CN107765299B - 一种优化表层结构调查数据的建模方法 - Google Patents

一种优化表层结构调查数据的建模方法 Download PDF

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Abstract

一种优化表层结构调查数据的建模方法,该方法实现了实测的水井水面能够代替微测井解释的高速层顶面,测水井水面的数据和小折射解释成果共同绘制出的高速层顶面图和小折射低降速带的数据,建立三维表层结构模型;本发明建立一种新的石油勘探表层调查新方法,充分利用当地已有资源,解决了打微测井占用大量钻机,消耗大量的专用土和水,严重影响施工进度,增加施工成本的问题。

Description

一种优化表层结构调查数据的建模方法
技术领域
本发明涉及地球物理勘探技术领域,具体涉及一种用水井水面代替表层结构的高速层顶面,结合小折射解释成果优化表层结构调查数据的建模方法。
背景技术
地震勘探中表层结构调查的目的主要是把表层低降速层结构调查清楚,基于这个可靠的表层结构进行合理的激发井深设计、地震资料处理中野外一次静校正量的计算。
迄今为止,国内外对于优化表层调查技术开展了大量的研究,目前,小折射、微测井和大炮初至与小折射联合解释法等三种表层结构调查技术被最广泛应用于国内外石油地震勘探中。
小折射是表层结构调查的最常用的方法之一,它利用在低速层中传播的直达波和近地表折射界面的折射波的初至时间,来研究低降速带的变化。其施工方便
灵活、成本低廉,但精度相对较低,在施工中常常受地形限制,很多地方由于没法布设排列而不能施工。
微测井也是常用的一种表层调查方法。它通过对低降速层直接钻井,利用透射波初至求取表层结构。其资料相对可靠,精度高、解释结果可靠,但需要较好的钻机,而且必须是水钻,且有足够的水可以把井筒重修干净,还要有固井壁的专用土,保证实施微测井作业时不塌井,这就带来较高的成本。
大炮初至与小折射联合解释法主要针对小折射没有得到高速层的点,利用地
震生产记录中较稳定的折射波资料,根据广义互换原理获取该点的值,利用该点小折射获得的降速层速度资料,求取该层厚度。
上述各种方法中微测井是最直接的调查方法,但成本高是其最致命的缺点。
其它的方法都依赖于低降速带界面产生的折射波。
发明内容
本发明的目的在于解决经济条件落后,基础设施薄弱地区,打微测井所需的专用土和大量水获取困难,用传统地表调查方法打微测井和做小折射即消耗大量物力财力又严重影响施工进度的技术问题。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种优化表层结构调查数据的建模方法,其特殊之处在于,该方法包括:
1)在试验点的位置做相邻的小折射点和微测井,检验小折射解释成果与微测井的调查结果是否吻合;
2)选取水井测其水面深度和位置坐标,并在水井附近做小折射点,检验小折射解释的高速层顶界面与水井水面是否吻合;
3)确定小折射调查的高速层与微测井调查的高速层顶面吻合,且小折射调查的高速层与水井水面吻合后;实测的水井水面能够代替微测井解释的高速层顶面;
4)测水井水面的数据和小折射解释成果共同绘制出的高速层顶面图和小折射低降速带的数据,建立高速层顶面图和小折射低降速带的三维表层结构模型;
5)通过上述步骤1)至步骤4),分析解释成果和数据的合理性,建立试验点的三维表层结构模型。
上述在试验点的位置设置一个小折射点和一口微测井。
上述在试验点的位置边缘设置三角形配置的3个小折射点和3口微测井。
上述在试验点的位置边缘设置大于3个若干的若干个小折射点和若干口微测井。
上述检验小折射解释成果与微测井的调查结果是否吻合具体是:先设一口微测井,并在该微测井相邻位置设置一个小折射调查点,根据被测地表区域分布较广的水井水面高程变化不大、结合大炮初至折射波与直达波相交时间推理出高速层深度的变化状态,判断出高速层顶面比较稳定;高速层顶面比较稳定是指在5公里内,高速层顶面相对高差小于10米。
