地震勘探原理04第三章地震数据采集

主讲 彭晓波 地球物理与石油资源学院 pxbcn 地震勘探原理 绪论 第一章 几何地震学 第二章 地震信号的频谱分析 第三章 地震数据采集 第四章 地震勘探组合法 第五章 多次覆盖方法 第六章 地震波速度 第七章 地震勘探资料解释 第八章 几种专门的地震方法 Date 2 第三章 地震数据采集 本章要点 l1 地震干扰波产生的原因 分类特点 识别标志 及其消除方法 l2 低降速带的定义及其参数确定的方法 l3 三种海上地震勘探方法的定义及特点 l4 测线布置的原则 l5 观测系统的定义和常见的二维三维观 测系统 多次覆盖定义及炮点线移动距离 的计算 l6 几种常见的震源及其特点 l5 道间距的选择 Date 3 第三章 地震数据采集 优美的工作环境 沙漠地貌 风蚀残丘 黄土塬地貌 砾岩山区风蚀残丘 黑帽山区戈壁区 老地层 Date 4 第三章 地震数据采集 地震勘探 野 外 采 集 Acquisition 资料处理 Data Processing 资 料 解 释 Data Interpretation Date 5 第三章 地震数据采集 地震野外工作 野 外 试 验工作 野 外 生 产工作 3 1 野外工作方法 Date 6 第三章 地震数据采集 野外试验工作 试 验 工 作 干 扰 波 调 查 地震地质条件了解 激发最佳条件 接收最佳条件 Date 7 第三章 地震数据采集 野外生产工作 生 产 工 作 地 震 野 外 测 量 野外踏勘和施工设计 钻 井 工 作 地震波的激发 地震波的接收 现场处理和整理 Date 8 物探公司经理 地震队长地震队书记 技术副队长后勤副队长 施工组 仪器组 钻井组 爆炸组 放线组 仪器修理 司机班 生活组 测量队长 指导员 Date 9 第三章 地震数据采集 Date 10 第三章 地震数据采集 3 1 野外工作方法 l3 1 3 干扰波调查的方法 主要是调查工区内的干扰波类型和特点 观测干扰波的几种方法 1 小排列 土坑炸药 短道距 3 5米 单个检波器 使各种规则 的干扰波被追踪出来 2 直角排列 查明干扰方向 确定沿地表面传播的波 3 方位观测 确定三维方向和振动方向 如识别面波中乐夫波和瑞利 波 4 三分量观测 在井中用VSP 垂直地震剖面 Date 11 第三章 地震数据采集 3 1 野外工作方法 l产生干扰波的原因 l1 地下地质因素 例如强烈的多次波 l2 自然条件 环境 规则环境干扰和不规则干扰 风力引起的噪音 由于刮风影响直接或间接产生的噪音 机械干扰 车辆行驶 人员走动 河水流动 电力干扰 高压线 电话线 地下电缆 雷电 无线电 l3 激发接收条件不良 伴生干扰 声波 面波 次生干扰 波在传播过程中一定条件下产生的干扰 次生反 射波 侧面波 建筑物引起的扰动等 注意 前两种原因造成的干扰波 在检波器接收之前是无 法消除的 只有使用各种巧妙的接收方法 才能在记录 之前有效地削弱这些干扰波 Date 12 第三章 地震数据采集 Date 13 第三章 地震数据采集 3 1 野外工作方法 l无规则干扰波 l无规则干扰波 随机干扰波 没有一定的频率和传播 方向 在地震记录上造成杂乱干扰背景的一类干扰波 l来源 1 地面的微震 如风吹草动及一些人为因素造成的 无规则的震动 2 仪器噪音 3 激发所产生的 包括由于介质不均匀性造成的弹 性波的散射以及任意方向来的 相位变化无规律的波的 叠加 l消除 随机干扰遵循统计规律 利用组合检波和多次覆盖 进行压制 Date 14 Date 15 Date 16 第三章 地震数据采集 3 1 野外工作方法 l规则干扰波 l规则干扰波 指有一定的频率和视速度的干扰波 如面 波 声波 海上的混响 l1 面波 1 频率低传播速度小 20 30hz 100 1000m s 2 能量较强 衰减较慢 具有波散性 常呈扫菷状展开 3 井中比土坑激发面波能量弱 含水层中比非含水层中激发面波能量弱 