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东方地球物理公司,2007,年,5,月,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,地 球 物 理 解 释 基 础,(2),第,14,章,解释与盐构造有关的圈闭,许多重要油田 和盐圈闭联系在一起,著名的墨西哥湾、美国几个洲、加拿大、北海、北非、德国、里海地区 都存在盐圈闭。,塔里木盆地的克拉,2,气田也和盐圈闭有关,盐与众不同,有,较低的密度和较高的地震速度,“,漂浮,”,状侵入到沉积物之下,侵入体产生各种盐体形状，盐体侧翼成倾斜状；盐侵入体之上形成断层圈闭；岩盖上呈垂直盐株状；古老的盐丘有厚层堆积物（石膏、碳酸盐岩）,盐丘的地震勘探成像问题是关键,盐丘的,3D,形状,，通常需要,3D,偏移。盐通常具有比围岩要高很多的,P-,波速度，围绕盐和周围沉积之间,横向速度差大,成为成像主要问题,速度横向变化、三维形状的盐丘和陡倾角足以值得应用三维叠前深度偏移,Subslat imaging via target-oriented 3D prestack depth migration,By D.Ratcliff,C.A.Jacewitz,and S.H.Gray,通过针对目标的,3D,叠前深度偏移盐丘成像,(,墨西哥湾,Vermilion,构造的盐丘,),(,引自,Ratcliff,等人，,1994),盐丘数据的叠前深度偏移剖面,112,次覆盖,3D,叠前深度偏移的必要性,（,a,）,2D,叠后时间偏移反映出一个不完整和畸变的,TOS,成像（箭头）,（,b,）,3D,叠后时间偏移，,3D,偏移消除了畸变,盐顶清晰的成像,(,引自,Ratcliff,等人，,1994),2D,、,3D,叠后时间偏移的比较,（,a,）,2D,叠前时间偏移显示了不正确的盐底,(BOS),位置，并缺少盐的反射,（,b,）,2D,叠前深度偏移剖面，盐的成像有相当改进,(,引自,Ratcliff,等人，,1994),2D,叠前时间偏移,与,2D,叠前深度偏移的比较,用,3D,叠后偏移,建立,3D,速度场,（,a,）,3D,沉积层速度场,横剖面,，横向速度变化很小,（b,）,3D,叠后深度偏移,第一次迭代,盐的 成像,（,TOS,以上正确像）,（,c,）,用,TOS,修正的,3D,速度场,（,d,）,3D,叠后深度偏移,第二次迭代,（,BOS,以上正确成像）,（,e,）,用,BOS,修正的,3D,速度场,（,f,）,3D,叠后深度偏移,第三次迭代,（盐下叠加后还保留的同相轴的正确成像）,建立,3D,速度模型,沉积岩速度场 井的控制,3D DMO,速度场,3D MBS,（叠前偏移）速度分析,3D,叠后深度偏移,3D,盐和沉积层速度场,3D,叠后深度偏移,GOCAD 3D,速度包,应用井的信息、,3D DMO,（倾角动校正）速度信息、,2D,叠前偏移速度,分析信息和,3D,叠后深度偏移，来建立,3D,沉积层速度场,用,3D,叠后深度偏移，应用,3D,设计软件来建立,盐和沉积层的,3D,速度场,3D,叠前深度偏移流程图（,在建立了,3D,速度场后应用）,野外数据,重采样和编辑,球面扩散校正,切除,反褶积,滤波,数据与导航数据合并,3D,共炮检距选排,3D,共炮检距偏移,输出纵、横测线子集,覆盖次数对比,3D,叠前深度偏移,（,a,）,单次覆盖,（,1325m,）,（,b,）,9,次覆盖,（,1275-1400m,）,（,c,）,47,次覆盖,（,900-2100m,）,（,d,）,112,次覆盖,（引自,Ratcliff,等人,1994),炮检距对比,3D,叠前偏移，用以下列炮检距,:,（,a,）炮检距值范围,1300-2000m,，,（,b,）,炮检距值范围,375-2000m,。包含了近炮检距，改进了,TOS,的成像,（引自,Ratcliff,等人,1994),TOS,面,AVO,合成记录,TOS,交界面上的,AVO,合成记录。