用最广泛也最有效的是地震勘探。 二、海洋地震勘探 在茫茫大海里寻找石油最有效的技术方法是地球物理方法，其中主要是地震勘探方法。近几十年来，随着电子计算机的广泛应用，海洋地震勘探的数据采集和装备得到了极大的改进，数据处理技术和解释方法也得到迅速的发展。在油气勘探中，利用地震资料不仅能确定地下的构造形态、断裂分布，而且能了解地层岩性、储层厚度、储层参数甚至能直接指示地下油气的存在。在油气开发中，地震资料同测井、岩芯资料以及其它地下地质资料相结合能对油藏进行描述和监测。地震技术远远超出了石油勘探领域，已向石油开发和生产领域渗透。 用于寻找海上石油的地震反射法，和陆地的地震反射法相比，在方法基本原理、资料处理和解释方法等方面基本上是一样的。其中， 测量原理 在这类方法中，地震波在介质中传播的物理模型如图1所示。从震源O激发出的弹性波投射到反射界面上产生反射波，其条件是：入射角α等于反射角β。
地震勘探试题库 适用专业：勘查技术与工程 学制：四年本科 学时数：80 石家庄经济学院勘查技术学院 2001年2月 一、判断题（正确的画 ，错误的画 ，每题1分） 1．视速度小于等于真速度。（） 2．平均速度大于等于均方根速度。（） 3．倾斜入射的纵波产生转换波。（） 4．倾斜界面情况下，折射波上倾方向接收时的视速度等于下倾方向的视速度。（） 5．纵波和横波都是线性极化波。（） 6．倾斜反射界面的视倾角大于真倾角。（） 7．地震子波的延续时间长度同它的频带宽度成正比。（） 8．地震波的传播速度就是波前面的传播速度。（） 9．折射波时距曲线是通过原点的直线，视速度等于界面速度。（） 10．法线入射的纵波产生转换波。（） 11．由于大地滤波作用，使激发的短脉冲的频率变低。（） 12．瑞雷面波是线性极化波。（） 13．倾斜反射界面的视倾角小于真倾角。（） 14．地震波的传播速度是介质质点的振动速度。（） 15．沿地层倾向布置地震测线，倾斜反射界面的射线平面与地面垂直。（）16．n个检波器组合后，有效波的振幅是未组合前单个检波器输出振幅的n 倍。（） 17如果叠加速度大于有效波的真速度，动校正后有效波的同相轴与初至波的同相轴方向一致。（） 18．水平叠加法的统计效应优于组合法。（） 19．折射波的形成条件是地下存在波阻抗界面。（） 20．对水平多层介质，叠加速度是均方根速度。（） 21．对水平叠加法，偏移距增大，分辨率提高。（） 22．地震测线任意观测点处的反射界面视深度和法线深度小于或等于真深度。（） 23．倾斜反射界面情况下，共中心点时距曲线极小点位于界面的上倾方向。（） 24．从各个方向的测线观测到的时距曲线极小点位置，一般可以确定反射界面的大致倾向。（） 25．沿走向观测时，反射波时距曲线极小点位置随倾斜界面的倾角加大和埋深加深而偏离爆炸点越远。（） 26．倾斜反射界面的反射波时距曲面等时线的地面投影为同心圆系，其圆心位于爆炸点处。（）
前沿：海洋宽频带地震勘探新技术扫描 文|吴志强 国土资源部海洋油气资源与环境地质重点实验室
1、概况 海洋地震勘探在海洋地质调查、油气藏勘探与开发中起到了无可替代的重要作用。随着勘探领域的不断拓展，地震勘探的难度越来越大。在深部地质调查和复杂构造、火山岩（或碳酸盐岩）屏蔽下的油气藏地震勘探中，为了获取目的层有效反射信号、实现精确成像，对地震数据采集的要求进一步提高，包括采集到低频、高频成分丰富的宽频带、高信噪比原始地震记录。地震信号中的低频信息具有穿透能力强、对深部目的层成像清晰的优势，同时也使地震反演处理结果更具稳定性。宽频带可产生更尖锐子波，为诸如薄层和地层圈闭等重要目标体的高分辨率成像提供全频带基础数据。 