本發(fā)明涉及時移地震技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種海上非重復性拖纜時移地震數(shù)據(jù)高密度采集方法。

背景技術(shù)：

時移地震作為目前針對已開發(fā)油氣田，通過特定的野外觀測系統(tǒng)設(shè)計、地震處理、解釋、反演以及建模等多項技術(shù)相結(jié)合，達到監(jiān)測分析地下流體性質(zhì)以及流體飽和度、壓力隨油氣田開發(fā)進程變化的一項專門技術(shù)，其分析研究剩余油氣分布、優(yōu)化完善開發(fā)井設(shè)計部署、最終達到提高油氣田采收率之目的的作用已為國內(nèi)外許多油氣田開發(fā)經(jīng)驗所證實。

經(jīng)典時移地震的主要思想是通過時間延遲(一般是油氣田開發(fā)初期及中后期)的多次地震采集，觀測地震響應的差異進而確定油氣藏伴隨開發(fā)進程的動態(tài)變化，達到落實剩余油氣分布、優(yōu)化開發(fā)井位設(shè)計、提高油氣田最終采收率的目的。時移地震技術(shù)要求兩期地震采集資料經(jīng)處理得到的成果數(shù)據(jù)的差異僅與地下油氣藏流體及壓力的變化相關(guān)，而與地震資料采集與資料處理無關(guān)。其中，合理有效的野外地震資料采集方案設(shè)計是關(guān)系到時移地震技術(shù)能否成功應用的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。

時移地震野外采集方案設(shè)計包括重復性設(shè)計和非重復性設(shè)計兩種，重復性設(shè)計指兩期地震采集方案基本一致，這是滿足時移地震兩期數(shù)據(jù)一致性要求的理想狀態(tài)；非重復性設(shè)計指由于工區(qū)條件及地震采集方式限制無法實現(xiàn)重復性采集設(shè)計，通過有效的采集方案設(shè)計結(jié)合資料處理手段最大限度滿足時移地震兩期數(shù)據(jù)一致性要求的方法。海上地震資料采集主要包括拖纜和海底電纜兩種方式，海底電纜可實現(xiàn)時移地震的重復性采集，但由于該方式工程費用較高且需要在油氣田開發(fā)方案設(shè)計階段整體部署實施，目前國內(nèi)已開發(fā)油氣田一般不具備這一條件。因此，拖纜采集方式成為目前國內(nèi)外針對已開發(fā)油氣田實施時移地震技術(shù)的主要地震資料采集方式。

地震資料海上拖纜采集與陸上采集存在很大不同，陸上時移地震資料采集可根據(jù)前期采集方案設(shè)計精確布設(shè)炮點及接收點并實現(xiàn)重復性采集，在野外采集觀測系統(tǒng)級別保證兩期數(shù)據(jù)的一致性。

目前，海上常規(guī)拖纜地震采集方法根據(jù)電纜條數(shù)和電纜間距確定地震采集船航行線滾動距離，所采集數(shù)據(jù)在非縱方向(即與航行線垂直方向)地下反射面元沒有重復覆蓋(如圖1所示)。由于洋流、潮汐以及電纜羽角的變化，一期基礎(chǔ)采集大多存在資料采集空白區(qū)，為保證采集資料質(zhì)量滿足設(shè)計要求，常規(guī)拖纜采集在完成主要采集任務后一般需要實施補線、補炮作業(yè)以實現(xiàn)地下反射面元覆蓋次數(shù)滿足設(shè)計要求，這就導致一期基礎(chǔ)采集地震船航行線軌跡相當復雜(如圖2所示)。另外，洋流、潮汐以及采集設(shè)備的變化將導致不同期次海上采集電纜羽角差別巨大。以目前地震船采集設(shè)備能力，在一定的費用工期限制下，按照重復性時移地震思路設(shè)計并現(xiàn)場施工完成時移地震二期監(jiān)測采集并實現(xiàn)兩期采集資料激發(fā)點和接收點位置的嚴格一致是不可能的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種改進的海上非重復性拖纜時移地震數(shù)據(jù)采集方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種海上非重復性拖纜時移地震數(shù)據(jù)高密度采集方法，包括以下步驟：

