多波多分量地震勘探

1、多波多分量地震勘探1 纵波的传播与岩性和岩石空隙中的流体有关，纵波异常可能是油气，也可能是岩性的变化。横波传播只与岩石骨架有关。利用纵、横波联合勘探可减少对油气判别的多解性。 许多沉积岩具有方位各向异性的性质。当横波穿过具有各向异性的地层时，横波便分裂成快、慢横波，即所谓横波双折射（横波分裂）。因此可利用横波分裂现象研究各向异性和裂缝发育情况及裂隙方向。多波勘探原理及解决地质问题的能力21 多波地震勘探的理论基础2 多波地震资料采集 3 多波地震勘探资料处理 4 多波地震资料解释和反演 3纵波、横波、转换波 由地震波动力学理论可知，地震波在弹性介质中会产生两种波，一种是在介质中点振动方向与波的

2、传播方向一致的纵波，另一种是介质中质点振动的方向与波传播的方向相互垂直的横波，介质中纵、横波传播速度分别为： 45纵、横波射线传播与极化方向示意图 6各向同性介质 7各向异性介质 （a）PTL介质；（b）EDA介质横向各向同性介质类型示意图8横波分裂(双折射) 9地面记录波场模拟 （a）在各向同性介质中，Y分量只有直达横波和反射横波；（b）在EDA介质中，Y分量有直达横波、直达横波、反射横波、转换横波 10 横波分裂VSP记录模拟 11EDA介质中波动理论 在EDA介质中,设裂隙面与垂直裂隙面构成一个三维坐标系，称为自然坐标系; x表示地震测线方向，y垂直于地震测线，z轴垂直向下与一致，x，y

3、，z构成一个坐标系，称为观测坐标系。 在自然坐标系中弹性常数矩阵为： 观测坐标系（x，y，z）下的弹性常数矩阵为：12 EDA介质中三维三分量弹性波动方程为： 13 给定一双层介质模型，第一层为EDA介质，其中围体的纵、横波速度、密度分别为4000m/s、2300m/s、2.6 的各向同性介质，各向同性围体的背景上存在裂隙密度为0.2的定向裂隙，地层厚度为300 m；第二层为各向同性介质，介质中纵、横波速度及密度分别为6000m/s、3400m/s、2.8 。14横波分裂数值研究 三维EDA介质中波动方程，取对x、y的偏导数为0，得到一维EDA介质中波动方程，表达式如下： 模型1：已知两层地质

4、模型，上面的地层为EDA介质，快、慢横波速度、分别为3000m/s、2500m/s，地层岩石的密度为2.8，地层的裂隙密度为0.15，地层厚度为600 m；下面的地层岩石为各向同性介质，横波速度为3000m/s，地层岩石的密度为2.8，相当于上部地层裂隙介质的围体。模型2：裂隙介质（EDA）地质模型，地层裂隙密度为0.15，地层厚度为500米，快、慢横波速度分别为3000m/s、2500m/s，地层的密度为2.8 。 15裂隙密度为0.15，横波记录 裂隙密度为0.10，横波记录 16裂隙密度为0.06，横波记录 裂隙密度为0.025，横波记录17由实验模拟和数值模拟可以看出： EDA介质存在

5、明显的方位各向异性，不同的方位上横波分裂程度不同。 裂隙密度越大，快、慢横波之间的时差越大，横波分裂程度大；裂隙密度越小，快、慢横波之间的时差越小，横波分裂程度低。 两者不同之处：实验模拟对裂隙密度只能定性描述，数值模拟对裂隙密度可以定量描述。18纵波方位各向异性 含气裂隙顶面快纵波反射系数 191 多波地震勘探的理论基础2 多波地震资料采集 3 多波地震勘探资料处理 4 多波地震资料解释和反演 20采集设备 （a）直角坐标三分量 （b）54三分量检波器 三分量检波器 21Cross-lineIn-line检波器埋置22多波采集方式 九分量采集 23多波采集方式 九分量VSP记录 24多波采集

6、方式 2、四分量记录在已作过纵波勘探的地区，可以采用四分量记录，即两个横波震源，两个横波检波器。3、三分量记录一个纵波震源，三分量检波器，也叫转换波勘探，这样记录到耦合在一起的纵波、转换波，经过波场分离可得到纵波，转换横波，大大节省了采集费用和提高了效率。对于海上勘探，由于在海水中，不产生横波，海上勘探要将检波器放在海底，以记录横波，因此，要用海底电缆，比陆地多波勘探有较大难度。 25 观测系统 观测系统设计的主要参数包括最小炮检距、最大炮检距、道间距、覆盖次数和接收参数等。在资料处理中，缺少小炮检距的资料会降低速度分析对反射层的分辨率，而缺少大炮检距的资料会降低速度分析对速度的分辨率，这都不

7、利于确定精确的纵、横波速度，这在设计观测系统时要加以考虑。（1）最小炮检距。由于转换波在近炮检距的反射能量较弱，一般认为偏移距（最小炮检距）应该加大。但是考虑到要接收纵波反射时，偏移距不宜过大，一般仍采用纵波观测系统所设计的偏移距。（2）最大炮检距。最大炮检距的选取一般与目的层的深度、目的层的转换波反射系数有关。由于转换波在大入射角时才会有足够的能量，所以，一般情况下，最大炮检距要比纵波勘探的最大炮检距大。（3）道间距、覆盖次数等参数与常规纵波勘探类似。（4）由于转换波频率较低，接收仪器的频率要比接收纵波时低一些。 261 多波地震勘探的理论基础2 多波地震资料采集 3 多波地震勘探资料处理 4 多波地震资料解释和反演 27多波处理流程 28反射纵波和转换波路径SRMCXXpXm29多波多分量勘探技术应用范围构造成像;油气预测;岩性分析;裂缝检测及各向异性分析处理解释手段层位标定(利用VSP、全波测井及波组特征）;属性提取(速度比,速度积,时差比,泊松比,振幅比)30横 波 剖 面纵 波 剖 面纵横波剖面对比解释小断层纵横波联合勘探31墨西哥湾利用转换波资料去除气云影响，改善盐丘构造成像32多波多分量勘探技术去除气云影响，改善构造成像（挪威Tommeliten油田）33岩性预测(北海Alba油田)：Alba油田位置图3