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三维地震勘探技术复杂地质条件下的方法探讨

  2023-07-12    72  上传者:管理员

摘要:近年来,得益于国内油气及煤炭等资源勘探深度不断加深,勘探范围的日益扩张,三维地震勘探技术方法在复杂地质勘探领域的应用越来越多,但一般而言,三维地震信息容易被地表的多变性和地质的复杂性所影响,在追踪反射波的过程中难度系数较高,由此导致构造结果的可靠性被严重削弱,构造解释的误差相对明显,严重的情况下会成引发解释不正确的问题。

  • 关键词:
  • 三维地震勘测
  • 地质构造
  • 处理流程
  • 处理软件
  • 实际情况
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1、三维地震勘探技术的概述


三维地震勘探技术所涉及的专业非常复杂,比如有电子计算机学、地球物理学等。它是当前寻找油气资源最主要的方式之一,该技术是利用三维技术对地震波信息进行综合分析计算,获得高分辨的地震剖面,分析判断目的层情况,从而正确的评价油气资源。与二维勘探技术相比,其获得的空间数据相对更庞大,信息点的密度相对更高[1]。


2、三维地震勘探技术的优势


2.1三维地震勘探获得的数据可靠度更高、完整性更强

三维地震勘探的流程可归纳为三个步骤:野外三维地震数据资料采集、室内地震数据处理、地震资料解释。野外地震勘探主要工序包括:表层调查、测量采样、物探钻井及孔埋炸药(需要利用炸药震源的情况下进行)、节点布放、放炮、节点数据下载及切割。

对于复杂地表条件,一般采用岩性调查和微测井调查方法,了解工区的近地表结构,为激发因素的选择和静校正量计算提供可靠的参数;测量的主要目的是确立好炮点和接收点的恰当位置;物探钻井的任务是提前按要求深度对需要埋炸药的炮点进行打井,分单井和组合井;埋炸药即按要求朝井内放置炸药。地震波遇到地层界面会立即反射回来,被节点中检波器接收,节点仪器准确地记录地震波信号,然后通过下载节点数据,并按要求进行数据切割获得所需的地震数据资料。室内地震数据处理是将采集获得的大量数据传输至专用计算机当中,再根据不同的要求通过各种软件及程序实施进行数据处理和计算,通过科学合理的方法,筛选出有用的信息,消除或降低无效和干扰数据的影响,对已处理完毕的数据进行叠加处理与偏移处理,最后得到三维数据体文件。地震资料解释是将处理过后的地震数据转化为地质数据资料,并通过此方法进行对地质构造解释、岩层解释、地质结构和烃类检测解释等综合解释,根据上述各项解释绘制相关成果图件,针对工作区域进行客观而准确的含油气评价,从而指导确定勘探井的指导[2]。

2.2适用于结构复杂的地质勘探

三维地震勘探是通过人工激发地震波来准确的勘探地下岩层界面的实际埋藏深度和具体形状,从而了解地下地质的具体构造,是作为寻找油气资源的一种较为先进技术,原理类似于现代医疗使用的超声波、CT技术等技术。但因地表条件与地下地质结构复杂多变,油气的运动方向和储存的位置也各有不同,地质学家面临的挑战和医生相比要复杂得多。考虑到上述原因,为了寻找充足的油气等资源,同时降低勘探成本,三维地震勘探技术在近些年得到了飞速发展,如节点装备、“两宽一高”等采集方法在复杂地质构造勘探的应用,数据处理、数据解释的相关手段也在持续更新。计算机技术等领域的发展也为地震勘探技术的持续更新和优化注入了强大的助推力,上述油气勘探理论对复杂地质条件下的勘探发挥着至关重要的指导作用[3]。

2.3三维地震勘探技术效率高、应用广

三维地震勘探涵盖着地震波大量不同类型的信息,因此能够很好地促进正反演技术研究的顺利展开,同时还能够推动岩性研究的顺利展开,其勘探资料的统一性还有高度完整性促使解释的发展朝着自动化、人机联合化的方向发展,有效地削弱了人为因素造成的影响,提高了作业效率。早期施工的三维项目因为仪器设备层面的限制,导致接收道数并不多、覆盖次数也不高,但单位面积的施工费用却相对较高。得益于先进勘探仪器设备的日益更新优化,再加上节点仪器和新技术的全面推广,促使野外接收道数明显增加,覆盖次数也得到了显著提高,勘探效率提高的同时单位面积的勘探成本却相对减少[4]。


