地震勘探部署與設計范文

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1．勘探區域部署與設計的指標分析

勘探區域部署與設計的指標分析，主要針對三維地震勘探設計的邊緣處理，通常按照三維地震勘探，由觀測系統，將不同炮點、接收點聯系在一次的，對于一個特定的檢波點，每接收一次地震信號，我們認為檢波點被“激活”一次，在測區邊界的檢波點“激活”的次數不斷地減少，要達到相同的覆蓋次數，根據特定勘探區域面積大小及形狀變化，必須增加不同數量的炮點，數量的多與少取決于部署的勘探面積的設計，直接影響到勘探費用。分析內容：在三維地震觀測系統一定的情況下，勘探部署（地質解釋區域）面積的大小變化，使得滿覆蓋區域面積對地震資料總面積、覆蓋次數漸減帶區域面積的影響（變化）情況；在地質解釋區域面積一定的情況下，地質解釋區域面積拐點布設對覆蓋次數漸減帶區域面積的影響情況；地震測線方向與勘探部署面積的縱橫比對覆蓋次數漸減帶區域的影響情況；三維地震滾動勘探，勘探各區塊銜接問題對覆蓋次數漸減帶區域的影響情況。在論述之前，闡述幾個概念：

（1）三維地震資料面積：三維地震資料面積一般為三個區域面積，內部為地質解釋區域，也就是甲方（業主）部署的勘探面積，其面積為偏移前的滿覆蓋面積，甲方按照其面積支付給乙方的勘探費用；中部為三維地震資料的滿覆蓋區域，在不考慮偏移孔徑（為了使任意傾斜同相軸能正確成像，而加到地質解釋區域外的寬度）的情況下，滿覆蓋區域與地質解釋區域面積大小相等；外部為未滿覆蓋區域，也就是覆蓋區域的漸減帶，設計者在此內布設炮點、檢波點，以便保證滿覆蓋區域邊界處達到滿覆蓋次數，最大的炮點、檢波點面積為施工面積（見圖2）。

（2）平均覆蓋次數：將獲取地下地震數據的勘探區域，按照網格（面元）大小進行劃分，如地震采集的觀測系統為6L*4S*120，即每放一炮共計720個地震道接收，每接收一道地震信息，獲取地下地震反射一次，即覆蓋次數為一次，地震采集總炮數×每炮的地震道接收總數/網格（面元）數，也就是地震資料面積內一個CMP面元內反射的射線數目。資料面積內的平均覆蓋次數越高，則未滿覆蓋面積占總資料面積的比值越小，其勘探的效能越高。1）勘探區域面積大小與采集指標分析根據特定觀測系統，按照小、中、大的矩形勘探面積進行采集（表1），并根據滿覆蓋次數面積與資料總面積、未滿覆蓋次數（覆蓋次數漸減帶）面積變化情況，完成如下不同方式的變化規律的顯示（圖3、圖4）。覆蓋次數漸減帶面積在很大程度上依賴于滿覆蓋次數面積，其變化規律為二次函數（圖3），而滿覆蓋次數面積相對于資料總面積而言，其變化規律為對數函數（圖4）。當勘探滿覆蓋面積為12.32km2，則覆蓋次數漸減帶面積為54.88km2，這時勘探滿覆蓋面積占覆蓋次數漸減帶面積的22.45%；當滿覆蓋次數面積擴大到214.32km2，則覆蓋次數漸減帶面積為118.98km2，這時勘探滿覆蓋面積占覆蓋次數漸減帶面積的180.13%。因此，勘探部署面積越大，覆蓋次數漸減帶面積也隨之緩慢增大，使得較大滿覆蓋次數面積所占資料總面積的百分比提高很快，在覆蓋次數漸減帶面積內不必要部署更多的炮點，從而提高了地震勘探的能效。對于特定的勘探區域，根據勘探目標層，其觀測系統發生變化時，必然使未滿覆蓋面積或覆蓋次數漸減帶面積發生變化，對于水平地層，覆蓋次數漸減帶大約是目標深度的20%～25%。地震排列長度越長，覆蓋次數漸減帶則越大，當覆蓋次數漸減帶為200～1600m變化范圍時，同樣方法，完成滿覆蓋面積與總資料面積的規律關系圖[1]（圖5），勘探面積越小，且覆蓋次數漸減帶越大，則滿覆蓋面積所占總資料面積的百分比越低，地震采集能效特低。2）勘探區域面積形狀與采集指標分析對特定的勘探區域（圖6），按照面積相同原則，將小部分矩形面積（I、II、III）沿縱向、橫向移動，放置在不同位置處（ⅰ、ⅱ、ⅲ），分解成不同形狀的矩形面積（圖7、圖8），矩形面積的拐點，由4個增加到8個，并對面積相同、形狀各異的勘探區域（圖6、圖7、圖8）進行三維地震采集（見表2）。在采集參數相同的情況下，地震采集使覆蓋次數漸減帶面積、總資料面積發生較大變化。首先，資料面積內的平均覆蓋次數發生了變化。矩形面積拐點越少（圖6），平均覆蓋次數較高，矩形面積拐點越多（圖7、圖8），平均覆蓋次數較低，尤其是垂直采集方向增加的勘探面積（圖8），平均覆蓋次數最低。平均覆蓋次數越高，勘探效能越高。其次，地震資料采集的總資料面積、滿覆蓋面積與資料總面積的比值發生了變化。矩形面積拐點越少（圖6），地震資料采集的總資料面積最小，矩形面積拐點越多（圖7、圖8），地震資料采集的總資料面積較大，尤其是垂直采集方向增加的勘探面積（圖8），地震資料采集的資料面積最最大。地震資料總面積越小，則覆蓋次數漸減帶面積不斷縮小，在帶內的部署的炮點、檢波點數目、檢波點。因此，對于特定的勘探區域面積，縱橫比值差異引起的地震采集邊界的處理問題，與不同方向的地震采集同理。對于地震采集工程設計，盡量在勘探區域面積長邊方向布設測線，減少接收測線的條數，可以提高勘探能效。4）勘探區域銜接與采集指標分析以某油田的三維地震勘探為例，A、B為相鄰的兩個三維地震勘探區塊，地質設計上其測線的方位角保持一致，在地震采集工程設計中，面元大小、覆蓋次數作為衡量地震資料的信噪比和分辨率的重要參數。從A、B區塊的采集參數來看，觀測方式：8線/8炮/360磚墻式，觀測系統：5385-15-30-15-5385，面元尺寸：15m×30m，覆蓋次數：72次。由于A、B區為不同年度施工的三維地震勘探區塊，在相鄰區塊的邊界處理設計時，沒有更多的考慮工程設計的銜接問題，為保證邊界滿覆蓋次數，在覆蓋次數漸減帶，相鄰區塊各自布設炮點、檢波點，采用甩道施工，使得炮密度增加一倍（圖10），覆蓋次數（72-136-72次）逐漸增加、來回過度（圖11）。按照其方法進行地震采集，首先，造成采集成本的直接增加，對于工區A，滿覆蓋資料面積為201.132Km2，設計炮數16856炮，與工區B的炮點重合面積達91.58Km2，如炮密度56.92炮/km2進行計算，炮點重合5212炮，占工區A總炮數30.9%；占工區B總炮數24.72%。其次，對于地震資料的連片處理，增加的覆蓋次數（CMP面元）主要在相鄰區塊的邊界，對主體構造的地震資料信噪比沒有任何改善。再次，造成地震資料靜校正問題的風險，在相鄰區塊的邊界，雖然面元內的覆蓋次數比設計要高，受兩套觀測系統影響，炮點、檢波點聯通性差，高斯—賽德爾迭代法計算延遲時[2]，仍然按照各自的觀測系統進行計算，邊界效應引起的靜校正量誤差較大，對于連片處理，容易造成不同勘探區塊（地震剖面）的閉合問題。