致密中速层比致密低速层弱 4 时距曲线是直线 视速度 真速度 l消除 1 采用井中激发 当面波较强时加大井深 2 采用组合检波和组合激发 Date 17 Date 18 Date 19 面波 折射波 声波 机械 振动 50Hz 环境 噪声 第三章 地震数据采集 Date 20 第三章 地震数据采集 3 1 野外工作方法 l规则干扰波 l2 声波 声波干扰 指在空气中传播的波沿地表传播引起的 干扰 1 在土坑 浅水池 干井激发产生声波 2 速度低而稳定 约为340m s 3 频率高 延续时间短 呈窄带状分布 4 时距曲线是直线 视速度 真速度 l消除 1 在井中爆炸时注好水或用泥沙压紧 2 坑中爆炸时可加深炮坑 Date 21 Date 22 Date 23 Date 24 第三章 地震数据采集 3 1 野外工作方法 l规则干扰波 l3 浅层折射波 特点 1 浅层有高速层或第四系下面的老地层埋藏较浅时 可观测到 2 速度 1800 3000m s 3 只干扰0 2 0 4秒后的浅层反射波 4 同相轴为直线 l消除 1 切除 2 SVD 奇异值分解 Singular Value Decomposition Date 25 Date 26 第三章 地震数据采集 3 1 野外工作方法 l规则干扰波 l4 多次波 1 多次波的分布规律 1 地下较浅处存在波阻抗差很大的界面 2 表层反射条件较好 2 多次波的识别 1 速度谱 2 速度资料 3 钻井及其他资料 4 合成地震记录 5 自相关分析 6 VSP剖面 Date 27 第三章 地震数据采集 3 1 野外工作方法 l规则干扰波 l4 多次波 3 削弱多次波 1 野外工作 多次覆盖 共反射点水平叠加 最有效 2 室内处理 自相关分析 预测反褶积 多次 波消去法 等时差叠加法等 注意 多次波一般是不可能被完全消除的 Date 28 Date 29 第三章 地震数据采集 Date 30 第三章 地震数据采集 3 1 野外工作方法 l规则干扰波 l5 次生干扰 次生干扰 震源激发后 大地开始震动 引起地表每一个 与大地耦合不良的物体产生对地重新捶击 形成次生干扰 次生干扰分为三类 次生面波 次生折射波 次生反射波 特点 1 与反射波几乎有相同的频率范围 无法用频率滤波去 除 2 视速度与反射波难以分开 3 可分布于整张地震记录 不能切除 4 它的出现具备一定的规律 l消除 1 小道距 检波器面积组合 Date 31 第三章 地震数据采集 3 1 野外工作方法 l规则干扰波 l5 次生干扰 Date 32 Date 33 第三章 地震数据采集 3 1 野外工作方法 l水上地震勘探特有的干扰波 l1 重复冲击 激发后形成的气泡在浮出水面之前的反复膨胀和压缩的过 程形成冲击波 特点 在初至后一定时间内出现与初至波的视速度和方向相同的 振动 l消除 1 组合激发 2 采用不产生重复冲击的水中震源 如蒸汽枪 Date 34 Date 35 第三章 地震数据采集 Date 36 第三章 地震数据采集 3 1 野外工作方法 l水上地震勘探特有的干扰波 l2 鸣震 海水表面和海底都是很强的反射界面 因此海水面与海底 间会产生强烈多次波 当海底平坦 反射系数稳定时 水层 中多次波使水层发生共振现象 称为鸣震 特点 海上勘探的主要干扰波 具有稳定的视正弦波形 能量强 延续时间长 从头至尾 充满整张记录 l消除 反鸣震方法 Date 37 Date 38 第三章 地震数据采集 3 1 野外工作方法 l水上地震勘探特有的干扰波 l3 高频交混回响 当海底起伏变化频繁时 常由于海底上地震波的散射及水 层中不同次数多次波互相干涉 形成一种高频干扰 叫做高 频交混回响 特点 在地震记录上表现为衰减缓慢 频率达100 200Hz以上的 高频紊乱振动 l消除 频率滤波 Date 39 第三章 地震数据采集 3 1 野外工作方法 l水上地震勘探特有的干扰波 l4 侧面反射波 