宁宏晓;唐东磊;皮红梅;唐传章;唐海忠;张艳红
【摘 要】崔始源公开女友照片“两宽一高”是指宽方位、宽频带和高密度地震勘探技术.从地震勘探高密度空间采样理念出发,系统地介绍了无假频检波、基于波动照明分析的观测系统优化、基于原始单炮信噪比的覆盖密度设计、基于叠前偏移子波均匀性的观测系统评价方法等新的地震勘探观测系统设计与评价方法;介绍了基于硬件改进的宽频激发和宽频接收技术,可以实现1.5Hz的低频和超过120Hz的宽频带激发技术;描述了可控震源滑动扫描方法、井炮高效激发技术、自动实时质量控制等高效采集作业技术,为“两宽一高”地震勘探技术的有效实施实现了技术配套.“两宽一高”地震资料与基于炮检距向量片(OVT)的五维处理技术的结合,发挥了“两宽一高”地震资料的优势,提高了地震勘探资料的成像精度.统计分析了近年该项技术的实际应用情况,并给出了该项技术在我国西部复杂山地和东部复杂城区的两个典型三维地震勘探应用实例.最后分析讨论了节点仪器采集、超高效混叠采集技术、智能化信息化控制管理技术和压缩感知技术,认为这些技术会成为今后地震勘探特别是地震勘探采集技术的发展趋势和方向.
【期刊名称】《石油物探》
【年(卷),期】2019(058)005
【总页数】9页(P645-653)
【关键词】两宽一高;高效采集;宽频激发;宽频检波器;动态扫描;实时监控;数字化管理;谐波干扰
【作 者】宁宏晓;唐东磊;皮红梅;唐传章;唐海忠;张艳红
【作者单位】中国石油集团东方地球物理责任有限公司,河北涿州072750;中国石油集团东方地球物理责任有限公司,河北涿州072750;中国石油集团东方地球物理责任有限公司,河北涿州072750;中国石油天然气股份有限公司华北油田分公司,河北任丘062552;中国石油天然气股份有限公司玉门油田分公司,甘肃酒泉735019;中国石油集团东方地球物理责任有限公司,河北涿州072750
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【中图分类】P631
21世纪以来,我国陆上油气勘探的重点迅速向复杂构造、地层岩性、碳酸盐岩和非常规储层4个领域转移[1-2]。地震勘探技术面临三方面的突出难题:一是储层薄而破碎,微小断裂发育,对地震资料的纵向、横向分辨率要求越来越高;二是地表类型日趋复杂,包括山地、沙漠、黄土塬、城区、水网区、油田开发设施分布区等,构成了地震数据采集工程实施的巨大障碍,同时又产生能量很强的干扰源,提高地震资料信噪比的难度越来越大;三是地层、岩性和断块油气藏的勘探目标不断受到重视,对地震资料的保真度提出了更高要求[1-3]。针对这些难题及其技术需求,近年来在学习国外物探新方法的基础上,国内逐步发展和推广应用了“两宽一高”(宽方位、宽频带和高密度)地震勘探技术。通过该项技术的应用,国内多个工区的地震资料品质有了大幅度提升[4-5]。
与传统的三维地震勘探技术相比,“两宽一高”地震勘探技术具有更宽的接收方位角、更宽的信号频带和更高的激发接收密度,即在野外采用更宽频带、单点(或小组合)激发和接收,对地震波场进行密集空间采样和宽方位或全方位观测,在室内通过后续的信号处理较好地解决噪声压制的难题,利用地震数据的“两宽一高”的特点在叠前偏移成像时提高资料的信噪比、分辨率和保真度[4,6]。经过十几年的发展,“两宽一高”地震勘探技术成为一种综合性的地震采集、处理、解释技术系统,主要包括了地震勘探采集方法设计、宽频激发和接收设备、野外
