三維(3D)地震勘探

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1、1 2 3 一 維 勘 探 是 觀 測(cè) 一 個(gè) 點(diǎn) 的 地 下 情 況 ；二 維 勘 探 是 觀 測(cè) 一 條 線 下 面 的 地 下 情 況 ；三 維 勘 探 是 觀 測(cè) 一 塊 面 積 下 面 的 地 下 情 況 ；四 維 地 震 勘 探 是 在 同 一 地 區(qū) 不 同 時(shí) 間 重 復(fù) 做 三 維 地 震 勘 探 ， 那 么可 稱(chēng) 之 為 四 維 地 震 勘 探 時(shí) 移 地 震 。 四 維 是 觀 測(cè) 同 一 塊 面 積 下面 不 同 時(shí) 間 的 地 下 變 化 情 況 。 根 據(jù) 地 質(zhì) 任 務(wù) 和 到 達(dá) 的 目 的 不 同 ，可 采 用 不 同 維 的 勘 探 方 法 。 大 大 改

2、善 記 錄 質(zhì) 量 ， 提 高 信 號(hào) 的 清 晰 度 和 分 辨 率 ， 從 而 提 高 解 決 地 質(zhì) 問(wèn) 題 的 能 力 ， 能把 油 氣 田 的 位 置 確 定 得 更 準(zhǔn) 確 。 由 于 三 維 地 震 最 后 得 到 的 是 一 組 立 體 的 數(shù) 據(jù) ， 根 據(jù) 這 個(gè) 數(shù) 據(jù) 體 就 能 給 出 地 層 的 立 體 圖像 三 維 立 體 圖 。 同 時(shí) ， 也 可 給 出 由 淺 至 深 ， 一 層 層 的 水 平 切 片 圖 ， 將 這 些 圖 制 成動(dòng) 畫(huà) ， 人 們 就 能 像 看 電 影 一 樣 來(lái) 解 釋 地 下 地 質(zhì) 情 況 ， 省 時(shí) 省 力 又 精 確 。 4

3、 興 旺 國(guó) 家 20世 紀(jì) 70年 代 開(kāi) 始 使 用 中 國(guó) 20世 紀(jì) 80年 代 迅 速 開(kāi) 展 起 來(lái)野外資料采集室內(nèi)資料處理成果解釋 三 維 地 震 是 將 地 震 測(cè) 網(wǎng) 按 一 定 規(guī) 律 布 置 成 方 格 狀 或 環(huán) 狀的 地 震 面 積 勘 探 方 法 。 5 6 用 三 維 的 觀 點(diǎn) 和 方 法 研 究地 下 三 維 問(wèn) 題 ， 才 能 得 出地 質(zhì) 構(gòu) 造 的 全 面 認(rèn) 識(shí) 。a、 三 維 地 震 模 型b 、 原 始 剖 面c 、 二 維 偏 移 剖 面d 、 三 維 偏 移 剖 面 7 8 三 維 數(shù) 據(jù) 采 集 不 存 在 二 維 數(shù) 據(jù) 采 集 時(shí) 來(lái) 自

4、 非 射 線 平 面 內(nèi) 的 側(cè) 面反 射 波 。三 維 采 集 的 數(shù) 據(jù) 按 三 維 空 間 成 象 處 理 ， 可 以 真 實(shí) 地 確 定 反 射 界面 的 空 間 位 置 。三 維 觀 測(cè) 可 以 避 開(kāi) 地 形 、 地 物 的 障 礙 ， 對(duì) 地 表 條 件 適 應(yīng) 性 很 強(qiáng) 。三 維 觀 測(cè) 可 對(duì) 資 料 有 更 大 的 保 真 度 ， 相 位 數(shù) 據(jù) 更 齊 全 ， 便 于 研究 地 層 的 巖 性 。三 維 地 震 勘 探 資 料 的 完 整 統(tǒng) 一 性 及 顯 示 技 術(shù) 的 現(xiàn) 代 化 ， 更 便 于人 工 聯(lián) 機(jī) 解 釋 。 9 三 維 地 震 野 外 數(shù) 據(jù) 采 集

