高精度三維地震的實踐與挑戰(zhàn)

高精度三維地震的

實踐與挑戰(zhàn)張樹海2010年8月11日目錄高精度三維地震現狀高精度三維地震實踐高精度三維地震挑戰(zhàn)2高精度三維地震現狀高精度三維地震實踐高精度三維地震挑戰(zhàn)3第一代模擬光點記錄儀51型模擬波形感光照相儀器動態(tài)20dB記錄頻帶30Hz記錄道數26道第二代模擬磁帶記錄儀71型模擬磁帶記錄儀器動態(tài)40-50dB記錄頻帶15-120Hz記錄道數48道第三代數字磁帶記錄儀SN338第四代遙測數字地震儀SN388第五代全數字地震儀408、428數字磁帶記錄儀器動態(tài)168dB記錄頻帶3-250Hz記錄道數240道數字磁帶記錄24位A/D轉換記錄道數960道數字磁帶記錄24位A/D轉換記錄道數幾萬道數字傳感器地震勘探技術的發(fā)展設備為動力，觀測方式為標志一、現狀4UNITEDigital—無線系統(tǒng)MaxiWave?--100級井下系統(tǒng)428XL—10萬道的道能力The428XLoffersallnewhardwareandsoftwarewhichisspecificallydesignedtomeettheneedsoflargechannelcountoperationsThe428XLcapacityis100,000channelsreal-time一、現狀5ScorpionFireFly無線，多波采集。ARIESII有線，超多道采集，過渡帶。2ms采樣帶道能力可達24,000channels。Scorpion有線，超多道，出錯率低，單點多波。

一、現狀6Trendlineisadoublingevery3.5yearsMoore’sLaw:Seismicchannels–Landsystems一、現狀7未來采集道數發(fā)展趨勢（摘自RobertHeath,“l(fā)etitflow,flowofideas,hydrocarbonsandbusiness”）一、現狀8地震道數的增加使得更高的采樣密度成為可能。采集道數約每五年增加一倍一、現狀9Whattodowithallthesechannels?Thecurrentobvioustrendsare:Pointreceiver–potentiallyrequiresapproximatelyanorderofmagnitudemorechannels.Multi-componentreceivers.Requiresafactorof3(or4)inchannelcount.Increasedspatialsamplingofdata.

儀器的飛速發(fā)展帶來了新技術的發(fā)展。一、現狀10High-Density3-DHighFold/SmallerSpatialSamplingExample.LiveChannels864-3468Still“arrays”HD3D一、現狀11HD3D1、對地質體的完全照明2、對反射波場的全方位無假頻高密度采樣3、處理上對地下高分辨率、高質量的精確成像常規(guī)地震HD3D地震一、現狀12ReferenceCGGVeritas1CGGVeritas2Receivergrid(m)250x50200x25120x7.5Sourcegrid(m)200x5050x5090x7.5Binsize(m2)25*2512.5*12.53.75*3.75Aspectratio0.30.80.83Livechannels3,84010,56024,000Fold2401,320504Traces/km2384,0006,400,00035,840,000HighChannelCountBenefits改善信噪比，壓制多次波；

真三維全方位采集處理；

高分辨率速度和靜校；可進行方位角速度分析；對地質體的全方位角照明。這些隊伍采集的數據是常規(guī)陸上地震采樣密度的100倍。而且比目前海上地震的采樣密度還高10倍。HighChannelCountSuperCrewWAZ一、現狀13Point-sourceandPoint-receiveracquisitionHighdensityspatialsamplingfornoisede-aliasinginordertopreservehighfrequenciesUniform,fullwideazimuthcoverage24,000livechannelswith40,000channelsdeployedonthegroundRecordingandin-fieldprocessing~3.5terabytesofdataperdayProcessingcapabilityof700terabytesofdatathroughPreStackTimeMigration(PSTM)Differentseismicsourcestypes:vibrator,airgunandexplosivesHighproductivitytechniqueforvibroseisrecordingSimultaneous3DVSPrecordingusing100-leveltoolat15mspacingwithfullarealcoverageComprehensivegeophysicalwirelineloggingprograminallnewwellsdrilledFullarealcoverageofUpholesurveysTheDukhanFull-field3Dseismicsurvey（2009inQatar）isacomplexandintegratedprojectwithuniquedesignfeaturesincluding:一、現狀14WAZ(a)Narrow-azimuthdatareprocessedin2008(b)Wide-azimuthacquisitionandprocessing

