地震勘探:给地球做“CT”

地球,这颗人类赖以生存的星球,其内部构造和物质分布一直是我们探索的焦点。地震勘探作为一种深入探索地球内部的科学方法,被形象地比喻为给地球做“CT”。通过地震勘探,我们能够了解地球内部的岩层结构、地质构造、资源分布等信息,为地质科学研究、资源勘探和灾害预测等提供重要依据。本文将详细介绍地震勘探的原理、方法、应用和发展趋势,从中领略这项神奇技术的魅力。

地震检波器性能指标与地球物理效果分析

在油气地震勘探野外数据采集中,动圈式模拟检波器是目前应用最为广泛的一类检波器;同时,近年来推出的MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)数字检波器也在一定范围内得到了推广应用。系统分析了典型的模拟检波器20dx和数字检波器DSU3的各项性能指标,总结了两者在跟踪物理量、振幅和相位响应、绝对动态范围、相对动态范围、电磁干扰响应、组合方式、耦合效应、矢量保真度等8个方面的差异,厘清了检波器性能指标与其实际地球物理效果(数据表现)之间的关系。研究认为,采集阶段的信噪比、处理阶段的压噪能力以及地质条件的复杂程度是决定检波器优良的性能指标能否转化为高质量地球物理数据的关键要素。

互联网背景下石油地球物理勘探分析

在开展地球物理学研究工作的过程中可以发现,当前该学科所面临最严重的问题就是资源问题以及自然灾害问题。因此,为了有效解决当前所面对的问题,本文将从石油资源的角度切入,通过对我国石油资源存储量以及我国的发展趋势来对石油地球物理勘探进行分析,并在分析该项内容的过程中,积极应用互联网技术,从而实现信息化与工业化在石油地球物理勘探方面的有机结合。

地球物理勘探技术在油气勘探开发中的运用

地球物理勘探技术在油气勘探开发中起到了重要作用和现实意义,其中地球物理勘探技术致使油气物质在采集和开发方面上产生了一定比例的增加和提升,现阶段我国所使用的油气勘探技术十分复杂,需要积极以及全新操作模式,保证技术使用水平。本文首先详细分析了地球物理勘探技术种类,并且结合地球物理勘探技术应用策略,进一步总结出地球物理勘探技术创新策略。

基于UNet结构生成对抗网络的海底地震勘探数据混叠噪声压制方法

本文提出一种基于UNet结构生成对抗网络(Pix2PixGAN)的海底地震勘探数据混叠噪声压制方法,该神经网络主要在于构建了一个适用于混叠噪声压制的生成器和判别器,生成器是UNet结构,可以提取和融合数据的特征映射信息,而通过加入skip-connection,可以保留更多的细节信息;判别器由两个卷积模块构成,通过PatchGAN输出多个固定大小的数据体,加入Dropout2d层,优化判别器的训练速度。通过制作的四千余个数据集对网络模型进行训练,将得到的训练参数加载到测试网络中,经过测试数据集的验证以及和常规的去噪方法相比,验证了本文采用的混叠噪声压制方法具有较高的压制精度和效率。

基于高性能稀疏采集的低频恢复技术在胜利东风港探区的应用

地震勘探中,地震波低频成分越来越受到重视,而常规检波器记录中的低频有效成分难以被充分识别利用。基于检波器性能分析,通过布设低频检波器估计陆用压电检波器可恢复的最低有效频率并实现低频恢复;在此基础上,设计胜利东风港探区高性能低频检波器稀疏布设方案以及低频数据恢复流程。实际数据表明:对于胜利探区三维勘探,陆用压电检波器最低有效频率能够恢复至3Hz,成像后的叠加剖面的精度和分辨率有显著提高。

胜利油区精细近地表结构调查技术研究

随着老油田勘探开发对地震采集资料的精度要求越来越高,近地表结构调查资料的准确性就显得尤为重要。要提高资料品质,首先要获得准确的表层数据,寻找最佳的激发岩性,这将会对地震资料品质的提高具有巨大推动作用。在研究过程中,结合胜利油区史南—郝家地震勘探采集项目对多种表层结构调查方法进行野外试验、资料分析与方法总结,形成了速度分层技术、岩性探测技术、岩土物性参数岩性分层技术等高精度表层结构参数调查技术。试验结果表明,在不同地区,依据工区特点优选一种或多种合适的近地表调查方法,充分发挥不同方式的优点,通过多种方法的使用和资料的联合解释,可以较好地获得低降速层的埋深、速度和岩性资料,为激发和接收参数的选取提供依据,而且为地震数据的静校正处理提供精确的资料。

