基于溶洞体照明分析的采集参数论证

引用本文

肖云飞, 殷厚成. 基于溶洞体照明分析的采集参数论证[J]. 物探与化探, 2017,41(2): 270-277.
XIAO Yun-Fei, YIN Hou-Cheng. Acquisition parameters demonstration based on illumination analysis of cave[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2017,41(2): 270-277. 复制到剪切板

Doi:10.11720/wtyht.2017.2.12
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基于溶洞体照明分析的采集参数论证

肖云飞, 殷厚成

中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院,江苏南京 211103

作者简介: 肖云飞(1984-),男,工程师,现从事数值模拟及地震采集技术研究工作。Email:xiaoyf.swty@sinopec.com

收稿日期: 2016-08-10

基金: 国家科技重大专项(2011ZX05035-002); 科技部项目(P13141)

摘要

奥陶系碳酸盐岩缝洞型储层是塔河油田的主要储层类型。提高缝洞体“串珠”成像精度,精细刻画其内部特征是该地区地震勘探重点攻关难题之一,结合勘探成本,开展针对缝洞目标体的观测系统设计非常必要。笔者通过建立工区三维溶洞储层地质模型,采用基于观测系统的高斯射线束双向照明技术获得溶洞目标体偏移照明能量。保证观测系统覆盖次数相同条件下,定量论证不同采集参数(重点分析面元、方位角)对溶洞体的照明效果,据此选定最佳参数,为野外观测系统设计提供理论指导。

关键词: 塔河油田; 三维溶洞储层地质模型; 高斯射线束; 双向照明; 采集参数论证; 观测系统设计

中图分类号:P631.4 文献标志码:A 文章编号:1000-8918(2017)02-0270-08

Acquisition parameters demonstration based on illumination analysis of cave

XIAO Yun-Fei, YIN Hou-Cheng

Sinopec Geophysical Research Institute,Nanjing 211103,China

Abstract

The Ordovician Carbonate fracture-cave reservoir is the major reservoir type in Tahe Oilfield. Improving the “string” imaging accuracy and exquisite depicting the internal characteristic of the fracture-cave bodies are one of the key research problems about seismic exploration in this region, combined with exploration cost, carring out seismic geometry design about the fracture-cave target bodies is very necessary. Through building the three-dimensional cave reservoir geological model about work area, to obtain the migration image illumination energy with these cave reservoir target bodies by using Guassian beam bi-directional illumination technology based on seismic geometry. Under the condition of the same fold about seismic geometry, quantitatively demonstrates different illumination effect of acquisition parameters (putting point on the bin and azimuth) on cave bodies, based on the results to choose the best parameters, providing theoretical guidance for field seismic geometry design.

Keyword: Tahe Oilfield; three-dimensional cave reservoir geological model; Guassian beam; Bi-directional illumination; acquisition parameters argument; seismic geometry design

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0 引言

奥陶系碳酸盐岩油气藏是塔河油田主要油气藏, 其储层为溶蚀的缝洞系统, 横向非均质性强。勘探成果表明, 奥陶系岩溶洞穴型储层的钻井产量高, 稳产时间长^{[1, 2]}。随着勘探的深入, 攻关地质目标体主要集中在反射能量弱、尺度小的溶洞体上, 通过对其重点采集参数进行合理量化论证, 来提高地震资料品质, 改善小溶洞体成像效果和缝洞型储层预测精度, 满足油田开发的需要。

通常而言, 三维地震勘探是解决复杂地质问题的最有效的手段, 也是油气勘探的主要手段。三维观测系统设计与成像质量和勘探成本关系密切, 其中采集参数论证是观测系统设计的基础, 而常规三维观测系统参数论证难以满足要求, 进而提出基于模型的观测系统参数论证思路。许多学者进行了相应的研究, 认为地震照明是解决针对复杂地区及特殊地质目标体观测系统设计最有效的手段, 也实现了基于二维/三维模型的观测系统射线、波动方程的照明技术, 运用此技术完成了观测系统参数的论证分析和采集方案的优化设计^{[3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12]}。

对于塔河油田特殊目标体(岩溶洞穴体)地震采集, 有关学者也进行了详细的研究:赵群等^[13]针对不同尺度、不同形态和不同充填物的碳酸盐岩溶洞物理模型地震响应特征进行了研究; 刘群等^[14]在塔河油田S48井区进行了基于地质目标的高精度三维地震技术应用, 取得明显的开发应用效果; 刘依谋等^[15]开展了面向碳酸盐岩缝洞型储层的高密度全方位三维地震采集技术研究及应用效果分析, 改善了缝洞储层的成像效果; 徐颖^[16]以实际资料为基础, 对塔河油田高精度三维地震采集参数进行优化研究, 提出了该区高精度三维地震勘探的关键采集参数建议; 梁向豪等^[17]将基于三维地质模型设计技术应用于塔里木油田地震采集设计中, 在实际应用中取得了良好效果。