上述步骤4)小折射调查点设置的个数保证水面深度和位置坐标在测线的交点和端点有调查点即可;根据潜水面调查结果,在低降速带埋深变化小的地区,相距4-5km的距离设置一个点;根据潜水面调查结果,在低降速带埋深变化大的地区(如河道和村庄),相据1km的距离设置一个。
上述在低降速带埋深变化小是指在5公里内,潜水面相对高差小于10米,认为变化小;反之,认为变化大。
上述步骤4)测水井水面的数据方法是:
a、根据当地居民的了解和测量的报告的信息了解有水井的大概位置;
b、准备皮尺,并皮尺前端固定一个掉坠;手持GPS,测量井口坐标高程;并用纸和笔记录;
c、测水井水面
c1)记录井口的坐标高程H1;
c2)将前端固定有吊坠的皮尺放入井中,听到吊坠与井内水面撞击的声音和观察到皮尺变松,停止皮尺下放,进一步确定吊坠到达井内水面,记录井口的刻度H2;
c3)记录计算井内水面的高程为H=H1-H2。
上述小折射施工仪器排列方式如下:
排列方式:两端点分别激发,接收点不等间距摆放;
道数:24;
最小偏移距: 2 米;
排列长度: 256米;
排列道距: 1, 2, 3, 5, 7, 10, 10, 15, 15, 20, 25, 30, 25, 20, 15, 15,10, 10, 7, 5, 3, 2, 1;
仪器型号: GDZ24A;
检波器型号:SN4-10;
采样率:0.25ms;
记录长度:500ms。
上述绘图软件为克朗软件和suffer绘图软件。
本发明的优点在于:
1、建立一种新的石油勘探表层调查新方法,充分利用当地已有资源,解决了打微测井占用大量钻机,消耗大量的专用土和水,严重影响施工进度,增加施工成本的问题;
2、通过测出水井水面深度,代替打微测井测高速层顶面结合小折射解释成果建立表层结构模型的方法建立的三维表层结构模型更接近于地表真实情况,为后期的处理提供更加精确的静校正量;
综上所述,本方案有助于提高施工效率,降低施工成本,为静校正提供了更为直观精确的三维表层结构模型。
附图说明
图1本发明建模方法示意图。
图2小折射解释结果图一。
图3微测井解释结果图。
图4小折射点解释成果图二。
图5 22口水井的工区分布图。
图6高速层速度分布图。
图7高速层顶面图。
具体实施方式
本发明的思想是利用测水井代替微测井,实现降低成本和加工工程进度的目的。在可以利用测水井代替微测井的条件下需要验证,本发明的验证方法就是在试验点的位置设置一个小折射点和一口微测井,判断小折射点和微测井的调查结果是否吻合,再检验小折射解释的高速层顶界面与水井水面是否吻合,从而得出可以替代的依据。
为了更精确的确定,可以在试验点的位置边缘设置三角形配置的3个小折射点和3口微测井。
考虑成本可行的前提下,为了进一步更精确的确定,可以在试验点的位置边缘设置大于3个若干的若干个小折射点和若干口微测井。具体个数可以根据试验点具体施工情况而定。
参见图1,以下以在试验点的位置设置一个小折射点和一口微测井的情况的实施例对本发明进一步叙述,但本发明不局限于以下实施例。
实施例1:
第一步,在工区试验点的位置做了1个小折射点和打了1口微测井,检验小折射解释成果与微测井的是否吻合。
参见图2和图3小折射点和微测井解释结果如下:
解释的结果数据对比
高速层顶界面到地表深度(m)
小折射 15.4
微测井 15.02
如上表所示,小折射解释的高速层顶界面到地表深度和微测井吻合,小折射调查的高速层顶面高程与微测井调查的一致,即:小折射调查的高速层顶面与微测井调查的吻合。
第二步,选取1口水井测其水面深度和位置坐标,并在水井附近做了1个小折射点,检验小折射解释的高速层顶界面与水井水面是否吻合。
参见图4,小折射解释成果如下所示:
水井水面深度与小折射解释高速层到顶界面的深度对比:
水井潜水面深度(m) 小折射高速层顶界面到地表深度(m)
23.9 23.7
水井水面到地表的深度与小折射解释高速层顶界面到地表的深度吻合,误差很小,证实了水井水面高程和微测井调查的高速层顶面高程一致,也就是说水井水面与微测井调查的高速层顶面吻合。