(fromWombelletal.,EAGESubsaltImagingWorkshop,Cairo2009)一、現狀15Q-LandQ-MarineQ-SeabedQ-Reservoir2002研究，點接收，室內數字組合（DGF）,實時采集道能力可達30,000channels。Q-TechnologyRaisingthestandardsofseismicdataquality勘探開發(fā)成本傳統(tǒng)地震好井非優(yōu)化井降低的勘探風險和成本很好的成像分辨率改善了油藏模型的質量Q地震好井差井一、現狀16Q-TechnologyRaisingthestandardsofseismicdataqualityQ-Land一、現狀17一、現狀18Q-TechnologyRaisingthestandardsofseismicdataqualityQ-Land一、現狀Q-LandDensedigitalspatialsamplingQ-Land密集的數字空間采樣傳統(tǒng)的組合資料由于道能力有限，常常會造成對地震波場不合適的空間采樣。Q-Land可以提供適宜的空間采樣，保留信號的頻寬，并對相干噪音進行職能濾波。一、現狀202008研制，適用于陸上，與Q技術相比，優(yōu)勢：道能力更高；單點采集道距選擇更靈活；效率高：連續(xù)采集，支持同時激發(fā)技術；適用范圍廣：從極地到沙漠UniQ技術，單點采集，實時采集道數可達150,000channels。一、現狀21VIVID—把Q-Land技術應用到從勘探到開發(fā)以及油藏檢測的整個過程。一、現狀22VIVID（ValueInvariableImageDensity）在同一個地區(qū),得到了不同采集密度的資料，通過處理把它們集成在一起，就得到了一個密度很高的數據體。這個數據體無論是信噪比還是分辨率都得到了提高，它的地質解釋的意義和價值也就相應地得到提高。一、現狀23一、現狀冀東油田高尚堡：7.5m×7.5m面元針對小斷塊、小斷層和低幅度構造精細刻畫高密度三維（2007年）常規(guī)二次三維（1999年）24一、現狀勝利油田田家：25m×25m面元信噪比高、斷點清晰老剖面新剖面1560ms25In650新老東北八屋：5m×5m面元分辨斷塊、刻畫斷層的能力大幅度提高一、現狀26十屋100井BK60-2井十屋1井十屋104井十屋103井東北八屋：5m×5m面元砂體的向北尖滅現象明顯一、現狀27儀器性能改善道能力急速提高可控震源交替掃描及其拆分技術數字檢波器多震源同時激發(fā)技術、無線地震采集技術以及采集道數呈指數增長將會帶領我們走向最終的采集目標—真三維采集。一、現狀目錄高精度三維地震現狀高精度三維地震實踐高精度三維地震挑戰(zhàn)28高精度三維地震現狀高精度三維地震實踐高精度三維地震挑戰(zhàn)

經過三十多年勘探開發(fā)，東濮凹陷仍具有較大的資源潛力，但復雜斷塊油氣藏“小、碎、薄、深、隱”的特征，急需更高品質地震資料來實現對此類油氣藏的精細勘探和效益勘探。

