三维地震试验

三维地震试验（精选9篇）

三维地震试验 篇1

本文以东濮凹陷文留地区文北工区三维地震资料采集项目试验为例。简要介绍如何在复杂三维探区进行试验。首先, 根据详细工区踏勘结果, 结合以往地震地质特征, 针对工区不同的表层条件、地下构造以及测线分布情况, 在全区选择2个试验点来确定整个工区的施工因素。

1 试验内容

1.1 系统点试验

⑴表层调查。调查方法:单井微测井井深:50m (大于高速界面埋深20m) 激发点距:1m激发药量:试验确定采样间隔:0.25ms记录长度:1s仪器:GDZ24小折射仪。

⑵试验排列。接收线数:3条 (不同组合检波) 接收线距:10m接收道距:50m;接收道数:128道×3观测系统:1350- (50) -5000观测方向:同束线方向;组合检波:分别采用图2、3所示的组合图形

⑶激发深度试验。激发深度分别为高速界面以下1m、3m、5m、7m、9m、11m, 激发药量5kg, 药型采用药柱直径为60mm的高爆速高能炸药 (表1) 。

⑷激发药量试验。选择高能炸药进行药量试验, 试验药量0.25kg、0.5kg、1kg、2k g、3k g、4k g、6k g、8k g、12k g, 最佳井深, 药型采用药柱直径为60mm的高爆速高能炸药 (表2) 。

⑸仪器因素试验 (表3) 。

⑹组合检波试验。激发因素试验中分别对比组合基距3m×5m、6m×10m、16m×16m。检波器个数12个×2。组合图形见图2、图3, 采用最佳药量、最佳井深资料对比确定最佳组合图形。

1.2 考核试验点

考核试验点仅对激发井深、药量进行考核 (微测井一口, 参数同系统点试验) 。

⑴、表层调查。调查方法:微测井 (参数同系统试验点) 。⑵、接收排列。接收道距:50m;接收道数:128道×1;观测系统:1350- (50) -5000;观测方向:同束线方向;组合图形:系统试验点确定的最佳组合图形。⑶、激发井深。激发深度分别为高速界面以下1m、3m、5m、7m、9m、11m;已确定的最佳激发药量。⑷、激发药量。对比试验药量0.25kg、0.5kg、1kg、2kg、3kg、4kg、6kg、8kg、12kg;已确定的最佳激发深度。⑸、仪器因素。仪器因素选择系统点试验确定的最佳仪器因素。

1.3 试验工作量统计

本次试验共包括1个系统试验点和1个考核试验点。其中, 系统试验点1口微测井、试验炮16炮, 考核试验点1口微测井、试验炮15炮, 共计2口微测井, 试验炮31炮。

2 试验资料分析

⑴表层调查资料分析。微测井资料分析, 抽取共接收点道集记录, 显示全频和分频记录。分析不同深度激发的波形特征。

⑵点试验资料分析。a、对试验记录作分频扫描, 扫描频段20-40Hz, 30-60Hz, 40-80H z, 50-100H z, 60-120H z, 对比不同激发、检波、仪器因素试验记录主要目标反射特征变化, 分析记录有效频带宽度变化情况。b、对试验记录主要目的层段频谱分析, 分析反射幅频特征变化。

3 试验要求

⑴试验前要进行踏勘, 详细了解试验点地表情况, 做好施工预案, 保证试验工作的顺利进行;⑵试验时, 甲方监督必须到现场, 施工方派专人负责激发点情况记录, 准确掌握第一手资料;要按施工各项要求进行;⑶试验结束立即进行试验资料的处理、整理和分析工作, 得出试验结论, 制好多媒体材料, 准备汇报;及时上交试验总结报告;⑷根据试验结果, 及时进行二次方法论证, 向甲方汇报后, 确定采集参数。并由甲方组织施工方、现场监督共同制定监视记录的评价标准。试生产剖面完成后, 要及时进行现场处理, 向甲方汇报现场处理剖面情况, 并由甲方组织施工方、现场监督共同制定现场处理剖面的评价标准。

摘要：为探索适合本区的施工参数, 了解区内不同地表条件类型的表层结构特征, 指导野外生产。选择具有代表性的试验点开展进行激发井深、药量试验, 寻找适合本区的激发因素, 根据点试验结果, 验证点试验结论的正确性和设计观测系统的采集效果。

关键词：参数,试验,效果

三维地震试验 篇2

煤矿采区三维地震勘探典型失误剖析

通过煤矿采区三维地震勘探资料解释中几个典型失误实例分析,阐述了解释的多解性,提出只有充分分析速度变化,广泛应用新技术、拓宽思路、多手段综合分析解释才是有效减少失误的唯一途径.

作 者：卫学忠 许崇宝 孙立新 WEI Xue-zhong XU Chong-bao SUN Li-xin  作者单位：山东煤田地质局物测队,山东,泰安,271021 刊 名：煤炭技术  PKU英文刊名：COAL TECHNOLOGY 年，卷(期)： 27(3) 分类号：P631.4 关键词：三维地震勘探   多解性   综合解释  

一种油藏三维地震参数的表示方法 篇3

【关键词】三维地震；井间地震；地震参数

1 引言

油藏地震数据处理就是用计算机处理和分析野外地震勘探所取得的原始资料。从最初的二维地震勘探到现在的三维地震勘探，三维地震勘探得到的数据可以提供剖面的、平面的和立体的地质构造图，大大地提高了地震勘探的精确度。与二维地震勘探相比，三维地震勘探的优点如下：

（1）原理上更接近于实际。地下构造是一个三维实体，从三维的角度全貌地观察地下，肯定会得到较为符合实际的成果。

（2）高密度采集，信息量非常丰富，能细致地反映了各种地质现象的变化，提高了分辨率，勘探精度较二高。

（3）灵活多样，能使解释人员能够更直观、快速、可靠地认识地下情况。

（4）地震野外施工有较大的灵活性，能之使适应许多复杂的地表条件。

本文主要提出了一种三维地震参数的表示方法。首先介绍了三维地震数据的空间坐标体系，然后主要研究了“井间地震”，把三维地震数据跟油井数据相结合得到油藏三维地震参数，它可以用作以后三维地震数据处理的输入文件。

