地震勘探部署與設(shè)計范文

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1．勘探區(qū)域部署與設(shè)計的指標分析

勘探區(qū)域部署與設(shè)計的指標分析，主要針對三維地震勘探設(shè)計的邊緣處理，通常按照三維地震勘探，由觀測系統(tǒng)，將不同炮點、接收點聯(lián)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(qū)邊界的檢波點“激活”的次數(shù)不斷地減少，要達到相同的覆蓋次數(shù)，根據(jù)特定勘探區(qū)域面積大小及形狀變化，必須增加不同數(shù)量的炮點，數(shù)量的多與少取決于部署的勘探面積的設(shè)計，直接影響到勘探費用。分析內(nèi)容：在三維地震觀測系統(tǒng)一定的情況下，勘探部署（地質(zhì)解釋區(qū)域）面積的大小變化，使得滿覆蓋區(qū)域面積對地震資料總面積、覆蓋次數(shù)漸減帶區(qū)域面積的影響（變化）情況；在地質(zhì)解釋區(qū)域面積一定的情況下，地質(zhì)解釋區(qū)域面積拐點布設(shè)對覆蓋次數(shù)漸減帶區(qū)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(shù)漸減帶區(qū)域的影響情況；三維地震滾動勘探，勘探各區(qū)塊銜接問題對覆蓋次數(shù)漸減帶區(qū)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(qū)域面積，內(nèi)部為地質(zhì)解釋區(qū)域，也就是甲方（業(yè)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(qū)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(zhì)解釋區(qū)域外的寬度）的情況下，滿覆蓋區(qū)域與地質(zhì)解釋區(qū)域面積大小相等；外部為未滿覆蓋區(qū)域，也就是覆蓋區(qū)域的漸減帶，設(shè)計者在此內(nèi)布設(shè)炮點、檢波點，以便保證滿覆蓋區(qū)域邊界處達到滿覆蓋次數(shù)，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(shù)：將獲取地下地震數(shù)據(jù)的勘探區(qū)域，按照網(wǎng)格（面元）大小進行劃分，如地震采集的觀測系統(tǒng)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(shù)為一次，地震采集總炮數(shù)×每炮的地震道接收總數(shù)/網(wǎng)格（面元）數(shù)，也就是地震資料面積內(nèi)一個CMP面元內(nèi)反射的射線數(shù)目。資料面積內(nèi)的平均覆蓋次數(shù)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(qū)域面積大小與采集指標分析根據(jù)特定觀測系統(tǒng)，按照小、中、大的矩形勘探面積進行采集（表1），并根據(jù)滿覆蓋次數(shù)面積與資料總面積、未滿覆蓋次數(shù)（覆蓋次數(shù)漸減帶）面積變化情況，完成如下不同方式的變化規(guī)律的顯示（圖3、圖4）。覆蓋次數(shù)漸減帶面積在很大程度上依賴于滿覆蓋次數(shù)面積，其變化規(guī)律為二次函數(shù)（圖3），而滿覆蓋次數(shù)面積相對于資料總面積而言，其變化規(guī)律為對數(shù)函數(shù)（圖4）。當勘探滿覆蓋面積為12.32km2，則覆蓋次數(shù)漸減帶面積為54.88km2，這時勘探滿覆蓋面積占覆蓋次數(shù)漸減帶面積的22.45%；當滿覆蓋次數(shù)面積擴大到214.32km2，則覆蓋次數(shù)漸減帶面積為118.98km2，這時勘探滿覆蓋面積占覆蓋次數(shù)漸減帶面積的180.13%。因此，勘探部署面積越大，覆蓋次數(shù)漸減帶面積也隨之緩慢增大，使得較大滿覆蓋次數(shù)面積所占資料總面積的百分比提高很快，在覆蓋次數(shù)漸減帶面積內(nèi)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(qū)域，根據(jù)勘探目標層，其觀測系統(tǒng)發(fā)生變化時，必然使未滿覆蓋面積或覆蓋次數(shù)漸減帶面積發(fā)生變化，對于水平地層，覆蓋次數(shù)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(shù)漸減帶則越大，當覆蓋次數(shù)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(guī)律關(guān)系圖[1]（圖5），勘探面積越小，且覆蓋次數(shù)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(qū)域面積形狀與采集指標分析對特定的勘探區(qū)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(qū)域（圖6、圖7、圖8）進行三維地震采集（見表2）。在采集參數(shù)相同的情況下，地震采集使覆蓋次數(shù)漸減帶面積、總資料面積發(fā)生較大變化。首先，資料面積內(nèi)的平均覆蓋次數(shù)發(fā)生了變化。矩形面積拐點越少（圖6），平均覆蓋次數(shù)較高，矩形面積拐點越多（圖7、圖8），平均覆蓋次數(shù)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(shù)最低。平均覆蓋次數(shù)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(fā)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(shù)漸減帶面積不斷縮小，在帶內(nèi)的部署的炮點、檢波點數(shù)目、檢波點。因此，對于特定的勘探區(qū)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(shè)計，盡量在勘探區(qū)域面積長邊方向布設(shè)測線，減少接收測線的條數(shù)，可以提高勘探能效。4）勘探區(qū)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(qū)塊，地質(zhì)設(shè)計上其測線的方位角保持一致，在地震采集工程設(shè)計中，面元大小、覆蓋次數(shù)作為衡量地震資料的信噪比和分辨率的重要參數(shù)。從A、B區(qū)塊的采集參數(shù)來看，觀測方式：8線/8炮/360磚墻式，觀測系統(tǒng)：5385-15-30-15-5385，面元尺寸：15m×30m，覆蓋次數(shù)：72次。由于A、B區(qū)為不同年度施工的三維地震勘探區(qū)塊，在相鄰區(qū)塊的邊界處理設(shè)計時，沒有更多的考慮工程設(shè)計的銜接問題，為保證邊界滿覆蓋次數(shù)，在覆蓋次數(shù)漸減帶，相鄰區(qū)塊各自布設(shè)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(shù)（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(qū)A，滿覆蓋資料面積為201.132Km2，設(shè)計炮數(shù)16856炮，與工區(qū)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(qū)A總炮數(shù)30.9%；占工區(qū)B總炮數(shù)24.72%。其次，對于地震資料的連片處理，增加的覆蓋次數(shù)（CMP面元）主要在相鄰區(qū)塊的邊界，對主體構(gòu)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(qū)塊的邊界，雖然面元內(nèi)的覆蓋次數(shù)比設(shè)計要高，受兩套觀測系統(tǒng)影響，炮點、檢波點聯(lián)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(tǒng)進行計算，邊界效應(yīng)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(qū)塊（地震剖面）的閉合問題。

