可控震源动态扫描时距规则定量优化设计及应用

可控震源动态扫描地震数据采集过程中,相邻多组震源震动时产生的地震波会相互干涉,从而影响地震数据采集品质。合理设计采集时距规则可以降低可控震源高效采集时震源相互干涉的影响,同时平衡原始数据采集品质和可控震源高效采集施工效率。以往动态扫描时距规则设计时,对资料处理过程中高效采集噪声的压制效果考虑较少,并且时距规则的设计缺乏统一量化标准。首次将高效采集噪声压制效果引入动态扫描时距规则设计中,对现场不同地表类型采集的可控震源相关前记录采用互相关法获取高效采集噪声信息,以环境噪声能量、干涉时空位置和干涉区域能量比值为阈值建立量化统一的时距规则设计标准,形成了可控震源动态扫描时距规则定量优化设计方法。动态扫描时距规则定量优化设计方法优化了现场试验方案,降低了试验工作量,与地震数据处理信噪分离技术相适应优化滑动时间参数,定量与定性相结合设计时距规则避免了以频率扫描为主的常规定性分析方法带来的人为主观歧义。该方法不受勘探区地表特征约束,能够在保障地震数据品质条件下最大限度地提高可控震源采集施工效率,是对可控震源高效采集配套技术的补充和完善,有助于“两宽一高”地震采集技术的推广应用。

可控震源振动状态监控技术研究与软件实现

可控震源宽频高效地震采集技术的推广应用大幅提升了资料品质,已成为解决复杂地质难题的勘探利器。与此同时,高效高密度的采集方式对野外地震采集质量监控提出了新的挑战,尤其是通讯条件不佳、震源数量较多、激发速度快的情况下,以往的单炮质量实时监控和评价以及基于地震仪器的可控震源振动状态监控方法已经无法满足当前地震采集质量监控的需求,无法及时全面地发现采集过程中质量不达标的情况。为此,研究了基于可控震源平板电脑的震源振动状态实时监控技术并进行了软件实现,将实时监控环节前移到震源车上,在可控震源扫描完成后及时进行可控震源状态的监控与评价,不受通讯条件及激发速度的影响;配套开发了可控震源振动状态监控软件模块,实现了野外平板电脑质控信息的统计分析与综合评价;最后,将软件应用到准噶尔盆地高效采集项目中,实现了可控震源振动状态100%的监控,取得了较好效果,确保可控震源高效地震采集质量。

xDSS方法及其应用探讨

多年来,提高地震采集项目的施工效率,降低生产成本已成为地震勘探行业的发展趋势。其主要在于提高道密度,提升资料品质,降低勘探成本。本文介绍一种新的高效方法,结合DS4和可控震源无约束混叠采集两种方法,同时解决了它们的局限性。xDSS使可控震源无约束混叠采集方法达到超高效率成为可能,同时遵守了混采的黄金法则“时间和空间的随机性”和“频率—波数域的稀疏性”。结合508^(XT)的相关功能自动依照这两个黄金法则施工,使地震采集尽可能接近可实现的最大采集效率,同时为处理人员交付容易去混叠的地震数据。

2022石油地球物理勘探技术进展

2022年,在全球油气行业加速能源转型的大背景下,地球物理服务公司不断进行业务整合和新业务布局,拓展地球物理技术应用领域和范围。通过跟踪分析国外地球物理行业和技术发展动态,总结地震数据采集、处理与解释、油藏地球物理等方面的技术进展,地震装备自动化、智能化、绿色化程度增强,节点地震、新一代可控源扫描等高效、高密度、低成本的地震采集技术,以及高精度全波形反演速度建模及最小二乘偏移成像技术发展迅速。基于云平台的数据管理将推动地震处理解释技术的智能化发展,自动化、智能化、绿色化装备与技术是未来地震勘探发展方向。