5、 10 規(guī) 那 么 型 觀 測(cè) 系 統(tǒng) ： 十 字 型 觀 測(cè) 系 統(tǒng) ， 由 此 衍 生 成L型 、 T型 ooooo o o o o o oL型 寬 十 字 型 T型十 字 型 觀 測(cè) 系 統(tǒng)這 類(lèi) 觀 測(cè) 系 統(tǒng) 可 將 地 下 網(wǎng) 格 面 積 分 布 在 需 要 勘 探 的 地 區(qū) ， 湖 泊 、 村 鎮(zhèn) 等 。 在 進(jìn)行 小 面 積 三 維 觀 測(cè) 時(shí) ， 用 多 道 儀 器 ， 多 個(gè) 炮 點(diǎn) 即 可 完 成 野 外 采 集 。施 工 時(shí) ， 接 收 點(diǎn) 排 列 不 動(dòng) ， 炮 點(diǎn) 沿 炮 線 逐 點(diǎn) 激 發(fā) 。 缺 點(diǎn) 是 ： 單 次 覆 蓋 11 組 合 型 觀 測(cè) 系 統(tǒng)從

6、炮 點(diǎn) 和 接 收 點(diǎn) 分 布 關(guān) 系 ， 可 分 為 垂 直 型 、 平 行 型 和 斜 交 型 。1 垂 直 型 觀 測(cè) 系 統(tǒng)該 系 統(tǒng) 一 般 由 十 字 型 觀 測(cè) 系 統(tǒng)組 合 或 衍 生 而 來(lái) ， 主 要 有 直 式 柵狀 系 統(tǒng) 和 地 震 線 束 觀 測(cè) 系 統(tǒng) ?？?作 為 小 面 積 三 維 觀 測(cè) 網(wǎng) ， 將地 下 網(wǎng) 格 面 積 分 布 在 需 要 勘 探 的 地 區(qū) 。 12 60120180240160m21015090611211811 30m 80m 40m 圖 5-7四 線 六炮 中 點(diǎn) 激 發(fā) 50cm 200m 60120180240611211811

7、 100m 四 線 六 炮 端 點(diǎn) 激發(fā)這 種 觀 測(cè) 系 統(tǒng) 的 的 優(yōu) 點(diǎn) ： 可 以 獲 得 從 小 到 大 均 勻 的 炮 檢 距 和 均 勻 的 覆蓋 參 數(shù) ， 適 應(yīng) 于 復(fù) 雜 地 質(zhì) 條 件 的 三 維 地 震 勘 探 。 此 外 在 多 居 民 點(diǎn) 、 多農(nóng) 田 地 區(qū) 可 改 變 偏 移 距 和 發(fā) 炮 方 向 進(jìn) 行 施 工 ， 亦 可 獲 得 滿 意 的 資 料 。 地 震 線 束 觀 測(cè) 系 統(tǒng) 是 目 前 三 維 地 震 大 面 積 施 工 中 最 常 用 的 類(lèi) 型 ，該 系 統(tǒng) 是 由 多 條 平 行 的 接 收 排 列 和 垂 直 的 炮 點(diǎn) 排 列 組 成

8、 。 13觀 測(cè) 方 式 ： 8線 5炮 240道使 用 道 數(shù) ： 8 120+120 道 =1920道覆 蓋 次 數(shù) ： 4 15 面 元 大 小 ： 12.5m 25m道 距 ： 25m 排 列 線 距 ： 250m縱 向 炮 排 距 ： 200m 橫 向 炮 點(diǎn) 距 ： 50m最 大 縱 向 炮 檢 距 ： 2987.5m 排 列 橫 向 滾 動(dòng) 距 離 ： 250m最 小 縱 向 炮 檢 距 ： 觀 測(cè) 系 統(tǒng) 大 港 油 田 王 官 屯 三 維 14 2 平 行 線 型 布 置 15 3)積 木 型 又 稱(chēng) 斜 交 型 炮 點(diǎn) 線 與 接 收 點(diǎn) 線 彼 此 斜 交 16 沿 測(cè)

9、線 布 置 檢 波 和 炮 點(diǎn) ， 可 以 得 到 測(cè) 線 附 近 條 帶 上 的 反 射 資 料 。寬 線 剖 面 處 理 后 ， 能 確 定 地 下 反 射 界 面 的 位 置 、 傾 角 和 傾 向 ，分 析 波 的 來(lái) 源 ， 提 高 剖 面 信 噪 比 。4)路 線 型 寬 線 剖 面 17 不 規(guī) 那 么 型 觀 測(cè) 系 統(tǒng) 僅 適 用 于 地 表 障 礙 物 多 ， 通 行 條 件 差 ， 不 能接 正 常 觀 測(cè) 系 統(tǒng) 施 工 的 地 區(qū) ， 可 根 據(jù) 地 面 條 件 和 地 質(zhì) 任 務(wù) 的 要 求 設(shè)計(jì) 成 各 種 類(lèi) 型 。不 規(guī) 那 么 型 觀 測(cè) 系 統(tǒng) 的 優(yōu) 點(diǎn)

