第六章 三维地震勘探.doc

第六章 三维地震勘探 6.1 引言 在油气勘探中，重要的地下地质特征在性质上都是三维的。例如盐岩刺穿、逆掩和褶皱带、大的不整合、礁和三角洲砂体沉积等。二维地震剖面是三维地震响应的断面。尽管二维剖面包含来自所有方向，包括该剖面平面以外方向传来的信号，二维偏移一般还是假定所有信号均来自该剖面自身所在平面内。虽然有经验的地震解释人员往往可以识别出平面以外(侧面)的反射，这种信号往往还是会引起二维偏移剖面的不闭合。这些不闭合是由于使用二维而不是三维偏移导致了不适当的地下成像所引起的。另一方面，三维数据的三维偏移提供了适当的和详细的三维地下图像，使解释更为真实。 必须对三维测量设计和采集给予特别注意。典型的海上三维测量是用比较密集的平行线完成的。一种典型的陆上或浅水三维测量是由布设大量相互平行的接收测线，并在垂直方向上布设炮点(线束采集)完成的。 在海上三维测量中，放炮的方向(航迹)叫做纵测线方向；对于陆上三维测量，检波器的电缆是纵测线方向。三维测量中与纵测线方向正交的方向叫做横测线方向。与二维测量测线间距可达1km不同，三维测量的测线间隔可以是50m甚至更密些。这种密度的覆盖要求精确地测出炮点和检波点的位置。 测量区域的大小是由地下目标层段的区域分布范围和该目标层段能充分成像所需的孔径大小所决定的、这种成像要求意味着三维测量的区域范围差不多总是大于目标的区域范围。三维测量过程中一般要采集几十万至几百万个地震道，因为三维测量成本高，大部分都用于已发现的油气田的细测。 二维地震数据处理的基本原理仍适用于三维处理。二维地震数据处理中，把道抽成共中心点(CMP)道集。三维数据中按共面元抽道集。这些道集用于速度分析并产生共面元叠加。在线束采集中，共面元道集与CMP道集是一致的。一般陆上测量面元为25m×25m，海上测量为12.5m×37.5m。 常规的三维观测系统往往使共面元道集中数据叠加的方式变得很复杂。海上三维测量拖缆的羽状偏离可以导致共面元道集内的旅行时不再有简单的双曲时差。对于陆上三维测量，共面无道集内与方位有关的时差是一个问题。 叠加之后，对三维数据体往往(但并非总是)作两步偏移。第一步，沿纵测线方向做二维偏移；然后对数据分类，并沿横测线方向做第二步的二维偏移。在第二步偏移之前，有时需沿横测线方向做道内插，以防止出现空间假频。 然后，三维数据体可按纵横两个方向的垂直剖面和水平切片(时间切片)方式供解释员使用。时间切片可供解释员做标准层位的等值线图。人机联作环境为移偏后三维直方数据体的解释提供了快速而有效的方法。断层对比、层位追踪、层位拉平和某些成像处理方法可能适合于人机联作环境并有助于改善解释。 6.2 为什么要做三维？ 我们讨论图6-1的地球模型，这个模型由一个在均匀介质中的倾斜平界面组成。考虑沿倾向方向的一条测线A。如果这项测量由一组平行于倾向方向的测线组成，那么地下二维的假设是正确的，不会记录到侧面信号，这些沿倾向方向的测线的二维偏移就是正确的，如图6-2a所示。二维偏移后，地面点X下的点D向上倾方向偏移到它的真地下位置D′。现在来讨论图6-1中沿走向方向的测线B(测线B与测线A在地面位置X相交)。图6-2a地下点D′的反射都是由测线A和测线B在它们的交叉点上记录下来的。在测线B上的这个同相轴是侧面反射，测线A上的这个同相轴则不是。然而走向测线上倾斜界面来的反射不表现出是倾斜的(图6-2b)。由于偏移不改动平同相轴的位置，走向测线偏移剖面与相应的未偏移的剖面是相同的。如果我们将走向测线B与倾向测线A连接，两条剖面偏移后就会出现闭合差，(然而，编移之前这两条剖面的连接是良好的)。 在勘探构造圈闭的区域，一般地下构造的倾向是多方位的，因而无法确定纵测线方向是在某倾向或是在走向方向上。这就是图6-1中测线C的情况。在这条测线上所查觉出的视倾角小于倾向测线上查觉到的平界面的真倾角。在图6-3的平面图上，让我们检查一下三条线交点X下边点D偏移后的定位。沿倾向测线A，点D移动到了真地下位位置D′。沿走向测线，同样一个点偏移后就没有移动。沿测线C这个点移动到了D″。可以设想沿与测线 C正交方向的第二步偏移将已经偏移的能量从D″移动到它真的地下位置D′。 虽然在6.5节讨论三维偏移原理，我们还需要对二维和三维偏移解释上的差别进行评估。图6-4所示为陆上三维测量以及它们的二维、三维偏移所得纵测线(左边一列)和横测线(右边一列)的叠加剖面。注意三维偏移较好地确定了盐丘顶面(T)以及盐丘底部断裂的清晰的轮廓。依据三维成像与依据二维成像解释有明显的不同，这是无可质疑的。 图6-5是三维偏移剖面解释得到明显改善的又一个实例。注意，三维偏移后，两个盐丘