,TOS,的响应是来自所有炮检距；,向右随炮检距增加振幅减小（引自,Ratcliff,等人,1994),（,盐顶的反射能量大部分来自近炮检距,）,炮检距比较,3D,叠前深度偏移,50,次覆盖,比较炮检距范围对盐成像的影响,炮检距：,(a)375-1600 m,和,(b)375-3000 m,(,来自,Ratcliff,等人,1994),2D,、,3D,叠前深度偏移比较,2D,叠前深度偏移，显示了剖面,平面外的,TOS,，,BOS,不好,3D,叠前深度偏移,TOS,和,BOS,都能正,确成像钻井穿过清晰成像的盐背斜,第,15,章,地 震 模 拟,地震模型和地震模拟的概念,（,Seismic,Model,、,Seismic,Modeling,）,Seismic Model,是名词，,Seismic Modeling,是动名词,模拟,是去建立模型或模型响应的方式方法和过程,模型,“,：它可以推演出能与观测结果比较效果的一种概念，用于更好地理解观测结果。分为概念模型、物理模型或数学模型。,”,(Sheriff,1991),地震模型能以一维（,1D,）、二维（,2D,）或三维（,3D,）形式变化。这些模型与实际情形的精确度取决与地质环境的吻合程度,地震模拟试图模拟地下的岩石性质和波在地下传播时地震波的传播响应,地震,-,模拟方法除维数外还包括不同的方法,地震模拟也可分为正演模拟和反演模拟,模型的选择是在成本和模型的有效性之间取得平衡,模 拟 方 法,模拟类型,数学模型,一般性,费用,法线入射反射系数,1D,反射系数值由下式给出,2,2,1,1,R,=,2,2,+,1,1,对水平层和垂直旅行的波是有效的。保留了多次波,对计算反射率很便宜，如果有多次波稍微贵一些,振幅随炮检距（或入射角）变化,“,15D,”,地下模型是,1D,加非零（,2D,），用,Zoeppritz,方程,严格地讲，对水平层是有效的，一般不包括多次波,AVO,模型比法线入射反射率花费多的多，但比波动方程求解便宜,射线追踪,按照,Snell,定理,2D,、,3D,求解。包括通过渐近线射线追踪的振幅,当非均质体的尺度与,Fresnel,带相比很大时，一般是可以应用的。通常忽略了绕射,多数情况下中等花费。通常计算射线路径很便宜，但计算振幅要增加费用,波动方程有限差分（,FD,）或有限元（,FE,）求解,1D,、,2D,、,3D,数字表达为,1 2u,2u =,2 t2,FD,一般是矩形网格,FE,更是一般用的，用网格算法,费用,一般性的价格,物理模拟,1D,2D,3D,需要将物理模型材料校正为成比例的模型,这种模型用物理材料提供,建立模型本身是昂贵的，但模拟的运行通常比数值模拟要便宜,地震模拟的用途,设计激发,-,接收的观测系统,偏离盐丘两种炮检距的,VSP,反射模型,（引自,Whitmore,和,Lines,1986),地震模拟的用途,解释工作结果预测（,用正演模拟和反演模拟,）,加强解释基础工作（,合成记录,）,数据处理大量应用反演,（,反褶积、静校正和速度估算是,1D,模型，层析成像速度分析方法，是通过,2D,或,3D,模型，地震偏移，可以认为它是一种构造反演,）,测试地震处理算法的正确性,噪音影响测试,零偏移距波场映射（引自,Whitmore,和,Lines,1986),波动方程全解可以逼真地得到所有的波至，包括直达波、,折射波、反射波和绕射波，所有的一次波和多次波,第,16,章,地 震 反 演,正演模拟和反演的关系,正演模拟,用一个,数学关系式,，对给,出的一组,模型参数,合成地下响应。,反演或,“,反演模拟,”,与正演 模拟,“,相反,”,的过程。