10、 是 靈 活 機(jī) 動(dòng) ， 放 炮 時(shí) 炮 點(diǎn) 和 檢 波 點(diǎn) 位置 選 擇 靈 活 方 便 ， 但 它 們 有 以 下 共 同 缺 點(diǎn) 。 疊 加 次 數(shù) 一 般 較 低 ， 而 且 不 均 勻 。 炮 檢 距 變 化 范 圍 一 般 較 小 ， 僅 在 個(gè) 別 點(diǎn) 上 有 從 小 到 大 比 較 完 整的 炮 檢 距 。 資 料 處 理 比 較 復(fù) 雜 。由 于 存 在 上 述 問(wèn) 題 ， 不 規(guī) 那 么 型 觀 測(cè) 系 統(tǒng) 一 般 只 用 于 通 行 條 件 困難 的 地 區(qū) ， 并 且 僅 在 信 噪 比 高 的 地 區(qū) 才 能 得 到 較 滿 意 的 結(jié) 果 。2、 不 規(guī) 那 么 型

11、 觀 測(cè) 系 統(tǒng) 18 19 一 、 面 積 測(cè) 量 系 統(tǒng) 反 射 波 時(shí) 距 圖 O到 P點(diǎn) 的 路 徑 r1為 由 P點(diǎn) 到 S點(diǎn) 的 路 徑 r2為 令 速 度 為 V,則 S點(diǎn) 記 錄 到 的 來(lái) 自 P點(diǎn) 的 繞 射 波 到 達(dá) 時(shí) 間 為 為 了 簡(jiǎn) 化 起 見(jiàn) ,令 繞 射 源 P在 坐 標(biāo) 原 點(diǎn) O的 正 下 方 ,那 么 自 激 自 收 旅 行 時(shí) 為 : 為 了 書(shū) 寫(xiě) 方 便 ,將 xi寫(xiě) 成 x,那 么 由 此 可 見(jiàn) ,面 積 測(cè) 量 反 射 波 時(shí) 距 圖 為 極 小 點(diǎn) 在 P點(diǎn) 的 旋 轉(zhuǎn) 雙 曲 面 。 20 有 的 地 區(qū) 由 于 地 表 條 件 受 限

12、 制 ， 為 了 完 成 地 震 勘 探 任 務(wù) ， 往 往 把 測(cè) 線 布成 折 曲 測(cè) 線 ， 波 狀 測(cè) 線 及 環(huán) 形 測(cè) 線 。 這 類(lèi) 測(cè) 線 的 根 底 是 彎 曲 測(cè) 線 ， 彎 曲測(cè) 線 的 時(shí) 距 方 程 為 ：二 、 折 曲 測(cè) 線 觀 測(cè) 系 統(tǒng) 反 射 波 時(shí) 距 圖 由 上 式 可 見(jiàn) ， 彎 曲測(cè) 線 反 射 波 時(shí) 距 曲線 是 一 條 與 激 發(fā) 和接 收 點(diǎn) 的 平 面 坐 標(biāo)有 關(guān) 的 ， 復(fù) 雜 的 空間 曲 線 ， 不 管 曲 線多 么 復(fù) 雜 ， 只 要 能用 數(shù) 學(xué) 方 式 模 擬 ，就 可 通 過(guò) 方 程 的 方法 把 反 射 界 面 研 究下