基于大型低频可控震源的超深储层广角反射采集技术

随着超深储层的油气勘探力度不断加大,针对复杂的表层结构和地下地质构造地区,常规地震勘探方法难以获取信噪比较高的有效反射信息,地震资料成像效果差,地震剖面难以清楚刻画工区的地质构造。因此,基于大型低频可控震源激发技术,根据野外采集要求,结合地质任务,选择采用高密度二维广角反射地震观测系统进行地震资料采集,通过广角地震波数值模拟和野外试验工作,优选出适合本工区的野外采集参数。研究结果表明,基于大型低频可控震源的超深储层广角反射采集技术,能够获得较强能量的远偏移距处的弱反射地震信号,特别是深层的低频信息,有效地提高了地震资料信噪比。相对于常规地震叠加剖面,广角反射地震叠加剖面品质得到明显改善,同相轴连续,构造部位清晰可见,地震成像效果良好。野外生产实践证明,广角反射地震勘探技术对超深层油气勘探具有重要的应用价值。

可控震源地震数据谐波滤除方法

本文分析了可控震源滑动扫描中各种谐波产生的原因,指出高次谐波是其中最严重的谐波干扰类型;通过原理分析及数值试验探讨了滑动扫描方法,并基于高次谐波与原始激发信号在各频段的能量呈线性关系这个假设建立了谐波滤除的数学模型;利用参考信号倍增法生成各次谐波,并用各次谐波相关对比法估算各次谐波的能量比。将本文滤除谐波算法应用于实际数据处理,所得结果表明该方法不仅滤除谐波效果好,而且运算速度快。

可控震源高保真采集数值模拟及炮集分离

可控震源高保真采集(HFVS)方法利用多震源在多位置同时激发,大大提高了地震数据采集效率。但多震源同步激发,增加了记录的相邻干扰,降低了资料信噪比,原始记录需要进行炮集分离后才能应用。采用可控震源激发的线性扫描信号模拟高保真采集(HFVS)技术进行的二维地震数据采集,对震源信号进行相位编码,正演模拟多张混叠记录。利用震源检测信号以及地震记录获得震源与各检波点之间对应物理路径各频率点处的传输函数,并将传输函数作用于各震源检测信号,即可得到分离后的单炮地震记录。对比炮集分离结果与单炮正演模拟结果可以看出,远炮点道和近炮点道的分离效果都较好,且远炮点道的分离效果好于近炮点道。

青海NMH工区谐波干扰特征及压制技术研究

青海NMH工区地表复杂,近地表岩石硬度差异大,有必要开展不同地表耦合条件下可控震源谐波干扰的分布特征研究和压制方法试验。通过理论计算和对实际资料的统计分析,总结了谐波干扰变化规律,确立了相应的谐波干扰压制方法。研究结果表明,可控震源与地表耦合产生的谐波干扰与地表岩石硬度密切相关,一般随地表岩石硬度增加,谐波干扰强度显著增强,但相位畸变相应减小。通过优选激发点位置、有针对性地改善地表耦合条件、合理调节相位控制增益,甚至研究和采用诸如新型震源平板等多种技术措施,尽可能保证在硬度值约40(即接近"半刚度")的地层中激发,可以最大限度降低谐波干扰的影响,提高地震资料的品质。理想情况下,可使得谐波干扰能量降低约30%,单炮地震记录信噪比提高约260%。

可控震源在准南地区煤田三维地震采集中的应用

可控震源在国内外地震勘探领域得到了广泛的应用。新疆准南煤田三维地震数据采集尝试采用了可控震源的激发方式。通过对驱动幅度、扫描频率、扫描长度、震源台数、震动次数等参数进行试验优选,确定了符合勘探区地震条件的激发参数组合,地震数据采集获得了良好的效果。通过对比勘探区以往炸药激发,可控震源激发提高了地震数据的分辨率与信噪比。同时可控震源还具有安全、环保、高效、经济等优势。

羌塘盆地高密度高覆盖宽线采集技术试验

为了提高羌塘盆地地震资料采集质量,早日实现该地区油气地球物理勘探突破,2015年在北羌塘坳陷、中央隆起带和南羌塘坳陷分别进行了常规可控震源、低频可控震源、大吨位可控震源、炸药震源激发试验及高密度、高覆盖宽线采集试验,取得以下认识:(1)最佳激发因素。常规可控震源振动台次为3台1次,驱动幅度为70%,扫描频率为6.0~84.0Hz,扫描长度为18s;低频可控震源振动台次为2台1次,驱动幅度为60%,扫描频率为1.5~84.0Hz,扫描长度为16s;大吨位可控震源振动台次为2台1次,驱动幅度为70%,扫描频率为6.0~84.0Hz,扫描长度为16s。炸药震源为单井高速层下7m激发,最浅井深18m,药量18kg;组合激发方式为2口井×15m×12kg或3口井×12m×8kg。(2)尽管可控震源单炮的能量、信噪比、频谱及子波一致性与炸药震源相比并不占优,但可控震源激发在高密度高覆盖采集条件下仍能获得等同于或明显优于井炮激发质量的地震资料。(3)基于"环保、安全、经济、高效"考虑,羌塘盆地宜采用可控震源和井炮联合的高密度、高覆盖宽线采集方案,可控震源最佳观测系统为3L3S或2L3S,覆盖次数960次以上;井炮震源最佳观测系统为2L3S或3L2S,覆盖次数为300~360次。