2 三维地震数据的空间坐标体系

在三维地震信号的采集过程中，地表布置有很多纵横交叉的测线，其中纵测线为主测线，横测线为联络测线。若用坐标系表示，则x轴和y轴在地表所在的水平面上，x轴平行于主测线方向，y轴平行于联络测线方向，x轴与y轴垂直。在主测线和联络测线上每隔一定距离有一个测点，在每一个测点上放置一个检波器，每隔一段时间（一般为1毫秒、2毫秒或4毫秒）对检波器接收到的振动信号进行一次采样，若以时间轴为z轴并垂直于水平面向下，则采集到的三维地震信号组成一个三维地震数据体。

三维地震数据体是典型的三维空间规则数据场。所谓“规则数据场”指的是由均匀网格或规则网格组成的结构化数据。每个网格是结构化数据的一个元素，称为体元（Voxel）。这样就将每个数据采样点看成一个具有六个面、八个顶点、十二条边的小立方体，也称为体素。每个体素有三个坐标，其中x、y为空间坐标，z为时间坐标，用反射时间来代表反射面深度，也可以通过时深转换将时间转换为深度，因而z实际上也为空间坐标。

3 三维地震参数的生成

在这里，我们把用于获取特定油井的三维地震参数值的过程称为“井间地震（Seismic at Wells）”。需要两个文件（.csv文件）作为输入，一个文件定义井的位置，包括3列：x轴、y轴和数字油井标志（如API）。第二个文件中包含的是三维地震数据，其列数是没有限定的，但是规定前2列是x轴和y轴。输出文件的列有x轴、y轴和油井标志，接下来的第3…n列是输入的地震数据文件。

表1就是一个包含了油井位置的文件的例子，这个文件中仅包含了3列。前两列是x-y坐标轴，第3列是API，由于文件较大，这里仅列出文件的前几行。表2中所示的是一个包含了三维地震数据的电子表格，由于文件较大，这里仅列出文件的前几行。在地震文件中，数据的列数是没有限制的，且前两列是坐标。读入两个输入文件后，生成的影射图（图1）上的灰色的点就是地震数据点，黑色的点就是输出油井。

生成的三维地震参数文件（如表3所示），共有8列。由于数据量太大，这里仅列出其中一部分。输出文件中包含了每一个油井位置所对应的一行数据。如果油井位置未被限定，那么就会显示出错信息。每一个油井位置的参数值都是通过对三个最邻近的输入数据点进行平均而得到的。

4 总结

三维地震是在一定的面积上采用地下地震信息的方法，它可从三维空间了解地质构造情况。本文主要提出了一种三维地震参数的表示方法，即“井间地震”，把三维地震数据跟油井数据相结合得到油藏三维地震参数，它可以用作以后三维地震数据处理的输入文件，比如，用模糊聚类方法进行地震参数处理的输入文件，用人工神经网络方法进行油藏数据训练的输入文件等。因此，三维地震参数的表示方法的研究具有重要的现实意义。

参考文献

[1]雷兵，马在田.三维地震数据的体绘制[J].物探化探计算技术，2004，26（3）：206-210.

[2]徐涛.三维地震数据场面可视化研究[D]. 南京：南京理工大学，2004.2-3.

[3]赵夫群，程国建，朱战立.模糊聚类在三维地震参数处理中的应用[J].石油矿场机械，2007，36（3）：37-40.

[4]赵夫群，程国建，朱战立等.人工神经网络在油藏数据训练中的应用[J].石油矿场机械，2007，36（6）：42-46.

作者简介

赵夫群，女，山东省临沂市人。现为咸阳师范学院讲师。研究方向为三维重建、图形图像处理。

作者单位

三维地震试验 篇4

煤层采区三维地震勘探始于1993年, 之后, 从国有大型煤矿到地方矿井, 三维地震勘探技术得到了迅速的推广应用。三维地震勘探技术的发展应用使地震勘探的精度和分辨率大大提高, 取得了丰富的成果[1]。然而, 随着煤炭工业的发展, 高度发展的机械化采煤对地震勘探的精度要求进一步提高。本文以淮北矿业集团海孜煤矿32采区为工程背景, 采用三维地震勘测技术测试分析了采区内7、9、10煤层落差5m以上的断层, 其平面位置摆动小于15m, 并查找落差3~5m的小断点, 以为采区安全高效开采提供基础数据。

1 工程概况

海孜煤矿32采区位于淮北市濉溪县境内, 东距宿州市及京沪铁路约35km, 西距濉阜铁路约3km, 北距淮北市约40km。有公路可直通永城、淮北、涡阳、淮南、宿州等地, 与主干公路相连, 晴雨均可通车, 简易公路四通八达, 交通极为方便。

1.1 表层地震条件

本勘探区内地势平坦, 地面标高在+20.5~+28.6之间, 平坦的地势对地震勘探采集比较有利。但测区内河流、村庄、砖厂较多, 构成了本次三维地震勘探的采集难点。浍河由西向东贯穿全区, 宽度最小102米, 最宽约300米, 在河流交汇处可达400米。浍河两岸村庄、砖厂密集分布。复杂的地表条件给本次三维地震带来了较大的困难。本区地表地震地质条件一般。

1.2 浅层地震条件

本区内潜水面深度3~4m, 激发层位一般在粘土层或泥砂层中, 激发条件较好。测区浅层地震地质条件良好。

1.3 深层地震条件

从测区煤层和构造情况分析, 上组煤全区基本发育, 且3-2煤层厚度普遍大于1m, 但3、3-2煤层间距较小, 可形成一层复合反射波。中组煤7、8、9煤层为不稳定煤层, 可形成一组反射波。下组煤10煤层全区基本稳定。各煤层与围岩密度和速度差异均较大, 具备产生地震反射波的良好条件。同时区内火成岩沿5煤侵入, 厚度100m~150m, 较厚的火成岩对其下煤层的屏蔽作用也构成了本次勘探的难点。