斷塊破碎，斷塊小，斷塊面積甚至小到0.01km2

。砂泥巖薄互層厚度一般小于5m。文明寨過明372井地震剖面一、實踐存在問題一、實踐1985-2000年采集技術觀測系統(tǒng)： 6線4炮/4線6炮端點激發(fā)束狀激發(fā)因素： 12~20m井深，5-24kg接收因素： 18~27個檢波器組合接收道數： 240采樣間隔： 2ms覆蓋次數： 20次（10×2）面元大小： 25×50m最大炮檢距： 2000-3000m存在問題一、實踐2001-2004年二次采集技術觀測系統(tǒng)： 8線14炮中間激發(fā)激發(fā)因素： 虛反射界面以下四分之一波長，4kg高能炸藥接收因素： 18~27個檢波器組合接收道數： 1232采樣間隔： 2ms覆蓋次數： 56次面元大小： 25×25m最大炮檢距： 3800m存在問題一、實踐老剖面新剖面白廟二次三維新老剖面對比LINE439存在問題以往地震勘探技術不適應復雜斷塊精細勘探的要求采集參數設計沒有考慮對地震資料偏移成像效果的影響地震儀器記錄道容量不足，優(yōu)化觀測系統(tǒng)設計空間有限空間采樣密度不夠跨越大面積地面施工障礙能力低，炮檢分布不合理對地層吸收衰減特性及有效補償方法研究不夠復雜斷塊區(qū)高密度速度分析方法有待完善疊前偏移成像研究深度不夠II類I類III類III類一、實踐存在問題

以往地震資料難于精細刻畫小斷塊，構造落實程度低，影響了定向井鉆井軌跡設計的精度，導致鉆探成功率和單井鉆探效益低。失利井分析構造圈閉不落實油氣充注程度低油藏認識不準確砂體預測不可靠試油工藝不過關圈閉相距油源遠54地層認識有偏差構造圈閉不落實22319巖性圈閉難預測砂體走向無規(guī)律721特殊類型有難度61844%41%13%2%45.8%貧遠錯亂選難點構造因素是導致鉆探失利的主要因素以往地震勘探技術不適應復雜斷塊精細勘探的要求一、實踐存在問題采集技術：基于疊前成像理念首次應用到采集設計；均勻采樣；可變面元觀測處理技術：層析反演靜校正；高密度速度分析；疊前時間偏移；變面元處理發(fā)展高精度三維地震勘探技術，解決精細勘探開發(fā)的技術需求一、實踐1/12/2023362005年以馬廠為突破口，高精度三維地震的應用，較好地滿足了勘探家“看得清”復雜地質體特征的技術需求，實現了老油田精細勘探和效益勘探的顯著效果。馬82馬84馬82-1馬83馬82過馬82井高密度地震剖面一、實踐37主要技術（一）以疊前成像分析評價為基礎的采集優(yōu)化設計技術（二）以高精度表層調查為基礎的嚴格施工采集方法（三）以復雜地質體精確成像為核心的精細處理技術一、實踐38主要技術一、實踐

根據采樣均勻和屬性一致原則設計“布局優(yōu)良”的觀測系統(tǒng)自動尋優(yōu)觀測系統(tǒng)設計研究開發(fā)了自動尋優(yōu)觀測系統(tǒng)設計軟件模塊，根據上述原則設計最佳的觀測系統(tǒng)模板和線束滾動。39主要技術一、實踐

用聚焦和均勻性分析技術優(yōu)選“具有良好屬性”的觀測系統(tǒng)偏移距均勻性分析可快速分析偏移距的平面分布特征，根據偏移距分布的“孔洞”情況，可判別觀測系統(tǒng)用于疊前偏移的優(yōu)劣。兩種觀測系統(tǒng)偏移距均勻性分析兩種觀測系統(tǒng)疊前偏移分辨率函數用聚焦分析技術可獲得疊前偏移時的能量聚焦情況，能量聚焦好就表明疊前偏移噪聲小，更有利于獲得好的疊前偏移效果。40主要技術一、實踐

用疊前偏移響應優(yōu)選“具有良好疊前成像能力”的觀測系統(tǒng)兩種觀測系統(tǒng)的疊前偏移響應Inline方向Crossline方向對疊前偏移響應進行對比分析，可以分析觀測系統(tǒng)之間成像的細微差別，得到較好“疊前成像能力”的觀測系統(tǒng)。41主要技術一、實踐