2．結(jié)論與建議

通過上述三維地震勘探部署與設(shè)計的經(jīng)濟指標分析，特定勘探區(qū)域面積的大小、形狀及縱橫比的變化，使?jié)M覆蓋次數(shù)的地震資料面積、覆蓋次數(shù)漸減帶面積、施工面積發(fā)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(shè)計、勘探經(jīng)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(qū)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(zhì)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(shè)地質(zhì)勘探面積形狀時，矩形面積布設(shè)盡量減少拐點數(shù)，同時要考慮以后相鄰區(qū)塊的勘探面積布設(shè)。如果矩形面積的拐點增多，與相鄰勘探區(qū)塊銜接時，相鄰勘探區(qū)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(qū)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(qū)域面積，其炮點、檢波點的布設(shè)數(shù)量差異較大，從勘探能效考慮，勘探區(qū)域矩形面積的縱橫比在0.7～1.5范圍內(nèi)比較合理，且地震測線方向盡量垂直地質(zhì)構(gòu)造走向。（4）做好三維地震滾動勘探部署區(qū)塊的整體規(guī)劃設(shè)計，根據(jù)地下構(gòu)造特征，盡量保持各相鄰勘探區(qū)塊的銜接方向，使本區(qū)塊與相鄰區(qū)塊沒有勘探的盲區(qū)。相鄰勘探區(qū)塊的邊緣處理時，地震采集禁止甩道施工，盡量接納相鄰區(qū)塊、以往的炮檢點數(shù)據(jù)，減少了地震資料的重復(fù)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(fā)生的額外費用。勘探費用預(yù)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(shè)計（/km2）、試驗、項目管理（/日）、HSE、清理工區(qū)、農(nóng)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