2 三维地震勘测试验及数据采集

2.1 激发参数试验

(1) 激发深度:进行了八个深度的激发试验, 分别为6、8、9、10、11、12、14、16m, 试验结果表明, 10m~11m井深最有利于激发, 得到的反射波能量强、频率高, 面波干扰小。图1是11m井深获得的试验记录

(2) 激发药量:在井深试验基础上进行了0.3、0.5、1、1.5、2kg五种药量试验, 结果以2kg药量激发效果最佳, 信噪比较高, 能够满足地质任务的要求, 0.3kg、0.5kg的小药量激发能量较之2kg激发有所降低, 但在村庄等障碍物区施工仍不失为一种较好的方法。

三维地震勘探设计线束15束, 生产物理点5064个;实际完成线束15束, 地面施工面积11.3km2, 覆盖面积9.1km2, 勘探控制面积4.30km2, 完成生产物理点5480个, 试验与低度速带调查物理点39个。

2.2 三维地震观测系统选择及参数确定

2.2.1 参数确定

(1) 时间采样率的确定

在理论上采样间隔应满足采样定理的要求:

其中, Δt为采样间隔, fmax为信号的最高频率。

采用0.5ms及1ms的采样间隔均可保证有效波在200Hz以内都不会产生假频, 满足高分辨地震数据采集、处理及解释的要求。

(2) 空间采样间隔的确定

为了防止偏移假频, 地面接收点的网格密度必须满足空间采样的要求。

经过计算选用10m道距, 60m线距的空间采样间隔进行施工是合理的。

(3) CMP网格的确定

三维地震勘探是共反射面元迭加。共反射面元迭加是指共反射面元道集内各反射点信号的迭加。反射面元的大小在纵向为Dx为10m, 横向宽度Dy为10m, 本区CMP网格选为10m×10m, 这样的CMP网格对探测小构造及提高解释精度是有利的。

(4) 炮检距的确定

沿接收线方向的炮检距称作纵向炮检距 (x) , 沿垂直接收线方向的炮检距称作横向炮检距 (y) 。炮检距L为:

本区地层倾角较小, 为了增加有效接收窗口, 选择的最小炮检距为10m, 最大炮检距为582m。

(5) 覆盖次数的确定

(1) 横向覆盖次数的确定

横向覆盖次数利用变换多项式的方法进行计算, 设炮点为s、检波点为g, 共中心点为c, 三者的关系式可写成褶积形式:

则Z变换式为:C (z) =S (z) G (z)

经计算得到, Nx=4。

(2) 纵向覆盖次数的确定

对于规则束状观测系统, 纵向覆盖次数的计算方法与二维地震叠加次数的计算方法是相同的, 经计算Ny=6。

(3) 三维覆盖次数的确定

三维覆盖次数等于纵向覆盖次数与横向覆盖次数的乘积, 即:

本区三维地震勘探的覆盖次数为24次 (4×6) 。

2.2.2 系统确定

根据本区地质特征利用计算机设计, 通过多种观测系统的比较及多年来开展采区三维地震的工作经验, 进行优化后采用方位角特性较好, 共反射面元道集内炮检距分布均匀的八线十二炮制的束状规则观测系统, 如图2所示。

3 三维地震数据解释

3.1 数据处理方法

数据处理软件为法国CGG公司的Geovecteur Plus 6.1地震交互处理系统, 处理采用的是目标处理技术, 数据处理规格为: (1) 振幅保真处理, 通过叠前地表一致性振幅补偿, 球面扩散补偿, 炮点域、共接收点域、偏移距域和CDP域多通域反褶积, 对能量进行合理调整, 保证了振幅处理的一致性; (2) 野外静校与初至折射静校相结合, 提高静校精度; (3) 尽量在叠前处理, 以提高资料的分辨率; (4) 叠后兰色滤波处理与三维随机噪音衰减去噪有机结合, 进一步调整子波的形态和衰减噪音, 既可提高资料的信噪比, 又可提高资料的分辨率; (5) 叠后频谱整形与叠前反褶积配合使用, 实现最终压缩子波长度, 提高成果剖面的分辨率 (6) DMO精细速度分析提高迭加成像质量。如下图3即为去面波干扰的对比单炮图。

3.2 地震资料解释

本次解释工作是在SUN-blade2000图型工作站上进行的, 利用美国斯伦贝谢公司Geo Frame4.3地震解释组合体软件 (IESX) 、可视化软件 (Geo Viz) 以及地质绘图软件 (CPS-3) 等进行地质解释工作, 图4为三维地震数据体图。

在本区三维地震资料解释过程中, 运用了三维方差体技术。该技术的特点是:解释断层及地质异常体时不受人为因素影响、客观真实地反映实际情况, 减少多解性。通过断点解释、断层组合、断层倾角以及对断层品位的评价, 得出以下结论:

本次三维地震勘探共发现断层69条, 按断层性质分, 正断层57条, 逆断层12条。

按断层落差分:大于等于30m的断层2条, 大于等于10m小于30m的断层10条, 大于等于5m小于10m的断层18条, 大于3m小于5m的断层39条。

按断层走向分:北北西~北西西向断层31条, 北北东~北东东向断层32条, 近南北向断层6条。

按断层切割关系分:切割上组煤的18条, 切割中下煤组的44条, 同时切割上、中、下煤组的7条。

总之, 本次测区断裂构造的特点是:一是断层落差小, 大部分断层落差小于10m, 除大刘家断层外, 落差大于30m的断层仅DF1一条, 而一半以上的断层落差小于5m。二是断层走向规律性强, 上组煤断层以北东向断层为主, 中、下组煤断层以北西向断层为主。三是同时切割上、中、下煤组的断层较少。如图5即为DF7、DF8、DF9、DF11断层在地震时间剖面图上的反映。

4 结论

在本次三维地震勘探项目进行过程中, 以在该区进行三维地震勘探的经验为基础, 确定勘探系统参数及八线十二炮制的束状规则观测系统, 并结合多种方法、多种参数对地震数据进行处理, 获得了多个反映地质构造信息的三维地震勘探数据体, 并且本次查明了煤层中的断层69条, 其中落差大于等于30m的断层2条, 大于等于10m小于30m的断层10条, 大于等于5m小于10m的断层18条, 大于3m小于5m的断层39条。为32采区各煤层的安全高效开采提供了极为精确的基础数据。

参考文献

[1]田忠斌.高精度三维地震勘探关键技术研究及应用[J].中国煤炭地质, 2010, 22 (3) :44-49.

