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用于浅层目标的高分辨率拖缆数据采集技术

用于浅层目标的高分辨率拖缆数据采集技术

最近,几种数据采集策略解决了巴伦支海等地区所遇到的这些挑战。

来自 | E&P
编译 | 白小明 影子

采用常规海洋地震采集和成像技术不能有效解决浅水和浅层目标相关的难题。对时间和空间的高分辨率成像需要多分量拖缆采集系统以及高密度的空间采样。由于震源阵列和外部拖缆之间的最小距离相对较大,常规的勘查缺乏近炮检距,在进行浅层目标数据采集时留下明显的作业痕迹。尽管通过增加采集工作量可以记录完美的采样数据,但成本和作业复杂性将大幅增加,成为限制因素。

现有的浅水采集解决方案

近期,PGS在浅水进行了多用户3-D作业,采用分别含10和12个双传感器拖缆,间隔75m,双源(表1)。对勘探目标和采集效率而言,选择上述配置是在地球物理照明和采样要求之间经过了最佳权衡。使用分离的波场成像技术对数据进行处理,以提供频谱带宽为2 – 200Hz的高质量浅层目标图像。这种处理方案可提供近炮检距并减小作业痕迹,从而为振幅与炮检距/振幅与方位角(AVO / AVA)分析收集更好的角度。

用于浅层目标的高分辨率拖缆数据采集技术

表1.前四列的航线间距相同;而针对P型电缆和高密度三源,大幅减小了横向面元尺寸。

P型电缆系统是为近地表成像而开发的,由许多非常短且密集分布的离散拖缆和单震源组成。16m x 12.5m的配置提供了良好的近炮检距覆盖范围和一个6.25m的横向面元尺寸。然而,缺乏长炮检距和覆盖次数使这些数据仅能用于浅层目标,并且不能实现全面的完整性成像和AVO/AVA分析。另外,与采用12m x 75m的拖缆范围,名义航线间距为450m相比,100m 的必要航线间距使更大范围的数据采集无法进行。

深拖以保持带宽

最近的案例研究表明,浅层区块地震图像的光谱含量在2 – 200Hz范围内或更高。深拖可以确保记录高质量的低频信号,但深拖检波器牺牲了更高频率的完整性。具有辅助虚反射响应的多分量系统可以在不影响整个频率范围完整性的情况下深拖,并且可以明显减少去虚反射的复杂性和不确定性。

密集采样和高效采集

在整个3-D成像工作流程中保存记录的光谱带宽需要采集比平时更密的横向样本。一个12m x 75m的配置与三震源相结合,可以提供12.5m的横向面元尺寸。

现代高容量地震勘探船可以在不牺牲效率的情况下,拖动密集分布的多条离散电缆。一个16m × 56.25m的覆盖面积可将名义横向面元尺寸减小到9.375m(双源和三源),并且还改善了检波器的侧向采样。通过将三源与间距37.5m的拖缆相结合,可实现6.25m的名义横向面元尺寸,与P型电缆具有相同的空间采样。

引入额外的源可能会进一步减小横向面元尺寸。但是,其他源可能会导致炮点间隔增大(减少覆盖次数),或者必须通过重叠放炮、震源混合以及去混合技术来辅助。当需要考虑多个深度的地质目标,或者必须分析叠前数据时,这些技术可能对图像质量和定量解释产生影响。

提高近角覆盖范围

这种方法改善了空间采样,但是近炮检距/角度的困难仍有待解决。提高近炮检距覆盖范围的一种简单的方法是减少拖缆数量,从而缩小了前述方案的覆盖宽度。然而,这将增加航线以及周转和成本。在浅层成像挑战的背景下,可以拖动更宽的源来改善拖缆采集的近炮检距分布。在双源配置下,加宽震源间隔,即将两个震源从位于地震船后面的中心位置,移向它们各自一侧的最外面电缆。加宽震源会减少覆盖范围局部到拖缆的横向距离,但会增加到其余部分的横向距离。通过这种配置,与标准的双源采集相比,可以使用近炮检距道填充更大的区域。结合高密度采集提供的横向采样,这也为近道插值和调整提供了良好的起始点。同一概念可以应用于三源或更高数量的源配置。

进一步优化

地震勘探通常针对多个特定的地质构造,并应提供覆盖浅层和深层构造的较大地质背景的高品质图象。高密度采集(如浅层区块所需)对于深部地质目标成像来说不是必要的。然而,深层目标的成像和定量解释需要长炮检距。由于所有地震勘探船的拖拽能力和拖缆库存都有限,可随缆线长度和间距不同而变化的拖缆分配应用,是一种实用且经济的方法,可为浅水提供最佳采样,同时还包含针对深部速度升级的长炮检距(图1)。

用于浅层目标的高分辨率拖缆数据采集技术

图1.在这种具有不同电缆长度和间距的高密度拖缆分布配置中,高密度拖缆和长炮检距组合为浅层目标成像提供了完整的解决方案。

高分辨率数据、高密度空间采样和近炮检距/近角信息是成功的关键因素。宽拖源和可变拖缆长度可以提供近炮检距和高分辨率速度模型,可以为降低勘探风险提供可靠的成像解决方案。

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