高精度地震技术（精选9篇）

高精度地震技术 第1篇

1、高精度三维地震勘探技术概念

高精度三维地震勘探技术就是以常规三维地震勘探理论为基础, 以提高地震分辨率和地震偏移成像精度为手段, 以实现目标勘探为目的的三维地震采集、处理、解释系列技术的统称。

2、高精度三维地震勘探技术关键

2.1 空间采样与分辨率的关系

为了提高地震勘探的分辨率与保真度, 需要加密地震数据采集的空间采样密度, 减小野外激发和接收组合。通常采用单点激发、单点接收, 避免了野外组合时差对高频的影响, 因此有利于提高分辨率;增加空间采样的数量, 其对面波等线性干扰能够充分采样, 因此有利于在室内对线性干扰进行压制;均匀高密度空间采样避免了组合产生的接收各向异性问题, 所获得的地震资料更有利于检测地下岩性的各向异性[1]。

2.2 高精度激发、接收技术

在高精度三维地震勘探中, 提高地震原始资料的信噪比与分辨率是取得预期勘探效果的关键环节, 也正是需要在激发和接收环节考虑与解决的问题。我们在地震采集中做好激发的关键是要从选取最佳炸药量、选取合适的激发介质 (声波速度指标、细腻性、饱和含水) 入手[3]。在观察不同深度地震波的激发技术应用方面, 我们还借助双井微测井在不同介质中激发的子波进行频谱与能量分析, 来进一步确定好的激发介质。

2.3 静校正精度分析

静校正技术经历了长期的发展过程, 技术不断进步, 精度也越来越高。在早期的三维资料处理中, 主要应用高程校正及地表一致性剩余静校正解决静校正问题。随着勘探区域地表条件复杂程度的加大, 静校正处理技术也在不断的发展, 以拾取初至波为前提的折射静校正技术较好的解决了折射层稳定且变化平缓地区的表层静校正问题;层析反演、波动方程延拓等静校正技术在折射层不稳定、表层构造复杂地区也见到了成效

2.4 叠前噪声衰减技术

采用信号方向约束去噪作为一种新的噪声压制技术用于三维处理, 该去噪方法利用易于求取的信噪比相对较高的低频段记录成分的有效信号方向来约束高频有效信号的求取, 从而减少高频有效信号估计的随机性, 提高估计精度[4]。

2.5 高保真处理技术

野外原始资料的采集由于受多种因素的影响, 特别是受地震地质条件的影响, 如风化层速度、厚度、地表地形和高速层顶界面等, 除使正常时差校正后的记录存在除剩余静校正外, 还存在使反射波的能量和波形发生畸变的问题, 在对资料进行常规处理球面扩散补偿之外, 还应该做地表一致性振幅校正, 消除地表地质条件对反射波能量的影响和不正常道的影响, 为下一步流程奠定基础[5]

2.6 高精度速度分析技术

为满足高精度速度分析的需要, 针对高密度采集资料, 开发出高密度速度分

析方法, 主要技术思路是:以较少的CDP组合, 消除CDP组合对速度精度的影响;以较高的速度分析密度, 保证小断块的叠加质量, 消除各向异性的影响, 保证CDP道集内反射波的同相性;以反复多次的速度分析与剩余静校正的迭代, 进一步提高速度精度。

2.7 叠前偏移技术

前偏移技术已经成为各油公司提高复杂构造成像精度, 降低勘探开发风险的主导技术。叠前偏移处理技术包括叠前时间偏移处理技术和叠前深度偏移处理技术。在构造复杂、构造倾角不大、速度横向变化不大的情况, 利用叠前时间偏移技术可以较好的改善成像精度[6]。对于存在剧烈横向变速, 存在大倾角, 目的层埋藏深且位于复杂构造下的地质构造成像, 迄今为止, 叠前深度偏移是复杂构造成像最精确最有效的方法。

3 高精度三维地震勘探技术发展

为了寻找更多的石油与天然气, 三维地震勘探技术近几年发展很快, 数据采集、处理和解释的方法不断取得新的突破[7]。同时, 三维地震勘探技术也反过来促进了计算机硬、软件的发展, 还催生了层序地层学、地震地层学等新的边缘学科, 这些新的油气勘探理论对复杂油气藏的勘探起到了很好的指导作用

(1) 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。

(2) 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。

(3) 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。

参考文献

参考文献

[1]王喜双, 谢文导, 邓志文.高密度空间采样地震技术发展与展望.中国石油勘探, 2007年第1期, 49-53

[2]刘学伟, 尹军杰, 王德志等.基于地震数据处理的三维地震观测系统设计——泌阳凹陷南部陡坡带三维地震观测系统设计实例.石油地球物理勘探, 2004, 39 (4) :375-380

[3]尹吴海, 甄文胜, 魏国显, 等.三维地震采集观测系统设计技术——以柴达木盆地西部地区为例[J].勘探地球物理进展, 2007, 30 (2) :111-118.

[4]俞寿朋.高分辨率地震勘探工叨.北京:石油工业出版社, 1993:15-35.

[5]李庆忠.走向精确勘探的道路--高分辨率地震勘探

[6]系统工程剖析[M].北京:石油工业出版社, 1993.

高精度地震技术 第2篇

高精度三维地震(Ⅲ):资料解释与配套技术

随着油气勘探目标越来越复杂和油气田开发程度的加深,迫切需要提高三维地震勘探的精度,加快实施高精度三维地震.高精度三维地震可理解为在高分辨率三维地震勘探的基础上,实现高精度三维偏移成像.它与精细三维地震有一定的区别.精细三维地震强调的是工作做精做细,这样可以确保三维地震效果的稳定;细中见大,可以产生巨大的勘探效益.但要提高精度,除工作的精细以外,还必须有高新技术的含量,技术上还有许多问题需要研究和开发,这为地球物理技术发展提供了一个广阔的空间.提高三维地震勘探的精度与许多因素有关,涉及到勘探以外的多个学科,并与当代高新技术水平直接相关.从地震勘探技术本身的一些环节出发,简要地提出了一些问题并进行了简单的分析和讨论,内容包括地震数据采集、地震数据处理、地震数据解释、提高地震勘探分辨率、与地震技术紧密相关的.配套技术以及勘探技术一体化的思路等6个方面.围绕提高三维地震勘探的精度问题,阐述了每一个方面所发挥的作用以及它们所处的地位,最后阐述了作者的一些认识.在整个讨论过程中,强调的是处理问题的思路和方法,以及技术的实际应用技巧和实际应用效果,而不是每一个方法的具体细节和公式推导,因而是是一份实用性较强的培训教材.