S1、地震采集船以地震工區(qū)的第一側(cè)作為起點，將多根電纜按照一條采集航行線拖至工區(qū)第二側(cè)并實施地震數(shù)據(jù)采集作業(yè)；

多根電纜間隔排布，相鄰兩根電纜的纜間距始終保持設(shè)定距離；

S2、地震采集船完成所述地震數(shù)據(jù)采集作業(yè)后，以相反方向從第二側(cè)再次進入地震工區(qū)，按照另一條采集航行線將多根電纜從地震工區(qū)第二側(cè)拖至第一側(cè)并實施地震數(shù)據(jù)采集作業(yè)；

S3、依次重復步驟S1和S2，所述采集航行線根據(jù)所述電纜的纜間距逐纜滾動的方式排布，使得相鄰兩條采集航行線之間的距離與所述電纜的纜間距一致。

優(yōu)選地，步驟S1中，相鄰兩根電纜的纜間距的設(shè)定距離為100m。

優(yōu)選地，步驟S1和S2中，所述電纜在實施地震數(shù)據(jù)采集作業(yè)過程中保持平直。

優(yōu)選地，步驟S1中，所述電纜為N根，N為大于1的整數(shù)；

步驟S3中，相鄰兩條采集航行線中有N-1根電纜軌跡位置重合。

優(yōu)選地，多根電纜為4-12根。

優(yōu)選地，步驟S1之前，調(diào)整所述地震采集船的航向以及電纜姿態(tài)，使所述地震采集船航向位于所述采集航行線的延伸段上，相鄰兩根電纜的纜間距保持設(shè)定距離。

優(yōu)選地，步驟S2中，所述地震采集船以相反方向從第二側(cè)再次進入地震工區(qū)前，調(diào)整航向以及電纜姿態(tài)，使所述地震采集船航向位于所述采集航行線的延伸段上，相鄰兩根電纜的纜間距保持設(shè)定距離。

本發(fā)明的有益效果：地震采集船的采集航行線根據(jù)電纜間距逐纜滾動的高密度采集方法所獲得的地震數(shù)據(jù)地下面元覆蓋次數(shù)均勻密集，數(shù)據(jù)的規(guī)則性和一致性較常規(guī)采集方式大幅提高；解決了海上拖纜非重復性時移地震采集數(shù)據(jù)的非一致性難題，為在海上已開發(fā)油氣田運用時移地震技術(shù)落實剩余油氣分布規(guī)律，進而提高油氣田最終采收率提供了經(jīng)濟可行的解決方案。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中：

圖1是中國南海東部西江時移地震工區(qū)一期基礎(chǔ)采集方案示意圖(采用目前海上拖纜常規(guī)采集方式，雙源四纜，2003年采集)；

圖2是中國南海東部西江時移地震工區(qū)一期基礎(chǔ)采集地震船航行線軌跡圖(采用目前海上拖纜常規(guī)采集方式，2003年采集)；

圖3是本發(fā)明的海上非重復性拖纜時移地震數(shù)據(jù)高密度采集方法示意圖(中國南海東部西江時移地震工區(qū)，雙源十纜)；

圖4是本發(fā)明的海上非重復性拖纜時移地震數(shù)據(jù)高密度采集方法電纜排布及數(shù)據(jù)提取示意圖(中國南海東部西江時移地震工區(qū)，二期監(jiān)測采集相鄰兩條采集航行線電纜分布與一期基礎(chǔ)采集電纜分布疊合圖及數(shù)據(jù)提取關(guān)系圖)；

