地震勘探基礎(chǔ)知識

1、1.關(guān)于地震勘探的幾個基本概念1.1地震勘探是勘探石油的有效方法勘探石油的方法和技術(shù)可以根據(jù)其勘探手段分為地質(zhì)法、地球物理勘探法和鉆探法三種基本類型。地球物理勘探法(地球物理勘探法)使用物理學(xué)的原理和方法，利用地殼巖石物理特性(如巖石的彈性、密度、磁和電特性)的差異研究地球，了解地下巖石的波動情況和構(gòu)成，從而達到尋找石油儲層結(jié)構(gòu)以勘探石油的勘探方法。根據(jù)研究對象，地球物理定律大致分為以下幾個方面：地震勘探(使用巖石的彈性差)重力勘探(利用巖石的密度差異)磁勘探(使用巖石的磁差)電氣勘探(使用巖石的電氣差異)石油勘探中最經(jīng)濟的方法是地球物理勘探方法。首先，使用地球物理方法評估工作區(qū)含油氣前景，為

2、鉆探提供勘探井位置。然后，鉆探方法通過實際鉆探驗證了地球物理勘探方法。如果建立了石油，也可以根據(jù)地球物理資料和勘探井計算出油分面積和地質(zhì)儲量。在我國，有宋遼平原、華北平原等廣闊的地表松散沉積區(qū)和塔什拉馬干沙漠等沙漠復(fù)蓋區(qū)，海洋是被廣闊海水復(fù)蓋的“一片汪洋大?！?，再也看不到巖石地層的地面露頭的出現(xiàn)。鉆孔方法成本高，效率低。如何解決該地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地質(zhì)儲量問題？此時充分顯示了地球物理學(xué)法應(yīng)用的威力。在各種地球物理方法中，地震勘探具有高精度的顯著優(yōu)點，但其他地球物理勘探方法不可能通過淺深地層的結(jié)構(gòu)特征獲得對地下的詳細和準確的理解。因此地震勘探已成為石油勘探中最有效的方法之一。1.2地震勘探的基本原

3、理地震勘探人工產(chǎn)生地震波，引起地殼的震動，并由地面各地層界面上的反射波記錄地面各點的震動。利用記錄的資料對其進行處理分析，推導(dǎo)出地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地層巖石學(xué)特征。地震勘探查明地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征的原理不難理解。利用聲波反射現(xiàn)象可以測量障礙物離開聲源的距離，這是我們都知道的物理原則。計算公式為：其中：s障礙物離開聲源的距離v波傳播速度t波旅行時間如果聲波速度為v=340m/s，波從聲音到回聲的旅行時間為t=10s，則障礙物到聲源的距離為：地震勘探的基本原理非常相似，如圖1，圖2所示。如圖所示，這兩者的地下反射界面外觀不同，但其他基本原理是相同的。也就是說，通過在一條測量線上的特定點發(fā)射o(由地面上手動產(chǎn)

4、生的機械振動產(chǎn)生地震波)，地震波向下傳播，當(dāng)局部沖擊波撞擊具有不同巖石特性的子界面時，就會發(fā)生反射。發(fā)射過程中，地面可以用地震儀記錄來自同一界的反射波信息。根據(jù)地震波從爆炸時刻到反射波到達地面的傳播時間t、轉(zhuǎn)換為反射點的垂直反射時間t0、使用VSP測井(或其他方法)獲取的地震波的巖石傳播速度v (1)，計算出各點的地層埋深h。O1O1S1S1R1李r煤氣油水T0圖2背面的反射O1T0S1Si-1R1Ri-1圖1傾斜界面的反射我們可以沿地面進行行選擇性預(yù)測，用計算機處理觀測資料，形象地反映地下巖層分界線面的變動和波動。也就是說，一條側(cè)線的地震剖面。近似地反映了地下反射界面的結(jié)構(gòu)。在工作區(qū)內(nèi)放置一