作 者：熊翥 Xiong Zhu 作者单位：中国石油集团东方地球物理公司,河北涿州,072751刊 名：勘探地球物理进展英文刊名：PROGRESS IN EXPLORATION GEOPHYSICS年，卷(期)：32(3)分类号：P631.4关键词：高精度三维地震 数据采集 高密度空间采集 观测系统优化 三维观测系统参数 照明分析技术

高精度地震技术 第3篇

[关键词]环保工程；现场施工；测量管理

在社会主义建设的新形势下，为我国发展提供了有利的环境和基础，这在一方面亟待促进环保工程高精度测量技术的应用，另一方面在保证高质量的环保工程建设的同时，还需更新仪器和设备，提高技术应用的科技含量，并且成本得到合理的配置，进而大大增加环保工程项目价值效用，快速促进我国经济发展，加快城市化建设的脚步。可是，就目前来说，关于工程测量技术人员的素质还有待加强，只有他们具备专业的技术水平，才能促进新时代下的环保工程测量技术应用和管理工作。

1、环保工程现场施工中高精度测量技术的应用概述

随着科技文明的进步，GPS处理技术得到了全面的推广，RTK操作工艺逐渐完善，在实际操作过程中，由于其测量方便、快速有效、定位精准等特征逐渐为人们所接受，在地形勘测、地籍处理、工程施工等方面均可以见到它的身影。具体施工期间RTK操作工艺主要以相对定位的方式存在，而其中采用静态定位的方式进行处理，将可以得到目前最准确的数据。

环保工程定位测量中所需注意的事项：测区控制点周围环境应尽量开阔，保证高度角15°以上无遮挡；点位埋设质地坚硬，避免沉降以及重型车辆等通行挤压变形；离开高压线、通信无线发射源200m。控制点应该尽量布设在互相通视的地方，架站点与放样点也应保持尽量多的通视。在进行GPS静态原始数据采集时，上空应避免塔架行车，以防止GPS卫星信号受到干扰。

应用高精度GPS-RTK静态测量模式并结合全站仪照准待放样点的优点为：不受观测孔限制；控制点精度高；误差不会累计传递；实现了数字化智能测量、放样，减少人为误差；同时放样目标自动照准、并有激光指示；操作简便，工作效率较高，本方法的扩展使用性强，可用于其他不同的工程项目中。

2、环保工程现场施工中高精度测量技术的应用实例

2.1定位测量技术

（1）正式施工之前，结合相关部门提供的数据，工程方获得了4个可以进行测量的位置，通过GPS1、GPS2、GPS3、GPS4进行代表，通过这4个位置可以完成工程范围内所有的测量。

（2）任意选择其中两个测量位置进行工程外部的测量工作，即GPS1与GPS2。在相应的位置置入十字钢钉作为记号。通过准确度符合标准的GPS静态处理方法，在外界测量位置处放上两台GPS设备，同时调整角度以满足接下来的操作需要。同时选取环保工程建筑物顶部确定的2个处理位置A与B，在相应的位置置入十字钢钉作为记号，接着在两个位置分别放上两台GPS设备，同时调整角度以满足接下来的操作需要。所有进行测量的GPS设备必须满足准确度在3毫米的标准范围内。

（3）让所有安放好的GPS设备进入工作状态，开始静态操作，设备处理时间需要在45分钟至一个小时之内，然后通过电脑技术处理设备观测后的信息，结合测绘处理程序获得相关数据，针对基线以及平差进行后续的处理，利用GPS1与GPS2所在的位置获得A与B相关的信息，以此作为施工处理地点，同时交由全站仪进行后续的处理。

2.2高程测量技术

结合全站仪处理设备获得建筑物顶部高程数据，利用天顶测距相关模式获得高程数据。

1、放样点的确定

通过已知点设站操作方式将该设备安装在建筑物顶部：全站仪安装地点为建筑顶部处理位置A处，棱镜则安装在建筑顶部处理位置B处。调整角度以满足接下来的操作，利用上一步相关操作，保证全站仪与工程地点之间不会存在位置偏差。顶部选择柱子正中心处作为放样对象。结合工程施工图，利用COGO应用软件获得柱子正中心具体位置，采取数据线传输方式将具体位置直接显示在该设备之内。若不存在误差，那么无需任何调整即可对之后的放样目标进行位置测量。

2、放样步骤

（1）结合极坐标处理方式。通过上述操作，获得控制位置A、B和放样位置P准备的坐标值，在此基础上通过公式获得相应的角度值αAB，并计算出A与P两点的距离DAP，相关数据由设备自主计算处理得到；操作期间该设备同步处理角度差△Hz与距离差△d，设备角度朝AP点自行变化，改变棱镜所处位置，若设备经计算后△d数值是0，那么P所在的地点与图纸位置重合，P位置将显示出红色激光。

（2）结合自由设站处理方式。经过前面的操作工序，A与B实际坐标以及顶部高程数据全部获得，通过设备内部后方交会系统可以知道该设备身处施工坐标内实际位置，设备的定向问题也可以一并处理；为了保证数据准确，设备自身的长度不会直接用标尺进行计算，而是利用其内部的高程传递模式，获得最真实的高程数据。而设备本身高度不会产生任何影响，接下来完成放样操作工序。

（3）用上述方法对现场模板及设备进行调整放样，首先使用GPS接收机将测区控制点引测至控制点A和B，然后架设全站仪，使用全站仪中的参考线程序将模板线的实际位置刻画出来，最后工人根据刻画线调整模版至正确位置即完成。

3、结论

总而言之，在目前快速发展的条件下，我国环保工程建设中离不开高精度的工程测量技术应用工作，旨在保证经济可行、科学合理的环保工程测量。可是在体制和实践当中，依然存在一系列的問题和不完善之处，其主要原因在于体制的不健全和实施不合理造成的，因此，我国需要采取相应的措施，从多方面入手，改善其中的不合理管理，促进形成合理完善的工程测量技术管理体系，进而为高精度的工程测量技术应用提供坚强的后盾，积极推进新时期环保工程测量技术应用和管理。尤其是要加强对工程测量技术人员的职责要求，提高他们的技术水平，为进一步促进新时期环保工程测量技术应用及其发展做出应有的努力和贡献。

参考文献

[1]黄叶成.浅析环保工程的全过程控制管理[J].企业技术开发，2015（11）：82-85.

[2]孟慧杰.基于环保工程的全过程控制管理的分析[J].科技资讯，2015（10）：76-79.

高精度三维地震采集技术及效果分析 第4篇

地震勘探是地球物理勘探的一种方法。每一种物探方法都是以研究岩石的某一种物理性质为基础的, 地震勘探就是依据岩石的弹性, 采用人工的办法 (用炸药或其他能源) 激发弹性波, 沿测线的不同位置用地震勘探仪器检测大地的振动;并把数据以数字形式记录在磁带上, 通过计算机处理来提高信噪比, 提取有意义的信息;用地质解释的形式显示其结果。随着石油勘探和开发程度的不断深入, 对于地震资料预测精度的要求越来越高。因此, 高精度三维地震采集技术就显得较为重要。

2 高精度三维地震采集技术分析以复杂山地为例

复杂山地三维地震采集中存在着以下难点: (1) 地表起伏大, 表层结构复杂, 老地层出露, 导致野外施工困难和静校正问题非常突出; (2) 激发、接收条件普遍较差, 原始单炮记录上多次折射干扰、面波、随机干扰和高频干扰等干扰波非常发育, 而且复杂多变, 有效反射能量相对较弱, 资料信噪比低; (3) 地下条件复杂, 逆掩推覆作用使高角度老地层出露, 造成速度拾取中的多解性和在时间方向上的反转, 而难以确定准确的叠加速度场, 增加了处理难度; (4) 高陡多断裂复杂构造, 横向速度变化大, 难以准确地叠加成像和偏移归位。针对这些难点, 在复杂山地勘探中经过多年的探索, 形成了一套二维山地地震采集、处理和解释技术, 发现了多个大型油气田。但二维山地地震在解决高陡逆掩推覆构造问题中存在一些缺点, 为此在山地三维地震勘探中进行了一系列的技术攻关, 探索了一套适合复杂山地三维地震的勘探方法。

2.1 目标技术设计

三维采集技术设计的参数包括:C M P面元大小、道距、覆盖次数、最大炮检距、接收线距、炮线距、炮点距、观测系统以及观测方向等。在论证这些参数时, 先从现有剖面上读取有关地球物理参数, 然后根据理论公式计算其选择范围。在设计时, 为了详细了解山区的地表情况, 大范围山区使用常规的踏勘方式是不可能达到目的的, 因此需要使用高精度的卫星遥感数据帮助了解地表情况。卫星遥感矢量数据体在采集设计和施工中主要有4个方面的应用: (1) 帮助识别山区表层特征, 划分出不同的激发岩性区, 再根据卫星遥感数据进行实地踏勘; (2) 结合资料品质图可以预先确定激发条件较差的区域以及障碍区, 据此采用变观方式, 充分利用激发条件好的地段, 避开激发条件差或障碍区, 从而提高资料信噪比; (3) 可以为野外实际放样选线选点提供参考, 做到选线布点一步到位; (4) 可以帮助组织野外生产。