[2]薛爱民, 程建远, 曹丁涛, 等.三维地震在煤矿开采中覆岩离层探测的试验研究[J].中国煤炭地质, 2013, 25 (7) :50-54.

[3]崔若飞, 孙学凯, 崔大尉.煤矿三维地震数据动态解释技术[J].煤田地质与勘探, 2008, 36 (6) :67-69.

[4]程建远.三维地震资料微机解释性处理技术[M].北京:石油工业出版社, 2002.

[5]杨勤勇.全三维地震解释[J].地球物理学进展, 1999, 14 (3) :128-137.

三维隔震结构的地震响应分析 篇5

基础隔震是被动控制的一种——在结构基础顶面和上部结构之间安装一层具有足够可靠性的隔震层, 将结构基础和上部结构隔离开, 可有效控制地面运动向上部结构的传递。建筑的基础隔震技术经过近几十年的发展, 如今已进入实用阶段。目前, 国内外已建成数百上千的隔震建筑, 但是关于竖向地震作用对隔震建筑的影响尚处于研究阶段。

本文将基础隔震技术对水平地震分量的控制称为水平隔震, 而对水平地震分量、竖向地震分量共同作用的控制称为三维隔震。本文将通过一个实例分析, 阐述竖向地震分量对基础隔震建筑的作用, 进而提出一种三维隔震体系, 并通过与水平隔震体系的对比, 表明此三维隔震体系对三向地震作用的有效控制。

1 分析模型的建立

1.1 结构简介

计算结构为规则的3层混凝土框架, X向为三跨, Y向为两跨, 每跨皆为6m。柱的截面尺寸为500×500mm, 梁的尺寸为500mm×300mm, 板厚为100mm, 采用C30混凝土。层高皆为3m。抗震设防类别为乙类, 场地类别为Ⅱ类, 设防烈度为8度, 地震基本加速度为0.2g。

1.2 水平隔震层

水平隔震层由水平隔震支座以及一块厚度为0.12m的楼板构成, 水平隔震层的框架梁尺寸亦为500×300mm。所有柱子底部皆布置铅芯叠层橡胶隔震支座。在SAP2000软件中, 水平隔震支座用。

1.3 竖向隔震层

竖向隔震层独立布置于水平隔震之上, 由竖向隔震支座、导轨以及厚度为0.15m的楼板构成。竖向隔震支座由钢弹簧和粘滞阻尼器并联构成。导轨的作用在于将水平地震分量与竖向地震分量解耦, 即当水平地震分量单独作用时, 三维隔震结构同水平隔震结构并无太差异;而竖向地震分量单独作用时, 竖向隔震支座将发挥其隔震减震的功能;水平、竖向地震分量同时作用于结构时, 水平隔震支座、竖向隔震支座将独立地发挥其各自功能。

1.4 输入地震波

选取Ⅱ类场地适用的EI-Centro波作为时程分析的地震波输入, 持续时间为30s, 时段大小为0.02s, 加速度峰值为341.7cm/s2。根据我国现行抗震规范中规定:此结构采用三向 (两个水平和一个竖向) 地震波输入时, 其加速度最大值按1 (水平1) :0.85 (水平2) :0.65 (竖向) 的比例调整。

2 三维隔震结构的地震反应分析

2.1 三种结构形式的自振周期

表2是三种形式的结构前六阶振型的自振周期数据, 可以看出水平隔震明显延长了结构的自振周期, 而三维隔震结构与水平隔震结构相比, 前六阶的主振型的自振周期相差不大。

2.2 竖向地震分量对水平隔震结构的作用

对水平隔震结构分别只施加X、Y两向地震波, 对比同时施加X、Y、Z三向地震波的情况, 分别取顶层X向加速度的时程作图如下:

从图5中可以看出, 在高烈度地区, 竖向地震分量对水平隔震结构的影响是不能忽略的。三向地震波同时作用于水平隔震结构时产生的顶层X向的加速度时程的峰值为545.6cm/s2, 而仅对其施加水平地震波时顶层X向的加速度时程的峰值为453.4cm/s2。

2.3 三维隔震结构的减震效果

分别对水平隔震结构、三维隔震结构施加三向地震波, 考查各自的顶层X向加速度时程, 作图如图6:

由图6可知, 和水平隔震结构相比, 三维隔震结构由于设置了竖向隔震层, 使结构在三向地震作用下的反应明显削弱, 其顶层X向加速度时程的峰值为340.1 cm/s2。

结语

本文基于水平隔震结构的基础之上, 提出了一种新型的三维隔震结构, 用于减弱高烈度区竖向地震分量对于结构的作用。通过SAP2000软件建模分析, 可知竖向地震分量对于隔震结构的影响较大;而三维隔震结构可以有效减弱这一反应。

三维隔震结构尚处于研究阶段, 目前国内外并无太多的工程实践。其关键的问题在于竖向隔震层的竖向隔震支座的选取是否合适, 以及竖向隔震层导轨的抗弯刚度是否足以抵抗上部结构的倾覆弯矩。总之, 三维隔震结构的抗震性能还有待进一步的实验研究与分析。

参考文献

[1]周福霖.工程结构减震控制[M].北京:地震出版社, 1997.