圖5是本發(fā)明的二期監(jiān)測采集高密度數(shù)據(jù)與一期基礎(chǔ)采集數(shù)據(jù)地震反射數(shù)據(jù)道激發(fā)點位置差異ds與接收點位置差異dr概率分布質(zhì)控圖(中國南海東部西江時移地震工區(qū))。

具體實施方式

為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細說明本發(fā)明的具體實施方式。

本發(fā)明的海上非重復性拖纜地震數(shù)據(jù)高密度采集方法，以目前經(jīng)濟技術(shù)可行的海上拖纜方式實施時移地震二期監(jiān)測數(shù)據(jù)采集，為在海上已開發(fā)油氣田運用時移地震技術(shù)提高最終采收率提供了滿足數(shù)據(jù)一致性要求的二期監(jiān)測原始地震資料。本發(fā)明主要以地震采集航行線根據(jù)電纜間距逐纜滾動方式進行數(shù)據(jù)的高密度采集。

參考圖3所示，本發(fā)明一實施例的海上非重復性拖纜時移地震數(shù)據(jù)高密度采集方法可包括以下步驟：

S1、地震采集船10以地震工區(qū)的第一側(cè)作為起點，將多根電纜20按照一條采集航行線從第一側(cè)拖至工區(qū)的第二側(cè)并實施地震數(shù)據(jù)采集作業(yè)。

多根電纜20拖帶在地震采集船10的后方，電纜20相間隔排布，始終保持設(shè)定距離。本實施例中，相鄰兩根電纜20的纜間距始終保持100m。電纜20在拖帶過程中始終保持平直，即電纜羽角應盡可能減小。

電纜20的數(shù)量主要根據(jù)地質(zhì)油藏任務及地震采集船設(shè)備能力確定?？紤]到目前地震數(shù)據(jù)寬方位要求，電纜數(shù)量一般為4-12根。本實施例中，電纜數(shù)量為10根。

地震采集船10的后方設(shè)置兩個氣槍激發(fā)點30。本實施例中，兩個氣槍激發(fā)點30之間的炮間距為50m，氣槍激發(fā)點30位于電纜20和地震采集船10之間。

在該步驟S1之前，還根據(jù)需要調(diào)整地震采集船10的航向以及電纜姿態(tài)，使地震采集船10航向位于采集航行線的延伸段上，電纜20保持平直，相鄰兩根電纜20的纜間距保持設(shè)定距離。

S2、地震采集船10完成上述采集航行線的地震數(shù)據(jù)采集作業(yè)后駛離地震工區(qū)，經(jīng)航向及電纜姿態(tài)調(diào)整，以地震工區(qū)的第二側(cè)作為起點，按照另一條采集航行線將多根電纜20從第二側(cè)拖至地震工區(qū)的第一側(cè)并實施地震數(shù)據(jù)采集作業(yè)。

該采集航行線與步驟S1中的采集航行線相平行，且采集方向相反。

地震采集船10以相反方向從第二側(cè)再次進入地震工區(qū)前，調(diào)整航向以及電纜姿態(tài)，使地震采集船10航向位于采集航行線的延伸段上，電纜20保持平直，相鄰兩根電纜20的纜間距保持設(shè)定距離。

地震采集船10完成本次采集航行線的地震數(shù)據(jù)采集作業(yè)后從地震工區(qū)第一側(cè)駛離地震工區(qū)，經(jīng)航向及電纜姿態(tài)調(diào)整后，再次從第一側(cè)進入地震工區(qū)實施數(shù)據(jù)采集作業(yè)。

S3、依次重復步驟S1和S2直至完成全地震工區(qū)的地震數(shù)據(jù)采集作業(yè)，采集航行線根據(jù)電纜的纜間距以逐纜滾動的高密度方式排布，使得相鄰兩條采集航行線之間的距離與電纜的纜間距一致。

