CN109212588A - 一种基于目的层分析的三维地震施工方法 - Google Patents

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马义忠
严永新
朱景修
赵雨晴
朱艳保
杨云飞
郑凯文
王冶
肖湘
李黎明
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Exploration and Development Research Institute of Sinopec Henan Oilfield Branch Co
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Abstract

本发明涉及一种基于目的层分析的三维地震施工方法。该方法包括以下步骤：1)根据已有地震资料确定目的层埋藏深度，根据地形图设计预定激发点和预定接收点；2)计算空炮引起的目的层段地震资料缺口，3)将矿区内无法布设的预定激发点偏移加密到矿区周边；在矿区内预定接收点的基础上增加接收道数以弥补目标层段地震资料缺口；按设计后的激发和接收方案进行施工即可。本发明的三维地震施工方法，针对目的层分析，按照炮道互换原理，采用增加接收道数的方法在大型矿区或城区进行施工，代替由原激发点或接收点产生的反射路径对应的该反射点资料，获得目的层段相同地球物理点的反射记录，从而达到保证反射点的覆盖次数的目的。

Description

一种基于目的层分析的三维地震施工方法
技术领域
本发明属于三维地震资料的采集领域，具体涉及一种基于目的层分析的三维地震施工方法。
背景技术
野外资料数据采集是三维地震勘探关键的一步，采集数据好坏直接影响到三维数据处理和地震资料解释的精度。随着油气勘探工作的深入，勘探目标越来越复杂，老油田采油区已由乡镇发展成为楼房密集、人口密集、输油管线密集的城市。早期采集的三维地震资料由于当时仪器设备与技术的限制，已无法满足勘探开发的需求。
在城镇、矿区建筑密集区，人工激发不仅要在地表用钻机打布设炸药的井，还会在炮井激发时引起地表不同程度的震动，造成地面安全隐患。地表条件的限制会造成地震采集施工困难，无法进行人工激发，造成激发点空炮，形成剖面缺口深度并对目的层的有效覆盖次数、地震资料品质造成影响。
设计合理的三维地震施工方法，以避开城区障碍物，获取密集建筑物下方目的层段地震资料是目前大型矿区地震资料采集工作迫切需要解决的问题。对于地表障碍物引起的空炮或空道，常规补救措施是在密集建筑群两侧沿接收线正、反两个方向进行加密激发点布设，但当矿区范围较大时，这种方法无法保证目的层段的覆盖次数，进而影响三维地震资料的品质。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于目的层分析的三维地震施工方法，从而解决现有的三维地震施工方法不适用于地表多为密集建筑群的大型矿区，无法保证地下目的层段覆盖次数的问题。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种基于目的层分析的三维地震施工方法，包括以下步骤：
1)根据已有地震资料确定目的层埋藏深度，根据地形图设计预定激发点和预定接收点；
2)按照公式(1)计算空炮引起的目的层段地震资料缺口，
式(1)中，T0为空炮对应剖面上的最大缺口的双程反射时间；P为过障碍区沿观测方向的激发点距离；；V为浅层平均速度；
3)按照公式(2)和公式(3)将矿区内无法布设的预定激发点偏移加密到矿区周边；
AB＝k1ΔX (2)；
BX＝k2ΔY (3)；
式(2)中，AB为预定激发点沿主测线方向的偏移量，k1＝1,2,…,n；△X为道间距；式(3)中，BX为预定激发点沿垂直主测线方向的偏移量，k2＝1,2,…,n；△Y为接收线间距；
根据步骤2)所得目标层段地震资料缺口，在矿区内预定接收点的基础上增加接收道数以弥补目标层段地震资料缺口；
4)以矿区内不受影响的预定激发点和偏移加密后的激发点为激发，以预定接收点和增加的接收点为接收，进行施工即可。
本发明提供的基于目的层分析的三维地震施工方法，针对目的层分析，按照炮道互换原理，采用增加接收道数的方法在大型矿区或城区进行施工，代替由原激发点或接收点产生的反射路径的该反射点资料，以获得目的层段相同地球物理点的反射记录，从而达到保证反射点的覆盖次数的目的。
本发明的三维地震施工方法，依据的原理如下：
(1)如图1所示的激发与接收互换原理图，当激发点无法激发时，在激发点位布设接收的检波器，在接收点布设人工震源。正常情况下，相对地下反射点P，在B1点激发在A1点接收，在B2点激发在A2点接收，如果B2点遇到障碍物C不能激发，可以把B2的激发点变成接收点，A2的接收点变成激发点，保证地下目的层覆盖次数不变；
当地面建筑物比较集中时，用尽可能的多放置接收道、少放激发炮的方法进行施工，达到满足地下目的层段覆盖次数的要求。在图2中，图2a是CD反射段为60m情况下，采用多设置接收道、少设置激发炮的方法进行施工，其中，激发点距为40m，接收道数为32道，道间距为10m；图2b是CD反射段为60m情况下，采用加密激发炮布设的方式进行施工，其中，激发点距为20m，接收道数为16道，道间距为10m；对比图2a和图2b，完成地下60m反射段的4次覆盖，图2b需要9炮，图2a仅需要6炮。
(2)如图3所示，A点由于地表设施的存在造成不能在该处激发，变动激发点施工时，通过公式(2)、(3)对原激发点进行偏移，把激发点移到附近可以激发的X点，接收点从C点以P点为对称点移到D点，保证目的层段反射点位置不变。
优选的，步骤3)中，矿区内适宜布设炮点的区域，加密炮点布设。所述增加接收道数是在横向上增加接收线数和/或在纵向上延长接收道排列数。
本发明的三维地震施工方法，在矿区内绿化地带加密炮点，将矿区内的禁炮点偏移加密到矿区周边，矿区内以道补炮，进行变观设计；施工时，以CDP反射点进入矿区开始变观，以CDP反射点移出矿区为止，在横向上增加接收线，纵向增加接收道排列数，从而保证深层覆盖次数。
附图说明
图1为激发与接收互换的原理图；
图2为覆盖次数相同而接收道数与激发炮数不同的地震反射原理图；
图3为激发点位移动后地震反射原理图；
图4为本发明实施例的矿区高清卫星照片图；
图5为矿区大比例尺电子地图；
图6为矿区横向变观的示意图，其中，图6a为排列右边增加4条接收线；图6b为排列左边增加4条接收线；图6c为排列两边各增加2条接收线；
图7为矿区纵向变观的示意图，其中，图7a是在接收线左侧纵向延长排列60道变观，图7b是在接收线右侧纵向排列60道变观；
图8为矿区内纵向面元线，其中，图8a为矿区内炮点禁止后纵向面元线，图8b为偏移炮点后纵向面元线；
图9为新老采集现场的对比叠加剖面，其中，图9a为老剖面，图9b为新剖面。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
实施例
本实施例的应用区块为油田职工生活区和采油区，早期三维地震资料为上世纪采集。受当时设备及技术水平的限制，早期三维地震资料中深层资料品质差，目的层内幕细节不清，加上该区断层复杂，构造破碎，构造落实困难，早期三维地震资料难以满足目前勘探开发的需求。
本实施例的基于目的层分析的三维地震施工方法，采用以下步骤：
1)根据早期三维地震资料确定目的层埋藏深度和主测线方向；利用卫星图片及地形图，制作大比例尺电子地图，设定预定激发点和预定接收点；
2)根据公式(1)计算早期三维地震资料的纵向缺口为3000m，按2000m/s的替换速度计算，反射时间为1500ms；
3)按照公式(2)、公式(3)将矿区内无法布设的预定激发点偏移加密到矿区周边；
在矿区内公共绿化地带区域，进行加密炮点布设；
根据步骤2)所得目标层段地震资料缺口，在矿区内分别从纵向上和横向上进行变观设计以增加接收道数，提高深层覆盖次数；横向变观采用原排列右边增加4条接收线，原排列两边增加2条接收线，原排列左边增加4条接收线三种方案；纵向变观采用延长排列60道接收方案进行施工。
按照上述方法施工过程中，图4为矿区高清卫星照片图，结合高清卫星照片及实地勘测，矿区密集建筑面积为15km2，纵向最大距离3.0km，横向最大距离4.5km，大部分地区不能布设炮点；图5为矿区大比例尺电子地图，其可以为炮检点布设以及偏移提供基础；图6为矿区横向变观的示意图，其中，图6a为排列右边增加4条接收线；图6b为排列左边增加4条接收线；图6c为排列两边6b各增加2条接收线；图7为矿区纵向变观的示意图，图7a是在接收线左侧纵向延长排列60道变观，图7b是在接收线右侧纵向排列60道变观。
按照上述三维地震施工方法进行三维地震数据采集，所得矿区内纵向面元线如图8所示，其中图8a为矿区内炮点禁止后纵向面元线，图8b为偏移炮点后纵向面元线，由图可知，矿区经过本发明的方法进行三维地震施工，矿区内面元线更为均匀。
图9为新老采集现场对比叠加剖面，其中图9a为老剖面，图9b为新剖面；由图可知，通过矿区内优化设计，矿区范围内中浅层缺口得到有效弥补。
通过本次高精度三维地震勘探，进一步落实了该区北东向断层的空间展布，查清了构造断裂特征；同时，查清了北部砂体在该区的分布，以及岩性体与砂岩透镜体的空间形态，落实了近东西向以及北西控藏小断层的平面及空间展布形态，查清了该区断鼻、断块、岩性及构造-岩性复合圈闭，实际应用效果良好。