对一个给出的数据集，寻,求定义一个与观测数据相符的,地质模型,从数学上讲，反问题由于比方程式更多,未知数的存在，能够引起不确定性，产生,多解，所以,反演的多解性是固有的,反演的多解性（非唯一性、不确定性）,（,a,）,褶积模型的基本的数学多解性道,（,b,）模型,1,：震源子波（左）和脉冲,响应,(,右,),（,c,）模型,2,：虚反射震源子波（左）和,脉冲响应,(,右）,噪音会引起大的变化或估算模型参数的不稳定，破坏解答的正确性,1D,模型的地震反演,地震数据处理大部分的是基于近似水平层状地层,1D,模型的假设，包括动校正、水平叠加等,包括有密度、速度和厚度特征的一,系列水平层的,1D,地质模型,反演技术,地震反演技主要分四类：,(1),、,基于地震数据的声波阻抗反演,(2),、,基于模型的测井属性反演,(3),、,基于地质统计的随机模拟与随机反演,(4),、,叠前地震反演,常用的反演,地震波阻抗估算,算法：,递归反演,（早期的地震反演算法）,可以,从反射系数和上面层的阻抗推断下面地层的阻抗,。这个反演常常叫作,Seislog,反演,也可用,密度和速度之间的,Gardner,关系式,将密度替换为速度，反演结果就变成速度函数,合成声波测井曲线,声波测井曲线与合成声波测井曲线之间的主要差别，是地震数据中缺少低频带宽（典型的是,0-5 Hz,）,另一个主要问题是,缺少高频成分,，这是因为地震数据也缺少高频（有代表性的是,100 Hz,至,Nyquist,频率）,通常是,用现有的声波测井信息或用估算的层速度来重新获得低频,声波测井曲线可表示成速度,函数,(0-5 Hz),和精细的速度,函数,(6-250 Hz),之和,(,引自Lidseth,1979),从声波曲线上去除高频成,分导致降低分辨率的例子,(,引自,Lidseth,1979),第,17,章,地震旅行时层析成像,层析成像,(tomography,)“tomo,”,是希腊字，切片的意思，层析成像的意思是一个物体的切片图像,医疗诊断的,CT,技术,原理是通过沿各个方向穿过人体的,X,射线，测量,X,射线的强度，确定人体不同部位的吸收性质,地震旅行时层析成像,是一种利用大量炮点和检波点综合观测结果求取速度与反射系数分布的方法,层析成像技术有两个假定前提条件,假定物性是位置的连续函数,假定介质可离散化成有限数量均匀的面元,在地震旅行时层析成像中,地下介质被分解为面元层析的目标是求解每个面元的速度,从炮点到接收点的射线路径是,由位于不同面元中的射线段组,成，根据各个面元射线段的长,度和各个小面元的速度来计算,旅行时,由初始模型计算波至时间与观,测值进行对比（正演），根据,两者的时间差对模型进行修改，,模型正演、测量时间差、修改,模型这一迭代过程一直到时差,小于给定值（最小平方差）,层析成像技术,层析的目标是求解每个面元的速度,层析成像方法的第一步是从未叠加的地震资料上或直接从野外观测值拾取旅行时,建立初始模型作射线追踪，由初始模型计算的波至时间与观测值进行比较,根据模型值与观测值之差对模型进行修改,拾取旅行时,-,建立模型,-,模型正演,-,测量时间差修改模型,这一迭代过程一直进行到时差最小（最小平方差）,此时的速度就是要求取的速度，这个过程也是一个反演过程,层析成像技术中既有正演也有反演,地震旅行时层析成像的应用,利用直达波和折射波的信息确定近地表速度结构，深度建立 速度模型,叠前深度偏移建立速度场,井间勘测，用地震旅行时井间层析成像估算井与井之间的地层的速度结构,垂直地震剖面法（,VSP,），地面到井中的层析成像,天然地震学中也用广泛的应用,第,18,章,3D,反射地震,解释过程建立,3D,空间概念的,重要性,两个绕射点的绕射双曲线,(,引自,Wu,等人,1996),，,(a),和,(b),分别代表,y=400m,平面和,y=800m,平面,对两个点绕射模型,2D,偏移（上面）和,3D,偏移（下面）的对比,(,引自,Wu,等人，,1996),未偏移、,2D,偏移、和,3D,偏移剖面的比较,说明需要,3D,成像,(,引自,Brown,1991),第,19,章,介绍,AVO,方法,什么是,AVO,?,研究,CMP,道集内相对振幅，称作振幅随炮检距变化的分析（,AVO,）。