3、地质现状及地球物理特性


本文选择陕西复杂地质勘探确立为勘探对象,该地区的地表存在许多的大型障碍物,村庄规模较为庞大,同时整个地区分布起伏较大,地形地貌差异也较大,不同地表海拔高差也较大,因此导致测线布置工作难以顺利开展。实际复杂地表结构和大型障碍物的分布位置,在正式施工之前需要精确踏勘调查,参照具体勘探结果,对传统方法加以调整,严格遵循因地制宜的根本原则落实一系列勘测流程,资料在处理的过程中,必须要对CDP的面元网表格予以重新规划。

考虑到该勘探项目的勘探区域倾斜角度相对较大,还存在两侧倾角不对称等不良情况,所以对相关资料予以整理的过程中可以借助传统软件加以处理,常用的是CGG软件,但未实现预期的效果。因此,考虑到这一难题,通过技术探讨,轮流借助GRISYS、OMEGA还有CGG软件加以处理,经处理发现,ONEGA软件的最终处理结果更为理想,同时和实际情况更为吻合。

该勘探地区的地层由新生至老包括下述几层:第四系、三叠系、石炭系、奥陶系。一部分地形存在十分显著的变化,且存在极为明显的高度差,其地貌大部分是沟壑、塬、梁、峁、坡,探测区域内通常具有地表水系发育不足的缺陷,然而,整个区域当中的地质结构相对复杂,所以无法准确的把握最终的勘探结果。

由于本文所选择的勘探区域的地形具有极强的复杂性,同时,地表高度值差异较大,由此,令测线布置工作变得更加困难,导致勘探工作不能顺利的推进。在勘探区域当中,潜水面的深度值相对较大,相对松散的沙层和黄土,会把多一半的地表充分掩盖起来,土质结构非常的松散,能够很好地吸收地震波,导致表层声波速度相对较慢。因此,立足于地震条件的层面而言,表层还有浅层产生的效果并不理想。分析相关钻孔资料后可以发现,石炭—二叠系属于含煤地层,煤层不管是从密度层面上,还是厚度层面上均和围岩存在明显的差异,其产生的煤层反射波能量极高。但底板岩性和顶板岩性整体的复杂性,在反射波之间极易形成互相干扰的现象,由此便得到了复合波,从而造成反射波的追踪工作无法顺利推进。


4、相关资料的解释


选择工作站和人工协助的形式实现解释工作的推进,把三维数据体借助人工创建的网格加以呈现,可借助三维立体视图清晰的掌握立体图的每个位置,立足于空间层面对断层结构的具体变化予以全面观察,在图形持续放大的过程中,可精准的剖析和解答构造层面的具体细节的变化情况,在实际解释时,理当综合参考水平切面和垂直剖面,以此对勘探的最终结果予以直观的分析和观察,借助相关资料,提高解释的精细度和周密度。

断层解释的核心是在时间剖面上,而这一时间段是煤系地层发生动态变化的最理想的反映时段,为科学的解释地震探测资料给予一定的支持。断层通常表现为反射波的同向轴出现断裂等情况,对断层表面实施严格的检测的过程中,应灵活的运用水平时间切面落实各项检测工作,就水平时间切面而言,其断层往往表现出下述几个特点:同相轴接触错位、分布在两侧的同相轴宽度还有形状改变显著等等。借助实际勘探,断层两侧的同向轴在接触层面暴露出错位的问题,断层的具体位置即为同相轴出现变化的部位,借助和断层平面位置的深度结合,能够挖掘出断层的延续方向及结合的具体特点。通过上述分析,深入剖析和解读孔钻相关资料,同时,精准的剖析每层厚度的变化趋势,由于钻孔是针对点展开研究,而三维地震是针对面展开研究,所以灵活的运用三维地震可以更为精准和客观的预测煤层厚度及煤层气富集区域。


