低频地震探测方式

低频地震探测方式(LFS)是基于自然背景地震光谱在低频(1至10赫兹)下的分析。

LFS方式的原理是基于流体饱和、断裂以及多孔的介质操作而成的。在一个均质的地质环境内,微震的特性显示了地震能量的单调分布。地质的不均质物体,例如结晶基底、断层构造、碳氢化合物矿床和盐层的形成,引发在光谱里地震能量的重新分布(发生在能够清晰分辨的光谱峰值)。

由各种地质不均质产生的地震能量光谱峰值具能够辨别的特征。因此,石油饱和的储层发出强烈反常,以便我们预计在油藏的流体饱和度。

针对勘探区进行的地震能量峰值分布的分析能够让我们识别不同地质构造的区域。

研究范围包括油田勘测、数据处理以及解析。

油田勘测的修改:

  • 线(250米、500米以及更多)
  • 网格(250x250米、500x500米以及更多)

处理过程是通过我们原本软件的应用,以计算程序高效率地在人造和自然噪声下接收信息。这些程序包含了基于傅立叶分析(Fourier Analysis)与相关方式(Correlation Techniques)的传统信息处理化算法,以及基于小波分析(Wavelet Analysis)的方式。



Stages of Low-Frequency Seismic Sounding Method

低频地震探测阶层


数值模拟的应用让我们预测某些地质状况的微震区特性,以及比较模拟和真实的光谱曲线,以便增加数据解析的可靠性。

LFS勘测能够让我们确认和针对一个地质部分作出碳氢化合物的分层。通过在最接近的油井(已确定流体饱和度)测量,能够对LFS信号进行校准过程。

LFS探测的主要结果是一片地质图,显示于探测范围内含有石油和天然气的潜在地区。


物理理论

低频地震勘测方式是基于小烃类藏的微震光谱内,已增加低频(1至10赫兹)能量

效应的原理运作的,而这些气藏都是于1989年揭发的。在2002至2009年,针对此效应的研究和陆地勘探工作已经在超过了100个有关领域范围内实行了。此科技的测试基于各种地质状况大量的数据以便确定了反常特性理论上的理解。此特性与在表面和油气藏(图表1)的地震波多重反射(共鸣)有关。


Impedance frequency dependence for oil and water

图表2。油和水的阻抗频率依赖性


饱和油藏的反常大量波浪反射能够以水和油的基本物理性质比率解释,并不排除波浪低频分量被显然反射的因素。油的压缩系数比起水和四周岩石的压缩系数多出2至5倍。水和四周岩石的压缩系数只相差10指20%。其压缩系数被气体因素影响并大量地增加。油比起水和四周岩石的粘度多出两个数量级。在低频的影响之下,油藏内的粘性力衰减,导致油藏易被次声波变形。这将会减少其声阻抗,促进明显的反射系数(图表2)。

因此,油气藏的反射系数取决于地震波频 率,当频率增加时会导致系数的衰减。反常的强度取决于油藏的厚度以及它的基本物理性质– 粘度、压缩系数以及油饱和度。


数据采集

我们拥有超过60种先进的油田工具装备,能够适应各种在陆地上的运作状况。

拥有介于+40至-60摄氏温度的勘测经验。油田工作人员备有卫星通信以便在可达性低的地形内,方便传输运作数据。


处理


LFS处理程序的方块图包含了以下的阶段:

  • 预备阶段;
  • 窄带噪声过滤;
  • 瞬态噪声过滤;
  • 最终傅立叶谱的生成;
  • 反常光谱参数的估计;
  • 光谱反常参数变化的校正.


预备阶段包含了针对油田数据素质的评估(以视觉分析以及地震波信号的动态频谱图进行评估)。至于低素质的数据,油田工作人员将会在已排斥的接受点重新进行 数据采集。通过可辨别的信号和噪声特征,确认频率范围,而其信号事件不被明显的噪声影响。此阶段也包含了在当下勘测区内,对微震信号的各个特征进行自动过滤科技的调整。




通过准谐噪波过滤的优化方法能够过滤窄带噪声,并保留背景噪声的水平,以便排除一些由单色震动(近表面的工业来源造成的)的窄带分量;


瞬态噪声过滤必须进行以便排除由能量增加(已添加表面噪声造成的)导致的波形快照。其将导致目标背景微震噪声受到大量的变形.