2.2 激发参数的优化

根据卫星遥感数据与地面地质调查, 对三维地震区的地表及岩性有了较详细的了解后, 根据不同的地表条件对工区进行激发分区, 选择合适的激发方式。采用多种震源联合激发的新观点。

2.3 静校正技术

在复杂山地地表区的三维静校正, 单一的静校正不能满足资料处理要求。采用多种表层调查方法来提高近地表资料精度, 采用静校正数据库与近地表模型静校正法和初至波静校正方法相结合的技术, 可以提高静校正的精度。

通过这些技术问题的解决, 提出了结合地震剖面确定空间采样间隔和勘探区域, 利用卫星遥感数据进行采集技术预设计及激发位置的选择, 多种震源联合激发和引入山地三维静校正模型高速参考面等一些新观点, 探索出了这套适合复杂山地三维地震勘探的技术设计、观测系统选择、激发参数选择及静校正技术等采集方法。

3 应用效果分析

随着油田的勘探方向由构造勘探转变为岩性勘探, 勘探目的层由浅中层转向深层, 对资料信噪比、分辨率、成像精度等都提出了更高的要求。然而, 大多数以往三维地震资料由于受当时的采集技术、装备等方面的制约, 其信噪比和分辨率较低, 无法满足当前的地质需求, 严重制约了油田勘探开发的步伐。近年来, 随着油田高精度三维地震勘探工作的开展, 通过从资料品质着手, 优化观测系统、精细的表层调查、科学合理的激发接收参数、严格质量控制体系和措施的综合应用, 资料品质取得了大幅度提高, 并取得了良好的勘探效果。

3.1 高精度三维地震采集关键技术

(1) 针对叠前成像的观测系统设计技术

提高信噪比和成像精度是永安高精度三维和竹墩高精度三维勘探工作中重中之重。要解决苏北盆地复杂构造成像的问题, 叠前成像技术是现阶段最好的选择, 而叠前成像要求采集数据具有良好的信噪比和均匀的空间采样。前人的研究表明, 偏移效果尤其是叠前偏移仅与空问采样的密度和均匀性有关。因此, 在进行观测系统优选时, 不仅考量面元大小、覆盖次数、排列长度等因素, 保证大部分面元的炮检距和方位角分布均匀, 而且考虑空间采样的密度和均匀性。

面元大小的设计采用可变面元的设计方案, 面元可细分为10m10m、10m20m、20m20m、20m40m, 覆盖次数也大幅提高, 面元为10m10m时, 覆盖次数为60次, 面元为20m40m (常规三维所采用的面元) 时, 覆盖次数为480次。为压制多次波、改善火成岩岩下和深层成像, 排列长度也由过去3000m左右增加到4000m左右。考虑到空间采样的均匀性, 道距和接收线距、炮点距和炮线距设计得尽量一致。

(2) 精细的表层结构调查技术

针对永安、竹墩地区表层结构复杂的情况, 首先对全工区进行了1km2km的小折射、2km4km的微测井的表层结构调查, 从而了解整个工区低降速带及各种岩性的分布情况, 为后续寻找好的激发岩性、激发井深和静校正处理提供基础资料。在2km4km微测井表层结构调查中了解到三洋河两侧存在较厚的流沙和软泥层, 部分地区发现有速度倒转现象。小折射不能解决表层速度反转问题, 易导致错误的浅层调查结果。为此, 在三洋河两侧又开展微测井加密、加深, 总计增加微测井100口, 密度达到了1km X1km, 局部0.5km0.5km。为进一步提高表层结构调查的精度和效率, 特别是部分地段存在较厚的流沙和软泥, 微测井钻井中容易形成瘀井, 我们希望找到经济高效的方法实现精细的表层结构调查。为此, 在充分调研的基础上, 选择了表层地质雷达探测和高密度电法测量方法进行试验。

(3) 基于保护高频成分的接收技术

以往采集的原始资料在50Hz左右受到很大的压制, 与当时采用35~40m较大的组合基距有一定的关系。在高精度三维采集时, 均采用8-10m小组合基距面积组合接收, 在拓宽优势频带范围 (如图1所示) 的同时对高频端的随机噪声也有一定的压制作用。研制新的检波器挖坑器, 既保证检波器与大地最佳耦合, 又尽量减少对农田的破坏。

3.2 高精度三维地震采集效果分析

与以往三维采集的的地震资料对比, 高精度地震资料具有信噪比较高、波组特征较明显、可对比性更强等特点, 尤其是断层细节和断裂结构更加清楚, 对局部小断层的识别具有独到之处, 能有效地提高对构造细节的认识与把握。

由于高精度地震资料断层成像精度高, 分辨断块的能力强, 使小断层得到精细刻画、落实。

4 结语

实践表明, 高精度三维地震勘探技术较大幅度提高了地震资料的品质, 能够取得十分显著的地质效果和经济效益, 是地震技术的发展趋势, 是支撑老油区可持续发展的不可替代的重要技术。

参考文献

[1]钱荣钧.关于地震采集空间采样密度和均匀性分析[J].石油地球物理勘探, 2007, 42 (2) :235—243

[2]Andreas Cordsen, JohnW Peiree著;俞寿朋等译.陆上三维地震勘探的设计与施工.石油地球物理勘探局, 1996

[3]熊翥.高精度三维地震 (I) :数据采集[J].勘探地球物理进展, 2009, 32 (1) :1-l1.

高精度地震技术 第5篇

1 Q-land技术应用概况

WesternGeco公司于2001年推出了Q-Technology技术系列, Q-land技术采取单点接收室内数字组合技术, 其核心思想是单点接收室内数字组合, 达到提高信噪比、分辨率和保真度的目的。野外采用数字检波器单点、子线观测系统采集, 室内进行数字组合压噪及静校正等特殊处理和油藏建模[4]。在科威特Minagish油田、阿尔及利亚HassiMessaoud油田、利比亚Lehib油田等开展了Q-land地震勘探以及墨西哥湾海上的多次勘探, 得到的数据质量较常规勘探有很大的提高, 为精细油藏描述等工作提供了很好的先决条件;后来又推出了数字组合 (DGF) 室内处理方法, 应用效果也很好[4]。

2 Q-land相关采集处理方法

2.1 交错采集[5]

WesternGeco公司通过使用高道数综合单点检波器采集和处理系统清晰地记录叠前数据, 使交错采集方法得以成功应用。公司把这个方法称为Q-landVIVID (ValueinVariableImageDensity) 。这种新方法的优点是缩短投资回报周期, 减少地震投资。在勘探上, 交错地震采集实际需要的时间大约是几个星期。贯穿整个油田开发周期的交错地震采集能够逐步改善地震成像效果, 延续应用很多年。

油田初期测量的参数记录将满足整个开发周期的地震成像需求。保存下来的初期地震数据, 可以用于以后的单点检波器勘探, 对于任何特别的组合道间距或者处理层次都不受约束。也就是说, 当把这些初期的地震数据再次用于新的交错测量时, 可以使用Q-land技术中的DGF对数据进行重新处理, 或根据需要在好的空间采样间隔上再次生成新组合。