由文献调研发现, 基于模型的地质目标采集设计已经广泛应用, 也取得了较好的效果, 但是通过建立塔河地区三维溶洞目标体模型来进行采集参数论证目前还是空白。因此, 文中以塔河油田YQ西1井区为例, 进行基于三维溶洞储层地质模型目标体照明的采集参数论证分析(面元、方位角等), 为野外实际生产提供理论指导, 最终达到改善野外地震采集资料品质的目的。

1 高斯射线束观测系统双向照明

地震波照明分析是复杂构造、复杂地区地震观测系统设计的有效手段, 一般地, 地震波照明可以分为射线追踪和波动方程照明方法两类^{[4, 18]}。射线类方法主要是利用高频射线近似, 算法简单计算效率高, 主要反映地震波的运动学, 不能很好地表征动力学特点, 对于复杂介质存在很多阴影区域; 波动方程方法能够真实反应地震波动力学特征, 主要问题就是计算效率难以满足要求, 特别是面对大型三维复杂模型时更加突出。为了解决以上问题, 笔者采用高斯射线束模拟方法, 同时兼顾运动学和动力学特征, 又能高效地获得三维模型照明结果。

三维高斯射线束方法原理^[19]:高斯射线束是波动方程集中于射线附近的高频渐进解, 可视为一条从震源出发以射线为中心的能量管, 射线束的振幅以偏离中心射线的距离呈指数衰减(图1a所示), 即A=Amp· exp(-n²/L²), 呈高斯态分布, 故此得名。检波点R或地下某点处的波场, 是由多条从震源点S出发, 在一定范围内的高斯射线束的叠加(图1b所示)。

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	图1 高斯射线束正演示意 a— 高斯束能量随距离分布; b— 不同高斯束叠加形成检波点处波场

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	图2 三维射线坐标系

高斯射线束的解是在射线坐标系下求解^[20], 三维射线坐标系如图2所示。M为中心射线, 其附近有一P点, 过P点作与中线射线相垂直的平面相交于P'点。起始点m₀到P'点的距离为m。l和n分别为P点在垂直于射线二维平面内的笛卡尔坐标, 那么在三维射线坐标系下P点相对于中线射线的坐标可表示为(m, l, n)。e_t, e_l, e_n分别为射线坐标系的基矢量, 三者相互垂直, 满足右手准则。在上述坐标系下, 经过详细的推导, 可以得到高斯射线束频率域的解:

$\begin{matrix} u (m, q, ω) = A (m) \sqrt[]{\frac{v (m) detQ (m_{0})}{v (m_{0}) detQ (m)}} \cdot \exp \{\pm [iωτ (m) + \frac{iω}{2} q^{T} \frac{p (m)}{Q (m)} q]\} 。 \end{matrix}$ （1）

式中:u(m, q, ω )表示波场振幅, “ -” 为正向延拓(表示正演模拟), “ +” 为反向延拓; (m, q)为计算点在三维中心射线坐标系下的射线坐标, m为计算点在中心射线上的投影位置到射线原点的距离; q是计算点在由e_l, e_n构成的局部坐标系下的二维坐标构成的向量; ω 为角频率; det为求矩阵的行列式; T为求矩阵的转置; i为虚数单位; A(m)是中心射线振幅; v(m)为介质速度; τ (s)= $\begin{matrix} \int_{m_{0}}^{m} \end{matrix}$ dm/v(m)为中心射线旅行时; P和Q为高斯射线束复值动力学参数矩阵, 满足微分方程:

$\begin{matrix} \{\begin{matrix} \frac{dQ (m)}{dm} = v (m) P (m), \\ \frac{dP (m)}{dm} = v^{2} (m) Q (m), \end{matrix} \end{matrix}$ （2）

式(2)为三维高斯束动力学方程组, v(m)是速度关于局部坐标e_l, e_n的二阶偏导数矩阵, 其元素可以表示为:

$\begin{matrix} v_{ij} = \frac{\partial^{2} v}{\partial q_{i} \partial q_{j}}, i, j = 1, 2 。 \end{matrix}$ （3）

在此基础上, 实现基于模型的高斯射线束观测系统双向照明技术, 获得用于目的层成像的有效照明能量, 进行观测系统评价优化。具体详细的技术实现步骤请参考文献[20]。