5、资料处理概述


本文借助多项模块实施资料的比较。在上述过程当中,重点在于静校正的层面,着重增强信噪比,在不断增强信噪比的过程中也注意优化分辨率。

(1)初至折射静校正。资料处理的核心即为初至折射静校正,主要是借助处置静校正对相关资料予以科学地处理,针对地形相对复杂的地区而言,不同的点位都会被低速带所影响,在特定范围当中,会使误差明显削弱,针对地表高度差相对明显的位置选择层系静校正方法更为适用。

(2)振幅补偿。增强振幅能力间存在的高低差异,优化振幅处理资料的效果。

(3)反褶积。基于持续增强信噪比,借助不同类型的反褶积处理后加以比较,筛选出最理想的因素。

(4)剩余静校正和三维DMO的速度剖析。参照特定时间间距对速度点逐步累加的整个过程便为速度剖析,随着速度点的持续积累,信噪比同样持续增强,由此得到反射波,借助剩余静校正,有效地提高反射波相同轴向的整体连续性。

(5)三维叠后去噪。以增强信噪比为最终目标,予以合理去噪,大幅度提高有效反射波的清晰度。


6、确立相应的技术措施


6.1筛选激发和接收条件

本文将借助试验展开深入的比较,根据工区踏勘情况,结合以往资料,分别进行激发因素和最佳接收条件,确定最佳采集参数,以此保证实际勘探采集的资料达到最佳信噪比。

6.2三维特殊的观测系统

地表本身表现出非常明显的复杂性,基于此,相关勘探人员在野外进行施工的时候,如果遇较大的障碍物,则可借助计算机对炮点和检波点予以合理的变观设计,以此来确保覆盖次数趋于平均化,保证煤层具备的反射波能量趋于统一。有的区域障碍物数目庞大且呈现出集中分布的特点,同时缺乏规律性,在实际勘测炮点还有检波点的过程中,理当把检波点的折线严密地沿着建筑物间存在的缝隙加以合理的布置,另外要确保记录工作的严谨性,以便为之后处理资料时提供有价值的参考,严格落实归位校正工作。

6.3重新合理的划分CDP面元网格

在村庄和工厂里进行勘探的过程中要全面考虑当地的实际地形,合理的确立节点的最佳位置。节点设计的理想位置与真实放置的位置如果没有保持在同一直线,会由此造成CDP网格表现出大小差异显著,均匀性差的问题,这便需要我们对该区域重新予以合理的划分CDP面元网格,确保得到的网格具有较强的均匀性,同时保证网格的规则性。

6.4多类偏移软件予以比较处理

对CGG偏移软件加以运行之后,需要对资料进行科学的解释和说明,由此挖掘出轴部向斜性资料收敛能力较弱的问题,进而引发假象的产生,基于此,理当借助GRISYS、OMEGA等多种软件予以科学有效的处理,获得最佳处理效果。


7、合理的阐述应用效果


借助三维地震勘探技术实施勘探的过程中,充分考虑相关施工方案,借助高水平的技术手段,一丝不苟的野外作业态度,较高的初始记录水平,对资料予以科学而精准的处理,增强信噪比,令地质现象更为清晰。


8、结语


综上所述,目前三维地震勘探虽在石油及煤矿领域都得到了广泛的运用,但在对一些复杂断层的解释方面仍然暴露出误差,所以,在实际三维地震勘探时,必须要充分考虑地质的具体情况还有已知钻井资料和临边区域资料,综合进行设计更合理参数,解决勘探难题和地质目标,提高勘探质量。


参考文献:

[1]尚建凯.三维地震勘探技术在复杂地质条件下的应用[J].江西煤炭科技,2020(03);143-146.

[2]杨超,李治中,刘海涛.三维地震勘探技术在甘肃河西地质条件复杂的大倾角地区的应用[J].中国金属通报,2020(03):133-135.

[3]冯世民.层析静校正在三维地震资料再处理中的应用及效果[J].地球物理学进展,2012,27(03):1234-1242.

[4]彭苏萍,杜文凤,赵伟,等.煤田三维地震综合解释技术在复杂地质条件下的应用[UJ].岩石力学与工程学报,2008(01):2760-2765.


文章来源:董伟.复杂地质条件下三维地震勘探技术方法探讨[J].中国石油和化工标准与质量,2023,43(13):166-168.

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