2.2 处理技术

WesternGeco公司在处理技术中使用了一种先进而复杂的算法, 称为数字组合法 (DGF) 。DGF包括三个步骤。

第一步:校正每个地震检波器排列内的干扰, 如振幅、高度差别和近地表速度的变化。

第二步:对地震检波器输出数据进行分类, 结果出现一个频带宽度与单个轨迹相似的信号, 振幅几乎与单个振幅之和相同。使用数据自适应滤波对噪声进行压制。

一个理想的滤波算子使所有有效的频率经滤波后不发生畸变, 完全消除锁定目标以外的所有频率, 叫做阻带 (stopband) 。理想的空间去假频滤波器响应也是方位各项同性的, 这种组合响应对于各个角度到达的能量都是相同的。对于传统采集数据来说, 有两个问题与去假频滤波器性能有关:阻带内不同方位噪声的不完整压制和通过带内平坦地区的不完整压制。Q-land技术的采集形式在空间上是垂直的, 适合应用3D去假频滤波。采用的滤波技术以APOCS方法 (凸集交错映射) 为基础, 是一种非常有效的手段。

第三步:在空间上根据所要求组合的时间间隔对输出数据进行二次采样。这种排列曾在油田上使用过, 但是几乎没有采样间隔的机动空间, 而使用数字组合处理, 可以把任何一个采样放到单点检波器的狭小空间内。

在常规排列数据上用复杂的地质学假设不能输出需要的结果, 单点传感器数据证明在信号保真度和频带宽度方面得到大大改善。数据能够用于解释微小地层特征, 提高垂向和横向的地震响应, 在以下两个实例中可以得到证明。

3 Q-land技术应用实例分析

3.1 阿尔及利亚HassiMessaoud油田应用Q-land技术提高薄层成像效果[6,7]

2002年, 在阿尔及利亚被认为是世界上地震挑战最大的油田之一的HassiMessaoud油田首次实施了Q-land勘探。覆盖面积44 km2, 工区包括HassiMessaoud油田所在的城市, 这给勘探作业安全带来极大的困难。另外, 需要成像的属于薄层, 具有非常低的声阻抗差异, 给此次研究带来极大的挑战。由于Q-land带宽达到6~80 Hz, 获得了地层厚度约为14 m的图像, 垂向分辨率较高, 标准勘测的地层厚度为40 m。为设计油井位置提供了非常好的数据, 提高了原油采收率。

3.1.1 地震挑战

(1) 主力产层是一个辫状河流相体系, 砂岩和页岩分布极不均匀。

(2) 油田受多个断层变形和再生事件的影响, 产生了复杂的断层和裂缝模式, 很难在地震上成像。

(3) 在油藏顶部和储层单元内部速度与密度的对比度很小, 一些小层很难发现。

(4) 大量的夹层使地震信号变得模糊不清, 储层上一个蒸发岩层使高频信号强烈衰减, 致使信噪比很低。

(5) 一般来说, 目标油藏的最大可用频率为35~40 Hz, 也就是说最大的垂向分辨率为40 m。而储层单元成像所要求的垂向分辨率至少要在20 m, 甚至更低。

3.1.2 实施Q-land技术的效果

(1) 在这个低AI值层带, 分辨出相当于厚度大约为14 m的地层。这样的分辨率在这个地质环境中从来没有获得过。

(2) 利用DTF (断距) 属性, 在渗透率和DTF交会图上进一步证实:越靠近断层, 测井曲线的渗透率越高。在大约70%的井上都观察到, 岩心渗透率和DTF之间呈现反比例关系。

(3) 为了解决关于裂缝和小断层是否提高或者降低了渗透率的问题, 提取了在裂缝比较长的断层附近地区的网格。结果发现, 有的断层附近区域, 声阻抗高, 原因是裂缝被黄铁矿或者页岩胶结, 这种区域建议使用裂缝充当流体阻挡层;有的断层附近区域声阻抗低, 这种区域建议打开裂缝。在区域构造上的次生裂缝也能够增加地层的泄油能力。

(4) 由于Q-land技术具有较高的信噪比和保真度, 可以用于油田开发的每一个阶段, 保证勘探投资不受损失。

(5) Q-land采集和处理系统是一种非常好的地震数据质量和多功能采集形式和处理技术革新方法, 将对油田开采期限内的勘探、开发和油藏监测带来很大的影响。

(6) 2006年, HassiMessaoud油田根据Q-land数据解释结果额外又钻了一些油井。

3.2 利比亚Lehib油田提高单点检波器地震数据的带宽[8]

从2006年11月到2007年3月, 壳牌石油公司在利比亚首次成功地实施了WesternGeco的Q-land单点检波器地震系统采集。这个项目的目的是测定单点检波器采集和处理技术是否能够提高分辨率和频率成分, 建立一个精细的Lehib全油田模型。交付的测量结果与以前的地震数据结果相比, 改善了目标区域的信噪比和拓展了带宽。该项目成功的关键是采集形式、震源设计和处理程序的综合应用。

3.2.1 地球物理目标

新地震测量的首要目标是描述出Lehib油田主要构造上Waha储集层的范围和厚度, 识别流体界面和确定该构造以外额外潜在的储量。第二个目标是确定Gargaf层裂缝密度和裂缝/构造方向。

3.2.2 有效的噪声衰减

部分测量区域具有很高的环境噪声和一些高振幅的测试信号, 特别是地震检波器靠近震源的地方。单点检波器对噪声特别敏感, 同时也能实施数字压制技术。为了减少这类噪声, 使用了环境噪声压制处理, 去除这些不规则的高振幅, 使用的方法是基于频率的相干法。在DGF后, 使用十字排列的FKK滤波器组合技术消除了相干噪声。

3.2.3 测量结果

Lehib油田的测量是成功的, 目标油藏数据具有较高信噪比和带宽。在Q-land数据中, 增强了的分辨率和频率能够与现有井数据建立很好的联系, 更有利于进行地层表征和建立更精确的油田模型。与Lehib油田相邻的Arshad南部也进行了常规的地震测量。图1给出了两个测量之间的频率对比结果。可以清楚地看到, 通过单传感器采集和处理, 频率得到有效改善。Lehib油田的Q-land测量与传统测量相比, 带宽增加了20 Hz, 在信号和噪声之间另外分离12 dB。

4 结束语

(1) 与常规组合勘探相比, Q-land单点高密度地震勘探技术具有消除组内干扰、提高噪声压制的精度、组合方式灵活、提高地震资料的分辨率和成像精度、改善油藏特征描述等优势, 可很好地适应日益复杂的勘探形势的需要。

(2) Q-land单点高密度地震勘探技术向小采集面元、高道数、宽方位、对称均匀采样等方面发展, 相信该技术定会有很好的应用前景。

(3) 该技术起步较晚, 相应的理论分析以及处理、解释技术还不成熟。由于存在原始资料信噪比低、数据量大、对设备的需求高等特点, 其具体实施应用还有很多的争议。

(4) 实际应用时, 要针对点激发/点接收地震勘探的特殊性, 根据实际工区的情况进行分析研究, 确定合适的采集方法, 不能盲目使用单点高密度技术;否则不仅得不到期望的处理精度, 还会增加成本, 造成不必要的浪费。在新探区, 要先用常规组合勘探方法探明整体构造、工区信噪比等基本情况;然后随着勘探程度的加深, 勘探精度要求越来越高, 进入高精度勘探或者油藏描述阶段再进行单点高密度勘探。在复杂的老油区或者需要精细解释的地区, 将单点高密度勘探技术与许多高精度的勘探方法联合使用, 如多分量勘探、广角勘探、横波勘探、4D地震勘探等, 得到更详细准确的油藏信息。

摘要：Q-land技术是WesternGeco公司于2001年推出的一项先进的高密度地震技术, 它采取单点接收室内数字组合技术, 通过压噪及静校正等特殊处理和油藏建模, 达到提高信噪比、分辨率和保真度的目的。近年来, 在科威特、阿尔及利亚、利比亚等国家的陆上油田和墨西哥湾海上开展了大量的地震勘探, 得到的数据质量较常规勘探有很大的提高, 为精细油藏描述等工作提供了很好的先决条件。之后, 又推出了数字组合 (DGF) 室内处理方法, 应用效果也很好。

关键词：Q-land技术,WesternGeco公司,高密度,开发地震,信噪比,分辨率,数字组合处理

参考文献

[1]Baeten G J M, Belougne V, Combee, et al.Acquisition and processing of point receiver measurements land seismic[C].Expanded Abstract of70th Annual Inter-national SEG Meeting, 2000, 41-44.

