GeoMountain采集工程師表層調(diào)查軟件及其應(yīng)用

摘 要

摘要：中國西部地區(qū)的表層結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變，這不僅影響了激發(fā)和接收，使野外采集難以獲得較高信噪比的原始資料，而且也嚴重影響了地震資料的成像和振幅保真處理。針對該問題，GeoMountai
摘要：中國西部地區(qū)的表層結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變，這不僅影響了激發(fā)和接收，使野外采集難以獲得較高信噪比的原始資料，而且也嚴重影響了地震資料的成像和振幅保真處理。針對該問題，GeoMountain采集工程師表層調(diào)查軟件通過對微VSP、微測井、小折射和雙井微測井等資料的人機交互處理和解釋，實現(xiàn)了表層速度反演，建立了準確的表層物理模型，從而指導(dǎo)野外激發(fā)、接收，為靜校正量計算提供了可靠的數(shù)據(jù)。從實際應(yīng)用情況看，該軟件是研究復(fù)雜多變近地表環(huán)境的有效工具。
關(guān)鍵詞：GeoMountain軟年系統(tǒng)；地表；地震數(shù)據(jù)；采集；計算機程序；設(shè)計
0 引言
在山地、沙漠、黃土較發(fā)育地區(qū)，表層結(jié)構(gòu)復(fù)雜、地形起伏大，這影響了地震勘探的激發(fā)和接收，使野外采集難以獲得較高信噪比原始資料；而引起的反射時間延遲、振幅畸變等問題嚴重影響了地震資料的疊加成像、剖面的構(gòu)造解釋和儲層的研究[1～2]。為解決采集中的激發(fā)問題、資料處理中的靜校正問題、波場延拓問題、振幅保真問題，進行復(fù)雜探區(qū)表層調(diào)查、建立精細的表層物理模型至關(guān)重要?，F(xiàn)今常用的地震勘探表層調(diào)查方法有小折射、單井微測井、雙井微測井和微VSP等方法。小折射成本低，易實現(xiàn)，但只適用于地表較平坦，地下模型較平緩，層狀均勻介質(zhì)的地區(qū)；微測井能夠準確地提供表層低、降速帶的速度界面和速度值，但在復(fù)雜地區(qū)鉆井效率低、成本高，不易實現(xiàn)；微VSP法是地面激發(fā)一次井下多道接收，同一炮的初至能量的對比關(guān)系能反應(yīng)地層的衰減特征，進而可反演地層的品質(zhì)因子，能更好地搞清表層速度結(jié)構(gòu)問題。因此，在實際生產(chǎn)中，需因地制宜地選擇恰當(dāng)方法進行表層結(jié)構(gòu)調(diào)查[3～5]。
GeoMountain采集工程師表層調(diào)查軟件是川慶鉆探工程公司地球物理勘探公司研制的GeoMountain采集工程師軟件系統(tǒng)的核心組成之一，具有對常規(guī)表層調(diào)查方法所獲原始資料的人機交互處理、解釋能力，還提供了逐點動態(tài)井深設(shè)計、未鉆遇低降速帶底界地層的速度和厚度預(yù)測等功能，它可基于各控制點的解釋成果，利用內(nèi)插外推方法建立準確的表層物理模型，從而指導(dǎo)野外地震資料采集的激發(fā)和接收，也為靜校正量計算提供可靠數(shù)據(jù)。
1 軟件設(shè)計
1.1 軟件架構(gòu)設(shè)計
GeoMountain采集工程師表層調(diào)查軟件架構(gòu)從邏輯上可分為3個層次，從下到上分別為數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)層和表示層。表示層提供給用戶一個方便、靈活、高交互性的人機界面；業(yè)務(wù)層響應(yīng)上層的用戶請求，從數(shù)據(jù)層獲取表層調(diào)查相關(guān)數(shù)據(jù)，執(zhí)行處理、解釋任務(wù)，并將相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳給表示層以文本、圖件等方式顯示出來；數(shù)據(jù)訪問層提供數(shù)據(jù)訪問接口并維護數(shù)據(jù)的完整性、安全性，它直接與數(shù)據(jù)庫交互。這種架構(gòu)保證了該軟件中每層都相互獨立且完整，利于各種數(shù)據(jù)的管理，便于軟件的維護和升級。
1.2 功能結(jié)構(gòu)設(shè)計
GeoMountain采集工程師表層調(diào)查軟件涉及觀測系統(tǒng)定義、數(shù)據(jù)加載、資料處理與解釋、表層模型建立及靜校正量計算等多個方面。如圖1所示，該軟件主要由單個控制點資料處理解釋模塊、表層模型構(gòu)建與靜校正計算模塊和其他功能模塊組成。整個軟件的工作流程大致為：首先定義班報，并導(dǎo)入小折射、單井微測井、雙井微測井和微VSP野外采集的單炮數(shù)據(jù)；再進行數(shù)比增益顯示、初至拾取等處理；接著進行初至擬合并生成單個控制點的低、降速層速度和厚度解釋成果；通過多個控制點的解釋數(shù)據(jù)，采用內(nèi)插和外推技術(shù)建立二維和三維表層模型，最后利用上述模型進行逐點的井深設(shè)計和模型靜校正量計算。
 