在测线附近存在海底潜山 暗礁等时 可产生侧面反射波 特点 强度衰减慢 波速1440m s左右 一般出现在记录的深层 通常对有效波的影响不大 Date 40 第三章 地震数据采集 单炮记录 单炮地震记录上的各类波 Date 41 第三章 地震数据采集 地震波在单炮记录上的表现形式 折射波 直达波 面波 反射波 折射波 直达波 面波 Date 42 第三章 地震数据采集 3 2 地震勘探测线布置 l1 基本要求 l根据地质任务 整体规划 l测线要尽量为直线 目的 地震剖面反映一个 真实的地质剖面 l测线足够长 能控制构造形态和地质目标 l测线应沿构造的倾向走 垂直于构造走向 l测线要通过主要探井 l注意和邻区及早年测线的连接 AB垂直切面为平面 A B 垂直切面为栅状图形 Date 43 第三章 地震数据采集 3 2 地震勘探测线布置 l2 不同勘探阶段对测线的要求 l地震概查 地震普查 地震详查 地震精查 工区位置目 的依 据要 求 地震 概查 未做过地震 勘探 了解区域性构造地质及其它物 探 电磁 等 资料 垂直构造走向 尽可能穿过地质单元 地震 普查 含油气远景 的工区 寻找可能的油气 带 分析地 层的分布规 律 路线普查找到 的构造 主测线垂直构造走向 测线间 距不漏掉局部 构造 构造顶部加密测线 Date 44 第三章 地震数据采集 3 2 地震勘探测线布置 l2 不同勘探阶段对测线的要求 l地震概查 地震普查 地震详查 地震精查 工区位置目 的依 据要 求 地震详查已知构造了解构造特点 范 围 形态 高 度 上下接触 关系 面积普查找到的 构造 主测线垂直构造 走向 线距2 3公里 地震精查开发区提高勘探精度一个构造或构造 带为勘探单 位 线距1公里以下 构造复杂地区 加密测线 甚至用3D 4D 时移 地震 开发区油气监测 同构造细测 线距200m以下 Date 45 第三章 地震数据采集 3 3 反射波法观测系统 Reflect Wave Observe System Geometry l观测系统及有关概念 l观测系统 Geometry 激发点和接收排列之间 的相互位置关系 l设计观测系统的原则 使记录到的地下界面能连 续追踪 避免有效波彼此干涉的现象 施工简单 经济 Date 46 第三章 地震数据采集 l观测系统及有关概念 l几个基本概念 l偏移距 Migrate Distance 炮点到最近检 波点之间的距离 l道间距 Distance Between Trace and Trace 检波器之间的距离 l炮检距 Distance Between Shoot and Receiver Point 炮点到检波点之间的距离 l多次覆盖 对地下某点观测多次 l纵测线 激发点和接收点在同一条直线上 l非纵测线 激发点和接收点不在同一条直线 上 Date 47 第三章 地震数据采集 Date 48 第三章 地震数据采集 3 3 反射波法观测系统 Date 49 第三章 地震数据采集 3 3 反射波法观测系统 Date 50 第三章 地震数据采集 3 3 反射波法观测系统 Date 51 第三章 地震数据采集 l3 3 1 观测系统图示 l综合平面图法Comprehensive plane Pattern 把炮点排列标在水平走向线上 X 轴 从各个炮点向两侧作与 测线45度斜线组成直角等腰三 角形的坐标网 并把水平排列 投影到45度斜线上 这种表示 出激发点与接收点的相对位置 关系的直角坐标网 称为综合 平面图观测系统 Date 52 第三章 地震数据采集 l3 3 2 几种常见的二维观测系统 l1 简单连续观测系统 single Fold Sample l能连续观测反射界面的观测系统 并且每段反射界面 只被观测一次的 叫做简单连续观测系统 l特点 l炮点与接收段近 施工方便 不受折射波的干扰 l易受面波 声波等低速度波的干扰 l只观测一次 信噪比低 Date 53 第三章 地震数