[2]Malik Ait-Messaoud, et al.New di mensions in land seismic technology.Oilfield Review, 2005.

[3]李庆忠, 魏继东.高密度地震采集中组合效应对高频截止频率的影响[J].石油地球物理勘探, 2007, 42 (4) :363-369.

[4]刘振武, 等.中国石油高密度地震技术的实践与未来[J].石油勘探与开发, 2009.

[5]Boff Anderson, Peter van Baaren, Mark Daly, et al.Point-receiver seismic data offers new approach to managing onshore E&P development cycle[J].First Break, 2006.

[6]Malik Ait-Messaoud.New di mensions in land seismic technoligy.Oilfield Review, 2005.

[7]Hassi Messaoud.油藏评价报告DAKS专家系统.

高精度地震勘探仪器研究 第6篇

关键词：高精度,地震,勘探,仪器,特点,系统

随着油气勘探技术不断的进步, 地震勘探作为一种重要的油气勘探方法也得到了飞速的发展。地震勘探主要包括三个方面的内容, 室外地震勘探资料的获取、室内勘探数据的分析和地震资料的解释。在地震勘探每一过程中都需要用到专门的工具, 如果没有这些地震勘探工具的辅助, 地震勘探理论的水平再高也是没有实际意义的, 也不能完成油气勘探的工作。所以在加强地震勘探理论研究的同时, 也要加强地震勘探工具的研究。现阶段我国勘探出的油气藏主要为沉积相, 油层的厚度不大, 这对地震勘探设备的精度和分辨率提出了更高的要求。油气勘探的方向逐渐转向了深层和复杂地层, 需要更高精度的地震勘探仪器。

1 高精度地震勘探仪器的特点

地震勘探是指在地面利用地震波发射仪, 在地面发射地震波, 地震波会不断的向地层传播, 地震波在不同地层中的传播性质不同, 因此可以根据地震波的传播情况来判断地下地层的情况。地震勘探主要涉及到地震波动力学和地震几何学的内容, 地震几何学主要研究的就是地震波在传播的过程中, 地震波的位置和传播时间两者的对应关系。通过对地震波传播过程中的变化来确定地层的各种参数。而地震波动力学主要研究的地震波在地层中传播的过程中, 地震波能量的变化、地震波和岩石之间的作用关系等, 利用地层对地震波不同的响应来判断地层的特征。高精度的地震勘探需要通过频率较大的地震波来进行地层结构的勘探, 高频地震波对于地面信号发射和接受装置的质量和精度都有较高的要求。高精度地震勘探地面设备具有高性能、稳定可靠等特点, 地震勘探设备不会随着时间、环境等因素的变化而造成设备性能的下降。在地震勘探的过程中, 为了提高勘探的精度, 一般都会最大限度的获取最准确的地震波信号, 而没有掺杂其他没用的信号, 地震勘探信号的准确性是判断仪器性能好坏的重要指标, 也是地震勘探设备发展的方向目标。高精度地震勘探仪器的地震波发射器的幅度范围要比地层地震波幅度的范围大。在地震波测量过程中需要测量的最大幅度指的是地震波从发射器到地面最近接收器的波幅, 而需要测量的最小幅度指的是从地层深处反射到地面的地震波波幅。高精度地震勘探的信号接收中, 往往接收到的地震波信号幅度较小, 因此需要提高地震勘探仪器的测量性能。地震波反射时间是根据地震勘探仪器计时装置的响应时间来确定的, 如果计时装置的响应时间不够准确, 那么计算出的地震波反射时间也是不准确的, 因此判断出来的地震波的传输特性也是不准确的。在勘探仪器接收到地震波信号后, 能够将接受的模拟信号准确的转换为数字信号, 也是高精度地震勘探仪器的关键。在设备允许的条件下, 地震波发射仪还需要具有一个线性的系统。为了最大限度的降低其他信号的干扰, 需要通过先进的信号处理方式, 不断的提高地震波信号的信噪比。在高精度地震勘探仪器中需要进一步增大信号的信噪比。但是随着地震测量系统精度的增加, 会给系统各部分之间的同步、信号的传输等都增加了较大的困难。在高精度地震勘探仪器的设计中, 应当不断的提高设备各部分之间工作同步性, 降低各部分之间的相互干扰。由于地震勘探仪器通常是在野外条件工作, 野外的环境多变而且条件恶劣, 容易造成地震勘探仪器的损坏, 所以需要不断的提高地震勘探仪器在野外工作的稳定性和持久性, 并且具有一定的自检和报警的功能。而且新型高精度地震勘探仪器要向着小体积、小质量、方便操作、寿命长等方向不断发展。

2 高精度地震勘探仪器设计研究

在高精度地震勘探仪器的设计中, 测量仪器的道间距是一个重要的参数, 结合油气勘探的实际, 确定高精度地震勘探仪器的道间距为五米。在实际的操作应用中可以根据勘探开发的要求, 需要利用大道间距地震勘探的方法时, 可以通过间隔的选取测量点的方法, 来实现大道间距方法的测量。为了能够提高地震勘探测量的准确性, 仪器的分布长度一般要和测量深度一致。高精度地震勘探仪器为了提高测量的覆盖范围, 通常会采用道叠加的方法, 从而降低了其他信号的干扰。在同一时间内, 地震波数量的多少和地震波的频率成正比, 高频地震波的测量需要用到多道检测的方法。而且随着地震波频率的增加, 用到的地震波仪器的性能更高。利用多点测量的方式可以有效的增加地震波中的高频信号, 从而最大的限度的提高油气地震勘探的精度。随着地震勘探技术的不断发展, 地震勘探的规模也在不断的扩大。现阶段地震勘探的采集系统一般为多道站系统, 这和检波器点接收的状态不一致, 因此需要将仪器的采集站和检波器连接成一个系统, 才能保证地震勘探设备的准确性和效率。地震勘探仪器接收到的地震波信号传输到主系统的时间, 反映了系统线路信号传输的能力。综合考虑影响地震勘探信号传输能力的印象因素, 通过利用增大回传时间的方法, 可以有效的减少系统部件的操作频率, 增强系统的稳定性和可靠性, 从而保证了野外地震勘探工作的成功进行。

3 结束语

随着油气资源勘探压力的逐渐上升, 提高油气资源勘探的精度和准确性是石油勘探研究人员研究的重要方向之一, 高精度地震勘探仪器的研制是提高油气资源勘探精度和准确性的重要途径。高精度地震勘探仪器需要高频的地震波来进行地层结构的勘探, 地震波发射器的幅度范围要比地层地震波的幅度范围大, 高精度地震勘探仪器的测量性能要高, 需要进一步的增大信号的信噪比, 高精度地震勘探仪器野外工作的稳定性和持久性要高。结合油田地震勘探的实际, 开展了高精度地震勘探仪器设计研究, 通过研究提高了地震勘探仪器勘探的准确性, 增加了油气资源地震勘探的效益。

参考文献

[1]梁运基, 李桂林.陆上高分辨率地震勘探检波器性能及参数选择分析[J].石油物探.2005 (11) :609-644.