利用可控震源谐波提高地震数据分辨率

由于可控震源机械系统的非线性等因素造成子波中包含谐波畸变,在相关后成为噪声进而降低地震资料质量,所以可控震源谐波通常被当作噪声进行去除。实际上谐波包含基波所不具有的频率成分,将其用于展宽地震记录的频带,既能提高采集资料的分辨率,又能改善信噪比。为此本文首先分析谐波信号的理论表达,并提出谐波应该被看作有效信号的观点,然后扩展了纯相位滤波器(PPSF)方法并用于谐波信号的分离,最后对分离后的谐波记录分别进行相关并叠加得到最终记录。理论和实际资料的测试结果说明了该方法的有效性。

沙漠区宽频高能噪声对地震记录的影响

在沙特阿拉伯沙漠地区地震勘探采集中主要采用可控震源作为激发震源,在单炮记录的频谱中,可发现一些呈线性分布的高能宽频噪声,在频谱图上表现为亮条,在各个单炮记录之间随机出现,但在连续两张单炮记录的同一道上很少同时出现。本文通过对地震记录上的高能宽频噪声进行研究后认为:①高能宽频噪声频率随时间呈线性衰减变化,记录初始阶段起始频率一般为30～60Hz,终了频率为10～40Hz,起始频率和终了频率差约为20Hz,与记录长度时间内参考信号的频率变化差相同;②脉冲的能量级为102,噪声的能量级为10-3;③噪声产生的时间基本集中在14时至22时之间,发生噪声的位置集中在沙丘起伏地区的迎风坡和坡底;④高能宽频噪声是由静电释放瞬间产生的干扰形成的。文中还提出了一些防范措施来尽量避免高能宽频噪声对生产的影响。

可控震源地震采集技术的进展

可控震源地震数据采集方法可分为常规采集、高效采集及高保真采集三大类。常规采集方法通常是指只采用一组可控震源作业,通过互相关处理获得共炮点道集;高效采集方法是指采用两组或多组可控震源间隔一定时间或同时施工,同样,通过互相关处理获得共炮点道集;高保真采集方法是指采用一台或多台可控震源在彼此间隔一定距离的不同炮点同时振动,采用地面力信号反褶积获得共炮点道集。结合实例分析,对比三类方法特点,可得到两点结论:①可控震源高效采集方法使数据采集作业效率大幅度提高、施工周期明显缩短,进而降低了勘探成本;②可控震源地震数据采集技术的发展方向是高效采集与高保真采集方法相结合,从而实现低成本、高精度及高保真度地震勘探作业。

消除滑动扫描地震数据中谐波干扰的反相关方法(英文)

滑动扫描技术是高效、高保真、环保的可控震源勘探技术之一,是下一组震源不必等待上一组震源震动结束即可开始震动的高效采集方法。该技术由于缩短了相邻两炮的等待时间,使得生产效率得到显著提高。但是后一炮的谐波畸变与前一炮的基波信号混叠在一起,不易分离,在相关后的地震记录上形成了严重的谐波干扰,降低了地震资料的质量。本文提出一种反相关方法来压制滑动扫描地震数据中的谐波干扰。该方法首先把地面力信号分解为基波和各阶谐波分量;然后将后一炮的相关前数据分别与各分量相关,只选取正时间轴中对应分量的自相关部分,利用各分量的反相关算子提取各阶谐波信息;最后从前一炮数据中减去提取出的高阶谐波,得到压制谐波后的地震记录。该方法对有效信号影响小,可同时处理相关前和相关后数据,而且算法简单稳定,计算效率高。本文分别对理论模型和实际数据进行处理,验证了该方法消除谐波干扰的有效性。