研究相对振幅随反射角的变化，这种方法称作振幅随入射角变化的分析（,AVA,）,AVO,分析能解决什么地质,问题,碎屑岩气藏直接烃类指示,在碳酸盐油藏中可能识别孔隙发育带,随炮检距变化的反射系数,AVO,的计算,AVO,、岩石物性和孔隙流体,弹性模量,与岩石性质的相关性优于速度和岩石性质的相关性,弹性模量与地震,-,波速度有关，由以下方程式表达,式中的弹性模量：,k,是体积模量、,是拉每常数（表示不可压缩性）,，,是剪切模量（表示刚性），和,是密度,泊松比是,随,P-,波和,S-,波速度比函数变化而变化的一个,重要的,岩性参数,泊松比,-,碎屑岩的,AVO,原理,当,P-,波以非法线入射到达岩石界面时，入射,P-,波能量的一小部份转换为,S-,波的能量。,P-,波和,S-,波速度的差别将会因含气砂岩,/,页岩接触和含气砂岩,/,含水砂岩接触引起不同的反射响应,泊松比是随,P-,波和,S-,波速度比函数变化而变化的一个重要的岩性参数,AVO,依赖于炮检距的作用，它是一个附加的岩石物性的函数,在,碳酸盐,油藏中，没有证实,AVO,本身可识别孔隙流体，但可能识别孔隙发育带。,充满气的多孔石灰岩相与含水的石灰岩相相比可能具有较低的,Vp/Vs,值,对碳酸盐油藏,AVO,的应用不能凭直觉进行的，其准确性取决于优质的井控制和该地区计算的,S-,波速度。,P-,波和,S-,波对孔隙流体有不同的敏感度,少量的气体注入碎屑沉积岩孔隙空间中，岩石的,P-,波速度将剧烈减小,S-,波速度可以随气体进入孔隙空间而略有增加,(a),多孔固体注入少量气,P-,波速度迅速减小。,S-,波速度随含气,饱和度增加呈线性增加关系。（,b,）泊松比随含气饱和度增加呈,现减小的效应,(Allen,和,Peddy,1993),非法线入射时界面上波的分离,P,波倾斜入射交界面上波型转换,入射的,P-,波遇到两种介质的交界面时，,分离成,4,个分量：反射,P-,波、反射,S-,波、透射,P-,波和透射,S-,波,分界面上入射角、反射角和透射角,符合,Snell,定理的关系,反射和透射系数随入射角变化（随炮检距,),是,AVO,分析的基础,AVO,和,Zoeplpritz,方程,AVO,分析一般考虑若干形式的,Zoeppritz,方程,对一个入射到交界面的平面波，,Zoeppritz,方程描述反射和透射的,P,-,波和,S,-,波,许多研究推导出一些近似的,Zoeppritz,方程,Aki,和,Richard(1980),；,Shuey(1985),；,Hilterman(1990),；,Smith,和,Gidlow,(1987),；,Fatti,等人,(1994),简化了反射系数和入射角之间的关系式,Shuey(1985),近似关系式是常用的,式中,R,0,是法线入射,P-,波反射系数，或,“,截距,”,，,G,是,“,梯度,”,项。梯度的定义是入射角的,函数，,CDP,道集上在每个时间样点振幅的变化率。梯度包含了全部的,AVO,效应,部分其它,Zoeplpritz,方程,Hilterman(1989),提出了,Shuey(1985),关系式的近似方程式,式中,NI,=,法线入射反射系数，,=,上下介质间的泊松比之差，,=,入射角,P-,波和,S-,波的通用关系式,用,P-,波和,S-,波反射系数表示的流体因子,AVO,分析的陷阱产生的因素,客观条件,人为因素,地质因素,1,、地表不一致性,2,、环境噪声,3,、震源噪声,4,、球面扩散,5,、非弹性衰减及子波弥散,6,、多次波,7,、各向异性,1,、增益控制,2,、检波器组合,3,、最大炮检距太小,4,、记录道的不一致性,5,、设备产生的高低频干扰,6,、处理程序或参数不当,7,、模型参数不准,1,、地层倾斜或弯曲,2,、浅层气,3,、火成岩屏蔽,4,、盐丘遮挡,5,、岩性组合,尽管如此，,AVO,在检测气藏，碳酸盐岩勘探中还是值得应用的技术,第,20,章,油 藏 表 征,在,21,世纪，全世界多于,95%,的石油将来自现有的油田,通过有效的油藏表征增加产量是可能的,油藏表征描述油藏和含有烃类的岩石特性,油藏表征是多学科领域的,，油藏表征依赖于油藏工程、地质和地球物理技术。综合研究来自这些领域有关油藏的各个方面的信息,油藏表征项目组的构成需要工程师、地质家和地球物理家的相互协作,油藏表征的基本目标,烃类的存在,储层的孔隙度,储层的渗透率,岩石物理,什么是岩石物理学,“,用岩石、测井资料研究岩石物理性质它们的相互关系的科学,”,。