2 面向三维溶洞储层模型的主要采集参数论证

2.1 三维溶洞储层模型建立

YQ西1井区是塔河地区奥陶系不整合— 缝洞型油气藏的北延部分, 奥陶统碳酸盐岩储层储集空间类型以溶蚀孔洞为主, 多数溶洞直径为10~30 m^[1]。根据已有地震及钻井资料, 本区除中、上奥陶统、志留系、上石炭统— 二叠系缺失外, 其余地层发育较齐全, 沉积巨厚, 相对稳定, 地层倾角较小, 过井叠后地震剖面显示地层产状几乎水平(图3), 主要目的层埋深在5 000~6 500 m左右。结合工区地质成果资料(叠加剖面、VSP测井等), 采用解释成果剖面插值生成三维模型方法, 建立符合工区实际情况的典型三维溶洞储层模型(图4)。模型大小x方向12 000 m、y方向10 000 m、z方向6 500 m, 溶洞深度位于6 100 m左右, 数量为5个, 溶洞规模分别为20、40、60、80、100 m。模型从上到下地层速度分别为:2 951、3 711、4 038、4 000、4 040、4 458、4 959、5 200 m/s, 溶洞体速度为2 000 m/s。

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	图3 YQ西1井区过井叠后地震剖面

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	图4 三维溶洞储层地质模型 a— 块体充填三维模型; b— 块体没充填三维模型; c— 溶洞体俯视

2.2 主要采集参数论证分析

塔河油田勘探程度相对比较成熟, 大部分区块开展了高精度三维地震采集, 实际野外施工参数相对成熟。有学者通过实际资料完成了塔河油田高精度三维地震采集参数优化研究, 建议覆盖次数为140~180次^[16], 在此前提条件下基于三维溶洞储层地质模型, 开展主要采集参数(面元、方位角)的论证分析工作。

2.2.1 面元尺寸

以往面元尺寸参数都是采用常规公式计算得到, 只要满足横向分辨率和最高无混叠频率, 体现的是点的概念, 不是很严谨。对于溶洞地质目标体而言, 面元越小, 越有利于提高小地质体的横向分辨率, 提高其成像精度, 勘探成本也相应增加。下面基于三维溶洞模型, 在保证覆盖次数相同(初步选定168次)的情况下, 设计4种面元大小(10、15、20、30 m), 定量论证不同面元大小对溶洞的偏移照明能量。表1给出了设计的4种观测系统参数。

表1 4种不同观测系统参数

上述4个不同面元的观测系统, 布设在三维溶洞模型上, 得到各自对应的溶洞体偏移照明能量分布(图5)。从图中可以看出, 面元越小溶洞照明能量更强, 刻画更清楚, 但进一步分析可知, 10 m面元到15 m面元的偏移照明能量变化趋势相对于15 m到20 m而言是比较缓慢的, 20 m面元照明结果明显偏弱, 30 m面元照明结果更加弱。图6为实际资料不同面元偏移剖面, 最小面元尺寸达到7.5 m, 比理论模型研究设计的最小面元(10 m)还要小, 由图上可知, 7.5 m面元和15 m面元缝洞体成像的质量相当, 30 m面元缝洞体聚焦不清, 信噪比低(图中椭圆标示)。理论结合实际, 再综合其他因素考虑(勘探投资), 本工区面元尺寸选择15 m× 15 m是比较合适的。

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	图5 不同面元尺寸对应溶洞体偏移照明能量分布 a— 面元大小10 m× 10 m; b— 面元大小15 m× 15 m; c— 面元大小20 m× 20 m; d— 面元大小30 m× 30 m

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	图6 实际资料高精度三维不同面元大小偏移剖面 a— 面元大小7.5 m× 7.5 m; b— 面元大小15 m× 15 m; c— 面元大小30 m× 30 m

2.2.2 方位角

对于设计好的观测系统模板而言, 方位角的大小通常用最大非纵距与纵向最大炮检距的比值(简称排列片的横纵比)来表示。针对碳酸盐岩地震勘探而言, 缝洞储层的预测和空间立体描述是其主要任务, 其产生的响应表现为三维空间的绕射椭球体, 为接收来自三维空间的全部信息, 满足各个方向检测精度要求, 地震资料方位角越宽越好(理想是全方位采集), 才能得到最为准确的成像结果^[15]。

同样基于三维溶洞模型, 在保持覆盖次数(168次)和面元尺寸(15 m× 15 m)一定的情况下, 设计7种方位角宽度(0.57、0.62、0.68、0.76、0.85、0.97和1.0), 定量论证不同方位角大小对溶洞的偏移照明能量分布情况, 进行方位角参数的论证。表2给出了设计的7种观测系统参数。