13、來(lái) 。 21 三 、 共 反 射 面 元面 積 測(cè) 量 和 折 曲 測(cè) 線 觀 測(cè) 系 統(tǒng) 的 三 維 屢 次 覆 蓋 技 術(shù) 不 能 嚴(yán) 格 遵 守 共反 射 點(diǎn) 疊 加 的 定 義 ， 必 須 給 予 新 的 含 義 ， 實(shí) 際 的 共 反 射 點(diǎn) 道 集 隨 著測(cè) 線 的 改 變 或 測(cè) 線 彎 曲 會(huì) 有 一 定 的 離 散 ， 圍 繞 著 理 論 共 反 射 點(diǎn) 位 置的 這 些 實(shí) 際 的 地 下 共 反 射 點(diǎn) 道 集 ， 稱(chēng) 為 “ 共 反 射 面 元 ?！?共 反 射 面 元 疊 加 ， 是 指 “ 共 反 射 面 元 道 集 內(nèi) 各 反 射 點(diǎn) 信 號(hào) 的疊 加 ， 疊 加

14、 結(jié) 果 應(yīng) 該 象 來(lái) 自 同 一 反 射 點(diǎn) 那 樣 使 信 號(hào) 得 到 加 強(qiáng) 。 22 三 維 地 震 資 料 處 理 與 二 維 相似 ， 但 各 個(gè) 處 理 環(huán) 節(jié) 必 須 考 慮三 維 特 性 和 龐 大 的 數(shù) 據(jù) 體 的 操作 與 管 理 。三 維 地 震 資 料 處 理 大 致 可 分為 預(yù) 處 理 ， 常 規(guī) 處 理 ， 特 殊 處理 及 成 果 顯 示 四 大 局 部 。三 維 地 震 資 料 處 理 流 程 23 三 維 地 震 資 料 的 解 釋構(gòu) 造 解 釋巖 性 解 釋 24 三 維 地 震 的 六 個(gè) 特 點(diǎn) ： 真 歸 位 后 交 點(diǎn) 閉 合 無(wú) 側(cè) 反 射

15、 水 平 分 辨 率 高 具 水 平 切 片 和 層 振 幅 顯 示 功 能 人 機(jī) 聯(lián) 作 解 釋 彩 色 顯 示三 維 地 震 資 料 的 解 釋 25 一、三維地震資料的特點(diǎn)1.與 二 維 相 比 ，三 維 可 以 做 到 真正 的 空 間 歸 位 ，因 此 三 維 偏 移 資料 上 無(wú) 閉 合 差 ，剖 面 上 的 背 斜 、斷 層 等 形 態(tài) 、 大小 、 位 置 也 較 準(zhǔn)確 。 26交 叉 剖 面 顯 示 27 2.三 維 地 震可 消 除 側(cè) 反射 影 響 ， 因而 背 斜 圈 閉形 態(tài) 與 大 小比 較 真 實(shí) 。不 像 二 維 地震 由 于 側(cè) 反射 影 響 ， 背斜 往

16、往 變 寬 ，變 大 ， 尤 其是 低 幅 度 背斜 的 失 真 明顯 。 28 3.三 維 地 震 在 縱 、 橫 兩 個(gè) 方 向 上 密 集 設(shè) 置 測(cè) 點(diǎn) ， 測(cè) 點(diǎn) 距一 般 20-100m， 常 見(jiàn) 為 50 50或 50 75m， 因 而 在 地 下每 獲 得 一 個(gè) 信 息 ， 使 水 平 分 辯 率 顯 著 提 高 。一 個(gè) 蛇曲 河 道在 三 維地 震 顯示 中 ，得 到 了河 道 整體 展 布 。 29 A、 L75線 局 部 剖 面 ， 淺 層 斷 層 清 楚 ， 信 噪 比 高 。 30 4.三 維 資 料 是 一 個(gè) 數(shù) 據(jù) 體 ， 可 以 在 任 意 方 位 上 切

17、 片 顯 示 ： 如 主 測(cè) 線 方 向In line， 橫 測(cè) 線 方 向 Cross line， 過(guò) 井 切 片 ， 斜 切 片 ， 水 平 切 片 ， 層 切 片 ，尤 其 象 水 平 切 片 和 層 振 幅 切 片 是 三 維 解 釋 中 所 特 有 的 功 能 。 31 用 水 平 切 片 直 接做 構(gòu) 造 圖 。 32 5.彩 色 顯 示 ： 三 維 資 料均 采 用 彩 色 顯 示 ， 彩 色成 圖 ， 彩 色 輸 出 。 這 樣提 高 了 地 震 資 料 的 視 覺(jué)分 辨 率 。 33 34 6.人 機(jī) 聯(lián) 作 解 釋解 釋 常 在 工 作 站 上 進(jìn) 行 。 工 作 站 一

