CN1410782A - 柱面波二维地震勘探方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柱面波二维地震勘探方法，主要内容是用长排列、中间放炮，小炮间距、小道间距等地震激发、接收系统进行地震采集；经基准面校正等处理后，进行公接收点叠加，将球面波组合成有限的柱面波反射记录剖面；按柱面波反射进行偏移，形成柱面波偏移剖面。应用该柱面波二维地震勘探方法可以比常规球面波二维地震勘探方法获得更多更准确的地下地质信息，对于研究断层、砂体及地震油气平点异常等有重要意义。

Description

柱面波二维地震勘探方法

技术领域：

本发明涉及到油气勘探开发中的地震勘探领域，具体地说，属于一种柱面波二维地震勘探方法。

背景技术：

目前的二维地震勘探方法的理论基础是球面波传播理论，为了提高信噪比地震勘探中用多次覆盖的采集方法，处理过程中进行公中心点水平叠加。公中心点水平叠加存在的问题一是正常时差校正时速度不宜确定，并且某一时间速度单一，叠加时突出了强信号压制了弱信号；二是公中心点处某一反射层不同炮检距的反射信号振幅不同、频率不同，公中心点水平叠加时降低了频率和保真度等。

发明内容：

本发明的目的是在球面波地震勘探方法基础上，提出一种可有效解决球面波公中心水平叠加时带来的问题，并可获取更多反射信息的柱面波二维地震勘探方法。

为实现上述目的，采取如下技术方案：

本发明提出的一种柱面波二维地震勘探方法，包括下述步骤：

1)、设置中间放炮或两端放炮，小炮间距等地震激发系统；

2)、设置长检波器排列，小道间距等地震接收系统；

3)、对步骤2)接收信号进行预处理；

4)、对步骤3)信号进行基准面校正、剩余静校正等处理；

5)、对步骤4)信号进行公接收点叠加，将球面波组合成有限的柱面波反射记录剖面；

6)、进行柱面反射波偏移，形成柱面波偏移剖面。

上述的柱面波二维地震勘探方法中，步骤1)所述小炮间距是指5-100m的小炮间距。步骤1)所述中间放炮是指在长检波器排列的中间放炮；所述两端放炮是指在长检波器排列的两端放炮。

步骤2)所述长检波器排列是指2000-15000m的长检波器排列。步骤2)所述小道间距是指5-50m的小道间距。

步骤3)所述预处理是指类似于目前常规地震处理中的定义观测系统、置道头、去面波、地表一致性反褶积、预测反褶积等处理。

步骤4)所述基准面静校正是指类似于目前常规地震处理中的基准面校正、静校正、剩余静校正等。

步骤5)所述公接收点叠加是指基准面校正后抽公接收点道集直接叠加。

步骤6)所述柱面反射波偏移是指将记录到的斜反射层偏移到真实反射点的过程，即将O₁偏移到O，测线方向偏移量：Δx＝(H+L)·sin(2θ)/(1+cos(2θ))，垂向偏移量：Δh＝(H+L)·cos(2θ)/(1+cos(2θ))，θ＝1/2·arcsin(2tg(θ1))；式中H+L＝po+op1＝V·T₁，θ为地层倾角，θ1为柱面反射波倾角，V为地层速度，T1为柱面反射波时间。

步骤6)所述柱面反射波偏移是指时间偏移或深度偏移；另外，步骤6)所述柱面反射波偏移还可指射线法偏移或波动方程法偏移。

步骤6)所述柱面波偏移剖面，其一级近似的时间域二阶偏微分波动方程和初始条件为： $\frac{{\∂}^{2}u}{\∂t\∂z}+\frac{V}{2}\frac{{\∂}^{2}u}{\∂x^2}=0$ $u(x,z,T)=0$ $\frac{\∂u(x,z,T)}{\∂t}=0$

$u(x,Z,t)=0$

其中，V为地层速度，u为波场函数u(x，z，t)的缩写，t为地震波传播时间，x、z为地震波空间位置，Z为地震波传播的最大深度，T为地震波传播到最大深度Z后在反射到地面的时间。