[2]GB50011-2010.建筑结构抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2010.

[3]熊世树.三维基础隔震系统的理论与试验研究[D].武汉:华中科技大学, 2004.

三维地震属性在沉积相中应用 篇6

关键词：地震属性,有效带宽,沉积相

1 工区概况

安达工区位于大庆安达市, 工区解释面积298平方千米, 工区有井资料的井共9口, 工区解释的目标层为扶余油层, 扶余油层共划分出7个层序界面, 本文主要讨论F11、F21、F32三个层位之间的属性, 采用层间提取方法, 提取了F11-F12、F13-F21、F31-F32之间的属性。

2 地震属性

储层参数的变化在地震属性上都会有相应的响应, 并且地震属性的变化和储层参数变化是相互对应的关系。地震属性是地震数据中反映不同地质特征的分量或子集, 是刻画、描述地层结构、岩性以及物性等地质信息的地震特征量。一定的沉积环境有其特定的物质表现, 沉积相揭示了目的层段的沉积环境、储集岩成因及其分布规律。

2.1 地震属性提取

地震属性是一种对地震资料特性的描述和量化, 也是对地下所包含信息的子集。提取地震属性就是对地震数据的分解, 提取的地震属性好坏的关键是准确的层位标定和精细的地震解释。常用的属性分类有瞬时类参数、振幅统计类参数、频谱统计类、相关统计类、层序统计类等。在准备工作做好后, 根据以往工区的经验选取其物理意义与油气和地层岩性、岩相变化相关的地震属性。

属性的提取方式分为三大类:a剖面属性提取沿地震剖面的目的层提取各种地震信息。b体属性提取基于三维数据体产生一个完整的三维数据体, 是揭示地震特征的另一类图像。c层位属性提取从地震属性中提取与一个界面有关的属性, 它沿目的层层面且根据界面开一定长度时窗提取地震信息。层位属性从属性的拾取方式又可分为沿层和层间地震属性;而层间属性是用两个解释层提取一段地层对应的地震属性。

本文提取属性采用是层间提取属性, 提取属性时候时窗大小选择很重要。时窗窗口不宜开的太大, 否则会产生放大效果, 结果会失真;也不宜开的太小, 否则丢失有效成分。

2.2 地震属性的分析

地震属性种类繁多, 根据以往应用的经验, 用的较多的是有效带宽、均方根振幅、能量半幅点。本文以有效带宽为例, 有效带宽课认为是测量数据频率的有效范围, 它能识别复合/单反射的变化区域, 该属性高值指示相对尖锐的反射振幅和复杂的反射, 低值指示各项同性。

有效带宽被看做是定量的相似数据体, 狭窄的带宽就是比较相似的数据体, 认为是均质层;而较宽的带宽是不太相似的数据体, 表示不均质的反射特征。带宽能帮助我们在数据体中识别噪音区, 有噪音的数据体比没有噪音的数据体有明显宽的带宽。应用地震地层学的方法, 可以从与其它属性相配合的有效带宽中推断出一系列地震放射所代表了低能量沉积坏境;可用于识别均质地层和非均质地层, 沉积坏境分析。

2.3 有效带宽的提取

用软件landmark提取属性, 对目标层位进行精细构造解释、层位进行插值, 提取层间属性F11-F12 (如图a) 、F13-F21 (如图b) 、F31-F32 (如图c) 。

由图a、b、c可知紫色属性逐渐增多, 深蓝色属性逐渐减少。通过不同层间的有效带宽属性图的分析, 大致可以看出, F11-F12间有效带宽较宽, F13-F21间有效带宽相对前者较窄, F31-F32间有效带宽相对F13-F21有效带宽宽;有效带宽值越高, 不论在横向还是纵向上有较强非均质性。由此可以推断出结论:F11-F12层间有效带宽比F13-F21层间有效带宽宽, 说明前者相对后者为高能沉积环境, 而F13-F21相对于F31-F32层间有效带宽窄, 说明后者相对前者沉积时应该处于相对低能的环境。由此可以推断出F11-至F21为水退体系域, F21-F32又为水进体系域。因此有效带宽能够有效推测沉积环境以及地质的均质性。

3 结论

地震属性解释的结果能较好的反应目标区的沉积环境变迁, 通过对地震属性的研究揭示了沉积相对储集岩及其物性的控制关系, 为下一步的勘探指明了方向;通过实际应用, 地震属性分析在沉积相中的应用, 具有良好前景。

参考文献

[1]卢春红, 纪友亮, 潘春浮, 地震属性在沉积相研究中应用-以莱阳凹陷白垩系莱阳组水南段为例[J].特种油气藏, 2012, 10 (5)

[2]凌云研究组.基本地震属性在沉积环境解释中应用研究[J].石油地球物理勘探, 2003, (6)

三维地震成果应用与初步认识 篇7

与二维地震勘探相比, 三维地震勘探不仅能获得一张张地震剖面图, 还能获得一个三维空间上的数据体。三维数据体的信息点的密度可达12.5m×12.5m (即在12.5m×12.5m的面积内便采集一个数据) , 而二维测线信息点的密度一般最高为1km×1km。由于三维地震勘探获得信息量丰富, 地震剖面分辨率高, 地下的古河流、古湖泊、古高山、古喀斯特地貌、断层等均可直接或间接反映出来。

为了进一步搞清葡萄花源13区块河道的走向, 断层、构造分布特征, 尤其是小断层和微幅度构造的分布, 为开发井和评价井的部署提供可靠依据, 2013年优选源201井区28.2km2开展了三维地震采集工作, 实现了头台公司三维地震资料零的突破。

2 三维地震地质再认识

一是断层解释更加精细、组合更趋合理。本次三维地震断层解释更加精细、组合更趋合理, 与二维解释结果有很大变化, 共核销断层12条, 新增31条, 摆动13条, 打断8条, 延长5条。断层密度由2.62条/km2增加到3.67条/km2。

