多波地震勘探

多波地震勘探是采用三分量检波器采集地震波场，研究地下地层的响应，分析及反演储层岩性及含油气性的一种新地震勘探方法。多波勘探方法是当今世界正在兴起的、具有广阔前景的勘探技术。它可以弥补纵波勘探的不足，为直接找油气提供新路。科学地说，多波地震勘探方法是一种综合利用纵波、横波、转换波等多种地震波对含油气盆地进行精细勘探，直接预测油气的有效方法。

多波勘探解决了很多常规纵波难于解决的地质问题。比如在小断层识别、气云下地层解释、纵横波剖面联合解释气层方面和某些纵波反射较弱的地区，应用多波勘探技术可以获得较好的转换横波成像等。

1. 1多波地震勘探研究现状

随着油气勘探开发的小断深入，地球物理学者面临越来越复杂的课题，仅靠传统的纵波勘探无法一一解决40年前，人们开始对多波进行研究，但由于当时采集、处理技术的小成热，该技术进展缓慢近几年来，随着野外采集设备(特别是多道遥测地震仪和下分量数字检波器)的更新发展及数字处理和资料解释技术的进步，众多欧美地球物理学者、大学及研究所、油气公司等开展犷大量的多波地震勘探理论研究、资料处理模块开发、与传统纵波对比试验和试生产等研究工作，井取得犷鼓舞人心的结果

由于获取深层横波的横波震源技术的小成热，大量的多波技术研究仍然是针对转换波采集激发采用常规纵波震源，接收采用下分量数字检波器，以获得纵(Y)波和转换(YS)波考虑到下分量数字检波器的应用仍处于初期阶段.为保证纵波资料质量以及将常规纵波检波器获得的资料与下分量获得的纵波资料进行对比，一些项日在用下分量数字检波器采集的同时，仍用传统纵波检波器进行采集此外，与下维下分量地震勘探相配套的下维多波VSP技术等也处于研究之中

1.2多波地震勘探技术要点

①横波传播与岩石弹性性质和密度相关，纵波传播与岩石弹性性质、密度和岩石翔性性质相关多波勘探为岩性、岩石孔隙度、流体性质与饱和度解释等提供犷可能另外，在一些纵波成像困难的区域开展横波勘探也小失为一种解决此类特殊地区问题的方法

②考虑到下分量数字检波器的应用仍处于初期阶段，部分试验项日用下分量数字检波器采集的同时，用传统纵波检波器也进行采集，以保证纵波资料质量以及可以将常规纵波检波器获得的资料与下分量获得的纵波资料进行对比但这要求极大道能力的遥测数字地震仪

③ MEMS (Micro Electro Mechanical System)多波数字采集系统的应用在保证采集质量的同时，可以降低采集成本据估算，在相同观测系统的条件下，进行下维多波地震采集其成本比常规下维纵波地震采集成本只增加15%(图1为MIMS 3分量数字检波器)MIMS多波数字采集系统具有直接数字传输，精确的矢量保真，低变形和精确的倾斜校正之优点

④由于转换波信躁比相对纵波低以及与纵波的其他小同点，下维下分量多波采集需要做大量的和更加仔细的工作。观测系统的设计要考虑转换波转换点向接收点的偏移而加大接收排列，但同时要照顾到纵波的接收而保证近炮点接收兼顾纵波和转换波要求比较大的接收范围，将问题留给资料处理时予以解决在保证经济效益合理的前提下将空间采样间隔降到最小由于转换波在接近地表时速度变化剧烈，因此，如果采用多个检波器组合接收，组合距尽可能减小，最好采用点组合接收采用何种震源激发(炸药、可控震源、气枪)及何种设备接收，不同地区要进行详细对比试验研究

⑤多波资料处理己经初步成型转换点的确定、转换波速度分析、十扰压制以及静校门技术等都得到进一步发展但是，小容回避的是，经过60,70年的发展，纵波资料处理虽然日趋成热，但仍然面临一些挑战因此，司一以想象转换波资料处理的完善需要大量的工作和相当民的时间如由于转换波民波民和短波民的速度小同而引起静校门的不同和困难，在有些地区会相当严重;转换波相对来说信躁比低，十扰大，日前资料处理压制十扰的力一法同时损害犷其有效信号;日的层以上地层复杂的各向异性会给日标层各向异性参数提取等处理带来困难

⑥多波资料解释软件在原来常规纵波解释工作包的基础上增加犷纵、横、转换波联合解释确定岩石参数和流体性质、饱和度等模块

⑦多波地震技术有利于岩性参数解释和流体性质、饱和度解释，有望提高钻井成功率;但多波地震技术应用仍处于初期阶段，其采集、处理和解释等技术还有有待于进一步发展。

多波地震勘探面临的主要难题目前国内外的许多地球物理学家都对多波地震勘探寄予了很大希望。认为目前多波地震勘探还存在许多很难解决的问题，直接进行多波勘探很难取得很好的地质效果。多波地震勘探是国内外许多地球物理专家推崇的勘探方法，是今后地震勘探的一个发展方向。目前来说，多波地震勘探存在的问题很多，国内外在这方面都做了多年的工作，耗费了大量资金，但地质效果仍然很不理想。

主要技术指标：

通过分析指出多波地震勘探的最大难点是如何使纵、横波剖面中的对应层位进行准确的对应，进一步总结了多波地震勘探中的一系列难点：

(1)相位对比非常困难，“波峰对波峰”在概念上是错误的；

(2)层位追踪对比有误差；

(3)“同分辨率滤波”法也很难将纵、横波剖面中的相位完全对应。

除此之外，横波地震勘探本身还存在许多技术难点。

今后多波地震勘探的希望是从纵波的AVO资料入手直接反演求取弹性波参数，这样得到的纵波剖面和横波剖面中每个样点的T0时间是准确的一一对应的。

提出分析了多种根据纵波资料反演弹性参数的方法：

方法1（利用简化的Shuey公式对入射角小于30°时进行AVO分析）是在AVO技术上发展起来的简单有效地预测岩性和流体性质的方法，适用于波阻抗反差小、入射角较小的情况；

方法2（利用精确的Shuey公式对入射角小于45°时进行AVO分析）中采用了精确的Shuey公式（Aki&Richards的近似公式和Fatti公式都等价于Shuey公式），适用的入射角范围增大到0°-45°，反演的弹性参数精度较高；

方法3（利用多组角度叠加剖面反演弹性波阻抗参数）的弹性波场反演方法保留了反射振幅随入射角的变化而变化的特征，适用于0°-45°较大入射角范围内数据体的反演，在Garden Bank地区识别浅层高压水流砂岩的实例中取得了很好的地质效果。

另外，密度差异剖面对于寻找剩余油/气具有非常重要的作用，密度反演是查明生产和非生产性油/气田剩余烃分布和判断含烃饱和度的有效途径。

多波勘探是一种正处于发展中地震勘探技术，目前还存在许多很难解决的问题，如没有很好的激发震源，横波剖面的信噪比较低，处理时存在横波的静校正、共转换点的确定、VVO以及纵、横波分离等一系列技术难点。因此，我们不能盲目地认为三维地震勘探解决不了的问题就要做多波勘探，不能对多波地震勘探寄予过高的希望。我们要考虑多波本身的特点，充分认识它的优、缺点，根据中国的具体情况作合理的选择。例如，对于厚油层，可以考虑利用多波进行勘探；但我国大多数地区是薄油层，利用多波进行储层研究是非常困难的，应该考虑利用纵波的AVO资料直接反演弹性参数。

仪器图片