该初始条件适合于高级近似的高阶方程的偏移问题。

依据上述技术方案，本发明提供的方法不作正常时差校正，不作公中心点水平叠加，可以克服目前地震勘探方法中存在的一些不足。

附图说明：

图1为本发明涉及到的球面波叠加组合成柱面波示意图；

图2为本发明的涉及到的垂向上柱面波类似平面波传播示意图；

图3为本发明的涉及到的柱面波倾斜反射层偏移图；

图4为本发明的柱面波剖面图；

图5为常规球面波剖面图。

具体实施方式：

以下结合附图和具体实施例详述本发明：

在地震勘探方法中，假设地表是水平的，地下地层是层状水平的，或地下地层起伏不大，地层物理性质是均匀的等；沿地震测线方向有小炮间距的无穷多炮同时激发，大量的球面波叠加形成柱面波向地下传播，参见图1；在地震测线方向的剖面上柱面波就类似平面波垂直向下传播，参见图2，平面波遇到平反射界面形成反射，地表的检波器将其记录下来。这就是柱面波二维地震勘探方法的基本思想。

本发明在上述思路下，包括下面具体内容：

1)、中间放炮或两端放炮，小炮间距等地震激发系统；

2)、长排列，小道间距等地震接收系统；

3)、预处理；

4)、基准面静校正、剩余静校正等；

5)、公接收点叠加，将球面波组合成有限的柱面波反射记录剖面；

6)、柱面反射波偏移，形成柱面波偏移剖面。

其中小炮间距是指5-100m的小炮间距，炮间距越小越好，考虑到经济效益，一般用50m左右。该方法要求施工中不宜有连续空炮或变观。

其中长排列是指2000-15000m的检波器长排列。由于某一接受点的炮点总长即形成柱面波的长度与检波器排列长度相同，所以检波器排列越长越好，考虑到经济效益，检波器排列长度由勘探目的层深度确定，一般情况下检波器排列长度大于两倍的勘探目的层深。有限的检波器排列长度、有限的炮间距，可产生有限的柱面波。

其中中间放炮是指在长排列的中间放炮，但测线两端炮点要延伸，炮点移动时检波器也相应搬家，其方法与常规地震勘探相同。

其中小道间距是指5-50m的小道间距，一般道间距比炮间距小。

其中预处理是指类似于目前常规地震处理中的定义观测系统、置道头、去面波、地表一致性反褶积等处理。

为了使地震激发、接收条件达到假设地表是水平的，进行基准面静校正，是指类似于目前常规地震处理中的基准面校正、静校正、剩余静校正等。

其中公接收点叠加是指基准面校正后抽公接收点道集直接叠加，这一点不同于公中心点的水平叠加。一条线上的多个公接收点叠加后就将球面波转换成有限的柱面波反射记录剖面；

其中所述偏移是指将记录到的斜反射层偏移到真实反射点的过程，参见图3，即将O₁偏移到O。测线方向偏移量：Δx＝(H+L)·sin(2θ)/(1+cos(2θ))，垂向偏移量：Δh＝(H+L)·cos(2θ)/(1+cos(2θ))，θ＝1/2·arcsin(2tg(θ1))。式中H+L＝po+op1＝V·T₁，θ为地层倾角，θ1为柱面反射波倾角，V为地层速度，T1为柱面反射波时间。

其一级近似的时间域二阶偏微分波动方程和初始条件中(x，t)为地面柱面波地震记录。在垂直于柱面波的剖面上，柱面波可视为平面波，据图3分析可得出，柱面波下行波深度z向下延拓的函数为 将 $t-\frac{z}{V}<0$ 时的 充零，

既为深度z时上行波向下延拓的初始条件。因此有： $\frac{{\&PartialD;}^{2}u}{\&PartialD;t\&PartialD;z}+\frac{V}{2}\frac{{\&PartialD;}^{2}u}{\&PartialD;x^2}=0$ $u(x,z,T)=0$ $\frac{\&PartialD;u(x,z,T)}{\&PartialD;t}=0$ $u(x,Z,t)=0$ 其中，V为地层速度，u为波场函数u(x，z，t)的缩写，t为地震波传播时间，x、z为地震波空间位置，Z为地震波传播的最大深度，T为地震波传播到最大深度Z后在反射到地面的时间。

该初始条件适合于高级近似的高阶方程的偏移问题。

实施例1：

道间距25m，300道接收，排列长7500m，排列中间放炮，炮间距50m的观测系统，炮点移动时检波器也相应搬家，其方法与常规地震勘探相同。

进行类似于目前常规地震处理中的定义观测系统、置道头、去面波、地表一致性反褶积、吸收能量补偿(不作球面波扩散补偿)等处理。

作类似于目前常规地震处理中的静校正、剩余静校正、基准面校正等。

抽公接收点道集后直接叠加，将球面波组合成柱面波，然后作柱面波扩散补偿，这一点不同于公中心点的水平叠加。

按测线方向偏移量：Δx＝(H+L)·sin(2θ)/(1+cos(2θ))，垂向偏移量：Δh＝(H+L)·cos(2θ)/(1+cos(2θ))的偏移量进行柱面波偏移。