可控震源非线性扫描在高分辨率地震采集中的应用

可控震源的扫描信号可以控制,对环境破坏较小,特别适合炸药震源禁区的地震数据采集。扫描信号的理论基础是线性信号,但是地下介质对地震波的吸收衰减是非线性的,因此线性扫描不能对高频衰减进行补偿,降低了信号的信噪比,由此发展了非线性扫描技术。非线性扫描技术的扫描速率不再是常数,通过在高频段合理增加扫描时间来实现对高频衰减的补偿,达到提高地震分辨率的目的。在哈萨克斯坦S区的高分辨率地震数据采集中,采用非线性扫描技术,通过对扫描参数的优选,对高频能量进行了有效补偿,取得了较好的效果,实现了高分辨率地震数据采集。

可控震源高效交替扫描技术的应用效果分析

随着可控震源电控箱体技术的不断发展,可控震源交替扫描技术在西方地球物理公司中得到了广泛应用, 但国内该项技术应用较少。在常规交替扫描的基础上,发展并形成了可控震源高效交替扫描(交替扫描)技术, 该技术与常规交替扫描作业方式相比可提高效率30%,与单套震源施工方法相比可提高效率67%,有较大的推广应用价值。

多源地震资料重叠炮信息消除方法研究

多源地震资料涉及地震波场分离和干扰波的去除处理,针对要解决的重叠炮记录去除技术难点,利用噪声在不同域中表现形式不同的客观规律,根据观测系统的具体情况将炮集处理域转换成共炮检距域或仪器通道号域,使记录中的重叠炮相干噪声转化为随机噪声,采用FX反褶积等噪声去除技术来去除随机噪声,实现去除重叠炮干扰。应用该处理技术对数值模拟资料和实际资料中的含重叠炮记录进行了波场净化处理,取得了较好的波场净化效果。该技术可应用于可控震源密集激发资料中的重叠炮记录的处理,也可应用于其它震源激发记录中的重叠炮、机械干扰等的处理。

陆上地震采集技术新进展

近年来,陆上地震采集技术出现了以可控震源采集、同时多源地震、无线采集系统、高密度地震、随机稀疏采样等为标志的技术新进步,提高了地震采集的施工效率和采集质量,保证了资料和后续处理能达到高信噪比、高分辨率、高保真度的要求。本文介绍了可控震源技术、无线采集系统、同时多震源技术等方面的发展现状和趋势。没有详细介绍目前已普遍使用的一些方法技术,如采集前的模拟技术(局部照明分析、振幅分析等),激发接收条件的分析与改进,地震采集脚印的模拟与采集效应的消除,山前带、沙漠、滩海等特殊环境的采集等。一些新的技术,如稀疏采样(随机采样、压缩采样等在空间、时间域中突破采样定理要求的采集)、光纤传输、OBC、OBN等,也没有涉及。

可控震源高保真地震数据采集方法

可控震源高保真地震数据采集(HFVS)是通过从记录的震源驱动信号中分离出单台震源记录信号来实现多个震点同时进行数据采集的方法,通过增加绝对频带宽度、减少相关子波边叶畸变以及预置较稳定子波来提高震源数据分辨率。在地震采集施工中,使用HFVS方法所记录的数据量要显著高于常规方法,同时,HFVS方法利用震源驱动信号来对数据反演也大大提高了震源间的一致性和相位的稳定性,减小了信号中因谐波引起的幅值畸变。

新型数字式地震检波器的设计

通过对传统数字式地震检波器的改造 ,使其输出信号真正数字化。新型数字式地震检波器的设计 ,部分借鉴遥测地震仪的思路 ,采用主从式CPU管理机制 ,使每个检波器内部带有基于AT87C51的高精度、高采样率、大存储量的地震信号采集系统。该系统采用Δ -ΣA/D转换器、程控增益运算放大器、非易失性数据存储和RS -4 85通信接口等先进技术获取数据 ,从而减小了有用信号的衰减 ,增强抗干扰能力 ,提高了信噪比 ,并有效克服了常规集中式地震仪在数据采集过程中的瓶颈效应。新型数字式地震检波器的设计 ,完全可以适应高分辨率地震勘探的要求 ,为基于可控震源的新型地震仪的实现起到了决定性作用。