多分量地震勘探在岩性气藏勘探中的应用

2018-02-21邓安芬

西部探矿工程 2018年6期

邓安芬

（中国石油大庆钻探工程公司地球物理勘探一公司，黑龙江大庆163357）

地震波包含了横波和纵波，本质上属于弹性波，在地质勘探中，受成本限制和技术因素影响通常无法利用横波。随着油气开发的深入，逐渐加大了勘探力度，在计算机技术和物探装备技术水平发展的推动下，越来越重视多波多分量地震勘探技术。多波勘探技术是在利用纵波的基础上还转换横波或利用横波来勘探，利用多分量地震数据来更好地解决单一纵波无法了解到的油藏信息和地质信息。该技术的应用主要是提升了成像精度、各项异性与裂缝识别、物性参数提取3个方面的技术水平。

1 多分量地震采集技术

从激发和接收方式来看，多分量地震采集有别于常规纵波地震采集，特别是在接收方向性以及观测系统参数设计方面更是有很大区别。多分量地震勘探在施工工艺以及浅表层速度结构调查上需要更高质量采集数据的要求。

1.1 多分量地震勘探的激发与接收系统

横波震源有着很大的破坏作用和更高的造价，且表现出较低的信噪比和很快的能量衰减，当前通常采取纵波激发、三分量检波器接收的转换波采集技术。通常选取空气枪、纵波可控震源和炸药震源激发转换波，获得最佳转换波资料。陆地多分量检波器包括UVW对称正交型检波器和XYZ正交型三分量检波器。其优点是线圈的技术参数和工艺相同，接受性能相同。多分量地震勘探与常规纵波勘探有着相同的记录系统，但前者信息是后者的三倍以上，所以需求更快的存储速度和更大的数据容量。

1.2 多分量地震采集数据种类

多分量地震采集的数据主要类型包括三分量、四分量和九分量几类，九分量地震观测是由垂直测线横波、平行测线横波和纵波3个震源分别激发，通过三分量检波器同时接收，对九个分量地震信息进行采集。当前的多分量地震勘探中，激发主要为纵波，接收是通过三分量或四分量检波器，对转换波和纵波进行记录。四分量检波器比三分量采集增加了压力分量，多用于海上数据采集。

1.3 多分量地震观测系统设计

要在转换波性质和传播特点的基础上设计多分量地震勘探观测系统。科学、合理地观测参数能获得信噪比较高的转换波资料，消除空间假频，有利于后期多分量数据的解释和处理。转换波传播的射线路径通常表现为较低的速度、横波频率以及不对称，设计观测系统的原则主要有以下几个方面：首先，基础是纵横波速度比和共转换点，以此对关键参数进行设计；在转换点分布特点的基础上提升观测系统的合理性和经济性；根据地质模型模拟波场数值或跟踪射线，充分论证观测系统是否合理；根据勘探目标和对象的不同来科学设计CCP道集内的炮检距和覆盖次数，保证均匀分布。在多分量地震采集观测系统中，设计的关键参数包括覆盖次数、最大炮检距和道间距。

1.4 陆上多分量地震采集难点及对策

国外多分量地震勘探在海上应用较为成熟，但在国内应用中并不完全适应。国内油气多分布在陆上，有着较复杂的地表条件，表层松软、发育水网、较大的地形起伏和较多的地表类型，严重吸收有效信号；较窄的施工气候窗口，较大的噪音背景，较低的原始资料信噪比；低降速带为不一致且较大的横向、纵向变化，难求取纵、横波静校正量；较分散、较薄的有效储层厚度要求更高的原始资料频带。在陆地多分量地震勘探中，关键因素是求取静校正量、调查野外近地表横波以及复杂地表条件下埋置数字检波器。

在油气勘探开发中，针对复杂的地质条件和地表条件，从陆上勘探的难点出发，制定以下几个方面的措施：对数字检波器的耦合方式进行优化，对其接收方位进行控制，保证原始资料的准确性；调查表层横波速度结构时选用横波小折射方式，以部分横波、纵波微测井来控制；有针对性、全面地进行试验，分析的关键参数包括检波器埋置方式、激发井深、排列长度、覆盖次数、道距、激发药型以及药量等；做好现场数据采集的控制、分析、处理。通过科学、合理的设计论证、施工来获取高品质原始资料和转换波资料，提升勘探水平。

2 多分量地震资料处理

在多分量地震勘探技术中，成功与否的关键因素之一就是资料处理技术。在多年的发展后形成了相对完善的二维、三维多分量地震资料处理流程和方法，为该技术的工业化应用奠定了基础。

2.1 处理方法与流程

多分量地震资料处理主要包括处理转换波资料和纵波资料。纵波资料处理与常规纵波处理有着相同的方法，但在处理转换波资料方面有着很大差异，包括转换波水平分量方位旋转、极性反转、静校正、纵横波分离、共转换道集的偏移、速度分析和计算。其中关键参数包括共转换道集计算、转换波静校正以及转换波水平分量的方位旋转。

2.2 多分量地震资料处理难点和对策

受到低速带和复杂地表条件的影响，在陆地多分量地震勘探中有着十分突出的转换波静校正问题，静校正量是超过纵波静校正量的几倍，达到了上百毫秒。在近地表岩性影响下，横波出现较大变化和较低速度，静校正量超过纵波静校正量，未表现出明显比例关系。针对这2个难点，可针对资料和地表条件的特征制定对应方法，以此来提升分析精度，通常的措施包括以下几个方面：在高精度纵波静校正和野外高密度表层结构调查基础上，将转换波初至时差法迭代计算横波静校正量，通过表层横波速度模型计算来应对转换波初至不准确的情况，但需要进行多次剩余静校正；处理好精细地表一致性子波和振幅，避免振幅异常导致后期资料处理失真；在精细纵波速度分析的基础上，加大转换波速度分析点密度，通过带有各向异性或多参数分析的速度分析方法，提升横波、纵波速度场的精度。