实施例2：

道间距50m，160道接收，排列长8000m，排列中间放炮，炮间距100m的观测系统，炮点移动时检波器也相应搬家，其方法与常规地震勘探相同。

其它同实施例一的过程。

在反射层倾角较小时，用水平叠加剖面偏移的方法，将柱面反射波近似为水平叠加的球面反射波，用150％左右的水平叠加速度，进行时间偏移。

效果分析：图4用柱面波地震处理方法得到的剖面与图5常规剖面相比有三个优点：一是分辨率有明显提高，二是断点清楚，三是复杂反射的连续性有提高。因此，应用柱面波二维地震勘探方法可以获得较常规球面波水平叠加等二维地震勘探方法更多的反射信息，对于研究断层、砂体及地震油气异常等有重要意义。指导油气勘探开发部署设计，从而提高勘探开发效益。

Claims (12)

1、一种柱面波二维地震勘探方法，包括下述步骤：

1)、设置中间放炮或两端放炮，小炮间距等地震激发系统；

2)、设置长检波器排列，小道间距等地震接收系统；

3)、对步骤2)接收信号进行预处理；

4)、对步骤3)信号进行基准面校正、剩余静校正等处理；

5)、对步骤4)信号进行公接收点叠加，将球面波组合成有限的柱面波反射记录剖面；

6)、进行柱面反射波偏移，形成柱面波偏移剖面。

2、根据权利要求1所述的柱面波二维地震勘探方法，其特征在于，步骤1)所述小炮间距是指5-100m的小炮间距。

3、根据权利要求1所述的柱面波二维地震勘探方法，其特征在于，步骤2)所述长检波器排列是指2000-15000m的长检波器排列。

4、根据权利要求1所述的柱面波二维地震勘探方法，其特征在于，步骤1)所述中间放炮是指在长检波器排列的中间放炮；所述两端放炮是指在长检波器排列的两端放炮。

5、根据权利要求1所述的柱面波二维地震勘探方法，其特征在于，步骤2)所述小道间距是指5-50m的小道间距。

6、根据权利要求1所述的柱面波二维地震勘探方法，其特征在于，步骤3)所述预处理是指类似于目前常规地震处理中的定义观测系统、置道头、去面波、地表一致性反褶积、预测反褶积等处理。

7、根据权利要求1所述的柱面波二维地震勘探方法，其特征在于，步骤4)所述基准面静校正是指类似于目前常规地震处理中的基准面校正、静校正、剩余静校正等。

8、根据权利要求1所述的柱面波二维地震勘探方法，其特征在于，步骤5)所述公接收点叠加是指基准面校正后抽公接收点道集直接叠加。

9、根据权利要求1所述的柱面波二维地震勘探方法，其特征在于，步骤6)所述柱面反射波偏移是指将记录到的斜反射层偏移到真实反射点的过程，即将O₁偏移到O，测线方向偏移量：Δx＝(H+L)·sin(2θ)/(1+cos(2θ))，垂向偏移量：Δh＝(H+L)·cos(2θ)/(1+cos(2θ))，θ＝1/2·arcsin(2tg(θ1))；式中H+L＝po+op1＝V·T₁，θ为地层倾角，θ1为柱面反射波倾角，V为地层速度，T1为柱面反射波时间。

10、根据权利要求1所述的柱面波二维地震勘探方法，其特征在于，步骤6)所述柱面反射波偏移是指时间偏移或深度偏移；

11、根据权利要求1所述的柱面波二维地震勘探方法，其特征在于，步骤6)所述柱面反射波偏移是指射线法偏移或波动方程法偏移。

12、根据权利要求1所述的柱面波二维地震勘探方法，其特征在于，步骤6)所述柱面波偏移剖面，其一级近似的时间域二阶偏微分波动方程和初始条件为： $\frac{{\&PartialD;}^{2}u}{\&PartialD;t\&PartialD;z}+\frac{V}{2}\frac{{\&PartialD;}^{2}u}{\&PartialD;x^2}=0$ $u(x,z,T)=0$ $\frac{\&PartialD;u(x,z,T)}{\&PartialD;t}=0$ $u(x,Z,t)=0$

其中，V为地层速度，u为波场函数u(x，z，t)的缩写，t为地震波传播时间，x、z为地震波空间位置，Z为地震波传播的最大深度，T为地震波传播到最大深度Z后在反射到地面的时间；

该初始条件适合于高级近似的高阶方程的偏移问题。

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