地震采集技术新进展
在复杂的老油区或者需要精细解释的地区,将单点高密度勘探技术与许多
高精度的勘探方法联合使用,如多分量勘探、广角勘探、横波勘探、4D地 震勘探等,得到更详细准确的油藏信息。
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Q-marine
海 上 采 集 系 统
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Q-marine技术
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大体上,Q-marine与Q-land 的原理相同。其核心思想都是 单点接收室内数字组合, 达到提 高信噪比、分辨率和保真度的 目的。
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同时由于海陆环境的不同,Q-marine与Qland所使用的诸如传感器(检波器)、震源等硬 件设备差异较大,具体的操作方法也不一样。 Q-Marine用的是标定的传感器。拖缆所接收信 号中的两个最有意义的扰动是膨胀噪声和传感器灵 敏度。常规的拖缆包含有线的检波器空间排列,以 用来压制膨胀噪声;而且,这种排列也可作为非垂 向地震射线的空间滤波器。在排列中,Q-Marine通 过拖缆上的每一个单传感器来记录地震数据。
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地震采集,其理论可以追溯到1678年发表的 虎克定律。
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1914年, Fessenden首次提出用地震波进行勘探 的思想并获美国专利,同年Mintrop 在德国设计 出了地震仪。
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此后,地震采集技术得到较快发展, 最具代表 性的几项技术是组合检波技术(1933年) 、多次覆 盖技术(1950年) 、模拟磁带记录仪(1952年) 、数 字地震仪(1963年)和三维地震勘探(七十年代末) 。 八十年代以后,多道遥测地震仪、采集站、可实 现实时相关的可控震源已大量应用于生产。
-----Q-land与Q-marine 长江大学09级测井基地班 作者:Kevin
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地震勘探是利用地层岩石的弹性特性来研究地下地质结构,推断岩 体物性,预测油气的一种勘查方法。几十年来,地震勘探以其高信噪比 、高分辨率、高保真度、高精确度、高清晰度和高可信度等赢得了广 大用户的信任,成为找油找气的关键技术。在油气勘探开发中,应用地 震勘探已有效地解决了一系列复杂的地质问题,在各种复杂构造油气 藏和隐蔽油气藏的勘查方面取得了重大成果,给油气公司带来了可观 的经济效益。
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实际应用时,要针对点激发/点接收地震勘探的特殊性,根据实际工
区的情况进行分析研究,确定合适的采集方法,不能盲目使用单点高密度
技术;否则不仅得不到期望的处理精度,还会增加成本,造成不必要的浪 费。
在新探区,要先用常规组合勘探方法探明整体构造、工区信噪比等基本情
况;然后随着勘探程度的加深,勘探精度要求越来越高,进入高精度勘探 或者油藏描述阶段再进行单点高密度勘探。
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新地震测量的首要目标是描述出Lehib 油 田主要构造上Waha 储集层的范围和厚度, 识 别流体界面和确定该构造以外额外潜在的储量。 第二个目标是确定Gargaf 层裂缝密度和裂缝/ 构造方向。 Lehib 油田的测量是成功的, 目标油藏数据 具有较高信噪比和带宽。在Q-land数据中, 增 强了的分辨率和频率能够与现有井数据建立很 好的联系, 更有利于进行地层表征和建立更精 确的油田模型。与Lehib 油田相邻的Arshad 南 部也进行了常规的地震测量。
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Hale Waihona Puke 2、处理技术 WesternGeco 公司在处理技术中使用了一种先 进而复杂的算法, 称为数字组合法( DGF) 。DGF 包括三个步骤。
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第一步:校正每个地震检波器排列 内的干扰,如振幅、高度差别和近 地表速度的变化。
第三步:在空间上根据所要求组 第二步:对地震检波器输出数据进行分 类,结果出现一个频带宽度与单个轨迹 合的时间间隔对输出数据进行二次 采样。这种排列曾在油田上使用过,
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WesternGeco 公司于2001 年推出了QTechnology 技术系列, Q-land 技术采取单点接 收室内数字组合技术, 其核心思想是单点接收 室内数字组合, 达到提高信噪比、分辨率和保 真度的目的。野外采用数字检波器单点、子线 观测系统采集, 室内进行数字组合压噪及静校 正等特殊处理和油藏建模。
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近年来,随着基于MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)的数字检波器(传感器)的问世, 地震采集以提高分辨率为目标,正在酝酿并推行一 场新的革命,即所谓的Q_LAND 和Q_MAR INE地震 采集技术。