,(,Robert E.Sherff,应用地球物理百科辞典,孔隙度、渗透率、密度、地层的有效压力及地震波速度等岩石特性和它们之间的关系,是我们在储层地球物理领域关注的,孔隙度是一个关键因素,它将决定油藏在岩石中的补给。地震速度和孔隙度有关。通过应用穿过岩石骨架和充满流体孔隙的地震旅行时间平均值，,Wyllie,时间,-,平均方程使速度与孔隙度联系起来,。,Wyllie,方程式对砂岩相当有效,最重要的物性参数渗透率,，它与孔隙的连通性有关,，,渗透率与孔隙度通常有粗略的比例关系，有时可根据地震振幅和速度推断,另外，裂缝和裂缝的方向性影响渗透率。,Wyllie,时间,-,平均方程,(,地震振幅解释,）,速度,-,孔隙度转换方程,V,=,整个岩石的速度Vma,=,基质的速度，,Vfl,=,孔隙流体的速度,=,孔隙度,t,表示相应的旅行时间,全部传播时间是分别通过,多孔隙物质和基质时间之和,综合的油藏表征,刻度问题,油藏采样数据类型的比较,地面观测的波长是很粗的,、,井间数据的分辨率按数量级远超过地面地震数据、测井曲线和岩芯是高,-,频的采样，但井与井之间的采样是低频的,所有的油藏信息都是有用的。我们需要综合所有的资料来描述油藏,数据类型 油藏体 调查的波长,地面,3D,地震数据 整个油藏数据体,10-100m,(,取决于速度和频率,),井,中地震数据 井和震源之间的范围（体积）,VSP 5-50m,井间地震,1-10m,井的数据 井筒附近的岩体,10 cm 1 m,地面地震数据和井间成像（速度和反射系数）、井间速度、声波测井、,测井和岩芯的波长刻度比较,(,引自,Harris,等人,1995),井间反射与地面地震成像的比较,(a),与地面地震反射测线对应的井间反射成像,b,）西德克萨斯北,Cowden,油田的地面地震剖面，阴影区标出对应的井间勘测范围,(,引自,Lines,等人,1995),第,21,章,时间,-,推移地震,时间,-,推移地震（有时称作,4D,地震,）最主要最普遍的应用就是向重,-,油油藏注蒸气的监测,当含油砂岩受热，温度从,25,0,C,上升至,140,0,C,时，,P-,波速度明显降低（大约,30%,）。地震响应发生引人注目的变化,地震速度图。通过画白圆圈的,几口井注入蒸汽导致地震速度,减小,(,引自,Lines,等人,1990),。,速度单位是,km/s,，注蒸汽前速,度为,2.40 km/s,蒸汽带的地震监测,一个实例,加拿大,Saskatchewan,省的,Pikes Peak,重,-,油油田。用蒸汽,-,驱提高采收率生产了,4200,万桶原油。由于油藏内注入高温高压蒸汽，油的黏度降低，流（动）度增加。即可从临近的井筒也可以在用于循环注汽的同一口井中生产原油,早白垩世,Waseca,组是产油层，产油深度约,450m,。是一个填满河口底部切割河谷的均匀砂岩组、砂泥岩组互层和一个页岩组盖层1991,年勘测使用可控震源,14-110 Hz,扫描，,2000,年勘测使用,14-150 Hz,带宽扫描（三分量、四分量）。要求第二次勘测处理用,14-110 Hz,的高截频滤波,针对地震探测蒸汽前缘试验了,5,种技术：,监测勘测与基础勘测,反射系数的差异,监测勘测与基础勘测,声阻抗估算的差异,监测勘测与基础勘测,P-,波旅行时时间间隔,的比较,从多分量数据中估算,Vp/Vs,的变化,Q,值（衰减系数的倒数）,随温度的变化,P,-,波反射系数剖面对比,1991,测线,H2000,测线,地震反射系数,-,差异剖面,在圆圈内见到一个大的差异。这个范围处在注汽,/,生产井位置，,我们感兴趣的地段。差异是与注蒸汽有关联时间下凹的结果,(,引自,Watson,等人,2002,),反射系数差异是子波处理后获得的。对,2000,测线应用子波整形让它与,1991,测线匹配,声阻抗差异剖面,圆形标出了阻抗减小最明显的范围。在,Waseca-Sparky,层,之间差异最大。