表2 7种不同观测系统参数

7种观测系统得到的溶洞偏移照明能量如图7所示。采用面元和覆盖次数相同的情况下, 获得的能量差别不大, 可是仔细针对每个图中最上方的尺寸相对较小的溶洞分析可知(图中箭头标示), 随着方位角的增大, 照明范围呈现增大的趋势(方位角0.57和1.0差异明显), 但是当方位角在0.68以上时, 再增大方位角, 照明范围变化不明显。图8为十区西工区实际资料不同方位的对比, 该区试验了小范围的全方位采集, 通过处理对比方位角0.57和全方位角的结果, 可以看出全方位资料对于缝洞的刻画比方位角0.57的更加精确, 更加立体、聚焦(椭圆标示)。实际采集不可能大范围全方位进行, 勘探成本太高, 综合考虑, 本工区方位角(即横纵比)以不小于0.68为佳。

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	图7 不同方位角对缝洞偏移照明能量分布 a— 方位角0.57; b— 方位角0.62; c— 方位角0.68; d— 方位角0.76; e— 方位角0.85; f— 方位角0.97; g— 方位角1.0

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	图8 实际资料不同方位角处理结果 a— 方位角0.57; b— 方位角1.0

3 观测系统方案属性分析

本工区其他采集参数运用常规公式, 进行点参数论证得到, 不再赘述。再借鉴塔河油田其他相邻高精度三维采集参数及实际资料处理分析结论来确定, 同时, 结合本文中针对面元尺寸和方位角的论证参数, 确定本工区的观测系统方案, 如表3。

基于表3的观测系统, 进行观测系统属性分析。为了更好地体现本次观测系统的优势, 特与前期相邻工区高精度三维观测系统进行对比, 图9为二者的面元属性定量分析结果。由结果可知, 本次采集方案覆盖次数更高, 方位角更宽、偏移距更加均匀分布(图9a), 这样更有利于缝洞体各个方向偏移成像和裂缝预测精度的提高。同样针对上述2种方案进行基于三维模型目的层偏移照明能量的评价(图10)。从图中可以看出, 由于方案1覆盖次数相对高, 方位角较宽, 其对应的中下奥陶统顶界面和溶洞体上的目的层偏移照明能量更强且均匀, 照明范围更宽, 因此方案1在塔河地区更能获得好的地震资料品质。

表3 观测系统基本参数

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	图9 地震面元属性分析 a— 方案1; b— 方案2

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	图10 目的层偏移照明能量 a— 方案1; b— 方案2

4 结论

基于模型观测系统设计技术已成为采集设计的必备手段, 同时也取得明显的效果。针对塔河油田特殊的地质目标体, 通过设计三维溶洞储层模型进行基于目标体的观测系统偏移照明能量来完成主要采集参数的论证分析尚属首次。通过本次研究, 得出以下几点结论:

1) 基于三维溶洞储层地质模型采集参数论证分析, 与塔河油田实际地下地质情况更加相符, 论证更加具有针对性和有效性; 同时基于目标体的高斯射线束观测系统双向照明技术, 符合地震资料叠前偏移设计思路; 完成的采集设计评价优化方案能更好地指导实际野外采集, 提高野外采集数据质量, 起到降低勘探风险的作用。

2) 在覆盖次数一定的情况下, 宽方位角采集能够确保不同方位偏移距分布更加均匀, 更有利于溶洞体偏移成像以及储层预测精度的提高。

致谢:在资料收集过程中得到西北分公司物探研究院和南京物探技术研究院处理解释中心的支持和帮助, 在此表示衷心感谢!