注:蓝色为1993年1×1km二维解释断层;红色为本次三维解释断层;黑色为2003年0.3×0.6km二维解释断层

二是微幅度构造得到有效落实。构造与二维地震成果对比, 符合精度有较大提高。

三是砂体预测的符合率较高。根据各油层组的沉积特点, 通过砂岩属性反演, 对储层发育有了较为准确的预测。

二维地震储层预测显示源81-102井砂岩发育好于源68-108。而在本次三维地震储层预测中看出源81-102井区储层发育比源68-108井区储层发育稍差。通过两井实钻测井曲线对比, 证实了本次三维地震储层预测更为精确, 符合率更高。

3 三维地震成果初步应用

3.1 指导水平井准确入靶

2m间距等值线大比例尺构造成图使微幅度构造得到有效落实, 已成功指导水平井源63-平121地质方案的编制。在水平井方案编制过程中, 构造与老二维地震成果对比, 符合精度有较大提高, 砂岩钻遇率达92.9%, 初期日产油39.9t (图8) 。

3.2 局部完善注采关系

根据三维地震解释断层, 对工区注采关系重新认识, 为下步通过油水井井别转换、钻补充井等手段进一步完善注采关系, 以及注水方案调整提供了可靠依据。

按二维地震解释, 源58-斜116和源60-斜116之间存在断层。三维地震重新解释后, 该处并无断层, 储层连通较好。为进一步完善注采关系, 在该处完钻一口补充井源59-斜116, 钻遇砂岩厚度5.6m, 初期日产油4.4t, 待产油有效期过后有利时机转注。

目前已在源201区块完钻补充井7口, 并且取得了良好效果。平均钻遇砂岩厚度3.8m, 有效厚度3.1m, 初期平均单井日产油4.0t。

4 结论与认识

三维地震无论是小断层的识别、组合, 小微幅构造的认识, 还是储层预测的精度, 都比二维地震高出一筹。目前我公司三维地震覆盖面积仅28.2Km2, 只占管辖面积的11.1%, 需进一步增加三维地震的覆盖率。

摘要：针对储层和构造认识精度不能满足油田开发的实际, 在源201区块开展了面积为28.2 km2的三维地震资料采集, 填补了本油田没有三维地震资料的空白, 通过精细处理和解释, 构造刻画更精细, 连通关系更清晰;通过井震结合、储层反演, 砂体走向更明确, 为下步油藏评价和优选部署明确方向。

三维地震数据的可视化 篇8

在地球物理领域,地震勘探是地球物理勘探中重要的方法之一。人们需要对勘探得到的数据进行解释来获取信息,但这些数据通常是海量的,缺乏直观性和可读性。20世纪80年代后期提出了科学计算可视化[1],并将其应用于地震数据的解释中。在三维数据可视化技术应用到地震解释中以前,地震解释人员通常对三维资料仅做二维垂直剖面解释。通过对每一条地震剖面上的每个层位、每条断层拾取后,再通过三维空间的组合来完成的。三维体可视化解释是通过对来自于地下界面的地震反射率数据体采用各种不同的透明度参数在三维空间内直接解释地层的构造、岩沉积特点。这种三维立体扫描和追踪技术可使解释人员快速选定目标,结合精细的钻井标定,可帮助解释人员准确快速的描述各种复杂的地质现象[2]。而直接体绘制技术有多种,本文采用的是光线投射算法。光线投射算法的一般流程是:数据分类—颜色赋值—光线追踪与数据重采样—图象合成。

2 地震数据分类

地震数据进行分类合理与否,将直接影响三维图像的效果。地质学家在长期的解释实践中总结出了一套有效的该方法,其中应用最广泛的就是地震相分析,它根据地震波在特征上的差异将地震剖面分为不同的地震相单元,比较常用的地震波特征有振幅、频率、连续性、速度等,其中最直观、最突出的特征就是振幅。已有许多实例表明,仅仅根据振幅的差异就能识别出不同的地质体。我们知道彩色图像的RGB三原色都是256级,将地震数据按振幅为256级,即转化为BYTE型数据,每一级代表一类数据,然后对每一级赋予相应的颜色和不透明度。

3 颜色与不透明度赋值

为了提高三维可视化图像的对比度,根据地震数据的振幅值赋予不同的颜色,每一种颜色又有强度的变化。除了颜色赋值外,还需要为每类数据赋予一个不透明度值,从函数关系上,不透明度和颜色都是振幅数据的映射函数,因此,根据传递性可将不透明度值转化为颜色的函数,即不透明度与颜色的关系可表示为一条曲线。

4 光线投射算法

光线投射算法的基本思想:假想数据场位于屏幕后的某位置,先按观察方向将数据场转换至视坐标下,通过屏幕上的一个像素点(设为Q),沿垂直于屏幕的方向(即观察方向)向数据场发出一条射线。该射线从P点进入数据场,从P点离开数据场,则屏幕上Q点处的视觉效果由PP段累积而成。在PP上按事先设好的步长值进行等间距采样,每个采样点的特征值和梯度值可由其所在的立方体网格的八个顶点的特征值和梯度值作三线性插值求得,然后根据事先定义好的特征值与伪彩色的对应关系,并应用适当的光照模型(通常采用Phong模型),计算出每个采样点的颜色值,然后由前至后或由后至前按相应的不透明度逐点累计颜色值,最后形成屏幕上Q点的累积视觉效果。屏幕上所有象素点按如上方法计算后,到了整个数据场在屏幕上投射的具有透明效果的图像。

光线投射算法与Z缓冲器算法相比,它们仅仅是内外循环颠倒了一下顺序,所以它们的算法复杂度类似。区别在于光线投射算法不需要Z缓冲器。为了提高本算法的效率可以使用包围盒技术,空间分割技术以及物体的层次表示方法等来加速。