小型可控震源在胜利油田东部复杂地区的应用

随着胜利油田东部探区勘探程度的深入,对浅层资料、安全施工以及问题的要求越来越高。然而,东部复杂地区地表障碍物众多,仅采用炸药震源激发,不仅会造成浅层资料缺口,还会引起施工安全与工农问题。文章针对胜利油田东部复杂区域地表特点,选取合适的小型可控震源因素施工,能够解决上述问题。SHC地区的采集资料显示,应用效果较好,说明了将小型可控震源与炸药震源配合使用,能够弥补因炸药无法激发而引起的浅层资料缺口,完成浅层地质任务,并确保施工安全,且无工农问题。

安第斯石油公司水平井电磁随钻测井技术应用分析

本文安第斯石油公司在地质情况不完全明确的薄油层应用电磁随钻测井测绘技术开发水平井,增加了原油产量,降低了钻井成本。

南疆沙漠区单炮记录间品质差异的原因分析及解决方法

南疆沙漠区地层平缓,同相轴连续,从浅到深层位也较齐全,但常会遇到“不同位置的原始单炮记录间同相轴信息相差较大”的现象,包括同相轴的数量、清晰度、相对能量关系等,表现为同一条同相轴在某些炮记录中有,而在另一些炮记录中不可见,或者在有的单炮记录中非常清晰,而在另外单炮记录中非常微弱,给人感觉这些同相轴在单炮记录间“上蹿下跳”,而且人们在整个工区都难以挑选到品质相当的典型单炮记录做展示。究其原因,本文分析认为,各个排列上的沙丘鸣震不同,导致单炮资料品质差异大。将沙丘鸣震压制之后,单炮记录的品质趋于统一。同时,通过理论计算和实际资料对比分析,厘清了该区沙丘鸣震波场特征,并据此进一步完善了相应的压制沙丘呜震方法。

南疆沙漠区超深层高密度地震采集方法

中国新疆南部沙漠区奥陶系油气储量丰富,是西部地区重要的油气勘探开发领域。该区地质目标勘探存在三方面难点,包括目的层埋藏深(一般超过7000 m)、地质目标是小尺度断溶体、地表为巨厚沙漠,常规地震采集资料的分辨率难以满足油气开发需求。高密度地震采集技术是目前业界公认的解决隐蔽油气藏开发的重要技术,在中国东部地区已取得显著效果。将高密度地震采集技术引入南疆沙漠区进行试验研究,形成了针对南疆沙漠超深目标的小组合+高密度采集技术,其中25 m×25 m面元、约400次覆盖、330万/km2炮道密度、横纵比0.7是适用于该区的观测系统参数,两串小组合+适中的井深药量对拓宽高频效果显著。最终断溶体成像精度得到显著提高,表明上述地震采集技术组合适用于南疆沙漠超深层目标成像。

绕射波与一次波联合黏声最小二乘逆时偏移

由于照明不足,小尺度断层和孔洞的成像是一个难题,地下衰减导致地震波振幅损失和相位畸变,在成像过程中忽略这种衰减会造成偏移振幅模糊。基于黏声最小二乘逆时偏移(QLSRTM)能够优化小尺度构造的成像,但这需要大量的迭代和计算成本。为了提高小尺度构造的成像效果,提出了一种充分使用绕射波的面向地质目标的的黏声LSRTM(J-QLSRTM)。在该方法中,构建了新的目标函数和梯度公式,并基于反演理论和伴随理论,推导了一次波和绕射波的Q补偿波场传播算子、Q补偿伴随算子和Q衰减反偏移算子。数值实例证明了J-QLSRTM比传统QLSRTM和声波J-LSRTM更有优势。

基于遥爆系统的电子雷管激发技术研究

电子雷管应用于地震生产需要解决起爆控制、准确的同步激发两大问题。通过对电子雷管激发控制信号进行分析,利用现有遥爆设备的点火起爆指令控制电子雷管起爆器,最终实现现有遥爆系统对电子雷管的同步激发。文中设计了高压取样比较电路,对遥爆设备产生的400V高压进行取样、能量比较,保证激发信号幅度及稳定性,同时激发延迟进行室内测试及野外实验,满足地震勘探生产需要。