18、般 包 括 圖 象 處 理 機(jī) ， 輔 助 圖 象 存 儲(chǔ) 器 ， 數(shù) 據(jù) 輸入 裝 置 和 顯 示 終 端 。 配 備 的 軟 件 包 括 許 多 專(zhuān) 用 的 模 塊 。 國(guó) 內(nèi) 市 場(chǎng) 上 常 用 的 是Landmark工 作 站 ， Geoquest工 作 站 等 。 具 軟 硬 件 系 統(tǒng) 成 套 ， 由 多 家 石 油 公 司 生 產(chǎn)銷(xiāo) 售 。 35 三 維 地 震 資 料 顯 示三 維 數(shù) 據(jù) 體 折 曲 測(cè) 線 剖 面對(duì) 角 線 測(cè) 線 剖 面橫 剖 面水 平 剖 面 縱 剖 面立 體 顯 示垂 向 剖 面 等 時(shí) 切 面等 時(shí) 系 列 切 面全 息 圖三 維 立 體 圖 36

19、inline 、 subline： 垂 直 于 構(gòu) 造 走 向 的 剖 面 主 測(cè) 線 Crossline： 平 行 于 構(gòu) 造 走 向 的 剖 面 聯(lián) 絡(luò) 測(cè) 線 水 平 切 片 ： time slice 每 一 張 切 片 是 地 下 不 同 層 位 的 信 息 在 同一 時(shí) 間 內(nèi) 的 反 映 。 相 當(dāng) 于 某 一 等 時(shí) 面 得 地 質(zhì) 圖 。 即 同 一 張 切 片 里顯 示 了 不 同 層 位 的 信 息 ， 如 反 射 振 幅 強(qiáng) 弱 、 頻 率 上 下 、 信 噪 比 變化 、 斷 裂 分 布 、 斷 距 、 構(gòu) 造 、 異 常 體 等 。 而 同 一 層 位 的 信 息 又

20、 連續(xù) 清 晰 地 反 映 到 多 張 切 片 上 。 利 用 連 續(xù) 的 水 平 切 片 進(jìn) 行 三 維 作 圖 ，能 大 大 提 高 構(gòu) 造 圖 的 精 度 。 37 從 三 維 地 震 數(shù) 據(jù) 體 提 取 的垂 直 剖 面 和 地 震 切 片 38 水 平 切 片 是 地 下 不 同 層 位 的 信 息 在 同 一 時(shí) 間 內(nèi) 的 反 映 ， 它 相 當(dāng) 于 某 一 等 時(shí) 面 的 地 質(zhì) 圖 ，即 同 一 張 切 片 里 顯 示 了 不 同 層 位 的 信 息 。沿 層 切 片 是 沿 某 一 個(gè) 沒(méi) 有 極 性 變 化 的 反 射 界 面 ， 即 沿 著 或 平 行 于 追 蹤 地

21、震 同 向 軸 所 得的 層 位 進(jìn) 行 切 片 ,它 更 傾 向 于 具 有 地 球 物 理 意 義 。 沿 層 切 片 把 地 下 同 一 層 位 的 信 息 顯 示到 一 張 切 片 上 。地 層 切 片 是 以 解 釋 的 兩 個(gè) 等 時(shí) 沉 積 面 為 頂 底 ， 在 地 層 的 頂 底 界 面 間 按 照 厚 度 等 比 例 內(nèi)插 一 系 列 的 層 面 ， 沿 這 些 內(nèi) 插 的 層 面 逐 一 生 成 切 片 ， 這 種 切 片 比 時(shí) 間 切 片 和 沿 層 切 片更 接 近 于 等 時(shí) 界 面 。 39沿 層 切 片 立 體 顯 示 40三 維 數(shù) 據(jù) 體 中 局 部 數(shù) 據(jù) 體 的 顯 示 41 42 43 T06 T1g4 T2 T1-1T1從各反射層構(gòu)造圖上看，本區(qū)整體的構(gòu)造趨勢(shì)是兩邊高，中間低,各層構(gòu)造格局大體一 致，三級(jí)構(gòu)造具有良好的繼承性，由深至淺逐漸趨于平緩。 構(gòu) 造 及 斷 裂 特 征 44 45總之，通過(guò)一系列的方法結(jié)合屬性預(yù)測(cè)圈定單砂體，對(duì)各段單砂體的進(jìn)行空間立體展示。 46