5 图像合成

将每条射线上各个重采样点的颜色和不透明度值可按从后向前的顺序或从前向后的顺序进行累加。

5.1 从后向前的顺序进行合成

该合成算法是沿光线由后往前将各个重采样点的颜色值和不透明度值进行累加[3],以得到发出该光线的像素点的颜色值。

定义一个以某一数据点为中心的小正方体为体素,即一个体素内只包含一个数据。任何一个体素可发射光线和吸收光线,其中该体素内的数据的颜色和不透明度值即为该体素的颜色值和不透明度值。设第i个体素的颜色值为C_now,不透明度值为a_now,进入第i个体素从后向前的光线的颜色值和不透明度度分别为C_in和a_in,经过第i个体素后合成的光线颜色值和不透明度值为C_out和a_out,则有式(1):

当光线上有n个体素时,将各体素的颜色值进行累加后得式:

其中C0为初始颜色,最C为最终颜色,第i个体素的颜色值为Ci,不透明度为ai,该体素的透明度为

5.2 从前向后的顺序进行合成

从前向后的顺序进行合成与从后向前的顺序进行合成相反,它是逆着光线传播方向进行光线的合成。

设第i个体素的颜色值为C_now,不透明度值为a_now,进入第i个体素从后向前的光线的颜色值和不透明度度分别为C_in和a_in,经过第i个体素后合成的光线颜色值和不透明度值为C_out和a_out,则有式:

现在需要计算光线上各采样点的不透明度值。光射线上任意一点的不透明度=1-透明度。以逆光线传播方向进行不透明度的合成,设有一束单位强度的光线从左射入第i个体素,则射入前的光线秀明度值为1-a_in,不透明部分被吸收掉了,经过该体素后剩余的透明度值为1-a_out可计算出相应的不透明度损失,然后再根据不透明度值的损失与输入光能之比,可求得式:

然后根据式(3)和式(4)可计算出C_out。

由于从前向后的合成算法可以省去许多无效的计算,计算速度很快,因而一般都采用由前向后的算法进行光线合成。

6 结果与展望

我们利用上述光线投射算法应用于实际的地震数据可视化中,并得到了预期的效果。由于可视化能将原始数据投影到一幅完整的图像中,使得原来分散的信息能相互联系起来,便于综合分析和判断,因而比传统的二维图像要直观、可靠得多。

三维可视化的效果取决于对数据的正确分类以及不透明度曲线的合理调节对地震数据的分类的结果直接影响着可视化图像的效果,数据的分类是三维数据可视化的关键问题之一。

摘要：传统的地震数据解释方法是利用地震剖面与水平切片的二维图象显示三维数据,它具有很大的局限性。科学可视化技术的出现使得三维数据三维解释成为可能。将科学可视化技术应用于三维地震数据场,则产生了三维地震数据可视化技术,它主要包括面可视化与直接体绘制两种技术。本文主要研究三维地震数据场的直接体绘制方法——光线投射算法。

关键词：三维,地震数据,可视化

参考文献

[1]McCormick B H,DeFanti T A,Brown M D.Visualization in scientific computing.Computer Graphics,21(6)

[2]温庆庆.可视化地震资料解释系统的研究与开发.西安:西安科技大学.2008

煤矿采区三维地震勘探概况与应用 篇9

关键词：三维地震勘探技术,煤矿采区,作用

地震勘探是根据人工激发产生的地震波在弹性不同的地层内形成的传播特性来勘测地下地质构造和地层特性的勘探方法。其过程主要由地震采集、数据处理和解释组成。地震数据采集主要由测量、观测系统选择、激发与接收以及表层结构调查等环节组成。数据处理主要是指利用计算机对野外采集的数据进行处理从而获得反映地下构造形态和岩性信息的地震剖面。常规的地震处理包括:解编、切除、振幅恢复、抽道集、动校正、静校正、叠加、滤波、反滤波、偏移等。地震资料解释就是将处理后得到的地震剖面转化成抽象的地质术语, 根据地震资料确定地质构造形态和空间位置, 确定地层的岩性、厚度及层间的接触关系。地震解释分构造解释和岩性解释。构造解释过程包括层位标定、层位拾取、断层解释、构造成图等。

1 三维地震的特点

煤矿采区三维地震勘探技术是指专门用于探测煤矿地质小构造, 为煤矿布设巷道、采区工作面、井筒及其辅助工程服务的高分辨率地震勘探技术。目前, 这种技术已在全国很多煤矿得到了很好的应用。这种技术的应用很大程度上提高了地震勘探的精度和分辨率, 在地质勘探方面取得了很大的成果和巨大的经济效益。

目前, 三维地震勘探技术在煤矿采区能够完成不同的地质勘探工作, 主要有:1) 能够查明1 000 m以浅5 m落差以上的断层和3 m以上的断点;2) 查明采区5 m以上的褶曲, 采区煤层底板深度误差小于1%;3) 能查明和预测可采煤层分叉合并带、冲刷带和天然焦化带;4) 准确定位巷道;5) 准确探测20 m以上的陷落柱;6) 探测煤层隐伏露头位置。

由于煤矿开采深度一般在1 000 m以内, 对构造查明的要求较高, 因此与油田三维地震勘探相比具有自己的特点:1) 排列长度较短, 一般在500 m~800 m;2) CDP网格较密;3) 采用高频检波器接收, 自然频率为60 Hz或100 Hz;4) 通常以束状或块状观测系统获得24次覆盖共深度点反射地震数据;5) 在资料处理和解释中每平方千米有5个~10个钻孔对反射层位进行标定;6) 使用采掘过程中获取的新数据, 能对地震解释成果重新修订与解释。

2 三维地震勘探技术对高产高效矿井建设的作用

由于该技术提高了煤矿采区的勘探密度, 因此, 可使采区设计更加合理, 降低地质采区风险, 优化综采面布置, 降低支护成本, 是高效矿井建设的有力地质技术保障。

2.1 优化采区设计

利用该技术获得的采区地质成果, 可准确划分采区综采块段、炮采块段的构造复杂带, 所以可合理设计采区巷道, 选择最佳采煤方法和配采方案。采区布置要避开主要断层, 以断层作为采区边界、阶段煤柱、条带间煤柱, 合理确定工作面的方向、长度、走向长度等, 以此优化采区设计和回收煤炭资源。