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Q-land 技术是Wester nGeco 公司于2001 年推 出的一项先进的高密度地震技术, 它采取单点接收 室内数字组合技术,通过压噪及静校正等特殊处理 和油藏建模,达到提高信噪比、分辨率和保真度的 目的。近年来, 在科威特、阿尔及利亚、利比亚等 国家的陆上油田和墨西哥湾海上开展了大量的地 震勘探, 得到的数据质量较常规勘探有很大的提高, 为精细油藏描述等工作提供了很好的先决条件。 之后, 又推出了数字组合( DGF) 室内处理方法, 应 用效果也很好。
相似的信号,振幅几乎与单个振幅之和
相同。使用数据自适应滤波对噪声进行 压制。
但是几乎没有采样间隔的机动空间,
而使用数字组合处理,可以把任何 一个采样放到单点检波器的狭小空 间内。
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实践证明单点传感器数据在信号保真度 和频带宽度方面得到大大改善。数据能够用于 解释微小地层特征, 提高垂向和横向的地震响 应。
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Q-Marine的优势主要表现在:其转向能力可降 低对测线加密的需求,并能使测线排列的变化更快、 更密,从而缩短作业周期;其可探性及精确的定位 能力可以提高拖缆部署和回收的安全性;水中设备 可被转离有害的地方,如水面设备、船泊、沙滩等; 缠结风险的降低能使拖缆分布面积的损失、回收的 危险性以及流动的污染降至最低。
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图中给出了两个测量之间的频率对比结果。可以清楚地 看到, 通过单传感器采集和处理, 频率得到有效改善。 Lehib 油田的Q-land 测量与传统测量相比, 带宽增加了 20 Hz, 在信号和噪声之间另外分离12 dB。
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结论:
(1)与常规组合勘探相比,O-land单点高密 度地震勘探技术具有消除组内干扰、提 高噪声压制的精度、组合方式灵活、提高地震资料的分辨率和成像精度、改 善油藏特征描述等优势,可很好地适应日益复杂的勘探形势的需要。 (2)O-land单点高密度地震勘探技术向小采集面元、高道数、宽方位、对称均匀采 样等方面发展,相信该技术定会有很好的应用前景。 (3)该技术起步较晚,相应的理论分析以及处理、解释技术还不成熟。由于存在原 始资料信噪比低、数据量大、对设备的需求高等特点,其具体实施应用还有
很多的争议。 同时,也具有了很大的发展空间有待发掘。
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在拉斯维加斯举行的第78届SEG年会上宣布推 出西方地球物理公司的点接收陆上采集与处理综合 系统 UniQ。这个新型地震系统可将超多道点接收器 技术与先进的同步震源技术相结合, 提高了陆上勘探 与生产的灵活性与生产效率, 尤其是深部、复杂、富 有挑战性环境的勘探与生产。 UniQ系统以宽带宽检波器加速度传感器(GAC ) 为基础, 能够在两毫秒的采样间隔内记录15万道的 数据。由于UniQ 地震系统具有连续记录能力并支持 同步震源技术, 能够被用于密集储集层描述项目。 UniQ系统在解决噪声环境与复杂地质构造区域中的 难题方面也具有较强优势。
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随着世界对油气需求的日益增加和石油工 业的不断发展, 油气工业的重点逐渐转向新、 难、深领域。地震油气勘探的难度和复杂程度 不断增加, 对地震勘探精度的要求也越来越高。
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然而, 常规组合勘探方法中, 信号传输道和检波器动态范围有限,
采集道距较大, 组合输出是对组合内每个检波器输出的简单叠加。 组合内检波器之间的耦合误差、定位误差、敏感度差异等因素都 会引起组内干扰, 导致波形畸变和空间假频, 使组合输出的质量变差, 地震勘探的信噪比低, 得到的成像结果不能满足高分辨率勘探甚至 是开发地震的要求。为此, 高密度地震勘探技术受到越来越广泛的 关注, 尤其是单点高密度地震技术。1973 年, N ewman 和Maho ney 提出检波器组合误差问题以后, 物探界开始寻求解决的办法。1988 年, Burg er 提出单点小道间距接收、通过处理改善数据的思路, 但 直到2000 年万道地震仪器的诞生, 这种愿望才变为现实。
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一、Q-land 相关采集处理方法: 1.交错采集 WesternGeco 公司通过使用高道数综合单点 检波器采集和处理系统清晰地记录叠前数据, 使交 错采集方法得以成功应用。公司把这个方法称为 Q-land VIVID ( Value in Variable Image Density) 。这 种新方法的优点是缩短投资回报周期, 减少地震投 资。在勘探上, 交错地震采集实际需要的时间大约 是几个星期。贯穿整个油田开发周期的交错地震 采集能够逐步改善地震成像效果, 延续应用很多年。
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二、应用实例 1.利比亚Lehib 油田提高单点检波器地震数据 的带宽