理论研究表明：当地震数据的频带宽度不低于两个倍频程时，才能保证获得较高精度的成像效果；频带越宽，地震成像处理的精度越高；增加低频分量的主要作用是减少子波旁瓣，降低地震资料解释的多解性，提高解释成果的精度。 图形象地展示了低频分量的重要性：高频分量丰富、但缺少低频分量的地震子波的主峰尖锐，却会产生子波旁瓣，使地震资料的精确解释变得困难且多解；高分辨率子波是在低频和高频两个方向都得到拓展的宽频带子波，这样子波的主峰尖锐、旁瓣少且能量低，能分辨厚度极小的薄层，地震解释的精度高。 现今地震资料反演处理大多是基于模型的地震反演，成功的关键是能否提取真实子波和建立精确的低频模型。常规地震数据中缺失低频信息，只能采用从测
井数据中提取低频分量再与地震数据反演的相对波阻抗合并处理方式得到绝对 波阻抗。 在目标地质体复杂、钻井少的探区，仅靠测井资料提取的低频分量难以反映复杂地质体横向变化，导致不精确或假的反演结果。为弥补该缺陷，一般采用从地震叠加速度提取低频分量方式，而叠加速度只能提供0～5Hz低频信息，无法弥补常规地震所缺少的0～10Hz低频分量。可见，地震数据中低频信息对保证地震岩性反演的精度意义重大。 然而，在海洋地震勘探中得到宽频带地震数据是比较困难的。 首先，在常规海洋地震数据采集中，电缆和气枪都要以固定深度沉放于海平面之下，以保证下传的激发能量最大化和降低接收环境噪声。 由于海平面是强反射界面，在激发和接收环节都会产生虚反射效应，从而压制了信号的低频和高频能量，并产生了陷波点，限制了地震勘探的频带宽度。例如，为了获得深部目的层有效反射信号，必须增加气枪阵列容量、加大沉放深度以得到穿透能力大、主频低的激发子波，并加大电缆沉放深度以减少对来自深部反射界面的低频反射信号的压制效应，由此带来的副作用是高频信号受到较大压制，降低了地震信号的频带宽度和分辨率。 在海洋高分辨率地震勘探中，一般采用较小气枪阵列容量和较浅沉放深度以得到高频成分丰富的激发子波，同时降低电缆沉放深度以降低接收环节对高频信号的压制效应，这样虽然提高了地震信号的频带宽度和视觉分辨率，但它是以牺牲低频信息和勘探深度为代价，处理后的成果数据缺少低频信息，给后续的反演处理带来较大困难。 勘探设备性能也限制海洋地震勘探获得宽频带地震数据的能力，电缆在移动时产生的机械和声波噪声掩盖了微弱的有效地震信号，降低了地震数据的频宽和信噪比，尤其是对高频段信号的影响幅度更大。到目前为止，常规海洋地震勘探中尚未找到完全有效压制虚反射效应的采集和处理方法。 近年来，针对海洋宽频带地震勘探面临的主要难题，在勘探设备方面进行了研发并取得重要进展。固体电缆的研制成功和工业化应用，有效地降低了电缆噪声，提高了对微弱高频信号的响应和记录能力；双检波器拖缆采集技术的发展与应用，压制了虚反射效应，拓宽了地震频带。 众所周知，气枪和电缆以一定深度沉放于海平面之下，海平面反射在上行波和下行波之间产生交互干涉的鬼波效应，对地震反射信号产生了压制和陷波作用，降低了原始地震资料的频带宽度。气枪和电缆沉放越深，对高频信号压制越大，越有利于低频信号；沉放越浅，对低频信号压制越大，越有利于高频信号。 为了压制虚反射效应，提高地震数据频带宽度，在海洋地震激发时借鉴陆上地震勘探压制虚反射的成功做法，开发了多层震源组合新技术代替传统的平面震源组合方式，激发地震子波的低频和高频分量都得到有效拓展和提升，因此其频带展宽、穿透能力增强。 在海洋地震信号接收环节，为有效削弱由海平面虚反射引起的陷波作用，利用电缆沉放深度的变化对不同频带的压制特性，采用上、下缆接收技术，既有效