高精度地震技术 第7篇

关键词：三维地震勘探,陡倾角,水平切片

1 勘探区概况介绍

本勘探区属黄土高原丘陵区, 地表有沟坎发育, 地形起伏不大, 总体趋势为南高北低, 最高点位于西南部, 标高937.9m;最低点位于北部漳河河床, 标高874.1m, 最大相对高差63.8m。区内北部有漳河通过, 水面覆盖面积较大。且河水较深。此外, 施工范围内有傅村、杨家沟、襄垣农场等地面障碍物。本区浅层岩性复杂且厚薄不一, 主要为黄土覆盖, 表土松散、干燥, 土层厚, 一般在10m左右夹有砾石层。给成孔带来一定困难。区内煤系地层较稳定, 3号煤层埋藏深度390m~710m, 是一典型陡倾角向斜的地区, 一般厚度约6.05m;15号煤层上距3号煤层118m左右, 平均厚度约3.3m。全区主体构造为轴向NEE向的天仓向斜, 向南倾伏, 轴部褶皱强度较大, 天仓向斜从中部通过, 地层倾角一般80~100, 部分区域地层倾角达到250。

2 资料采集

三维地震勘探采集主要是保证有丰富的地震数据信息, 在资料采集时根据高精度三维地震勘探的特点, 在观测系统的设计上炮检距从小到大均匀分布, 保证同时勘探浅、中、深目的层;在CMP面元道集中, 炮-检连线方位方向尽可能均匀分布在CMP的3600的方位上;区内CMP覆盖次数分布均匀;排列片横纵比要大于0.6。以达到宽方位采集。结合勘探区煤层埋深的特点和构造特征, 采用端点放炮、l6次覆盖的8线16炮5m5m小面元的束状观测系统, 考虑到主要目的煤层埋深的特点, 采用48道、偏移距10m的接收方式, 确保资料采集质量。

由于勘探区是一典型陡倾角向斜的特征, 采取勘探区北部采用南端放炮北端接收的方式, 勘探区南部采用北端放炮南端接收的方式;在遇到村庄障碍物时, 检波器进村埋设, 炮点尽量利用居民区空地, 房屋附近加大井深激发, 测量组对居民房屋详细进行测绘, 保证村庄下的叠加位置准确、次数不低于l6次;在目的层较浅及变观部位, 为了确保浅目的层及变观部位的有效叠加次数, 将浅部及变观部位炮点加密, 增加小炮检距, 资料处理时去掉大炮检距, 保证动校切除后仍有足够的叠加次数。

在资料采集中, 经过对勘探区地表激发条件的调查研究, 进行充分的试验, 最后采用手盘钻成孔, 打穿钙质结核, 保证激发层位在基岩面;且通过各种施工措施, 采用闷井等措施将声波和面波等干扰减小至最小的方法, 取得了高信噪比的原始资料。

3 资料处理

在资料处理中, 坚持“三高”原则, 根据仪器班报、实际观测系统、测量点位的高程图, 建立每个炮、检点的坐标位置高程以及相关的井深值等空间属性库。在静校正时, 特别对村庄、河流等地表高低起伏大的地方通过人机联作, 对初至波进行准确拾取, 以高精度静校正为重点, 进行了多种静校正方法比较。由于地表起伏不很大, 表浅层结构虽然复杂, 但利用绿山初至波折射静校正就可解决静校正问题, 以叠前反褶积为中心, 进行了多种反褶积方法的测试对比, 来提高资料的信噪比和分辨率。在速度分析上, 为了提高速度谱分析的精度, 反复进行高精度速度分析和研究, 速度分析与剩余静较进行多次迭代, 获得更准确的叠加速度。同时引进叠前时间偏移技术对资料进行了叠前和叠后偏移处理对比, 进一步提高了资料的准确性和可靠性。并且获得了不同叠加次数和不同面元大小的多个数据体, 丰富了成果资料。

4 资料解释

在资料解释上, 充分利用工作站上提供的全三维解释技术, 尽可能多地从地震数据中挖掘潜有用的地质信息, 地震解释工作以三维偏移数据体为主, 同时结合相干数据体和方差数据体以相互验证, 对于剖面的解释则以波形变面积时间剖面为主, 结合波形、变密度、双极性时间剖面等多种时间剖面显示方式, 充分利用水平切片的解释, 以提高对构造细节、小幅度构造、小断层及复杂地质现象的识别。辅以多种三维可视化解释软件对地震资料进行了充分和全面的解释, 获得了丰富的地质成果, 防止产生假构造、假异常。

5 地质效果

通过对三维地震数据采集、地震数据处理和分析解释的3个关键技术的精细工作, 在地质调查以及正确分析已有地质资料的基础上, 较好地完成了承担的地质任务, 取得了可靠的地质成果。

5.1 断层、陷落柱:

利用等时切片和方差体顺层能量切片可以清楚地反映断层、陷落柱等地质构造, 如图1所示。

5.2 向斜:利用垂直时间剖面可以清楚地反映出向斜构造形式, 如图2所示。

5.3 在本次地震勘探查明了勘探区内3号、15号煤层倾角大于15。

高精度地震技术 第8篇

丘陵油田自1990年投入开发, 1996年原油产量达到最高峰127万吨, 之后油田产量逐渐递减, 至2004年原油产量降到39.4万吨。油田开发面临许多矛盾: (1) 油田构造复杂, 构造细节特征不清楚; (2) 油水分布与预测结果存在较大差距; (3) 井间矛盾突出, 部分井开发动态资料无法合理解释; (4) 水驱状况较差, 单向水驱比例较大; (5) 砂体变化大, 预测油层钻遇率不高; (6) 增储潜力较大, 但突破方向不明; (7) 原有地震资料品质不高, 无法满足精细开发需要。其问题的实质是构造细节特征刻画不够精细, 储层表征精度急需进一步提高, 归根到底就是原有地震资料不能满足油藏地质特征精细刻画。鉴于油田开发面临上述一系列问题, 在2005年丘陵高精度三维地震攻关试验取得成功之后, 2006年初及时部署了覆盖丘陵油田的高精度三维地震。

1 攻关难点和技术对策

1.1 采集攻关难点和技术对策

1.1.1 采集难点

(1) 地质条件复杂, 地层倾角陡、断裂系统极为发育;油藏被东西和南北两组断层分割, 而且两组断层近似垂直分布, 南北分带, 东西分块, 断层极其发育, 且地层倾角大 (30-38度) , 对资料信噪比和频率要求高;

(2) 油田作业区和城镇周边各种干扰源众多、干扰发育, 严重影响资料品质;

(3) 工区涉及2个冲积扇, 表层纵横向速度和厚度变化都极为剧烈, 表现为强烈的不均匀性, 静校正问题较为突出, 影响成像效果。

1.1.2 技术对策

(1) 优化观测系统和激发参数。

观测系统:采用小面元 (15m×15m) , 提高纵横向分辨率, 来精细刻划小断块;采用较高的覆盖次数 (6×12) 压制干扰, 提高信噪比。

激发参数:采用6台大吨位可控震源激发, 提高单炮激发能量, 以增强压制干扰的能力。表1是高精度三维采集的针对性的参数设计。

(2) 在干扰源无法关停的情况下, 在干扰源附近加密炮点, 提高被干扰地区覆盖次数压制干扰的方法, 解决干扰问题。

(3) 进行不同静校正方法对比, 通过应用高程法、折射法、模型法静校正量现场处理剖面对比, 优选模型法作为静校正量校正方法。图1是三种静校正方法的对比。

1.2 处理攻关难点和技术对策

1.2.1 攻关难点

(1) 高精度静校正难, 静校正量精度的高低直接影响到小断层、小断裂及砂体能否准确识别。

(2) 干扰源复杂, 地面噪音源众多, 中、深层地震能量吸收严重, 而面波与浅层多次折射发育, 严重影响目的反射层的信噪比。

(3) 地下构造复杂, 保证处理剖面能较好地反映地质现象。

1.2.2 技术对策

有针对性地做好叠前去噪处理, 努力消除噪音, 提高资料的信噪比和连续性;