2 軟件主要功能和技術(shù)特色
2.1 常用表層調(diào)查方法資料處理解釋
針對各種地表條件，軟件具有對多種表層調(diào)查方法(小折射、單井微測井、雙井微測井和微VSP)所獲原始資料的處理和解釋功能。在小折射方面，軟件既能實現(xiàn)常規(guī)相遇觀測法所獲資料的處理，并提供截距時和廣義互換兩種方法解釋，也能對追逐放炮觀測系統(tǒng)所獲資料進行處理解釋。微VSP模塊利用測井段的初至?xí)r間分層計算測井段的速度，它能進行波的動力學(xué)分析，為用戶提供頻率和能量關(guān)系曲線和地層Q值的計算。雙井微測井技術(shù)是比常規(guī)微測井技術(shù)和小折射方法更先進的一項新技術(shù)。軟件也提供了利用雙井微測井資料進行波動力學(xué)分析的功能，從而幫助用戶進一步確定最佳激發(fā)井深范圍。在進行上述4種資料處理解釋中，軟件均提供了自動拾取初至和自動初至擬合功能。
2.2 未鉆遇地層的預(yù)測
在未鉆穿低降速帶地區(qū)，GeoMountain采集工程師表層調(diào)查軟件提供了用微VSP資料預(yù)測低降速層底界深度和速度的功能，可解決巨厚黃土區(qū)的近地表調(diào)查難題。其實現(xiàn)步驟如下：首先拾取初至?xí)r間，然后對炮記錄進行上、下行波分離，并在上行波記錄上拾取目的層(預(yù)測層)的旅行時，最后利用已鉆井段的深度、速度以及目的層旅行時并根據(jù)上行波的時距曲線方程預(yù)測出未鉆遇地層的深度、速度、傾斜角度。
2.3 逐點井深設(shè)計
實際生產(chǎn)中，表層模型建立后，緊接著需要做井深設(shè)計。在本軟件中，用戶只需設(shè)置每個激發(fā)點的藥量、每公斤藥量的長度、激發(fā)點距高速頂?shù)纳疃?個參數(shù)，就能獲得工區(qū)內(nèi)各點的井深設(shè)計值。
2.4 二、三維表層建模及靜校正量計算
實際生產(chǎn)中，一個勘探工區(qū)只可能作有限的調(diào)查點，需要用這有限的調(diào)查點的速度、厚度來建立整個工區(qū)的表層結(jié)構(gòu)模型。GeoMountain采集工程師表層調(diào)查軟件利用控制點信息并借助層間相似關(guān)系完成二維表層模型構(gòu)建，采用克里金插值法實現(xiàn)了由控制點信息來構(gòu)建三維表層模型；并基于表層模型提供二維和三維的靜校正計算功能。
3 軟件應(yīng)用
3.1 復(fù)雜地表區(qū)的應(yīng)用
該區(qū)地表巖性復(fù)雜，表層結(jié)構(gòu)縱、橫向變化較大(見圖2)。在堿灘堿湖、沙漠區(qū)用小折射方法，砂巖出露區(qū)用微測井方法進行表層調(diào)查。
 

圖3是利用GeoMountain采集工程師表層調(diào)查軟件對小折射控制點和微測井控制點的資料處理和解釋結(jié)果。根據(jù)工區(qū)所有控制點解釋結(jié)果，建立表層模型，有效地指導(dǎo)了地震采集激發(fā)井深設(shè)計。圖4是利用表層模型所做的逐點井深設(shè)計。
 

3.2 巨厚黃土區(qū)的應(yīng)用
由于巨厚黃土區(qū)常規(guī)微測井或微VSP方法在井深小于表層厚度情況下，無法解釋高速層頂界深度。而GeoMountain采集工程師表層調(diào)查軟件能利用該類資料中分離后的上行波預(yù)測未鉆遇地層的厚度，從而有效地解決該地區(qū)的表層調(diào)查問題。  
圖5-a是該區(qū)采集的微VSP野外原始記錄，利用中值濾波進行波場分離，分離后的上行波記錄如圖5-b所示，該波場分離方法能較好地分離出上行波。圖5-c是該軟件解釋結(jié)果，得到低降速帶深度或高速度層頂界深度為125m，井底至高速層頂50m。

4 結(jié)論
1) 復(fù)雜地區(qū)表層調(diào)查技術(shù)和相關(guān)配套軟件產(chǎn)品是確保高質(zhì)量地震資料采集和處理的重要基礎(chǔ)。
2) GeoMountain采集工程師表層調(diào)查軟件提供了現(xiàn)今常用的多種資料處理解釋方法，能有效協(xié)助完成各種探區(qū)的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查研究。
3) 在未鉆穿低降速帶地區(qū)，軟件提供的用微測井或微VSP資料預(yù)測低降速層底界深度和速度的功能，能解決巨厚的黃土或其他低降束帶地區(qū)的表層調(diào)查難題。
4) 軟件具有的自動初至拾取、自動初至擬合和逐點井深設(shè)計功能，減輕了野外工作人員的繁瑣、高強度工作，提高了工作效率。
5) GeoMountain采集工程師表層調(diào)查軟件在地表條件復(fù)雜地區(qū)的應(yīng)用取得了良好的效果。
參考文獻
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(本文作者：敬龍江1 何光明1 龍資強1 陳愛萍1 周阿波1 魏明2 1.川慶鉆探工程公司地球物理勘探公司技術(shù)發(fā)展中心；2.川慶鉆探工程公司地球物理勘探公司)