本實施例中，相鄰兩條采集航行線之間的距離與電纜的纜間距一致，同為100m。

本發(fā)明采集航行線間電纜20行進的軌跡如圖3中虛線所示(圖中示出相鄰3條采集航行線)，每相鄰的兩條采集航行線中部分電纜20行進的軌跡相互覆蓋，使得相鄰兩條采集航行線地震數(shù)據(jù)采集范圍部分重合。假設(shè)步驟S1中，地震采集船10后方拖帶的電纜20為N根，N為大于1的整數(shù)；數(shù)據(jù)采集作業(yè)實施過程中，N根電纜有N條軌跡，其相鄰采集航行線拖帶電纜20中的N-1根的行進軌跡覆蓋S1中采集航行線拖帶電纜20中的N-1根的行進軌跡。

本實施例中，地震采集船10拖帶10根電纜20，10根電纜20覆蓋的橫向范圍達到900m，即最外側(cè)的兩根電纜20之間的距離為900m。某條采集航行線的地震數(shù)據(jù)采集作業(yè)實施后，電纜20的行進軌跡橫向覆蓋范圍是900m；其相鄰一條采集航行線的地震數(shù)據(jù)采集作業(yè)實施后，電纜20的軌跡覆蓋范圍900m中有800m與前述采集航行線的覆蓋范圍重合。即地震采集船10兩次航行拖帶的10根電纜20沿相鄰兩條采集航行線作業(yè)理論上有9根電纜20設(shè)計位置重合。

海上拖纜地震采集實施步驟S1和S2后完成一次地震數(shù)據(jù)采集作業(yè)循環(huán)，地震采集船重新位于地震工區(qū)第一側(cè)開始實施后續(xù)采集作業(yè)循環(huán)，直至完成地震工區(qū)采集方案設(shè)計的全部航行線數(shù)據(jù)采集作業(yè)工作量。

具體地，本發(fā)明中，如圖3所示，地震采集船10第一次航行時，按照采集航行線1實施作業(yè)任務，從地震工區(qū)的第一側(cè)行進至第二側(cè)，完成本條采集航行線作業(yè)任務后從工區(qū)第二側(cè)駛離地震工區(qū)。經(jīng)航向和電纜姿態(tài)調(diào)整，地震采集船10以相反方向從第二側(cè)再次進入地震工區(qū)實施數(shù)據(jù)采集作業(yè)，完成該條采集航行線作業(yè)工作量后，地震采集船10從第一側(cè)駛離地震工區(qū)，從而完成一次采集作業(yè)循環(huán)。重復上述作業(yè)過程，經(jīng)航向及電纜姿態(tài)調(diào)整，地震采集船10按照采集航行線2從第一側(cè)再次進入地震工區(qū)實施下一個采集作業(yè)循環(huán)。

相鄰的采集航行線1與采集航行線2之間的距離為100m，與電纜20間距一致。

以此類推，地震采集船10完成第二個采集作業(yè)循環(huán)后，按照采集航行線3第三次從第一側(cè)進入工區(qū)實施數(shù)據(jù)采集作業(yè)，采集航行線3與相鄰的采集航行線2之間的距離為100m，與電纜20的纜間距一致。采集作業(yè)按照上述方式循環(huán)進行，直至完成全地震工區(qū)所有采集航行線數(shù)據(jù)采集作業(yè)工作量，從而完成海上非重復性拖纜時移地震二期監(jiān)測數(shù)據(jù)高密度采集。

按照上述采集航行線根據(jù)電纜間距逐纜滾動的高密度排布方式采集的地震數(shù)據(jù)地下反射面元覆蓋次數(shù)均勻密集，數(shù)據(jù)的規(guī)則性和一致性較常規(guī)采集數(shù)據(jù)大幅提高。另一方面，高密度采集數(shù)據(jù)為分析提取既保持足夠覆蓋次數(shù)又滿足時移地震兩期數(shù)據(jù)一致性要求的原始數(shù)據(jù)體提供了可能。

