多波地震勘探

曹　静　吴灿灿　李　雪　刘　浩　王　芳　张功瑾

摘要：纵波勘探在过去一直处于主要地位，然而，如果想从地震勘探中获得有关岩石类型、结构和孔隙流体饱和状态的三维深度图像只靠纵波信息是解决不了的，原因是不同的岩石和不同的饱和流体可能会有相似的地震响应，因此，早在20世纪80年代提出了多波多分量技术，对数据进行约束，以克服地震勘探的多解性。

关键词：多分量；地震勘探；地震解释

多分量地震勘探之所以能在近几年里快速的发展主要是因为它投资小却可以获取地下较多的地下信息，再加上多分量勘探可以同时提供纵波和横波有关速度的信息，间接能够研究岩性、非均匀性质介质弹性参数，多分量转换波地震勘探于是成了研究热点。本文简单介绍有关多分量地震勘探的理论方法技术。

1多波技术简介及难点

在一般理论意义下，矢量地震勘探要求震源能够同时激发出三个方向的入射信号。而作为矢量地震勘探的一种特例-多分量转换波地震勘探则没有震源上的特殊要求，它是研究由爆炸震源(近似为纵波震源)激发的信号经过地层的传播，波型发生转换且转换横波在裂缝介质中产生分裂后的三个分量信号。但是多波勘探还存在许多技术难点：如何使纵波和横波或转换横波剖面中的对应层位进行准确的对应；褶积后如何处理两个地震道的波峰不一定正好对应波峰，纵波的波峰可能不对应横波的波峰或波谷，而是中间斜坡上（或过零点）的某一位置；在横波资料处理中，静校正问题非常严重，对纵波速度的影响很大；当波形横向变化时，纵、横波层位追踪对比产生很大误差；由于纵、横波的子波各不相同，“同分辨率滤波”法也很难将纵、横波剖面中的相位完全对应； 共转换点的精确确定存在一定的困难；转换波的叠加振幅随排列长度而变化，很难讨论其振幅保真问题。

在实际地震勘探中，一般多采用纵波激发、三分量接收的转换波勘探，这是因为横波震源可以360°方向传播，不易接收，而且横波能量在地下衰减很快，信噪比低，横波震源造价较高，对地面的破坏大。

多分量地震勘探与常规纵波地震勘探不同。多波多分量地震，有人称全波地震它是指利用纵波震源激发，同时利用地震的多个分量信号进行勘探三分量检波器接收，其接收到的不仅有纵波信息记录地震纵波、横波(包括快、慢横波)还有转换波信息。为地质构造的成像、裂隙和孔道的确定、储层岩性的解释等提供特定的信息。由于多分量转换波地震勘探是建立在各向异性介质模型上的，故它对薄互层、泥岩裂缝、碳酸盐岩缝洞、火成岩等发育的非均质岩性储层有更好的反映。

与常规纵波勘探相比多分量勘探具有以下几个优点：不同的岩石和饱和流体可能产生类似的纵波响应，因此纵波信息有多解性，不能完全满足勘探需要；可以提供更丰富的信息但纯横波勘探不易操作且费用极高。转换波不仅能提供大量的信息且操作方便、成本低，因此多分量勘探成为油气勘探新的发展方向。多波多分量地震勘探所能提供的地震属性信息将成倍增加，并能衍生出各种组合参数。利用这些参数估算地层岩性孔隙度、裂隙含气性等将比只用单纯波的可能性更大可靠性更高。

基于常规爆炸震源三分量检波器接收的多分量转换波，地震技术是在常规声波法的基础上适当做一些野外检波器处理方法和解释技术的更新，即同时研究纵波和转换。横波在各向异性假设下还包括分裂横波这种方法，兼有纵波和横波的双重优点并克服了纵横波各自的缺点，综合利用这种技术可以降低速度和岩性等参数反演的不确定

性，其中弹性波传播理论地震各向异性理论。多分量地震数据的采集处理与解释是这项技术的主要研究内容。

2多分量的地震解释

多分量地震资料解释，主要的资料分析内容有：1、 用转换波提高成像精度 2、用纵横波振幅差异分析含油气性及岩性识别 3、流体描述 4、用横波分裂进行裂缝和各向异性分析 5、油藏监测和纵横波联合反演判别真假亮点 6、用 (vp/vs) 1/2预测孔隙度。由于多分量勘探可以同时提供纵波和横波的速度信息，使岩性研究成为可能；快慢横波的分离和分裂时差又额外地给我们提供了进行非均质性介质弹性参数反演的可能，包括各向异性因子、裂缝的发育方向和发育密度。

为了做好纵横波资料解释的关键所以前提是要做好纵、横波的对比工作。在保证纵、横波正确对比的基础上，可利用提取的参数和信息进行岩性预测、构造成像、各向异性及裂缝分析、油藏监测等。

2.1用纵横波振幅差异分析岩石类型及含油气性

由于不同的岩石以及含不同流体的岩石有着不同的弹性参数，这些不同的弹性参数对纵横波有着不同的影响，从而引起地震纵横波反射振幅的差异。因此当不同的岩性或相同的岩性含油气时，其纵横波反射振幅有着不同的特征，利用这种纵横波振幅差异可以进行岩性预测和油气检测。

2.２用vp/vs和泊松比预测岩性变化

试验结果表明，随着砂岩百分比的增加，vp/vs值呈增大的趋势，不同的岩石有着不同的vp/vs值范围。

2.３用(vp/vs)1/2预测孔隙度

实际应用表明，(vp/vs)1/2等值线大致反映着不同的孔隙度，而与岩性无关。这是为孔隙度大时，vp，vs都要降低。

2.４用纵横波联合剖面判别真假亮点亮点

技术是用于在纵波叠加剖面上识别含气砂岩的强反射。然而，其他岩层也可能产生强反射，例如沉积岩下面的火成岩、煤层等，于是，纵波剖面上有时会出现“假亮点”。

2.５用横波分裂进行裂缝各向异性分析

根据横波分裂理论，当横波通过方位各向异性介质时，会分裂成两个偏移方向正交的横波， 利用数据处理中的旋转扫描得出最佳旋转角度，就可以得出地下裂缝的方位。在处理后的快、慢横波剖面上拾取相应的初至波时间就能得到延迟时间并计算出方向各向异性系数。

2.６用转换波改善成像质量

利用转换波，可以改善某些纵波资料不好地区的成像质量。

参考文献：

[1]徐丽萍,杨勤勇.多波多分量地震技术发展与展望[J]．勘探地球物理进展，2002(6)．

[2]田晓红.多波多分量地震勘探的现状与进展[J]．大庆石油地质与开发，2005(8)．

[3]李慧杰,时志安,张海鹰等.多分量转换波地震勘探初探[J].吉林地质,2004(9)．

[4]李庆忠,王建花.多波地震勘探的难点与展望[M].中国海洋大学出版社.