2．結論與建議

通過上述三維地震勘探部署與設計的經濟指標分析，特定勘探區域面積的大小、形狀及縱橫比的變化，使滿覆蓋次數的地震資料面積、覆蓋次數漸減帶面積、施工面積發生較大變化，這些歸咎于地震采集的邊緣處理。從勘探部署、地震采集工程設計、勘探經濟效率等綜合考慮，對今后的地震勘探提出如下建議：（1）從三維地震采集能效考慮，地震勘探區域面積部署，使地震采集的滿覆蓋面積占總資料面積的百分比提高到60%以上，地質勘探解釋面積部署最少在200km2以上，面積越大勘探能效越高。（2）在布設地質勘探面積形狀時，矩形面積布設盡量減少拐點數，同時要考慮以后相鄰區塊的勘探面積布設。如果矩形面積的拐點增多，與相鄰勘探區塊銜接時，相鄰勘探區塊的地震采集，其邊緣處理問題特別突出，其勘探費用驚人。（3）勘探區域矩形面積的縱橫比或不同方向的地震采集，對于相同勘探區域面積，其炮點、檢波點的布設數量差異較大，從勘探能效考慮，勘探區域矩形面積的縱橫比在0.7～1.5范圍內比較合理，且地震測線方向盡量垂直地質構造走向。（4）做好三維地震滾動勘探部署區塊的整體規劃設計，根據地下構造特征，盡量保持各相鄰勘探區塊的銜接方向，使本區塊與相鄰區塊沒有勘探的盲區。相鄰勘探區塊的邊緣處理時，地震采集禁止甩道施工，盡量接納相鄰區塊、以往的炮檢點數據，減少了地震資料的重復采集，降低勘探費用，使地震采集達到事半功倍的效果。（5）至于地震采集勘探費用問題，按照國際慣例進行估算比較合理，充分考慮了地震采集的邊緣處理問題所發生的額外費用。勘探費用預算完全不能按照單位面積的費用計算，而是將勘探費用逐項估算，如測量及測量計算（/km2）、采集（/炮）、處理（/炮）、設計（/km2）、試驗、項目管理（/日）、HSE、清理工區、農作物賠償、踏勘等，最后估算出（最低、最高、平均）總費用，并將總費用落實到每平方千米的費用，每道費用。

作者：羅岐峰 寧宏曉 章多榮 李文建 王雷 單位：東方地球物理公司青海物探處