Claims (3)

1.一种基于目的层分析的三维地震施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)根据已有地震资料确定目的层埋藏深度，根据地形图设计预定激发点和预定接收点；
2)按照公式(1)计算空炮引起的目的层段地震资料缺口，
式(1)中，T0为空炮对应剖面上的最大缺口的双程反射时间；P为过障碍区沿观测方向的激发点距离；V为浅层平均速度；
3)按照公式(2)和公式(3)将矿区内无法布设的预定激发点偏移加密到矿区周边；
AB＝k1ΔX (2)；
BX＝k2ΔY (3)；
式(2)中，AB为预定激发点沿接收线方向的偏移量，k1＝1,2,…,n；△X为道间距；式(3)中，BX为预定激发点沿垂直接收线方向的偏移量，k2＝1,2,…,n；△Y为接收线间距；
根据步骤2)所得目标层段地震资料缺口，在矿区内预定接收点的基础上增加接收道数以弥补目标层段地震资料缺口；
4)以矿区内不受影响的预定激发点和偏移加密后的激发点为激发，以预定接收点和增加的接收点为接收，进行施工即可。
2.如权利要求1所述的基于目的层分析的三维地震施工方法，其特征在于，步骤3)中，矿区内适宜布设炮点的区域，加密炮点布设。
3.如权利要求1所述的基于目的层分析的三维地震施工方法，其特征在于，步骤3)中，所述增加接收道数是在横向上增加接收线数和/或在纵向上延长接收道排列数。
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