在注汽井,/,生产井区域没有出现较低的阻抗,(,引自,Watson,等人,2002),P-,波旅行时比,Waseca,层,H2000/H1991,线,P-,波旅行时比,(,引自,Watson,等人,2002,),岩芯样品，温度对纵波和横波速度,的影响（来源：岩芯实验室）,注气后纵波比横波速度下降更快，,所以,Vp/Vs,比下降更快,Mannville-Lower,Mannville,层的,Vp/Vs,比绘图,(,引自,Watson,等人,2002,),结 论,时移地震是油藏表征的主要工具之一,时移地震主要的目标是显示由于油藏物理变化引起的地震响应差异,通过这些地震响应差异圈定油藏的动态范围,主要用于是蒸汽带的绘图,也许在,CO,2,和注水监测中还可应用,第,22,章,多分量地震,弹性波理论对地下特性更完全的描述需要考虑,P-,波和,S-,波,P-,波是纵向可压缩波，质点位移与波的传播是同一方向,S-,波是横波，因为质点的位移是垂直波的运动方向,多分量地震采用垂直的、径向的和横向的三分量接收装置,为什么应用,S-,波碎屑岩中要有效地区分砂岩和页岩，需要,Vp/Vs,比,可以用,S-,波调查裂缝的方位和方向,描述横波在遇到垂直裂缝时分裂成快、,慢波方式,(,引自,Sheriff,1991,),快横波具有与裂缝平行的位移，,慢波具有与裂缝垂直的位移。,裂,缝的密度和,方向,将决定,S-,波的方,位以及快慢波之间的旅行时差。,所以，这个方法能帮助,刻画储层中的裂缝和描述裂缝的渗透性,。,转换,-,波勘探,横波方式的主要障碍是使用横,-,波震源的价格和对地面的破坏。因此，大部分的应用是使用转换波震源多分量记录,P-S,转换波的描述（引自,Stewart,等人，,2002,）,转换,-,波,的用途,：用于岩性识别或流体检测；消除气,-,云的勘探,Tommeliten,油田海,-,底记录,P-,波叠加（上）和,P-S,波叠加（下）的比较,(,引自,Granli,等人,1999),第,23,章,垂直地震剖面法,什么是,垂直地震剖面法,(VSP)?,垂直地震剖面法,(VSP),是在地面激发，测量不同深度推靠在钻井井壁的检波器记录的地震信号,”,VSP,的用途,提供地震与井中之间的连接；形成详细的速度剖面；预测钻头下面地层深度；精确地估算各向异性参数,VSP,的类型：常规,VSP,放炮分成两类：,零井源距,VSP,：包括：,零井源距,VSP-,相距很近的接收点并记录全部波场,激发点位于井口的校验炮,-,接受点稀梳地布置在井中并且仅使用初至,非零井源距,VSP,：,激发点距离井在有效间隔内,，,包括：多井源距的,VSP,。多方位,VSP,。,3DVSP,既是多井源距的也是多方位的,非常规的,逆,VSP,是通过地面,接收井中激发获得的,VSP,示意图（,a,）零井源距、近井源距或校验炮，（,b,）非零井源距,逆,VSP,采样射线路径示意图（,a,）,2D,勘测，（,b,）,3D,勘测,井间勘测,使用两口井，在一口井中接收，而在另一口井中激发。能量直接通过地下传播，用获得的地下速度剖面转换为初至波旅行时,井间勘测示意图,VSP,采集和处理,三分量检波器,。,许多检波器放置在一个单独的,“,用具,”,内例如有,5,个检波器的,5-,级用具）。在用具内检波器间距可以变化检波器间距和级数将根据勘测如何实施决定。已开发了,80,级，长度,3048 m,和,400,级，长度,7630 m,的用具,当,VSP,勘测要求,VSP,用具内检波器间距,相等时，在井中,VSP,用具每次上提一个,用具长度。,(a),和,(b),图解说明了连续,的两炮，每炮用具提升一个用具长度。,当,VSP,用具内检波器间距大于,VSP,勘测,要求，用具在井中交叉接收点位置提升，,(c),和,(d),图解说明了对需要的连续两炮,用具在井中交叉提升,VSP,采集和处理,VSP,震源,：,VSP,地面震源和地面地震勘测震源是一样的,重垂、重垂震源、弹性,-,波发生器（,EWG,）、炸药和可控震源。震源的类型由勘测施工决定,；,井下震源包括压电震源、可控震源和气枪，,要没有破坏性。