建立准确可靠的空间属性文件, 确保空间属性正确无误;采用地表一致性全三维保幅、保真处理技术;在有效提高信噪比的基础上, 利用合适手段提高资料分辨率 (时间分辨率和空间分辨率) ;采用叠前时间偏移处理技术, 提高资料的横向分辨率, 确保构造准确成像;加强与地质人员的结合, 明确处理目标, 提高速度分析及偏移归位的精度;各种去噪处理模块及参数的选择要谨慎, 高保真, 尽量不用修饰性处理手段, 以满足储层预测和油藏描述的需要。图2是资料处理的技术对策及流程图。

1.3 解释攻关难点和技术对策

1.3.1 攻关难点

(1) 不同期次、不同应力特征构造变形的叠加, 使得丘陵油田构造十分复杂, 小断层发育, 构造样式变化快。

(2) 油田处于开发中后期, 资料丰富, 面临问题也多, 地震解释与已有成果综合需要多领域的知识, 而开发领域研究成果的应用需要不断摸索。

(3) 目的层段储层厚度薄、侧向变化快, 部分测井资料 (声波时差、伽玛) 不能很好地反映储层变化, 增大了地震反演与储层预测的难度。

(4) 以钻井资料为主的部分基础资料的可靠性不能完全保证, 使得焦点问题解决难度增大。

1.3.2 技术对策

针对开发面临的难题, 收集勘探、开发、区域地质研究成果等基础资料, 综合地震、地质、钻井和勘探开发成果, 借鉴其它地区精细构造解释的经验, 应用最新构造地质理论, 优选针对性技术方法和技术组合, 从区域地质入手, 结合研究区地质特征和实际资料, 展开本区综合解释。图3是解释方案流程图。

2 高精度三维实施效果

2.1 地震资料品质明显提高

整体效果对比发现新三维地震资料信噪比高、层次清楚、层间信息丰富, 上下形态协调, 中深层效果改善明显。局部细节对比发现地震资料信噪比明显提高, 断点干脆、断层十分清楚, 有利于断裂系统分析和小断层识别, 在断层发育的破碎带, 新资料更加真实地反映了地下构造特征。图4是高精度三维资料与常规三维资料的对比图。

2.2 解决了一系列油田开发存在的问题

新构造图解决了一系列开发井动态分析不清的难题, 诸如L8-11井爆发性水淹, 如L7-9井长期注水在LS1井长期不见效等问题得到了合理的解释, 其原因是小断层的切割使得油层不连通。同时开发区油水井见水见效分析更有依据。对L2块中区、西区注水单向见效为主的动态特征有了合理的解释——断层的封堵作用。图5是高精度三维 (a) 和常规三维 (b) 构造图对比

2.3 避免调整井失误、节省大量成本

通过高精度地震资料解释成果应用, 避免了2007年度4口开发调整井部署失误, 节省钻井投资2500万元, 相当于100km2高精度三维采集费用。

2.4 新增可观油气地质储量, 明确了增储建产的方向

新三维地震资料的成功应用, 解决了困扰油田多年的构造问题, 07年利用新构造图, 结合油藏精细认识, 在L3区块发现了西山窑组油藏, 新增探明储量380万吨。同时在油田内部三间房组发现多个未动用小断块, 面积总计1.0km2, 未动用石油地质储量320万吨;在油田南部新增含油面积1.7km2, 预测新增石油地质储量超过300万吨。在油田外围北部重新落实的陵北5构造圈闭群, 圈闭面积总计5.0km2;在油田深层下侏罗纪和三叠系12个圈闭, 面积总计35km2, 预测资源量近亿吨。另外油田内部小断层的精细落实及断裂系统的逐步完善, 推动了对三间房油藏的动用程度重新认识, 为二次开发井网重构提供依据。

2.5 提高了地震资料解决开发问题的能力

(1) 钻井和高精度三维地震解释构造深度误差均在10m以内, 相对误差<3‰。应用钻井资料编制的砂岩厚度图和地震反演储层预测砂岩厚度图对比表明, 地震反演储层预测砂岩厚度平面展布特征基本一致, 在储层预测误差允许范围之内, 能够满足油藏精细描述及二次开发需要。

(2) 首次将多子波地震道分解与重构新技术应用于小断层解释。图6是多子波重构前后地震剖面对比图。

(3) 首次将谱分解相位调谐体应用于小断层识别, 效果显著。图7是相位调谐体识别小断层图。

3 结论

高精度三维地震有利于准确构建油田地下地质格架体系、提升油藏地质特征认识水平、发现油田内部及周边油气储量, 是老油田稳产必须推广应用的数字地震技术。丘陵油田高精度地震采集、处理、解释和油藏开发一体化联合攻关模式, 是富油凹陷精细勘探、油田二次开发必须遵循的三维地震技术路线。丘陵高精度三维实施过程中积累的技术与经验, 必将提升高精度三维地震在精细勘探和油田二次开发中的应用水平和效益。

摘要：吐哈盆地丘陵构造带高精度三维地震重新构建了断裂系统的展布特征和砂体分布规律, 解决了油田开发中存在的各种矛盾, 为盆地其它含油气区带的评价和开发积累了丰富的技术, 提升了高精度三维地震在油田开发中的应用水平和效益。

关键词：高精度,三维地震采集,处理,解释,效果

参考文献

[1]陆基孟.地震勘探原理[M].东营:石油大学出版社, 1993年

[2]赵殿栋, 吕公河, 张庆淮等.高精度三维地震采集及应用效果.石油物探.2001.40 (1) :1～8

高精度地震技术 第9篇

地震波数据采集在生产实践中有诸多应用, 包括地震预警、建筑物抗震测试[1]、管道安全及振动源的监测识别[2]等。例如地震预警中, 工作人员在震中安放地震波监测仪器对震中地下的振动信号进行采集, 一旦确认地震发生, 立即将地震预警信号以电波形式向其周围地区发送, 电波比地震波传播速度快, 这为震中周围地区避险提供宝贵时间[3]。传统地震采集系统采用基于电磁原理的动圈式传感器, 该传感器为无源传感器, 无需供电, 但其体积大, 信号响应带宽小, 动态范围小[4]。该传感器自检繁琐, 需配合地震波检波器测试仪使用[5]。地震波能量主要集中于100 Hz及以下频段[6], 地震波信号很微弱, 利用高灵敏度、高精度的采集系统才能准确地获取其数据, 以供实际应用中分析。

MEMS传感器体积小、灵敏度高、动态范围大, 在加速度信号采集领域有取代动圈式传感器的趋势。本研究利用国产MEMS加速度传感器设计地震波采集系统, 实现地震波数据的采集、显示和存储, 最后通过实验对该系统的精度、响应速度以及模拟采集效果进行验证。

1 总体设计

系统主要对MEMS加速度传感器输出的电压波形进行采集、实时显示, 并实时存储于SD卡中, 系统硬件框图如图1所示。

MEMS加速度传感器产生的差分电压信号, 经由仪表放大器AD8221和低噪声精密运放OP27组成的差分信号处理电路进行放大。系统采用24位高精度A/D转换器ADS1255, 通过SPI接口输出数字信号。A/D转换器的参考电压由精密电压基准芯片REF5025提供, REF5025还为仪表运放提供差分信号的共模电压参考点。