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

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[1]	李宗杰, 王勤聪. 塔河油田奥陶系古岩溶洞穴识别及预测[J]. 新疆地质, 2003, 21(2): 181-184. [本文引用:2]
[2]	徐微, 陈冬梅, 赵文光, 等. 塔河油田奥陶系碳酸盐岩油藏溶洞发育规律[J]. 海相油气地质, 2011, 16(2): 34-41. [本文引用:1]
[3]	Schneider W A, Winbow G A. Efficient and accurate modeling of 3-D seismic illumination[J]. Expand ed Abstracts of 69^th SEG Meeting, 1999: 633-636. [本文引用:1]
[4]	Laurain R, Gelius L J, Winje V, et al. A review of 3D illumination studies[J]. Journal of Seismic Exploration, 2004, (13): 17-37. [本文引用:2]
[5]	尹成, 吕公河. 基于地球物理目标参数的三维观测系统优化设计[J]. 石油物探, 2006, 45(1): 74-78. [本文引用:1]
[6]	赵殿栋, 郭建, 王咸彬, 等. 基于模型面向目标的观测系统优化设计技术[J]. 中国西部油气地质, 2006, 2(2): 119-122. [本文引用:1]
[7]	蒋韬, 符力耘, 碗学检, 等. 基于波动方程的目标导向观测系统设计方法研究[J]. 地球物理学进展, 2008, 23(2): 359-367. [本文引用:1]
[8]	李万万. 基于波动方程正演的地震观测系统设计[J]. 石油地球物理勘探, 2008, 43(2): 134-141. [本文引用:1]
[9]	李佩, 陈生昌, 常鉴, 等. 基于波动理论的地震观测系统设计[J]. 浙江大学学报: 工学版, 2010, 44(1): 203-207. [本文引用:1]
[10]	张建微, 王海波, 刘大鸣, 等. 二维波动方程和三维照明分析技术在潜山观测系统设计中的应用[J]. 长江大学学报: 自然科学版, 2011, 8(5): 36-39. [本文引用:1]
[11]	徐雷良. 胜利探区复杂地质构造的地震波照明与观测系统优化[J]. 物探与化探, 2012, 36(5): 788-792. [本文引用:1]
[12]	田伟, 常锁亮, 陈强. 观测系统类型及参数对采空区探测的影响[J]. 物探与化探, 2012, 36(s): 70-77. [本文引用:1]
[13]	赵群, 曲寿利, 薛诗桂, 等. 碳酸盐岩溶洞物理模型地震响应特征研究[J]. 石油物探, 2010, 49(4): 351-358. [本文引用:1]
[14]	刘群, 李宗杰, 禹金营, 等. 高精度三维地震技术应用效果分析[J]. 石油物探, 2010, 49(6): 573-583. [本文引用:1]
[15]	刘依谋, 梁向豪, 印兴耀, 等. 面向碳酸盐岩缝洞型储层的高密度全方位三维地震采集技术及应用效果[J]. 石油物探, 2013, 52(4): 372-380. [本文引用:2]
[16]	徐颖. 塔河油田高精度三维地震采集参数优化研究[J]. 石油物探, 2014, 53(1): 68-75. [本文引用:2]
[17]	梁向豪, 朱运红, 刘依谋, 等. 三维地质模型辅助地震采集观测系统设计及应用[J]. 非常规油气, 2015, 2(1): 15-20. [本文引用:1]
[18]	朱金平, 董良国. 地震波双向照明的概念及计算方法[J]. 地球物理学报, 2011, 54(11): 2933-2941. [本文引用:1]
[19]	邓飞, 刘超颖, 赵波, 等. 高斯束正演与偏移[J]. 石油地球物理勘探, 2009, 44(3): 265-269. [本文引用:1]
[20]	殷厚成, 邓飞. 三维高斯射线束观测系统照明及优化方法研究[J]. 石油物探, 2015, 54(4): 376-381. [本文引用:1]

2003

0.0

李宗杰, 王勤聪. 塔河油田奥陶系古岩溶洞穴识别及预测[J]. 新疆地质, 2003, 21(2): 181-184.

在塔河油田奥陶系中蕴藏着丰富的石油资源,碳酸盐岩储层的主要储集空间为裂缝和溶蚀孔、洞,其中岩溶洞穴是最主要的储集空间,研究岩溶洞穴的展布具重要意义.应用钻井、测井、地震等资料分析了岩溶洞穴的识别标志,并利用地震反射结构和振幅变化率技术预测了岩溶洞穴在塔河油田某区的展布.

... 勘探成果表明,奥陶系岩溶洞穴型储层的钻井产量高,稳产时间长^[1,2] ...

... 缝洞型油气藏的北延部分,奥陶统碳酸盐岩储层储集空间类型以溶蚀孔洞为主,多数溶洞直径为10~30 m^[1] ...

2011

0.0

徐微, 陈冬梅, 赵文光, 等. 塔河油田奥陶系碳酸盐岩油藏溶洞发育规律[J]. 海相油气地质, 2011, 16(2): 34-41.

塔河油田奥陶系碳酸盐岩缝洞型储层为该区最重要的油气生产层段.依据地质岩心(屑)、录井、钻井、测井、地震等多种资料,运用由点到线再到面的方法,探讨了塔河油田奥陶系碳酸盐岩油藏的溶洞发育规律.由区内溶洞充填砂泥岩的伊利石K-Ar同位素定年,得出其形成时间在369.33～451.90Ma,古溶洞的形成时间应该早于该时段或与该时段同时,即加里东中晚期-海西早期.溶洞的发育受控于古地貌,存在三个纵向溶洞带.岩溶水输入方式的不同,使得塔河地区溶洞的平面分布分区性较强.北部区奥陶系鹰山组和一间房组中的岩溶水为面状输入方式,南部有上奥陶统隔水层覆盖的区,鹰山组和一间房组中岩溶水为侧向输入方式,岩溶水的出口位置位于断裂带附近,尤其是断裂带与断裂带相交的部位.塔河油田北部和南部的岩洛水系统基本为一个统一的系统.建立了该区大气淡水岩溶模式.