压电震源和气枪震源都有,套管波噪音问题,VSP,处理,：,了解给出的显示很重要,原始,VSP,炮记录,，标出了,上行波和下行波能量,VSP,资料沿,x-,轴代表检波点深度,，,沿,z-,轴代表旅行时,零,-,井源距处理的第一步是将波场分离成上行波和下行波,（,a,）全波场记录，分成（,b,）下行波能量和,(c),上行波能量。,(c),上面的箭头指出了某些主要的阻抗界面,(,引自,Hinds,和,Kuzmiski,2000),初至曲线（或,一次下行波能,量）给出了井,中详细的垂直,-,速度剖面,上行一次波能量,给出了主要阻抗,界面的深度。位,于阻抗边界的检,波点同时记录了,下行波能量的初,至和上行波能量,波场分离后很容,易从一次波能量,中识别多次波。,初至能量仅仅是,下行波一次波能,量。所有的其它,下行波场是多次,波,整个记录减去直达波时间会把下行波拉直，,可用于估算反褶积算子来提高,VSP,成像质量,下行波场,(b),TT,显示,下行波拉直,(,引自,Hinds,和,Kuzmiki,2000,),整个记录加直达波时间会把上行波拉直，突出上行波,上行波场,(b),+TT,显示,校直上行波。箭头指出转换,前、后的两个层,(,引自,Hinds,和,Kuzmiki,2000),。,多次波不与,初至能量交,叉，很容易,将多次波与,一次波区分,走廊切除、走廊叠加,(a),应用反褶积的,+TT,显示,(b),走廊切除,(c),内部走廊叠加,(d),外部走廊叠加,(,引自,Hinds,和,Kuzmiki,2000),第,24,章,地球物理数据的综合反演,综合反演,两种或更多类型独立观测值的同时反演,单一类型数据的反演往往是不确定性,(,多解,),通过综合（联合）反演不同类型地球物理观测资料，可以减少不确定性,“,综合反演,”,的目的是要获得与所有可利用的地面和井中地球物理数据一致的模型,综合反演包括联合反演和连续反演,联合反演,两个独立的反演过程,，仅限于两种类型独立观测值的同时反演,连续反演,联合反演和连续反演步骤的差别在于它们对观测资料处置不同。联合反演加权观测的数据集，并把它们放置到一个数据矢量中，然而,连续反演单独对待观测的数据集,地震和重力数据联合反演,联合反演流程图,用地震和重力数据迭代模拟,联合反演的一般方法,S,=,地震数据，,MS,=,地震模,型数据，,G=,重力数据，,MG=,重力模型数据，,i=,地层,i,的密度，,Vi=,地层,i,的速度，,di(x)=,地层,i,的厚度,(,引自,Lines,等人,.,1988),顺序反演的实际数据,用实际数据的例子来说明,连续反演，包括以下数据集,：,地震,CDP,叠加剖面,井中声波测井数据,垂直地震剖面,(VSPs),井中重力仪,(BHGM),数据,地面布伽重力图,所有的数据反演之中，通常连续反演是首选,地震数据集应用连续,-,反演,使用可获得的地震和声波数据估算的速度,-,深度模型,连续,-,反演问题步骤,1,地震旅行时数据的反演,地震旅行时反演流程图,(,引自,Lines,等人,1988,),用地震旅行时反演获得的初始地震模型。速度单位是,m/s,。,井的位置在,2700-m,处,(,引自,Lines,等人,1988),连续反演类的重力反演流程图,(,引自,Lines,等人,1988),结 论,完全自动的综合反演将是很困难，在所有的数据反演之中通常连续反演是首选,反演过程中数据集之间的联结是由层的几何形态产生的,重力数据能够使我们估算那些层的边界，它不如地震数据确定的好。然而，地震数据确定模型的层速度，地面和井中重力数据集确定层的密度,重力数据模型拟合中，约束的最小,-,平方算法是有用的,经验的速度,-,密度关系式在一些地质区域证实是有成效的,合作反演的最终目标是产生一个最终的地下模型，这个模型满足所有可得到的地球物理资料,几种地球物理数据集的反演近似地描绘了地下的同一部分，比任何单一数据集的反演减小了不确定性,第,25,章,地质统计学,地质统计学是模型预测的工具并能指出预测的概率,单,-,变量型的空间预测,克里金（,Kriging,）地质统计法,这种方法是在一个单点上对数据点周围数据用加权和来估算变量值,假如估算一个变量的值为,u,在图上点的特定的位置,x,0,，可以用下面表达式表示变量：,x,0,和,x,i,表示,2D,图上定义的向量。