用正演和照明分析技術優(yōu)選“能解決地質問題”的觀測系統(tǒng)地質模型正演炮記錄觀測系統(tǒng)照明效果根據逆向照射理論，獲得對地下目標成像貢獻較大的炮點位置，這對于優(yōu)化炮點布設和指導變觀設計都具有重要意義。42主要技術一、實踐

通過精細成本測算優(yōu)選“具有經濟效益”的觀測系統(tǒng)“點次”法地震采集工程測算：

每平方公里的投資或成本＝〔∑（點數*次數）〕/平方公里。單位長度或面積中“點次”越多，所需的投資越大。LUG法（側重地球物理約束）MKB法（側重勘探成本）43主要技術一、實踐

觀測系統(tǒng)分析評價新技術系列

偏移距均勻性分析技術

疊前偏移聚焦分析技術

疊前偏移響應分析技術

地質模型正演模擬分析技術

地震波場照明分析技術44主要技術一、實踐400次（40×10）256次（32×8）144次（24×6）64次（16×4）25m×25m20m×20m15m×15m10m×10m16次（8×2）覆蓋次數5m×5m面元尺寸32L×10S×[3180-30-(50)-20-3170]32L×10S×[3160-10-(50)-40-3190]32L×10S×[3190-40-(50)-10-3160]32L×10S×[3170-20-(50)-30-3180]32L×10S×[3200-50-(50)-0-3150]

觀測系統(tǒng)45主要技術一、實踐采樣密度高有利于提高資料S/N和整體品質面元靈活可變有利于滿足不同階段的解釋需求空間采樣均勻有效壓制噪聲、提高疊前資料的信噪比和成像精度成像效果好46主要技術一、實踐采樣密度高有利于提高資料S/N和整體品質炮點密度80×80m（156/km2),檢波點密度50×50m（400/km2)80m80m50m50m47主要技術一、實踐5m×5m面元層速度建模波動方程疊前深度偏移復雜斷塊精細解釋勘探目標鎖定井位設計油田開發(fā)25m×25m面元速度網格500m×500mKirchhoff疊前時間偏移15m×15m面元沿層速度分析波動方程疊前時間偏移10m×10m面元逐點速度分析Kirchhoff疊前深度偏移面元大?。?m×5m面元大小：10m×10m面元大?。?5m×15m面元大小：20m×20m面元大?。?5m×25m面元靈活可變有利于滿足不同階段的勘探開發(fā)需求48主要技術一、實踐空間采樣均勻有效壓制地震數據中的噪聲、提高疊前資料的信噪比和成像精度80m80m50m50m檢波點均勻：50m×50m炮點均勻： 80m×80m面元均勻： 5m×5m49主要技術（一）以疊前成像分析評價為基礎的采集優(yōu)化設計技術（二）以高精度表層調查為基礎的嚴格施工采集方法（三）以復雜地質體精確成像為核心的精細處理技術一、實踐50主要技術一、實踐（二）以高精度表層調查為基礎的嚴格采集施工方法1、高精度表層調查

2、逐點設計井深

3、優(yōu)化激發(fā)接收

4、保證激發(fā)、接收點位置精度51主要技術一、實踐1、高精度表層結構調查在高速層與低速層之間夾著一個約3m厚的薄層，其下5m激發(fā)效果最好。而這一薄層用常規(guī)的微測井方法難以解釋。

根據近道解釋的時距圖遠道的抽道記錄52主要技術一、實踐2、逐點設計井深，采用高能炸藥使用高能炸藥，拓寬子波頻帶。(a)常規(guī)炸藥(b)高能炸藥53主要技術一、實踐3、優(yōu)化接收參數挖坑30cm埋置檢波器。16m20m4m54主要技術一、實踐4、保證激發(fā)、接收點位置精度