2.2 利用三维地震勘探提供的精细构造解释成果可以降低地质风险

煤矿的地质风险有2种:1) 由于意外地质变化造成计划开掘的综采工作面落空;2) 开成的综采工作面内出现了较大的断层, 需跳压开采。由于利用三维地震勘探可以查明5 m以上的断层和3 m以上的断点以及幅度大于5 m以上的褶曲, 因此三维地震可为新建矿井设计和工作面布置提供良好的地质保障, 从而有效地避免地质风险。

2.3 优化综采面布置

利用巷道掘进资料对三维地震解释成果进行动态分析, 优化综采面布置随着巷道掘进的深入, 利用新的巷道资料对地震解释成果中的小构造、煤层底板深度进行修正, 可对工作面设计方案进行适当调整, 使综采面布置更加合理, 增加综采工作面的日产量。

2.4 降低支护成本

利用三维地震勘探成果, 可以合理选择巷道支护形式, 降低支护成本。巷道支护是煤矿生产中的重要环节, 其成本较高。利用三维地震勘探成果可以预测掘进工作面前方断层的分布状况。当掘进工作面前方无断层时, 可选择锚杆支护, 而当断层和裂隙发育时, 可选择加密锚杆和锚索支护, 因此可降低巷道的支护成本[4]。

3 三维地震勘探技术在煤矿采区中的应用

3.1 利用面切片技术和相干体技术检测小断层

面块切片是具有一定厚度的时间切片, 反映一定时间厚度的地震信息, 利用面块切片上反射界面在空间上的形态和振幅变化, 可以解释出落差很小的断层。小断层在面块切片及地震剖面上的反映, 在剖面上小断层表现为同相轴的扭曲, 在振幅型面块切片上表现为弱振幅条带, 在时间型面块切片上, 表现为反射时间的突变。相干体技术是主要用于描述断层和地层特征的解释。其原理是在偏移后的三维地震数据体中, 通过对每一道每一个样点求得与其周围数据的相干性值, 来获得一个表示地震数据相干性的三维数据体。利用地层不连续性在相干体上表现的低相干值, 进行断层的解释。相干体沿层切片上的低相干条带的长度代表断层的延展长度, 条带的方向代表断层的走向[2,3]。

3.2 探测煤层内的旋纽构造

在一些煤田, 利用全三维可视化技术解释, 能发现采区约3 km2范围的旋纽构造。空间形态上旋纽构造的特点:1) 煤层形状像跷跷板, 2) 大断层形态呈反S形, 跷跷板的支点处断层直立, 支点两侧为正断层和逆断层。该构造的发现, 对重新评价煤田开采条件及煤田储量有很大的意义[1]。

3.3 利用全三维综合解释发现了新构造运动

近年来, 在一些煤矿进行的三维地震勘探中, 利用全三维综合解释技术, 在新地层中发现了很多断距较大的断层, 包括正断层和逆断层。有些属于活断层, 是老构造的继承或复活, 属于新构造运动的表现形式之一。新构造断层由于活动性强, 断裂裂隙胶结封闭程度差, 因此易发生涌水, 在矿井设计建设过程中, 应排除新构造运动给煤矿带来的安全隐患。

3.4 探测煤系地层中的陷落柱

在中国北方煤田中陷落柱是很常见的塌陷。陷落柱通常隐伏存在于含煤岩系中, 破坏了煤层的连续性, 使用普通探测技术很难发现其存在。在煤炭开采过程中易导致冒顶和突水事故的发生。三维地震勘探技术与二维地震勘探相比, 分辨率要高, 使勘探精度有了很大提高, 因此, 该技术能够探测到陷落柱的存在, 特别是在平原地区勘探效果比较理想, 但三维地震勘探技术也受限于山区地形和浅层地质条件的限制。

3.5 利用测井约束地震反演, 预测煤系地层及煤层的空间变化

随着地震勘探程度的加深, 煤矿采区的地质任务在精细构造研究的基础上正向煤层横向预测发展。利用测井约束地震反演, 将测井资料的纵向高分辨与地震资料的横向高分辨有机地结合起来, 使界面型的地震资料转换成岩层型的测井资料, 以煤层为单元, 进行煤层及其顶底板岩性的空间变化预测, 拓展了煤矿采区三维地震勘探的应用范围[1]。

3.6 利用沿层振幅切片探测巷道及采空区

某矿区地震数据采集阶段, 主采煤层已开掘了两条长180 m、截面为3 m2的巷道。巷道在沿层振幅切片和地震剖面上表现为强振幅, 所解释的位置和长度与煤矿提供的实际平面位置完全相符。某矿区的一主采煤层在三维地震勘探前已采掘完, 形成一采空区。由于煤层采空后形成的塌陷现象, 造成采空区边界处地震反射波出现中断空部位地震波零乱。采空区在沿层振幅切片上表现为弱振幅条带, 可通过强弱振幅的变化带圈出采空区的边界位置。

4 结语

三维地震勘探技术在煤矿采区地质勘探中发挥了很大的作用。在实际勘探过程中, 可采用其他物探手段和三维地震勘探相结合的方式, 对采区地质状况进行准确预测, 避免不合理开采造成事故的发生。

参考文献

[1]彭苏萍, 杜文凤, 赵伟, 等.何登科煤田三维地震综合解释技术在复杂地质条件下的应用[J].岩石力学与工程学报, 2008 (6) :71-72.

[2]王怀洪, 王秀东, 田育鑫.利用相干体技术探测煤矿微小构造方法研究[J].地球物理学进展, 2007 (5) :21-22.

[3]汤祥武, 宋中应.三维地震勘探小断层的解释方法及应用[J].煤矿开采, 2002 (15) :26-27.