進一步地，該方法還包括以下內(nèi)容：

根據(jù)時移地震兩期數(shù)據(jù)一致性判別準則ds+dr<100m，即兩期采集數(shù)據(jù)地震反射數(shù)據(jù)道激發(fā)點位置差異和接受點位置差異之和小于100m，基于一期基礎(chǔ)數(shù)據(jù)體和二期高密度監(jiān)測數(shù)據(jù)體，分析提取并重構(gòu)滿足時移地震數(shù)據(jù)一致性要求的原始數(shù)據(jù)體。

ds+dr<100m準則中，ds代表一期基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和二期高密度監(jiān)測數(shù)據(jù)中地震反射數(shù)據(jù)道的激發(fā)點位置差異，dr代表一期基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和二期高密度監(jiān)測數(shù)據(jù)中地震反射數(shù)據(jù)道的接收點位置差異。

本發(fā)明中電纜分布與一期基礎(chǔ)采集電纜分布疊合關(guān)系及數(shù)據(jù)提取關(guān)系可參考圖4所示，圖4中(a)為本發(fā)明的二期高密度監(jiān)測采集相鄰兩條采集航行線電纜分布與一期常規(guī)基礎(chǔ)采集電纜分布關(guān)系疊合圖；(b)為依據(jù)ds+dr<100m準則，基于一期基礎(chǔ)采集各地震反射數(shù)據(jù)道激發(fā)接收點位置從二期高密度監(jiān)測采集中提取的滿足時移地震數(shù)據(jù)一致性要求的電纜分布關(guān)系圖，圖中虛線為一期基礎(chǔ)采集電纜位置，實線為本發(fā)明的二期高密度監(jiān)測采集數(shù)據(jù)提取的相關(guān)電纜位置。從圖中可知，二期高密度監(jiān)測采集數(shù)據(jù)既能滿足時移地震兩期數(shù)據(jù)的一致性要求，還能確保ds+dr<100m準則下提取數(shù)據(jù)體保持足夠的覆蓋次數(shù)以滿足資料信噪比要求。

本發(fā)明的數(shù)據(jù)質(zhì)控提取及重構(gòu)評價可參考圖5所示，本實施例中，圖(a)為在ds+dr<100m條件下重構(gòu)本發(fā)明采集數(shù)據(jù)(二期高密度監(jiān)測采集)實現(xiàn)的時移地震兩期數(shù)據(jù)地震反射數(shù)據(jù)道激發(fā)點差異(ds)和接收點差異(dr)概率分布質(zhì)控圖。圖(a)中，縱軸表示概率(％)，橫軸表示差異數(shù)值(m)；曲線1表明兩期采集數(shù)據(jù)地震反射數(shù)據(jù)道激發(fā)點差異分布在0-60m間，差異峰值主要集中在20m左右；曲線2表明兩期采集數(shù)據(jù)地震反射數(shù)據(jù)道接收點差異主要分布在0-60m間，差異峰值主要分布在30m左右；曲線3表明重構(gòu)的二期高密度監(jiān)測采集與一期基礎(chǔ)采集地震反射數(shù)據(jù)道激發(fā)點位置差異(ds)與接收點位置差異(dr)之和在90m范圍內(nèi)的達到99.8％，ds+dr差異在80m范圍內(nèi)的達到98.6％。

在以上差異條件下，圖5(b)給出了最終重構(gòu)的時移地震兩期數(shù)據(jù)激發(fā)點位置分布圖。對比最終重構(gòu)的時移地震兩期數(shù)據(jù)激發(fā)點分布位置圖可以看出，本發(fā)明中的地震采集船航行線根據(jù)電纜間距逐纜滾動的高密度采集方式獲得了高一致性的二期監(jiān)測數(shù)據(jù)，為后續(xù)時移地震處理解釋以及最終的剩余油氣分布預測提供了滿足要求的原始數(shù)據(jù)體。

以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。