嚴格控制炮點、檢波點偏移，特別是在障礙區(qū)，要想盡一切辦法，盡最大努力保證炮點、檢波點在原設計位置，嚴格控制空道、空炮，以保證采樣密度及其均勻性。對偏移的炮點、檢波點，放炮后必須實測其坐標。三春集劉樓移民村七廠馬廠東明黃河小堤大堤106國道55主要技術（一）以疊前成像分析評價為基礎的采集優(yōu)化設計技術（二）以高精度表層調查為基礎的嚴格施工采集方法（三）以復雜地質體精確成像為核心的精細處理技術一、實踐56主要技術一、實踐（三）以復雜地質體疊前成像為核心的精細處理技術1、精細近地表建模和靜校正應用技術2、小藥量激發(fā)振幅補償3、極復雜環(huán)境噪音壓制方法4、地層吸收衰減模型分析技術研究5、精細速度分析方法6、復雜地質體高精度成像方法57主要技術一、實踐1、精細近地表建模和靜校正應用技術通過微測井等近地表模型數據約束、層次反演靜校正技術的應用，建立東濮地區(qū)精確近地表模型,可以大幅度的提高微幅構造和復雜小斷塊刻畫精確。

58主要技術一、實踐

由于障礙物的影響，野外施工中采用不同的藥量激發(fā)，小藥量記錄能量弱,使得疊加剖面中資料信噪比較低。2、小藥量激發(fā)振幅補償59主要技術一、實踐壓制前后疊加剖面壓制前后單炮自適應區(qū)域濾波技術-壓制低頻面波FX域單頻噪音識別與壓制技術-壓制工業(yè)電干擾時間空間域噪音自動識別與壓制技術-去除野值串聯(lián)分頻投影濾波技術-壓制不規(guī)則高能量噪音

采用多方法、多域組合去噪，有效地壓制了資料存在的各種干擾，提高了信噪比。3、極復雜環(huán)境噪音壓制方法60主要技術一、實踐常規(guī)速度分析高密度速度分析通過逐點速度分析，提高速度分析密度和精度，改善復雜斷塊區(qū)成像質量5、高密度逐點速度分析方法61主要技術一、實踐彎曲射線克?；舴蛳嘁茝澢渚€疊前時間偏移較好刻畫了小斷層特征，斷塊識別能力強。疊前時間偏移方法6、復雜地質體高精度成像方法62剖面效果一、實踐1.4s以上1.5s-2.5s2.6s-3.5s■頻帶寬、分辨率高，目的層段主頻平均提高15Hz以上常規(guī)三維1296高密度三維1296常規(guī)三維常規(guī)三維常規(guī)三維高密度三維高密度三維高密度三維63剖面效果一、實踐常規(guī)三維1296高密度三維1296■有效解決了斷塊精確成像問題，斷塊成像清晰，斷裂結構清楚64剖面效果一、實踐相干體切片1700ms65資料應用斷塊成像清晰，分辨斷塊的能力強

精細地震資料使以往常規(guī)地震資料無法落實的小斷塊得到精細刻畫。

如馬75塊：圖中黑框范圍內，老資料只反映出6個斷塊圈閉，而新資料落實了14個斷塊圈閉，最小圈閉面積0.01km2。一、實踐66資料應用馬19-9

馬82

過馬82井精細三維剖面

用高精度地震資料精確設計定向鉆井軌跡（精度20米左右），深度誤差小于40m，小于20m的占65.1%。一、實踐67資料應用一、實踐通過整體解釋落實和刻畫了構造格局，通過分層系評價落實和發(fā)現了一批有利圈閉沙四上底構造綱要圖馬廠沙三下構造圖主體東北翼廠斷層斷層東徐馬層北部復雜帶東南翼沙三中底構造綱要圖沙三下底構造綱要圖