5、系列測量線，形成一個測量網(wǎng)，用相同的方法進行觀測和數(shù)據(jù)處理，就可以得到地下地層起伏的完整形式；綜合其他地球物理勘探方法和地質(zhì)鉆探等多方面的資料，進行人工保存、粗去除、表及內(nèi)的分析和研究，可以揭示地下可能的石油儲藏結(jié)構(gòu)，為鉆探確定和提供井的位置。摘要地震勘探是通過人工激發(fā)(炸藥的震源或其他震源)產(chǎn)生地震波，研究地震波在地下地層中傳播的規(guī)律，揭示地下石油儲存地質(zhì)結(jié)構(gòu)，尋找油氣田或其他目的的地球物理勘探方法。1.3地震勘探內(nèi)容地震勘探的整個生產(chǎn)工作基本上可分為以下三個組成部分：1.3.1現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集其任務(wù)是在地質(zhì)或其他地球物理勘探方法早期確定的石油和天然氣有娛樂性的地區(qū)進行進一步勘探。主要內(nèi)容是分為

6、工程設(shè)計和現(xiàn)場工程兩個階段，刺激地震波，接收地震波。這兩個主要內(nèi)容可以細分為一系列任務(wù)：地震計線、發(fā)生點、接收點測量、發(fā)生和接收。1.3.2數(shù)據(jù)處理其任務(wù)是根據(jù)地震波傳播理論，利用計算機進行數(shù)據(jù)處理工作，提取各種有效信息。1.3.3數(shù)據(jù)地質(zhì)解釋根據(jù)資料處理提供的各種處理成果及信息進行地震勘探的結(jié)構(gòu)解釋(即地質(zhì)解釋)，是地震勘探的目的和最終成果，評估工作地區(qū)含油氣前景，最后提供鉆孔位置。1.4觀測系統(tǒng)地震勘探的“觀測系統(tǒng)”是指地震波的發(fā)生點和接收點之間的相互位置關(guān)系。為了查明地下結(jié)構(gòu)的形態(tài)，需要繼續(xù)追蹤各界面的地震波。因此，沿地面從多個激發(fā)點向各個方向產(chǎn)生地震波，進行連續(xù)的多觀測，從而持續(xù)追蹤地

7、面波接口。每次觀測，發(fā)生點和接收點的相對位置必須保持一定的關(guān)系，以便持續(xù)追蹤地震界面。不同的勘探方法有不同的觀測體系。使用反射波觀測系統(tǒng)，例如反射波方法。1.4.1地震儀線地震勘測線是沿著地面進行地震勘探現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集工作的道路。測線觀測的處理結(jié)果是地震剖面(時間剖面或深度剖面)，它是地震數(shù)據(jù)地質(zhì)解釋的基本基礎(chǔ)。地震測量線有兩種形式：垂直線：與此處的點和觀測點位于同一直線上的測量線。非垂直直線：一條直線上的活動點和非觀測點的直線。1.4.2多個應(yīng)用觀測系統(tǒng)abcde圖3多覆蓋觀測系統(tǒng)多個嵌套相對于一次復(fù)蓋，是對跟蹤的接口被觀察次數(shù)的引用。利用同反射點原理，由野外多套方法組成的多套觀測系統(tǒng)，通過保

8、證對同反射點的多觀測與同反射點的多路徑記錄的同時反射點重疊，強調(diào)有效波，對某些干擾波(主要是多波)進行有效抑制。目前，作為總反射點多次應(yīng)用的觀測系統(tǒng)激勵點和陣列之間存在以下形式：如圖3(a)中所示，總點在陣列的中點稱為中點引用。炮點排列在一個稱為單邊激發(fā)的一端。其中，圖3(b)位于此處的點陣列的端點處，圖3(c)位于此處的點陣列的一側(cè)，但是表示與第一個觀測點的距離(偏移距離)。此處的點在陣列的兩端觀測兩次，即在每個陣列中。圖3(d)、無偏移距離和圖3(e)中有偏移距離的兩種情況。以下以單邊激勵6個coverage為例，說明了多個coverage觀測系統(tǒng)圖。正常應(yīng)用次數(shù)顯示為n，裝置記錄通道數(shù)n

9、=24。也就是說，每個發(fā)生裝置可以記錄24個檢測點圖表記錄。圖4是一次發(fā)生一次的情況下，發(fā)生點與陣列一起向前移動兩個道路間隔，構(gòu)成6個覆蓋觀察系統(tǒng)的一側(cè)激勵24個陣列。圖4將所有引用點位置O1、O2、O3/4顯示為同一水平線上的比例尺，然后沿從每個引用點到45個引用點的直線以相同對齊方式將24個檢查點位置投影到45個斜線。也就是說，每個斜線表示可以獲得相同總點的原始記錄的數(shù)組。如圖所示：O1炮21次，O2炮17次，O3炮13次，O4炮9次，O5炮5次，O6炮1次，全部在地下接收來自相同點a的反射，因此從這6個記錄中分別提取的21、17、13、9、5、1是公共反射點a的公共反射點通道集合，稱為公