PCB版图设计采用数字模拟地隔离的方案。为避免数模信号相互交叠, 采用ADum1402磁耦隔离芯片对A/D芯片的SPI接口进行隔离。控制芯片使用美国Silabs公司出的CIP-51内核8位混合信号控制器C8051f020, 该芯片成本低, 开发方便, 运行速度满足系统要求。地震波数据通过串口上传给PC机, 通过LabVIEW软件实时显示加速度波形, 也可将数据实时存储于SD卡中, 以备分析。为减少模拟部分和数字部分相互干扰, 系统电源分为模拟和数字两部分。

2 硬件电路设计

2.1 MEMS加速度传感器

本研究采用中科院上海微系统与信息技术研究所研制的地震勘探MEMS加速度传感器MSCA3002, 传感器具有大动态范围 (120 DB) 、优异的频响带宽 (DC~500 Hz) 、高检测灵敏度 (1.5 V/g) 、较大加速度测量范围 (±2 V) 、抗高冲击性等特点, 非常适于低频率加速度信号的高精度检测场合。

2.2 精密差分输出电路

传感器的输出为两路差分信号, 为提高加速度信号的抗干扰性, 保持信号的差分形式, 本研究采用仪表运放AD8221和低噪声运放OP27对传感器输出信号进行处理, AD8221为低噪声精密仪表放大器, 具有低补偿电压 (小于25μV) 、低输入补偿漂移 (小于0.3μV/℃) 、低输入偏置电流 (小于0.4 n A) , 可通过外置不同阻值的电阻改变其放大倍数 (1~1 000) 。实际电路如图2所示。

电路的硬件连接保持信号的差分形式。仪器运放后端加上低噪声精密运放OP27, 搭成增益为-1的反相器形式, 该电路连接的主要优点包括:OP27同相输入端输入+2.5 V电压用以设置差分信号的共模输出电压, 使输出信号幅度符合后端A/D转换器芯片输入引脚的电压输入范围, 该+2.5 V电压由精密电压基准REF5025提供;其次OP27的接入可加速模拟信号在精密差分电路输出端的稳定, 缩短模拟信号传输到A/D转换器的延时;同时电路中电阻R1和R2引起的噪声以及OP27所引入的误差 (诸如失调电压、增益误差等) 对于两个输出端的影响是同向的, 因此它们仅对差分输出的共模部分有影响, 最终可被差分输入的A/D芯片所抑制[7]。

2.3 24位A/D转换器ADS1255

低噪声、24位A/D转换芯片ADS1255支持最高23位的分辨率, 24位数字信号以补码的形式输出, 适于地震波这种双极性高精度信号的采集系统。

A/D转换电路的硬件连接中, 最为重要的是参考电压和信号输入部分, 两部分电路都要给足够的滤波电容以减小干扰, 系统中主要使用钽电容和瓷片电容的组合进行滤波, 模拟信号经过无源RC低通滤波器以差分形式输入ADS1255, 起到抗混叠作用。A/D电路的参考电压 (+2.5 V) 由REF5025提供, 经电容滤波后输入。同时应注意ADS1255的模拟地和数字地需要短接, 确保芯片正常工作。为隔离系统数字、模拟部分, 本研究使用磁耦隔离芯片ADum1402隔离ADS1255与微控制器C8051f020的SPI接口。

2.4 PCB版图设计

系统电路为混合信号电路, 为减小电路数字部分对模拟部分的干扰, 本研究在设计版图时注意将数字部分和模拟部分电路分隔放置, 数、模两部分的地平面只在系统电源处单点连接。模拟部分电路主要包括传感器、精密差分电路、精密电压基准、A/D转换芯片;数字部分电路主要包括主控芯片、SD卡、串口转换、时钟芯片等。应避免A/D转换芯片的SPI接口跨越数模分隔间隙布线, 跨间隙布置信号线易与其自身的回流路径组成较大的环流面积对系统模拟部分产生干扰, 该系统使用ADum1402磁耦隔离芯片对ADS1255的SPI接口与控制芯片的SPI接口进行隔离[8,9]。

模拟部分信号主要为低频信号, 模拟地实行严格的单点接地, 以确保A/D转换器芯片ADS1255与参考电压基准REF5025的地电位严格一致[10]。数字部分可采取普遍的大面积铺地的方式以减小各元件对地阻抗。

3 软件设计

系统使用C8051f020微控制器, 集成开发环境Keil u Vision3, 采用C语言编写程序。程序部分首先进行系统初始化, 然后系统等待串口发送的命令操作, 可工作于实时上传数据、实时存储和读取存储值3种模式下。软件流程图如图3所示。

外部模块的初始化包括ADS1255和SD卡的配置。ADS1255利用SPI接口与控制芯片通信, 其过程主要对A/D转换器内各寄存器配置。芯片上电后需进行系统自校准, 更新偏置校准寄存器 (OFC) 和满量程校准寄存器 (FSC) 的值。微控制器发送RDATAC命令连续读取A/D转换值, 根据DRDY引脚输出脉冲来判断数据转换是否完成, 当需退出连续转换状态, 必须发送STOPC或者RESRT命令以结束连续转换模式。

系统采用容量为1 Gbit的SD卡, SD卡成本低, 容量大, 易于便携。SD卡写入速度无法满足3 750 sps采样率采集数据的要求, 可通过软件的方法协调存储数据过程达到实时存储不丢失数据的目的, 具体软件执行方案为将数据写入SD卡程序分为若干步分步执行 (包括传输命令, 传输数据, 等待SD卡写入过程) , 中间穿插执行读A/D转换器数据, 在微控制器内部建立双缓冲块数组, 写SD卡和读A/D转换器数据分别操作不同缓冲块数组, 通过协调每一步的执行时间, 实现实时存储的目的。

4 系统测试

系统通过串口与PC机相连, 本研究使用Lab VIEW软件VISA串口通讯子VI开发上位机波形显示软件[11], 读取加速度信号转化为波形, 根据采集数据测试系统。Lab VIEW软件前面板及测试效果如图6所示。

4.1 精度测试

测试仪器:fluke 287真有效值电子记录万用表。

测试方法:输入0.100 3 V电平, 系统连续采集数据。

测试结果:采集到数据如图4所示。由图4可知, 系统所测数据有±30μV的波动。系统达到10μV量级的采集精度。

4.2 动态性能测试

测试仪器:Tektronix AFG3022B函数信号发生器。

测试方法:信号发生器发出25 Hz和100 Hz, 峰峰值为500 m V的正弦波, 系统连续采集数据。

测试结果:正弦波数据如图5所示, 25 Hz和100Hz正弦波重建质量较好, 可清晰分辨。

4.3 应用效果测试

测试方法:将传感器固定于地面, 在传感器周围人工敲击地面, 模拟振动源和野外实际采集环境, 得出采集数据。

测试结果:人工单次敲击数据局部放大图如图6所示。由图6可得, 模拟应用环境下系统工作稳定, 响应灵敏, 信号重建质量较好。

5 结束语

本研究利用MEMS加速度传感器, 从差分信号处理、24位A/D转换、数据存储、混合信号PCB设计等方面给出了系统设计方案。测试结果显示, 系统可达10μV量级的精度, 低频信号重建质量良好, 在模拟采集环境下采集效果基本符合地震波数据采集的性能要求。

但是, 由于目前系统还处于实验阶段, 实际野外地震波采集环境中可能存在未知干扰因素, 有待后续测试改进。另外, 系统采集到的数据目前缺乏地震波数据处理算法支持, 有待后续的研究。总之, 该系统为地震波数据采集系统搭建提供了一种可行的方案。参考文献 (References) :

参考文献

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