整體解釋落實了馬廠目的層系基本構造格局

刻畫了馬廠斷裂復雜帶、主體構造深層和東南翼等有利斷塊區(qū)結構

不同層系共落實、發(fā)現了90個斷塊圈閉，圈閉面積52km2,預測剩余圈閉資源量1890萬噸68資料應用一、實踐鉆井成功率由原來的49%提高到目前的100%，新增探明石油地質儲量203.99萬噸。井號井別試油厚度/層數日產（t）馬9-31滾動井20.9/1410.8馬9-32滾動井17/313.0馬80評價井13.6/58.22馬81滾動井5.6/211.9馬82滾動井37.1/1351.8馬82-1滾動井5.7/48.6馬83滾動井4.9/312.1馬84評價井13.1/78.6馬85滾動井7.4/17.3馬86評價井3.3/35.29馬87滾動井6.8/58.1馬88滾動井5.4/15.111/12/202382-1828385849-319-32808186東南翼復雜帶和翼部深層截止2008年4月馬廠地區(qū)已完鉆滾動井和評價井12口，均獲得工業(yè)油流。69資料應用一、實踐1/12/2023

利用高精度三維資料，發(fā)現了馬廠東南翼新增儲區(qū)塊。電測解釋油層14層37.9米，獲得日產51.8噸的高產油流。馬82過馬82井高密度地震剖面馬82馬84馬82-1馬8370資料應用一、實踐實現了老油區(qū)滾動擴邊，完善了開發(fā)井網部署與調整，加快了老區(qū)及新區(qū)新探明區(qū)塊低品位儲量的動用及產能建設。自2007年開始，完鉆22口調整井，新增動用低品位儲量136.4萬t，新建產能2.1萬t。井號產油井號產油井號產油馬9-331191馬82-4795馬10-側41876馬9-35322馬82-5948馬12-13225馬9-36394馬82-7474馬12-141738馬11-851296馬19-312231馬12-40368馬75-351馬11-87646馬12-41550馬82-2142馬新12-3351馬11-平11733馬82-31545馬19-9278馬19-428422馬10-側151480滾動開發(fā)調整井實施情況19-919-319-3311-8711-8571資料應用一、實踐

截止2009年8月份應用高精度資料新井投產累產61730噸目錄高精度三維地震現狀高精度三維地震實踐高精度三維地震挑戰(zhàn)72高精度三維地震現狀高精度三維地震實踐高精度三維地震挑戰(zhàn)73成本效率質量數據規(guī)則化一、挑戰(zhàn)74無線系統(tǒng)同時激發(fā)隨機采樣地質效果如何？一、挑戰(zhàn)1、勘探成本SS5--SeismicAcquisition/AreWeSpendingTooMuch?75無線系統(tǒng)，無樁號采集，加快了采集進度，降低了采集成本。一、挑戰(zhàn)1、勘探成本StakelessSurveys

Recordingcrewsacquirecoordinateswhileseismicequipmentisbeingdeployed.Navigationdisplayshowingexclusionzones7678thannualmeetingSS5多震源同時激發(fā)技術，提高了采集效率，降低了采集成本。一、挑戰(zhàn)1、勘探成本77陸地電纜技術--使得地震采樣向高密度發(fā)展成為可能。一、挑戰(zhàn)1、勘探成本78IfthemeasurementsarenotsampledaccordingtoNyquistcondition,itisbettertohaverandomlydistributedmeasurementsratherthanregularlydistributed.在采樣不足的情況下，隨機采樣比規(guī)則采樣要好。隨機采樣（壓縮采樣）--使得采集成本較低。一、挑戰(zhàn)1、勘探成本79炸藥震源如何提高效率？2、勘探效率傳統(tǒng)震源組合V1技術，單震源密集激發(fā)一、挑戰(zhàn)Dynamicslip-sweep動態(tài)滑動掃描

Slipsweep滑動掃描DSSS(distanceseparatedsimultaneoussweeping)ISS(independentsimultaneoussources)FlipFlop翻動掃描Pseudorandomsweeps偽隨機掃描80DSSS(distanceseparatedsimultaneoussweeping)slip-sweepDynamicslip-sweep