第三步,根据第一步和第二步结论就能得出小折射调查的高速层顶面、微测井调查的高速层顶面和水井水面三者吻合。参见图5,根据当地居民的了解和测量的报告的信息了解有水井的大概位置,实测工区内的22口水井水面代替微测井解释的高速层顶面。从而得出工区内潜水面较稳定,即可将小折射调查在测线的密度由原来的1个点/1公里减少至1个点/4公里,保证在测线的交点和端点有调查点,表层速度变化快的地方适当加密,共做了小折射调查点228个。
小折射施工仪器排列方式如下:
排列方式:两端点分别激发,接收点不等间距摆放;
道数:24;
最小偏移距:2 米;
排列长度:256米;
排列道距:1, 2, 3, 5, 7, 10, 10, 15, 15, 20, 25, 30, 25, 20, 15, 15,10, 10, 7, 5, 3, 2, 1;
仪器型号: GDZ24A;
检波器型号:SN4-10;
采样率:0.25ms;
记录长度:500ms。
22口水井水面的测量数据,见下表。
点号 井口高程 井水面深 水面高程 东坐标 北坐标
C1 427.0 23.5 403.5 610735.0 1121359.0
C2 426.0 22.8 403.2 611185.0 1121332.0
C3 425.0 22.1 402.9 611368.0 1121235.0
C4 427.0 22.5 404.5 606942.0 1120312.0
C5 433.0 23.3 409.7 608939.0 1115510.0
C6 431.0 21.5 409.5 608890.0 1114982.0
C7 434.3 20.0 414.3 601843.1 1116221.2
C8 436.3 23.9 412.4 602046.4 1115361.1
C9 426.2 3.2 423.0 601673.5 1118032.4
C10 426.2 3.3 422.9 601655.3 1118032.3
C11 428.0 21.9 406.1 601618.0 1114880.0
C12 430.0 24.0 406.0 602125.0 1115133.0
C13 418.0 6.0 412.0 566418.0 1079297.0
C14 421.0 6.0 415.0 564947.0 1074293.0
C15 416.0 8.2 407.8 568598.0 1084228.0
C16 419.0 11.0 408.0 569780.0 1085073.0
C17 420.0 12.7 407.3 574753.0 1088841.0
C18 427.1 5.0 422.1 622475.0 1103127.7
C19 421.8 6.8 415.0 581516.4 1109693.4
C20 423.2 3.7 419.5 599851.1 1111457.0
C21 421.0 15.6 405.4 559652.3 1106413.3
C22 414.2 0 414.2 557110.5 1081702.8
第四步,参见图6及图7测水井水面的数据和小折射解释成果共同绘制出的本工区的高速层顶面图和小折射低降速带的数据,绘制高速层速度分布图和高速层顶面图,建立本工区表层结构模型。
通过上述步骤,形成水井代替微测井结合小折射解释成果优化表层结构调查方法,有助于提高施工效率,节约施工成本,为工区建立比较精准、真实的表层结构模型。将该模型应用于后续的静校正处理中,本工区测线交点几乎没有闭和差。
本发明与原设计工作量比较:
原设计 优化后 优化后减少 优化后增加
小折射 907 231 676
微测井 20 1 19
水井 22 22
小折射每口单价是5000元,微测井每口单价是10万元。优化后比原设计提高工作效率,节约甲方的成本为676*5000+19*100000=5280000元。