可控震源谐波影响因素分析及对策

在应用可控震源进行地震资料采集时会产生谐波干扰,谐波畸变包括振幅畸变和相位畸变,这些畸变会降低相关信号的质量。本文从可控震源机械本身、地表耦合以及震源参数三个方面对谐波干扰产生的原因以及分布特征进行了分析。以可控震源振动与大地耦合响应、谐波能量与施工参数关系理论分析为基础,对不同地表耦合程度和不同激发参数产生谐波的大小及对资料的影响程度进行了科学分析和定量计算。在地表耦合上,首次提出了基于"半刚度"地表耦合谐波压制技术,指出增加一次空振扫描可改善可控震源与疏松地表耦合效果。在震源参数上,分析了震源台数、扫描长度、振动次数、扫描宽度等参数对谐波出现时间和振幅能量的影响,建议采用"少台、少次、低驱动、长扫描"激发方式。

地震勘探观测系统成像效果量化分析

依据三维地震勘探观测系统的对称性、连续性、均匀性和充分性,定性分析观测系统各参数对叠前成像效果的影响,以此优选观测系统相关参数,设计观测系统。但目前这类方法尚未达到量化分析程度。本文使用双聚焦计算方法,基于克希霍夫积分偏移计算原理,以观测系统双聚焦主瓣与最大旁瓣的比值作为成像效果量化分析指标,并通过地质模型和实例资料的应用效果验证了该方法的有效性,为三维地震勘探观测系统及其参数的优选与设计提供了一种新的量化分析法。

检波器耦合响应定量分析方法及应用

针对检波器与大地耦合响应对地震数据的影响,设计了检波器与大地耦合响应的测定装置和定量分析方法:利用单自由度有阻尼的自由振动系统,定量描述检波器与大地耦合响应过程;通过等效固有频率和等效阻尼比两个参数,实现检波器与大地耦合响应的定量分析;基于QT编程语言,研发了地震检波器耦合响应定量分析软件。检波器耦合试验数据分析结果验证了该定量分析方法的可行性;将集成的定量分析软件应用于现场试验,进一步证实了该方法的实用性和软件的稳定性。

基于多点地质统计学多数据联合约束的岩相模拟

传统的两点地质统计学随机模拟方法基于变差函数,无法再现复杂的地质结构,多点地质统计学利用空间多个点的组合模式来描述地质结构信息,更适合复杂结构地质体的模拟。首先介绍了多点地质统计学的基本概念和方法;然后提出了一种多数据联合约束的多点地质统计学随机模拟方法,并通过模型验证了方法的特点和有效性;最后以该方法为基础,联合训练图像、测井数据和地震反演数据,实现了多数据约束下的东营凹陷沙三段地层中三角洲浊积岩沉积区的岩相模拟,取得了较好的应用效果。

微地震事件初至拾取SLPEA算法

微地震事件初至拾取是微地震数据处理的关键步骤之一.实际微地震监测资料中存在大量低信噪比事件,而传统方法对这些事件的应用效果并不理想.为了克服传统方法抗噪性弱的缺点,本文通过综合地震信号与环境噪声在振幅、偏振以及统计特征等方面的存在的差异,设计了一种针对低信噪比微地震事件的初至拾取方法——SLPEA算法.为了检验本文方法的可行性和有效性,分别对模型数据和实际资料进行了处理,并将处理结果与传统方法及手工拾取的结果进行了对比.分析表明,利用本文方法得到的初至到时与手工拾取结果的绝对误差平均值仅为1.33×10^(-3)s,小于3个采样点;方差为3.21×10^(-6)s^2;初至到时在手工拾取结果±0.005s误差范围内的个数占总数的95.8%.这些参数值均优于传统方法的同类参数,证明了本文方法的可靠性.

谱模拟方法在高分辨率地震资料处理中的应用

为了克服地震子波的时变影响,避免复杂的时窗大小选取问题,使得谱模拟方法能更好地适应地震信号是平稳信号的假设条件,将改进S变换与谱模拟方法相结合,形成时频域谱模拟方法。在二维时频谱中进行谱模拟处理,该方法能够克服地震子波随地层深度变化的限制。理论模型及实际资料处理效果显示,时频域谱模拟方法能够有效提高地震分辨率,实现地震资料的高分辨处理。

复杂近地表区高分辨率地震勘探激发参数优选

随着地震勘探的目标由构造油气藏转向岩性油气藏,对地震资料的品质要求更高,高分辨率地震勘探技术起到了关键作用.为了提高地震资料的分辨率,本文对高分辨率地震勘探技术中的野外数据采集进行了研究,通过波动方程正演模拟,分析复杂近地表结构对地震资料的影响.借助正演模拟与实际数据的综合分析得出,在复杂近地表区,综合性的近地表调查试验显得尤为重要,只有在充分了解表层岩性结构变化的基础上,才能更好地确定激发井深,优化激发参数,以达到提高地震波主频,拓宽有效频带的目的,进而改善地震资料品质,使其满足高分辨率地震勘探的要求.