... 勘探成果表明,奥陶系岩溶洞穴型储层的钻井产量高,稳产时间长^[1,2] ...

1999

0.0

... 许多学者进行了相应的研究, 认为地震照明是解决针对复杂地区及特殊地质目标体观测系统设计最有效的手段,也实现了基于二维/三维模型的观测系统射线、波动方程的照明技术,运用此技术完成了观测系统参数的论证分析和采集方案的优化设计^{[3,4,5,6,7,8,9,10,11,12]} ...

2004

0.0

... 1 高斯射线束观测系统双向照明地震波照明分析是复杂构造、复杂地区地震观测系统设计的有效手段,一般地,地震波照明可以分为射线追踪和波动方程照明方法两类^[4,18] ...

2006

0.0

尹成, 吕公河. 基于地球物理目标参数的三维观测系统优化设计[J]. 石油物探, 2006, 45(1): 74-78.

对于陆上三维地震采集的线束状观测系统优化设计,记录仪器的有效利用道数、观测系统总的覆盖次数、排列片的最大炮检距是最为重要的地球物理目标参数.针对这3个目标参数所论证的期望值的偏差最小化,提出了一套三维观测系统优化设计方法,即利用有约束的数学规划求解优化的目标函数,实现三维观测系统参数的最优化设计.应用该设计方法对胜利探区4个实际区块的观测系统参数进行了优化设计和对比分析,结果表明,在窄方位角采集、纵横向覆盖次数均匀分布等方面该方法的效果较好.

2006

0.0

赵殿栋, 郭建, 王咸彬, 等. 基于模型面向目标的观测系统优化设计技术[J]. 中国西部油气地质, 2006, 2(2): 119-122.

2008

0.0

蒋韬, 符力耘, 碗学检, 等. 基于波动方程的目标导向观测系统设计方法研究[J]. 地球物理学进展, 2008, 23(2): 359-367.

A target-oriented layout designing method guided by wave equation forward modeling in complicated structure areas is proposed in this paper. This method is implemented by using the staggered-mesh finite-difference(FD) method in velocity-stress 2D acoustic wave equations. The fourth-order FD operator on staggered-meshes and perfectly matched layer(PML) absorbing boundary condition are applied. By analyzing numeral results of the synthetic model, we illuminate how to match the surface seismic response with the underground target structure. By analyzing numeral results of the practical model in Qiao Kou area, we indicate that the forward modeling method is based on wave equations better than conventional methods in areas with complicated miniature fault-block and salt anticline for which shows more accurate image, therefore it is more propitious to analyze and guide the design of seismic layout. We set constrains of offset by tracking reflected events of target zone and obtaining the receiving range on the surface. We choose the best trace distance by comparing different simulated records and considering the cost and goals of the project. Finally, Layout parameters which meet the design requirement are obtained.

本文提出了复杂构造地区的目标导向观测系统的设计方法.使用波动方程正演模拟来指导并在二维声波方程的一阶速度-应力方程中应用交错网格有限差分法实现.使用了四阶精度的差分算子和完全匹配层吸收边界条件.通过分析理论模型的模拟结果，展示了如何将地面地震响应与地下目标构造匹配.通过分析桥口地区实际地质模型的模拟结果，指出波动方程正演模拟在小断块、小背斜增生的复杂地区中相对于传统方法更精确，图像更清晰，更利于分析和指导观测系统设计.跟踪目标区的反射同相轴并得到其到达地面的接收范围来约束炮检距的范围, 通过比较不同道距的模拟记录并综合考虑成本和任务目标来选取最佳道距. 最终获得了实际效果达到设计要求的观测系统参数.

2008

0.0

李万万. 基于波动方程正演的地震观测系统设计[J]. 石油地球物理勘探, 2008, 43(2): 134-141.

2010

0.0

李佩, 陈生昌, 常鉴, 等. 基于波动理论的地震观测系统设计[J]. 浙江大学学报: 工学版, 2010, 44(1): 203-207.

Wave equation based illumination analysis can directly give the seismic wave energy distribution in subsurface for a given seismic geometry, but it cannot deeply analyze the cause to the weak illumination zone, or give solutions. A new seismic survey design method for complex structural area was presented. The illumination energy distribution in target layer was evaluated by using the wave equation illumination method; the causes to the weak illumination were analyzed by using wave equation forward modeling, and efficient solutions were presented; the best acquisition parameters were selected according to a quantitative comparison between different prestack depth migration results of the modeling data. Application of this method for overthrust nappe structural model in ZB area showed that a spread length of 8 km is optimal to improve the signal noise ratio in this area; to add shot points in the range of 30.0 — 30.5 km on the ground and receive by 6 km spread length can noticeably improve the imaging quality of the weak illumination zone.

