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随钻地震技术研究及应用效果

罗斌  
【摘要】:随钻地震技术近年来在国外发展迅速,它利用石油或工程钻探中钻头的振动作为震源进行地震勘探,是一种逆VSP,也称为随钻VSP 或钻头地震。它结合了地面地震和井中垂直地震(VSP)的优点,具有不干扰钻井工作,不占用钻井时间,无检波器下井风险,勘探效率高等特点,并能实时预测井筒周围、钻头前方地层的构造细节,以达到减少钻探风险为主要勘探目的。 本文在全面分析国外随钻地震技术发展现状的基础上,对随钻地震技术的方法原理、资料采集、资料处理及处理方法研究等方面作了全面的总结和论述。同时,针对目前技术发展中所存在的问题,研究和开发了随钻地震先导信号反褶积、多道统计子波反褶积和基于线性约束最小平方井场强干扰噪声衰减方法,并成功地将上述方法应用于随钻地震资料的采集和处理,获得理想的实际勘探效果。在以下方面取得新的突破和创新: 1. 首次系统地研究了随钻地震所产生的直达波、反射波和其它几种主要干扰波波场的空间传播特性,根据随钻地震波场在不同三维空间传播特性的差异,讨论了干扰波波场的分离和衰减方法,并对实际随钻地震资料进行了去噪处理,取得理想的处理效果。充分证明了上述研究的实际价值,对随钻地震勘探具有一定的指导意义。 2. 如何消除和削弱井场钻井作业产生的强噪声对随钻地震资料的干扰,恢复弱反射信号始终是随钻地震资料处理的关键。本文从研究钻井所产生的强干扰噪声源入手,研制和开发了基于线形约束最小平方井场相干噪声衰减方法。在对实际随钻地震资料的处理中,有效地消除了大部分井场强干扰噪声,而又不影响弱钻头信号,保真效果好,较目前现有的一些处理方法,如,F-K滤波、τ-p 域滤波等理想,是本文独创的随钻地震资料处理关键技术之一。 3. 钻杆等因素对先导信号的影响是不可避免的,特别对(30-40)Hz 频率成份的影响早在1936 年就为B.B.Weatherby 等人所共知,但如何消除上述影响始终是个主要问题。本文有效地将反褶积和去噪问题有机地结合在一起,成功地开发了随钻地震先导信号反褶积和多道统计子波反褶积,较好地解决了低信噪比随钻地震资料的反褶积和井场强干扰噪声的衰减问题,在实际随钻地震资料的处理中取得明显效果。 4. 通过对上述随钻地震波场特征的分析,并在去噪、先导信号反褶积等处理方法研究的基础上,对轮古47 井和红台11 井实际随钻地震资料进行了处理,建立了最终处理流程,获得比地面地震信噪比和分辨率更高的地震成像剖面,表明上述处理方法和处理流程的正确性,对今后随钻地震资料的处理具有较高的参考价值。


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