本科生实验报告 实验课程基于 Vista 系统的地震资料处理学院名称地球物理学院 专业名称勘查技术与工程（石油物探）学生姓名 学生学号 指导教师唐湘蓉 实验地点5417 实验成绩 2015年3月- 2015年5月
基于 Vista 系统的地震资料处理 一、实验目的及要求 1）认知熟悉地震资料处理软件系统--vista软件的基本功能，了解其并熟练掌握vista软件运行的基本操作； 2）了解并掌握地震数据处理的基本流程，掌握地震数据处理的流程和基本方法，选择合适的处理参数以提高地震数据处理的精度； 3）对比地震资料处理与解释的理论与实际资料处理的结果，深入理解理论，并在理论指导下提高处理解释的水平、提高资料处理的质量； 4）提高综合分析问题的能力与编写实验报告或生产报告的能力。 二、实验内容 总流程 图1 总流程图 1）加载数据 打开Vista软件后选择加入2D的SEG-Y格式的原始地震数据，本实验
所用数据为给定的SHOT-20。加载后的原始地震数据如图2： 图2 原始地震数据显示 2）道均衡 各个道由于炮检距的不同，导致的反射波的振幅的变化，因为在共反射点叠加中，要求每一个叠加道的振幅都应该相等，每一道对叠加所做的贡献是等价的，无特殊情况，一般就以记录图中间的振幅为基准，使近激发点的地震道振幅减少，增加远离激发点的地震道记录的振幅。道均衡流程模块如图3，道均衡结果如图4： 图3 道均衡流程模块
3）建立观测系统 图5 观测系统显示4）初至拾取 初至拾取结果显示如图6：
图6 初至拾取结果显示 5）初至切除 地震记录上的初至波包括直达波和浅层折射波，它们能量强且有一定延续时间，对紧接而来的浅层反射波有干涉和破坏作用。另外，动校正后会引起波形畸变，浅层尤其厉害。对这些强能量初至波和动校正畸变引起的处理办法是“切除”，即将这些波的采样值全部变为零值（充零）。初至切除流程模块如图7，初至切 除结果如图8： 图7 初至切除流程模块
第三章地震资料采集方法与技术 一．野外工作概述 1.陆地石工基本情况介绍 试验工作容：①干扰波调查，了解工区干扰波类型与特性。 ②地震地质条件调查，了解低速带的特点、潜水面的位置、地震界面的存在 与否、地震界面的质量如何（是否存在地震标志层）、速度剖面特点等。 ③选择激发地震波的最佳条件，如激发岩性、激发药量、激发方式等。 ④选择接收和记录地震波的最佳条件，包括最合适的观测系统、组合形式和 仪器因素的选择等。 生产工作过程：地震队的组成 （1）地震测量：把设计中的测线布置到工作地区，在地面上定出各激发点和接收排列上各检波点的位置 （2）地震波的激发 陆上地震勘探的震源类型：炸药震源和可控震源。激发方式：炸药震源 的井中激发、土坑等。激发井深：潜水面以下1-3m，（6-7m）。 （3）地震波的接收 实现方式：检波器、排列和地震仪器 2.调查干扰波的方法 （1）小排列（最常用） 3-5m道距、连续观测 目的：连续记录、追踪各种规则干扰波，分析研究干扰波的类型和分布规律。 从地震记录中可以得到干扰波的视周期和视速度等基本特征参数 （2）直角排列 适用于不知道干扰波传播方向的情况 Δt1和Δt2的合矢量的方向近似于干扰波的传播方向 （3）三分量检波器观测法 （4）环境噪声调查 信噪比：有效波的振幅/干扰波的振幅（规则） 信号的能量/噪声的能量 3.各种干扰波的类型和特点 （1）规则干扰 指具有一定主频和一定视速度的干扰波，如面波、声波、浅层折射波、侧面波等。 面波（地滚波）：在地震勘探中也称为地滚波，存在于地表附近，振幅随深度增加呈指数衰减。其主要特点：①低频：几Hz～20Hz；②频散(Dispersion)：速度随频率而变化；③低速：100m/s ～1000m/s，通常为200m/s～500m/s；④质点的振动轨迹为逆时针方向的椭圆。