基于波动方程的照明分析可以直观地反映在确定的地震观测系统下地下介质中地震波能量的分布,但是难以深入分析弱照明区域的成因并提出解决措施.针对该问题,提出一种新的复杂构造地区地震观测系统设计方法.利用波动方程照明技术定量评价不同观测系统在目标层的照明能量分布；通过波动方程正演模拟分析目标层位弱照明的成因,提出针对性的解决措施；对模拟数据的叠前深度偏移成像结果进行定量分析,优选最有利于成像处理的观测参数.将该方法应用于ZB地区逆掩推覆构造模型,结果表明,在该地区8 km的排列长度最有利于提高信噪比；在地面30.0～30.5 km进行炮点加密,并采用6 km的排列长度进行接收,可以明显改善弱照明区域的成像质量.

2011

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张建微, 王海波, 刘大鸣, 等. 二维波动方程和三维照明分析技术在潜山观测系统设计中的应用[J]. 长江大学学报: 自然科学版, 2011, 8(5): 36-39.

介绍了辽河坳陷潜山勘探特点,建立了大洼潜山的三维地质模型,在此基础上联合运用二维波动方程和三维射线追踪照明分析技术论证了排列长度、接收线数等采集参数,对新采集的潜山资料进行了退化性处理,比较了新老资料的采集效果,新采集剖面潜山内幕波组特征明显、信息丰富,明显好于老资料.结果表明,照明分析技术对潜山观测系统优化设计具有指导作用.

2012

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徐雷良. 胜利探区复杂地质构造的地震波照明与观测系统优化[J]. 物探与化探, 2012, 36(5): 788-792.

In recent years, three-dimensional seismic acquisition was carried out in Jiyang depression, even second-round three-dimensional seismic acquisition was completed in some complex oil and gas blocks and many complex media and small fault block reservoirs were studied. As a result, the oil and gas production in the Shengli oil field has been steadily growing. However, it is difficult for the traditional seismic acquisition design technology to meet the current production requirements, and hence the authors selected the steep slope belt of the Shengli exploration area to build velocity model and form a set of observation system optimization design technological series suitable for the second-round Shengli exploration district collection through the seismic wave illumination and object-oriented geometric optimization and design technology research based on the theory of wave equation. The research results show that the technological series can ensure the integrity of the form of steep geological structure and the improvement of the imaging quality of micro structures such as minor fault blocks and small sand bodies.

随着胜利探区勘探开发的逐步深入,主要勘探目标开始转向小断块、小砂体等微幅构造以及岩性隐蔽油气藏,传统的地震采集设计技术难以满足当前生产需求。为此,选取胜利探区复杂构造地质模型,开展基于波动方程理论的地震波照明和面向目标的观测系统优化设计技术的研究,形成了一套适合胜利探区二次采集的观测系统优化设计的技术系列。研究结果表明,该技术系列能够保证该区地质构造的形态完整,小断块、小砂体等微幅构造的成像质量也有较大幅度的提高。

2012

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田伟, 常锁亮, 陈强. 观测系统类型及参数对采空区探测的影响[J]. 物探与化探, 2012, 36(s): 70-77.

The design of conventional coal mine three-dimensional seismic exploration observation system focuses its attention on saving acquisition cost and improving efficiency of construction,and hence often uses narrow azimuth half beam line horizontal scrolling observation way;nevertheless,for coal mine fine structure exploration in irregularly-developed goaf,the prospecting effect remains doubtful.On the basis of the ray tracing algorithm for three-dimensional goaf numerical model forward based on an analysis of the observation effects of different observation systems in such aspects as acquisition of footprints,azimuth distribution,and target goaf lighting degree,the authors carried out detailed comparison.The analytical results of six kinds of observation systems and nine kinds of attributes show that the wide azimuth 45° oblique type observation system has obvious advantages in five aspects,and its anomaly response to the geological target of the goaf is the best.

常规煤田三维地震勘探观测系统设计时着重于节约采集成本,提高施工效率,往往使用窄方位半束线横向滚动的观测方式,但是对于需精细勘探、采空区发育不规则的矿区,窄方位观测系统对勘探效果的影响还有待分析。笔者采用三维射线追踪算法对采空区进行了正演数值模拟分析,并对不同观测系统在采集脚印、方位角分布、目标采空区的照明度等观测效果进行了深入对比。六种观测系统、九种属性分析结果表明,宽方位45°斜交式观测系统在五个方面都具有较强优势,对采空区地质目标的异常响应最好。

2010

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赵群, 曲寿利, 薛诗桂, 等. 碳酸盐岩溶洞物理模型地震响应特征研究[J]. 石油物探, 2010, 49(4): 351-358.

