石油薄储层探测野外数据采集理论

摘要

石油薄储层探测野外数据采集问题的实质就是在野外数据采集中如何提高地震勘探分辨率。地震数据采集仪器系统是野外地震数据采集的关键设备，野外采集的地震数据的质量取决于采集仪器。目前地震勘探的分辨率还很低，其根本原因是还没有能够满足高分辨率地震勘探需要的采集仪器系统。 本文对地层吸收衰减效应进行了较深入的理论分析，建立了平面波振幅方程的四种数学表达形式。对地震勘探而言，用纵波速度来表示平面波的振幅方程尤为重要，这样给地层吸收衰减的理论计算带来了极大的的方便。论文给出了地震层位意义上的地层吸收衰减模型的建立方法：已知某一地区的地震参数T0、V0、β，计算地震平均速度Vav，用Vav代替地震纵波速度米计算地层吸收衰减：再者是已知某一地区的地震参数T0、V0、β，并且这三个参数随不同深度而变化，按不同的T0时间对地层进行划分，根据Dix公式计算各层的层速度Vn，用Vn代替平面波振幅方程中的纵波速度，从而计算单层的地层吸收衰减。本研究根据大庆长垣北地区的地震参数，建立了六层视等厚吸收衰减模型，选择 200Hz的雷克子波作为震源激发子波，由浅至深 (0.5s～3.0s)对地震反射参数进行了理论计算。结果表明：时间深度从0.5s～3.0s，反射波的振幅和频率均有很大降低，振幅变化为-95.14dB～137.39dB，频率变化为81Hz～37Hz。以上述理论计算为依据，论文给出了地震数据采集仪器系统的改进设计方案：首先设计一个智能程控型前置放大器，取代传统的固定增益的前置放大器，用它来补偿由于球面扩散所造成的振幅衰减；之后是设计一个频谱均衡滤波器，用它来补偿由于地层吸收衰减所造成的振幅衰减和频率降低。根据所建立的地层吸收衰减模型建立频谱均衡滤波器传递函数的数学模型，给出其电路组成框图，并用二维楔状体地质模型做正演模拟。模拟的结果表明，所设计的频谱均衡滤波器能够有效补偿地层对高频的吸收衰减，地震勘探的分辨率得到了显著提高，时间深度从0.5s～3.0s，分辨率提高的百分比为82.6％～75.9％。

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第1章绪论

1.1地震数据采集仪器系统发展历史

1.2高分辨率勘探采集仪器系统性能综述

1.2.1采集仪器系统的动态范围

1.2.2采集仪器系统记录高频信号的能力

第2章地震数据野外采集方法综述

2.1地震波基本知识

2.1.1地震波的形成

2.1.2地震波的运动学特征

2.1.3地震波的动力学特征

2.2地震组合法原理

2.2.1有效波与干扰波

2.2.2组合的方向特性

2.2.3组合的频率特性

2.3地震观测系统

2.3.1一次覆盖观测系统

2.3.2多次覆盖观测系统

2.4地震数据采集仪器系统

2.4.1集中式地震数据采集仪器系统

2.4.2分布式遥测地震数据采集仪器系统

第3章地层吸收衰减与地震仪器记录性能

3.1地震勘探分辨率的基本概念

3.1.1地震记录与子波

3.1.2严格分辨率的定义

3.1.3不太严格的分辨率的定义

3.2地层吸收衰减效应

3.2.1品质因数

3.2.2衰减系数β

3.2.3吸收系数

3.2.4各参数之间的关系

3.2.5平面波振幅方程的不同表示

3.3地层吸收衰减模型

3.3.1均匀介质模型

3.3.2层状介质模型

第4章地震数据采集系统的改进设计

4.1层状吸收介质的地震反射参数理论计算

4.2智能程控型前置放大器

4.2.1智能程控型前置放大器的作用

4.2.2智能程控型前置放大器的设计原理，

4.3频谱均衡滤波器(SEF)

4.3.1频谱均衡滤波器的作用

4.3.2频谱均衡滤波器的数学原理

4.3.3频谱均衡滤波器的理论设计

4.3.4频谱均衡滤波器二维正演模拟分析

结论

参考文献

致谢