面波时距曲线是直线，记录呈现“扫帚状”，面波能量的强弱与激发岩性、激发深度以及表层地震地质条件有关。（能量较强） 声波：速度为340m/s左右，比较稳定，频率较高，延续时间较短，呈窄带出现。 浅层折射波：当表层存在高速层或第四系下面的老地层埋藏浅，可能观测到同相轴为直线的浅层折射波。 工业电干扰：当地震测线通过高压输电线路时产生，整记录或部分记录道上出现50Hz 的正弦干扰波。 侧面波：在地表条件比较复杂的地区进行地震勘探时，常出现侧面波干扰。
1.地球物理勘探：以岩矿石间的地球物理性质差异为基础，通过接收和研究地质体在地表及其 周围空间产生的地球物理场的变化和特征来推断地质体的存在状态的一种地质勘探方法。 2.地震勘探：以岩矿石间的弹性差异为基础，通过接收和研究地质体在地表及其周围空间产生的 弹性波场的变化和特征来推断地质体的存在状态的一种物探方法。 3.工程地震勘探：指一种研究人工震源所激发产生的地震波在地下岩层，土壤或其他介质中传播 来解决工程地质问题的方法。 4.波动：振动在介质中传播 5.浅层地震勘探：研究人工激发的地震波在岩，土介质中的传播规律，以探测浅部地质构造或测 定岩，土物理力学参数的地球物理方法。 6.地球物理前提：岩矿石间的的弹性差异。 7.振动图：在波传播的某一特定距离上，该处质点位移μ随时间t变化规律的图形。 8.波剖面图：若在某已确定的时刻t，位移μ随距离x变化关系的图形。 9.振动带：波前与波尾之间的介质区域，此时，其中所有质点正处于震动状态。 10.等时面：在介质分布空间，将地震波到达的时间值相同的各点连接起来，所构成的空间曲面。 11.视速度：地震波是沿射线方向传播的，我们观测它时，只有射线方向一致才能测得其真实速度， 其他任意方向所得的速度为视速度。 12.折射波盲区：观测不到折射波的范围，即震源至初至折射波之间的区域。 13.单相介质：只考虑单一相态的介质 14.垂向分辨率：是指用地震记录沿垂直方向能分辨的最薄地层的厚度。 15.水平分辨率：用地震记录横向能分辨的最小地质体的宽度。 16.双相介质：有两种相态组成的介质。 17.粘滞介质：具有吸收性能的非理想弹性介质，或叫“粘弹性介质”。 18.各向同性介质：弹性体的弹性性质与空间方向无关的介质。 19.各向同性介质：弹性体的弹性性质与空间方向相关的介质。 20.时距曲线：震源到接受点的距离x与地震波走时t之间的关系曲线。 21.正常时差；反射波旅行时t与来自同一反射界面的双程垂直时间（回声时间）t0之差。 22.倾角时差：在反射波法中，震源两边等距离的两个观测点的时间差△t d。 23.地震标志层：地震勘探工作区内易于追踪的地层或构造。 24.有效波：在地震仪接收到的所有振动中，能解决某一特定地质问题的波称为有效波。 25.水平叠加：将一个共中心点道集的各道做动校正后叠加形成一道，放在中心点下方，称为水平 叠加 26.观测系统：指激发点和接收点之间以及排列和排列之间的位置关系。 27.直达波：由震源出发向外传播，没有遇到分界面直接到达接收点的波。 28.视速度定理：V*=V/cose表示了视速度V*和真速度V之间的变化关系，称之为视速度定理 29.频谱分析：通过计算机分解出地震波a(t)的所有简谐振动频率，振幅和初相的过程，即对地震 波形函数记性傅里叶变换求取频谱的过程。 30.干扰波：妨碍分辨有效波的其他波。 31.振幅谱：振幅A k随频率f变化的关系。 32.相位谱：初相位φk随频率f变化的关系。 33.滤波：一个原始信号通过某一装置后变为一个新信号的过程， 34.