在碳酸盐岩地区的油气勘探中,溶洞地震响应特征的识别面临着很大挑战,关键问题在于对溶洞的形态、大小及充填物变化引起的地震波变化规律及地震响应特征的认识.为此,针对碳酸盐岩储层的地质特点,抽象出3类(不同形态、不同尺度及不同充填物)溶洞物理模型,利用地震物理模拟技术开展了模拟实验.结果显示,小尺度的溶洞(d《λ),地震波到达溶洞后,散射现象占主导,缝洞绕射波振幅与偏移距有近似解析关系.大尺度溶洞的形态对绕射波的振幅具有强烈影响,在菲涅耳带半径内,线体能量最强,片、柱、椭球、球型体绕射信号逐渐减弱.均匀充填溶洞的绕射波能量最强,波形简单,剖面信噪比高,反射成像收敛的"串珠"能量强,对称拖尾较短;非均匀充填溶洞的绕射波能量较弱,剖面信噪比低,非均质性越强其成像"串珠"形态畸变越大、拖尾越长.

... 对于塔河油田特殊目标体(岩溶洞穴体)地震采集,有关学者也进行了详细的研究:赵群等^[13]针对不同尺度、不同形态和不同充填物的碳酸盐岩溶洞物理模型地震响应特征进行了研究 ...

2010

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... 刘群等^[14]在塔河油田S48井区进行了基于地质目标的高精度三维地震技术应用,取得明显的开发应用效果 ...

2013

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刘依谋, 梁向豪, 印兴耀, 等. 面向碳酸盐岩缝洞型储层的高密度全方位三维地震采集技术及应用效果[J]. 石油物探, 2013, 52(4): 372-380.

... 刘依谋等^[15]开展了面向碳酸盐岩缝洞型储层的高密度全方位三维地震采集技术研究及应用效果分析,改善了缝洞储层的成像效果 ...

... 针对碳酸盐岩地震勘探而言,缝洞储层的预测和空间立体描述是其主要任务,其产生的响应表现为三维空间的绕射椭球体,为接收来自三维空间的全部信息,满足各个方向检测精度要求,地震资料方位角越宽越好(理想是全方位采集),才能得到最为准确的成像结果^[15] ...

2014

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徐颖. 塔河油田高精度三维地震采集参数优化研究[J]. 石油物探, 2014, 53(1): 68-75.

... 徐颖^[16]以实际资料为基础,对塔河油田高精度三维地震采集参数进行优化研究,提出了该区高精度三维地震勘探的关键采集参数建议 ...

... 有学者通过实际资料完成了塔河油田高精度三维地震采集参数优化研究,建议覆盖次数为140~180次^[16],在此前提条件下基于三维溶洞储层地质模型,开展主要采集参数(面元、方位角)的论证分析工作 ...

2015

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梁向豪, 朱运红, 刘依谋, 等. 三维地质模型辅助地震采集观测系统设计及应用[J]. 非常规油气, 2015, 2(1): 15-20.

... 梁向豪等^[17]将基于三维地质模型设计技术应用于塔里木油田地震采集设计中,在实际应用中取得了良好效果 ...

2011

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朱金平, 董良国. 地震波双向照明的概念及计算方法[J]. 地球物理学报, 2011, 54(11): 2933-2941.

2009

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邓飞, 刘超颖, 赵波, 等. 高斯束正演与偏移[J]. 石油地球物理勘探, 2009, 44(3): 265-269.

本文在介绍高斯射线束原理和正演的基础上，从叠后偏移开始分析了高斯射线束偏移的基本原理，并给出了优化的思路和具体的算法流程。高斯射线束是波动方程集中于射线附近的高频近似解，高斯射线束法将射线理论和波动方程方法紧密结合在一起，利用高斯束替代普通射线方法中的射线进行波场正演和延拓，既保持了射线方法的高效性和灵活性，又保留了波场的动力学特征，不仅克服了普通射线方法的一些缺点，而且由于无需两点试射，因而效率非常高。将高斯射线束法引入偏移，利用高斯射线束的性质，可以解决基尔霍夫方法的多值走时问题。模型试算表明，本文介绍的高斯射线束偏移方法能够充分利用高斯射线束的优势，既具有较高的效率又能够获得较好的成像效果。

... 三维高斯射线束方法原理^[19]:高斯射线束是波动方程集中于射线附近的高频渐进解,可视为一条从震源出发以射线为中心的能量管,射线束的振幅以偏离中心射线的距离呈指数衰减(图1a所示),即A=Amp#cod#x000b7 ...

2015

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殷厚成, 邓飞. 三维高斯射线束观测系统照明及优化方法研究[J]. 石油物探, 2015, 54(4): 376-381.

... 高斯射线束的解是在射线坐标系下求解^[20],三维射线坐标系如图2所示 ...