高效采集的工业化实现[7]、室内资料处理与资料综合研究等配套技术系列。近十年来国内的陆上“两宽一高”地震勘探技术得到了广泛的推广应用,在多个工区取得了很好的勘探效果[4]。
1 技术方法
陈浩民老婆是谁“两宽一高”地震数据采集观测系统基于充分、均匀、对称采样的理念,趋向于使用宽频、单点的激发和接收、全方位、高密度、线点距相等的地震观测系统,以得到高信噪比、高分辨率和高保真的地震成像结果。
1.1 宽频激发和接收
为了提高地震资料的分辨率,野外地震资料采集尽量采用单点激发和接收。为了拓宽地震资料频带,趋向于采用比以往更宽频带的激发和接收。宽频激发的需求推动了可控震源技术的快速发展,特别是近几年研制和发展了低频可控震源(LFV3)以及高精度可控震源(EV56)等,它们实现了可控震源的宽频激发,在低频段激发频率从以往的6～8Hz拓展到了1.5Hz,高频段也从以往的70～90Hz提高到了160Hz,实现了超过6个倍频程的宽频激发。可控震源技术的
最美女教师发展为“两宽一高”的宽频激发提供了保障[5,8-9]。在实现宽频激发的同时,宽频检波器技术也发展迅速。模拟检波器在宽频、高灵敏度、高精度等方面有新的进展,数字检波器在低噪声、低功耗、低成本、小体积等方面有新的突破。单只的高精度模拟检波器(节点检波器)得到了高度重视,少数探区已经实现了节点检波器单点接收的全面应用,大多数探区都在积极探索节点检波器的应用技术[10]。
1.2 地震采集观测系统设计
在地震波场“充分、均匀、对称”空间采样理念的指导下,兼顾技术的经济性,通过大量实际资料试验分析和实践验证,形成了一些行之有效的观测系统关键参数的设计方法。
1.2.1 相干噪声无假频检波
在高密度地震数据采集时,要求野外采用较小面元观测,保证地震有效波场和噪声波场进行充分采样,从而达到在室内地震数据处理时实现信噪较好分离,最大限度地压制噪声、保护有效波的目的。但是,要想对噪声波场充分采样,必须选取很小的空间采样间隔(道距或面元),这需要很高的勘探成本。为了节约成本,在实际生产中采用了相干噪声无假频检波技术。相干噪
声无假频检波是采用合适大小的检波点间距使相干噪声f-k谱与有效波期望频率范围在波数域不发生混叠。也就是说,设计的检波点间距(或者说面元)可以稍微大一些,大到相干噪声可以产生空间假频,但相干噪声产生的空间假频在f-k谱与有效波的f-k谱不重叠。这样在室内处理时比较容易去除相干噪声,而不伤害有效信号[11-12]。
1.2.2 基于波动照明分析的观测系统优化
地震照明分析是定量描述反射地震探测能力的一种有效方法。基于地震波动方程的“双向照明”分析可以灵活地在特定的正演模型条件下生成三维地下照明能量数据体,这种照明能量数据体可以是单炮某种特定接收排列的,也可以是三维工区某个观测系统子集的。通过分析照明能量数据体,可以在地表特定区域加密或抽稀激发和接收提高地下照明的均匀性,也可以经济地选择横向、纵向炮检距等观测系统参数,实现优化观测系统的目的。
1.2.3 基于原始单炮信噪比的覆盖密度设计
覆盖密度是评价“两宽一高”三维地震勘探观测系统的重要参数,相对于以往的覆盖次数设计,“两宽一高”在强调覆盖次数设计的同时更加强调单位面积的地震道量即覆盖密度的概念。
娜依灵儿覆盖次数是指CMP面元内按炮检中心点统计的地震道数,而覆盖密度是指单位面积内的按炮检中心点统计的地震道数(一般以每平方公里计)。讨论覆盖次数的大小和均匀性实际是以叠加成像和叠后偏移成像为目的。覆盖次数与CMP面元直接相关,同样的采集密度处理面元不同覆盖次数就不同,横向对比时需要说明面元大小,否则易混淆。而覆盖密度是单位面积内的地震道数,不会混淆。现代地震勘探采集处理都以改善叠前深度偏移成像为目的,决定成像质量最主要的采集因素是覆盖密度和单道信噪比。