动校正：将双曲线形状的共反射点时距曲线变成水平直线形状的时距曲线。动校正的实质，是 把每一观测点上记录的反射波的到时，都校正为改点的回声时间。 35.静校正：对地形起伏和表层速度变化引起的时差进行校正，即为了改善地震剖面的质量所进行 的地表因素的校正。包括地形校正和低速带校正。 36.平均速度：一组水平层状介质中，某一界面上介质的平均速度是地震波垂直入射到该界面所走 的总路程与总时间之比。 37.偏移距：炮点O到最近检波点R的距离。 38.均方根速度：把水平层状介质情况下的反射波时距曲线近似当做双曲线求出的波速，就是这一
海底地震勘探最新方法与技术发展 摘要：随着深海耐压材料工艺的突破和海上高分辨精细地震勘探技术的发展，底地震勘探方法逐渐成为热点。一方面，海上三维地震勘探方法逐渐向四维发展，在海上布设漂缆数量越来越多的同时，海底电缆或检波器也被应用到海上复杂油气区块的精细调查中去；另一方面，新能源研究与深水油气技术的突破，同样需要高频与低频型海底地震仪器。本文讲述目前国际上海底地震勘探新方法与仪器设备的发展和我国在海底地震勘探领域的研究状况。 关键词：海底地震仪；横波勘探；四维地震；精确时间计时；精准布设DOI:10.3772/j.issn.1009-5659.2010.06.003上个世纪地震勘探发展过程中，海底地震勘探方法 是以横波信息接收分析，作为观测天然地震，研究海底演变以及作为海上拖缆地震的补充而出现和发展的。由于横波(S波) 不能在液体中传播，因而只接收到了纵波的反射与折射信息。海底地震仪器的出现，检波器放置于海底，与海底耦合，可以接收到横波或者转换横波信息。随着电子科学、材料科学的发展进步，海底地震勘探仪器设备的性能得到了很大的提升；同时，全世界对能源需求和依赖进一步提高，海上油气资源勘探难度逐步加大，海底新型能源的开发利用步伐加快，海底地震勘探技术方法正逐渐成熟，已成为海底深部构造研究、海上四维油气勘探、天然气水合物勘探研究必不可少的手段。 1 海底地震勘探技术简介 海底地震勘探技术是海上地震勘探技术的一种，同样有震源和采集器组成。海底地震勘探技术大都采用非炸药震源（以空气枪为主），震源漂浮在接近海面，有海上调查船拖曳；采集器陈放到海底来接收震源发出，经过海底底层反射的纵横波信号。其特点是在水中激发，水中接收，激发、接收条件均一，可进行不停船的连续观测。检波器最初使用压电检波器，现在发展到压电与振速检波器组合使用。海底地震勘探技术又可分为海底电缆勘探技术（OCEAN BOTTOM CABLE，以下简称OBC）和海底地震仪勘探技术(OCEAN BOTTOMSEISMOMETER，以下简称OBS)。OBC技术是将采集电缆沉入海底，调查船拖曳震源在海面上放炮的方法 OBS勘探技术是将海底地震仪陈放到海底，调查船拖曳震源在海面上放炮的方法。 OBC的优点是：全波场采集；成像效果更好、地层层次清楚、形态可靠；消除鬼波影响，环境噪音低。但技术应用难度大、成本高，应用于海上油田储油区扩展调查等快速收回投资的项目；OBS技术是由研究海底天然地震发展起来，它的特点是：广方位角、全波接收，现在逐渐应用于海底石油勘探和新能源勘探开发。 2 近年来国际海底勘探技术发展 20世纪60年代，美国军方为观测海底核试验位置而研制了世界上第一台海底地震仪，由陆地检波器电缆发展而来的浅水底电缆引用于陆上浅水区和海上滩涂区地震油气勘探。60年代末，西方国家海洋计划开始实施，研究海洋地壳地幔结构、板块俯冲带，海沟海槽演化动力学等课题，研制出功能多样、先进、广泛应用到海洋地球科学研究中的海底地震仪。