多波地震勘探

曹　靜　吳燦燦　李　雪　劉　浩　王　芳　張功瑾

摘要：縱波勘探在過去一直處于主要地位，然而，如果想從地震勘探中獲得有關巖石類型、結構和孔隙流體飽和狀態的三維深度圖像只靠縱波信息是解決不了的，原因是不同的巖石和不同的飽和流體可能會有相似的地震響應，因此，早在20世紀80年代提出了多波多分量技術，對數據進行約束，以克服地震勘探的多解性。

關鍵詞：多分量；地震勘探；地震解釋

多分量地震勘探之所以能在近幾年里快速的發展主要是因為它投資小卻可以獲取地下較多的地下信息，再加上多分量勘探可以同時提供縱波和橫波有關速度的信息，間接能夠研究巖性、非均勻性質介質彈性參數，多分量轉換波地震勘探于是成了研究熱點。本文簡單介紹有關多分量地震勘探的理論方法技術。

1多波技術簡介及難點

在一般理論意義下，矢量地震勘探要求震源能夠同時激發出三個方向的入射信號。而作為矢量地震勘探的一種特例-多分量轉換波地震勘探則沒有震源上的特殊要求，它是研究由爆炸震源(近似為縱波震源)激發的信號經過地層的傳播，波型發生轉換且轉換橫波在裂縫介質中產生分裂后的三個分量信號。但是多波勘探還存在許多技術難點：如何使縱波和橫波或轉換橫波剖面中的對應層位進行準確的對應；褶積后如何處理兩個地震道的波峰不一定正好對應波峰，縱波的波峰可能不對應橫波的波峰或波谷，而是中間斜坡上（或過零點）的某一位置；在橫波資料處理中，靜校正問題非常嚴重，對縱波速度的影響很大；當波形橫向變化時，縱、橫波層位追蹤對比產生很大誤差；由于縱、橫波的子波各不相同，“同分辨率濾波”法也很難將縱、橫波剖面中的相位完全對應； 共轉換點的精確確定存在一定的困難；轉換波的疊加振幅隨排列長度而變化，很難討論其振幅保真問題。

在實際地震勘探中，一般多采用縱波激發、三分量接收的轉換波勘探，這是因為橫波震源可以360°方向傳播，不易接收，而且橫波能量在地下衰減很快，信噪比低，橫波震源造價較高，對地面的破壞大。

多分量地震勘探與常規縱波地震勘探不同。多波多分量地震，有人稱全波地震它是指利用縱波震源激發，同時利用地震的多個分量信號進行勘探三分量檢波器接收，其接收到的不僅有縱波信息記錄地震縱波、橫波(包括快、慢橫波)還有轉換波信息。為地質構造的成像、裂隙和孔道的確定、儲層巖性的解釋等提供特定的信息。由于多分量轉換波地震勘探是建立在各向異性介質模型上的，故它對薄互層、泥巖裂縫、碳酸鹽巖縫洞、火成巖等發育的非均質巖性儲層有更好的反映。

與常規縱波勘探相比多分量勘探具有以下幾個優點：不同的巖石和飽和流體可能產生類似的縱波響應，因此縱波信息有多解性，不能完全滿足勘探需要；可以提供更豐富的信息但純橫波勘探不易操作且費用極高。轉換波不僅能提供大量的信息且操作方便、成本低，因此多分量勘探成為油氣勘探新的發展方向。多波多分量地震勘探所能提供的地震屬性信息將成倍增加，并能衍生出各種組合參數。利用這些參數估算地層巖性孔隙度、裂隙含氣性等將比只用單純波的可能性更大可靠性更高。

基于常規爆炸震源三分量檢波器接收的多分量轉換波，地震技術是在常規聲波法的基礎上適當做一些野外檢波器處理方法和解釋技術的更新，即同時研究縱波和轉換。橫波在各向異性假設下還包括分裂橫波這種方法，兼有縱波和橫波的雙重優點并克服了縱橫波各自的缺點，綜合利用這種技術可以降低速度和巖性等參數反演的不確定

性，其中彈性波傳播理論地震各向異性理論。多分量地震數據的采集處理與解釋是這項技術的主要研究內容。

2多分量的地震解釋

多分量地震資料解釋，主要的資料分析內容有：1、 用轉換波提高成像精度 2、用縱橫波振幅差異分析含油氣性及巖性識別 3、流體描述 4、用橫波分裂進行裂縫和各向異性分析 5、油藏監測和縱橫波聯合反演判別真假亮點 6、用 (vp/vs) 1/2預測孔隙度。由于多分量勘探可以同時提供縱波和橫波的速度信息，使巖性研究成為可能；快慢橫波的分離和分裂時差又額外地給我們提供了進行非均質性介質彈性參數反演的可能，包括各向異性因子、裂縫的發育方向和發育密度。

為了做好縱橫波資料解釋的關鍵所以前提是要做好縱、橫波的對比工作。在保證縱、橫波正確對比的基礎上，可利用提取的參數和信息進行巖性預測、構造成像、各向異性及裂縫分析、油藏監測等。

2.1用縱橫波振幅差異分析巖石類型及含油氣性

由于不同的巖石以及含不同流體的巖石有著不同的彈性參數，這些不同的彈性參數對縱橫波有著不同的影響，從而引起地震縱橫波反射振幅的差異。因此當不同的巖性或相同的巖性含油氣時，其縱橫波反射振幅有著不同的特征，利用這種縱橫波振幅差異可以進行巖性預測和油氣檢測。

2.２用vp/vs和泊松比預測巖性變化

試驗結果表明，隨著砂巖百分比的增加，vp/vs值呈增大的趨勢，不同的巖石有著不同的vp/vs值范圍。

2.３用(vp/vs)1/2預測孔隙度

實際應用表明，(vp/vs)1/2等值線大致反映著不同的孔隙度，而與巖性無關。這是為孔隙度大時，vp，vs都要降低。

2.４用縱橫波聯合剖面判別真假亮點亮點

技術是用于在縱波疊加剖面上識別含氣砂巖的強反射。然而，其他巖層也可能產生強反射，例如沉積巖下面的火成巖、煤層等，于是，縱波剖面上有時會出現“假亮點”。

2.５用橫波分裂進行裂縫各向異性分析

根據橫波分裂理論，當橫波通過方位各向異性介質時，會分裂成兩個偏移方向正交的橫波， 利用數據處理中的旋轉掃描得出最佳旋轉角度，就可以得出地下裂縫的方位。在處理后的快、慢橫波剖面上拾取相應的初至波時間就能得到延遲時間并計算出方向各向異性系數。

2.６用轉換波改善成像質量

利用轉換波，可以改善某些縱波資料不好地區的成像質量。

參考文獻：

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