如果认为地震数据在叠加成像时干扰波表现为“随机干扰”的特性,将按照统计特性来压制干扰波。叠加剖面的信噪比等于覆盖次数的平方根与叠前数据信噪比的乘积。叠前偏移可以理解为偏移孔径内的地震道依据波场传播规律或者说旅行时重新排列后的叠加。如果认为在速度场准确时有效波都得到准确归位、干扰波表现“随机干扰”特性,那么叠前偏移剖面的信噪比正比于偏移孔径内的地震道数的平方根。因为偏移孔径内的地震道数就是覆盖密度乘以偏移孔径面积,所以叠前偏移剖面的信噪比正比于覆盖密度的平方根。当地震采集任务确定以后,期望的剖面信噪比也随之固定,可以根据当地的单炮信噪比计算需要的覆盖密度[1,13]。实际工作中叠加剖面或者单炮记录的信噪比很难准确求出。依据统计性原理叠前偏移剖面的信噪比正比于覆盖密度的平方根,在采集设计中,可以依据老地震资料或者借鉴类似
工区的地震资料,确定叠前偏移剖面或叠加剖面信噪比需要提高的倍数,从而确定覆盖密度参数。
1.2.4 基于叠前偏移子波均匀性的观测系统设计
陆上地震采集由于成本的原因,往往难以达到均匀、对称采样的要求,例如排列的横纵比往往小于1.0、炮点线距明显大于炮点间距、检波线距明显大于检波点距等,这种空间采样的不均匀性通常表现为叠加剖面或偏移剖面的振幅切片上出现条带状痕迹,也称为“采集脚印”。通过研究偏移子波的均匀性,在三维正演模拟数据上对地震观测系统的均匀性作出评价,可为野外实际地震观测系统设计提供参考依据[3]。
基于叠前偏移子波均匀性的观测参数设计方法是对观测系统的模拟叠前地震数据进行积分法叠前偏移,获取每一个面元的模拟偏移子波,对其主瓣峰值(以下称最大振幅)、旁瓣扰动能量(以下称偏移噪声)等特征值进行分析评价,从而为横纵比(三维观测系统横向偏移距与纵向偏移距之比)、激发接收线距、点距等参数的选择提供依据。
为了量化分析偏移子波特征与观测系统属性的关系,定义偏移成像质量的评价指标振幅离散度(δA)和偏移噪声(Nm):
式中:Amax为最大振幅;Amin为最小振幅;Aa为平均振幅;Arms为噪声的均方根振幅;Amain为信号主瓣振幅。δA、Amax、Amin和Aa均采用时间域振幅切片上的真值。
振幅离散度和偏移噪声的横向分布规律直观地反映了采集观测系统的均匀性。通过分析目的层段的振幅离散度和偏移噪声平面图,反过来优化观测系统,以提高空间采样的均匀性[3,8-9]。
1.3 高效采集技术
“两宽一高”地震勘探技术的实施使得激发点数、接收点数呈数倍地增加,因而采集环节需要设备多、施工组织复杂、数据量大,相应的采集成本与常规三维相比也成倍上升,技术的经济实用性受到巨大挑战[5]。地震高效采集从技术上保障了“两宽一高”经济可行。
1.3.1 可控震源高效采集技术
20世纪末国外已在研究可控震源高效采集技术,先后推出了交替扫描(flip-flop sweep)和滑动扫描(slip sweep)等技术,实现了多组震源在时间序列上无缝衔接或部分重叠激发,从而提升了采集激发效率。随着生产效率需求的提高,一些更加高效的可控震源激发方法被提出,如利
用地震数据空间上的分布特点和差异,采用多空间位置的可控震源时间域重叠激发,来实现相对更加高效的可控震源激发等。
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