通过海底地震仪长期定点的至于海洋深处，接收天然地震或对人工触发的地震波的观测，科学家们对大洋中脊和海沟俯冲带地壳结构有了新的认识，发现快速扩张的洋中脊与慢速扩张的洋中脊结构的不同。同时，海底地震仪也用于研究天然地震的地震层析成像以及地震活动和地震预报等。随着工业化的迅猛发展，西方主要经济体对石油需求加大，更精确的油气勘探调查也向更精确和深海方向发展。设计成高分辨率、广方位角、全波接收的海底地震仪被应用到，海上油田储油目标区块的精细调查和深海油气调查中。美国、日本等国家近年来将海底地震仪应用到了新型能源——天然气水合物的调查研究当中。随即，欧盟国家德国、法国、挪威、意大利等也相继推出了新型的海底地震仪产品，并开始走
《地震勘探》教学大纲 课程编号： 课程名称：地震勘探 课程类别：专业技术必修课 总学时：60 学分：3 开课单位：地质矿产勘查系 授课对象：地球物理勘查技术专业 前置课程：高等应用数学、普通物理学、线性代数、地质学基础、电子电工技术、构造地质学、地质勘查技术 一、课程的性质、目的和任务 本课程是地球物理勘查技术专业的主要专业课，是理论和实践性较强的一门应用地球物理学科。学生在学习本课程之前，应具有本专业所必须的数理基础和一定的工程、水文地质基础知识，测量学基础知识，以及一定的数学基础知识。 通过本课程理论学习和实践，应使学生掌握工程地震勘探的理论知识、基本野外工作技术和地震资料解释方法，初步具备使用计算机解决工程地震勘探的正、反演问题的能力。二、教学要求 掌握地震勘探的基本理论，及主要的方法技术。 三、教学方法和形式 以课堂教学为主，安排必要的实验课程。 四、理论教学内容和基本要求 绪论 工程地震勘探的主要任务、应用范围以及方法原理，工程地震勘探的发展简介、现状及前景，本课程的教学安排和学习要求。 第一章：地震波的理论基础
教学内容：弹性理论，弹性介质的概念，应力和应变，弹性参数，全空间波动方程，纵波和横波的形成。 基本要求：掌握纵波和横波的形成机制，纵、横波的性质，弹性参数的概念。理解波传播机理。 重点难点：重点讲解全空间波动方程，纵波和横波的形成。 第二章：地震波的传播 教学内容：地震波传播的基本原理，地震波的描述，地震波的反射，透射波和折射波的形成，地震子波的概念及动力学参数，反射波记录道形成的机理。 基本要求：掌握反射波、折射波和透射波形成原理及形成条件。子波的概念，反射系数和透射系数。地震记录的表示方法和形成机理。 重点难点：地震波的反射，透射波和折射波的形成。 第三章：工程地震勘探地质基础 教学内容：影响地震波速度的主要因素，岩石的一般速度特征及介质对地震波的吸收；低速带的特征及工程地质条件。 基本要求：掌握影响地震波速度的因素，一些岩石的速度变化范围，介质吸收对地震波能量的影响，低速带特征。理解岩石特征与波速的关系。 重点难点：影响地震波速度的主要因素。 第四章：折射方法 教学内容：折射波的正演问题，几种简单地质模型上的时距方程和理论时距曲线；隐蔽层问题；折射波法的野外工作方法，观测系统，折射波资料的整理和解释。 基本要求：掌握利用射线追踪法推导简单地质模型上的理论时距曲线，观测系统的特点及能够解决的地质问题。折射波资料反演解释的TO法和广义互换时法。理解折射波法方法实质。 重点难点：折射波法的野外工作方法，观测系统，折射波资料的整理和解释。 第五章：反射波法 教学内容：反射波的正演问题。水平、倾斜界面，断层附近的反射波时距方程和理论时距曲线，反射波的野外工作方法，观测系统，水平叠加技术及获得浅层反射波的一些技术方法，反射波资料整理和初步解释,地震勘探资料数字处理。频谱分析，数字滤波、相关分析和速度分析等基本数字处理技术，速度参数的提取，各种速度的概念，动、静校正和叠加的实