最终傅立叶谱的生成。





通过自动模式的光谱峰值参数化算法,能够进行反常光谱参数(估计反常光谱的频率、反常带宽、局部信噪比)的估计。其是基于微震信号光谱的小波图内,局部峰值的优化方法研制成的。在复杂的光谱(一些反常地质地区的重叠光谱峰值)的情况下,反常强度的估计将以“手动”模式进行。



光谱反常参数变化的校正。通过多次在微震波场谱的研究显示,在已记录的累积光谱内出现明显的反常参数变化(例如:日夜的时候)。此科技包含了反常参数的变化(有限的同步观测点于微震波场的时间非稳定性和空间异质性)。


光谱反常参数变化的校正。对微震波场谱的反复研究表明,在比较例如白天和夜间记录的累积光谱时,反常参数的变化是明显的。在微震波场的时间非稳定性和空间异质性情况之下,使用了能够在给定有限数量的同步观测点的情况下考虑反常参数变化的科术。为了让这个阶段加速,用于自动计算校正系数的化算法得以开发,该算法基于预先准备的测量元数据电子表格执行计算。



解析

低频地震传感的解析包含了:

  • 在白天进行的反常稳定性分析;
  • 光谱的分类;
  • 聚类分析;
  • 映照.
  • 已预测频率的算法;
  • 对比分析;
  • 数值模拟;


在白天进行的反常稳定性分析。

在此研究的白天反常稳定性是记录反常“信噪比”参数的时间非稳定变化。


光谱的分类.

反常光谱的聚类分析(频率、宽度以及反常的“素质”),使到:


  1. 以视觉评估参数值的分布(形成聚类的);
  2. 在勘测范围内从随机的反常光谱,分出稳定的光谱;
  3. 把反常参数的物理范围值得生成自动化;
  4. 以数值比较在不同范围中记录的反常参数.


已预测频率的算法基于聚类分析结果进行的。其结果是根据于某个结构的纵向速度分布的井中观测以及VSP数据作出的。通过真实的反常频率和一组已预测的频率(归因于地层的)之间的比较显示,确定了出现油藏间隔的可能性。

已获取的光谱和以往深度钻井数据证明含油地区的光谱之间的对比分析;

通过地质环境内地震波分布的数值模拟,以计算微震的合成光谱(假设在此构造没有油饱和以及于一个或更多地目标地层没有油饱和)。所获取的合成地震图将与油田数据相比,以便能够确认在此部分含着最有可能的碳氢聚集区。


映照和反常参数的空间分布对比分析,以便评估某些物质含油的潜在疑问.


软件包

低频被动地震数据是通过大量原始数据的表征测试处理的,并需要把此数据以多变化、资源密集的计算方式进行处理。因此,我们应用基于最先进软件与硬件方案的内部软件包。



此软件包是基于三层架构建造的。所有资料密集的计算方式都安装在应用程序服务器内,于J2EE科技基础上执行的。此应用程序服务器活跃地应用分布式计算以便确保软件包的高扩展性。


为了确保灵活性,PC系统依据用户定义处理程序以便管理数据处理。此处理程序是由用户以大量标准的处理函数以及可能扩展到用户定义JavaMatlab模块编制而成的。处理程序可能包含分支点和保存点生成中级结果,以便让其减少重复计算的过程。

原始、中级以及结果的数据都存储于关系型数据库内。关系型数据库拥有灵活而可能被用户扩展的构造。至于低频地震数据,此系统可能使用地震数据、测井数据以及其他事实和制图性的地理-地球物理资料。




数值模拟

在地质环境的波浪传播,它们不但被烃类矿床所影响,而且也被很多其他相比的地形物质影响。因此导致的影响如油气藏所造成的。我们应用数值模拟以便了解在复杂地质环境的微震特性。





根据现有于此区的地震勘探数据,该区的地震机械模型进行编制,然而对此微震波分布展开数值实验。合成地震采集是通过假设在此构造没有油饱和以及于一个或更多地目标地层没有油饱和,的情况下计算的。


应用各种统计方式,所获的合成采集将与油田数据相比,以便确认烃类的潜在和位置最有可能的选择。

数值模拟是以高性能电脑,基于大量并行TESLA处理器,加上CUDA 2.1编程环境(来自nVidia)。以平面(高达1米)以及立体(高达10米)的分辨率,这些方案的应用允许计算地质环境的多变化模型。计算程序都在比起单核3GHZ Intel处理器快出30至200倍的状况下进行。


科技的效率

若您对地球物理的方式感到不满意,那您需要更多的!

至今,超过126个研究范围总面积为1133.5平方公里的工程项目已经完成了。

LFS科技的效率高达85.3%

95栋油井已经通过低频地震探测的解析结果,钻建完成。81栋油井已经证实了预测结果。28栋油井已经从碳酸盐矿床生产烃类,以及35栋油井从陆源沉积物生产烃类。

低频地震探测的效率(2005年至2010年)