Claims (10)

1.一种优化表层结构调查数据的建模方法,其特征在于,该方法包括:
1)在试验点的位置做相邻的小折射点和微测井,检验小折射解释成果与微测井的调查结果是否吻合;
2)选取水井测其水面深度和位置坐标,并在水井附近做小折射点,检验小折射解释的高速层顶界面与水井水面是否吻合;
3)确定小折射调查的高速层与微测井调查的高速层顶面吻合,且小折射调查的高速层与水井水面吻合后;实测的水井水面能够代替微测井解释的高速层顶面;
4)测水井水面的数据和小折射解释成果共同绘制出的高速层顶面图和小折射低降速带的数据,建立高速层顶面图和小折射低降速带的三维表层结构模型;
5)通过上述步骤1)至步骤4),分析解释成果和数据的合理性,建立试验点的三维表层结构模型。
2.根据权利要求1所述优化表层结构调查数据的建模方法,其特征在于:在试验点的位置设置一个小折射点和一口微测井。
3.根据权利要求1所述优化表层结构调查数据的建模方法,其特征在于:在试验点的位置边缘设置三角形配置的3个小折射点和3口微测井。
4.根据权利要求1所述优化表层结构调查数据的建模方法,其特征在于:所述在试验点的位置边缘设置大于3个的若干个小折射点和若干口微测井。
5.根据权利要求2所述优化表层结构调查数据的建模方法,其特征在于,所述检验小折射解释成果与微测井的调查结果是否吻合具体是:先设一口微测井,并在该微测井相邻位置设置一个小折射调查点,根据被测地表区域分布较广的水井水面高程变化不大、结合大炮初至折射波与直达波相交时间推理出高速层深度的变化状态,判断出高速层顶面比较稳定;高速层顶面比较稳定是指在5公里内,高速层顶面相对高差小于10米。
6.根据权利要求1~5任一项所述优化表层结构调查数据的建模方法,其特征在于,所述步骤4)小折射调查点设置的个数保证水面深度和位置坐标在测线的交点和端点有调查点即可;根据潜水面调查结果,在低降速带埋深变化小的地区,相距4-5km的距离设置一个点;根据潜水面调查结果,在低降速带埋深变化大的地区,相距1km的距离设置一个。
7.根据权利要求6所述优化表层结构调查数据的建模方法,其特征在于:所述在低降速带埋深变化小是指在5公里内,潜水面相对高差小于10米,认为变化小;反之,认为变化大。
8.根据权利要求7所述优化表层结构调查数据的建模方法,其特征在于,所述步骤4)测水井水面的数据方法是:
a、根据当地居民的了解和测量的报告的信息了解有水井的大概位置;
b、准备皮尺,并在皮尺前端固定一个吊坠;手持GPS,测量井口坐标高程;并用纸和笔记录;
c、测水井水面
c1)记录井口的坐标高程H1;
c2)将前端固定有吊坠的皮尺放入井中,听到吊坠与井内水面撞击的声音和观察到皮尺变松,停止皮尺下放,进一步确定吊坠到达井内水面,记录井口的刻度H2;
c3)记录计算井内水面的高程为H=H1-H2。
9.根据权利要求1所述优化表层结构调查数据的建模方法,其特征在于,所述在试验点的位置做相邻的小折射点所使用的小折射施工仪器排列方式如下:
排列方式:两端点分别激发,接收点不等间距摆放;
道数:24;
最小偏移距:2 米;
排列长度:256米;
排列道距:1, 2, 3, 5, 7, 10, 10, 15, 15, 20, 25, 30, 25, 20, 15, 15, 10,10, 7, 5, 3, 2, 1;
仪器型号: GDZ24A;
检波器型号:SN4-10;
采样率:0.25ms;
记录长度:500ms。
10.根据权利要求9所述优化表层结构调查数据的建模方法,其特征在于:所述步骤4)中共同绘制所使用的绘图软件为克朗软件和suffer绘图软件。
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