10、共反射點流道集。其他反射點還可以找到一組相應(yīng)的公共反射點流道。O1-O6發(fā)生記錄表示只有6個遮蓬可用于以下4個相鄰公共反射點a、b、c和d:1、5、9、13、17個，21個，a點2、6、10個，14、18個，22個，b點3、7、11個，15個，19個，23、c點4、8個，12個，16個，20個，24個，d點O11O2O3O4哦哦哦6O7圖4 6覆蓋觀測系統(tǒng)示意圖O112124O11162413O1112249O118245abcd波分檢測點反射點O11241220242421201591317481216124O141如果連續(xù)發(fā)生總點(如O7O8O9O10O11)，則可獲得6個連續(xù)罩框截面。表

11、格中顯示了它們的公共反射點的對應(yīng)復(fù)疊料道集。表中還表明，此觀測系統(tǒng)僅具有上述b、c、d的4個提取集，共包含由24個6個嵌套組成的6個記錄。O6以后每增加一炮就重復(fù)。另外，如圖5-3所示，炮點的水平連接和一組公共反射點通道的連接相互垂直，交點是地面上公共反射點的投影。這是單方面刺激24個儀器的6個覆蓋觀測系統(tǒng)。表1是構(gòu)成每組公用反射點通道的每個通道的總編號和通道編號表反作用射擊波道路號碼浦項制鐵123456789101112131415161718192021221212223242171819202122232431314151617181920212223244910111213141516

12、171819202122232455678910111213141516171819202122232461234567891011121314151617181920212271234567891011121314151617188123456789101112131491234567891010123456111211.4.3名詞解釋快照點：用于生成彈性波能量的源點的中心，也稱為源?？s寫：SPRECEIVER POSITION(檢測點):以地震波接收點為中心TRACE NUMBER(道路數(shù)):地震記錄通道數(shù)深度點(DEPTH POINT):地震射線地層上的入射點，從波點出來并旅行到檢測點，

13、縮寫為DP公共深度點：如果形成界面是水平界面，則在測量線的其他位置發(fā)生o，則從地下反射界面的相同點r接收來自一系列相應(yīng)檢測點s的反射波。r稱為公共反射點或公共深度點?？s寫為總深度點(CDP)或總中心點(CMP)服務(wù)范圍：構(gòu)成CDP的通道數(shù)疊加：添加屬于同一組道路的地震記錄道路剖面：沿地震測量線垂直剖面的相鄰道路組成的時間或深度單位的地下地層圖像1.5與地震勘探有關(guān)的各種地震波圖5地震勘探的各種波os直達航線波a誘導(dǎo)波透射擊波入河射擊波入河射擊波折疊方法射擊波反作用射擊波baallR1R1r2在地震勘探中刺激震中的時候，大炮一響就會產(chǎn)生多種地震波。根據(jù)傳播過程中粒子振動的方向劃分，可以分為縱波和

14、橫波。根據(jù)是向介質(zhì)傳播還是向自由表面或巖石子界面?zhèn)鞑ィ梢苑譃轶w波和面波。在傳播過程中，根據(jù)波傳播路徑的特性，地震波還可以分為直接波、入射波、反射波、透射波、活波和折射波(見圖5)。媒體1媒體2簡單全多重反射波1.5.1縱波和橫波理論和實踐證明，介質(zhì)各點的振動方向和波的傳播方向可能不同。介質(zhì)中各點的振動方向與波的傳播方向相同的波是縱波，介質(zhì)中各點的振動方向與波的傳播方向垂直的波是橫波。更形象地說，在縱波傳播的彈性介質(zhì)中，點在同一時間點的密度不同，一些被壓縮(密度增加)，一些被膨脹(密度減少)。壓縮的部分會再次變成膨脹，而擴展的部分會變成壓縮。介質(zhì)的每個部分都像這樣繃緊的交替。換句話說，介質(zhì)的每個點與波的方向相同。因此，縱波也稱為微波或壓縮波。此外，縱波看起來是