变量,u,可以表示某些物理量（如孔隙度或地层深度）,在一个特定位置的模型估算值是用一些权,w,i,值对相邻点进行加权给出的。计算这些权值，使得在这些点上模型值和观测值之间的预测误差最小化。在这个极小化中，用最小,-,平方准则。要使估算值不偏离，可以增加约束，这个约束是所有权值之和等于,1 ,多变量预测,协克里金法,数值 由,w,和,W,分别加权的和 来描写。数学表达如下,新的变量,(x,j,),可以表示地震振幅,某种意义上，从有足够变量的协克里金法估算的模型可以使用全部来,自油藏数据测量值。这个公式可以达到前面油藏表征所规定的目标，,并用所有可利用的数据定义综合反演模型,用克里金法得到的砂岩,-,河道深度图,坐标轴代表距离（,m,）,误差,10m,(,引自,Gosse,1999),用协克里金法对海绿石构造深度估算值,误差,2.5m,(,引自,Gosse,1999),第,26,章,绘等值线的艺术和科学,石油勘探工作由一系列描绘地下地质情况的等值线图随伴,地下构造图,上面的地层被剥后的地形,基准面,每种图件都有一个起始深度的基准面,最初拾取是通过测井曲线与层的顶部连接。然后通过地震数据体对比反射波至逐道拾取时间或深度,鉴别地震拾取质量是好、无效或是不好。质量通常是信噪比的函数并影响某个点的可信度,等厚图表示地层厚度的变化。等时线图表示层间地震,-,反射时间的变化,绘等值线应该把一些的地质概念放在心上,绘等值线,解释的过程,绘等值线的简单的准则,在数据点采集时，要孤立最高和最低的值。,一条等值线应该在点与点之间通过，那些点的数值比等值线上的数值要高或低。,一条等值线决不能穿过它本身或其它的等值线，但逆断层和倒转褶皱除外。,一条等值线不能并入不同值的等值线。,对山谷和河流等值线总是尖头指向上游。,当控制点不足时用虚线。,尽管是可靠点，要保持图件简明、可行。,关于机械绘等值线的警告,计算机程序对简单的地质构造能够有效地绘制等值线，但是计算机算法不包含地质概念，并且没有手工绘制的断层的不连续性好。计算机算法对噪音拾取过于敏感，使高频等值线摆动，在地质上是不合的。,（,a,）,计算机绘制的等值线和几个内在的问题,(b),手工绘制的等值线图（引自,Tucker,1988),机械绘等值线绘图中的缺点,以为等值线值是,“,真理,”,（也就是绝对正确）；地震拾取值有误差并且应该不要过于严格，使得每一条等值线围绕这个值弯曲一下。,使用的等值线间隔太小，因此造成图上突出了噪声，胜过地质趋势,绘制等值线与地质类型不相称；一个地区地质背景的知识将帮助避免这点,仅仅绘一层图,箭尾型等值线，通常由于地震测线位置错误造成,产生方形等值线,用太多的断层，导致象一块,“,碎裂的玻璃,”,形状,绘等值线的艺术和科学,地震,-,等值线图是勘探工作非常重要的部分。它对发展石油勘探是必不可少的,一个地球物理解释员绘等值线的艺术和科学是关键技巧,图件应该清楚地描绘地质构造类型和井位的依据。图件应该综合定位、地质、地球物理和油藏工程的观念,专业知识和实际经验对等值线绘图是十分重要的,两张图对比,（,a,）,有许多断层的“破碎的玻璃”外观,(b),描绘勘探区域的图,（引自,Tucker,1988),第,27,章,结 束 语,覆盖了若干基础的地球物理原理,解释是一个综合的过程,。,有效地解释必须利用全部已知的资料，来提高解释精度。,在过去的十年，地球物理解释发生了许多变化,3D,地震勘探现在已是油藏表征的标准工具和常规手段,地震解释工作站使巨大数量的,3D,数据能够容易处理和有效地进行分析,可视化工具已经得到重大的进展,通过相干技术的发展，断层探测已经取得了很大的进步。,地震解释的缺陷将始终伴随着我们,多年来，一个最普遍的缺陷来自对地震剖面时间异常当作深度异常的误解,各向异性有关的陷阱，例如，在各向异性介质中以各向同性方法成像，将,引起成像位置的错误,对于开发石油和矿产勘探解释是最重要,解释是艺术和科学二者的结合,解释需要熟练人员的干预和洞察力,使用先进的计算机硬件和软件,