海上非重复性拖缆时移地震数据高密度采集方法与流程

本发明涉及时移地震技术领域，尤其涉及一种海上非重复性拖缆时移地震数据高密度采集方法。

背景技术：

时移地震作为目前针对已开发油气田，通过特定的野外观测系统设计、地震处理、解释、反演以及建模等多项技术相结合，达到监测分析地下流体性质以及流体饱和度、压力随油气田开发进程变化的一项专门技术，其分析研究剩余油气分布、优化完善开发井设计部署、最终达到提高油气田采收率之目的的作用已为国内外许多油气田开发经验所证实。

经典时移地震的主要思想是通过时间延迟(一般是油气田开发初期及中后期)的多次地震采集，观测地震响应的差异进而确定油气藏伴随开发进程的动态变化，达到落实剩余油气分布、优化开发井位设计、提高油气田最终采收率的目的。时移地震技术要求两期地震采集资料经处理得到的成果数据的差异仅与地下油气藏流体及压力的变化相关，而与地震资料采集与资料处理无关。其中，合理有效的野外地震资料采集方案设计是关系到时移地震技术能否成功应用的基础和关键。

时移地震野外采集方案设计包括重复性设计和非重复性设计两种，重复性设计指两期地震采集方案基本一致，这是满足时移地震两期数据一致性要求的理想状态；非重复性设计指由于工区条件及地震采集方式限制无法实现重复性采集设计，通过有效的采集方案设计结合资料处理手段最大限度满足时移地震两期数据一致性要求的方法。海上地震资料采集主要包括拖缆和海底电缆两种方式，海底电缆可实现时移地震的重复性采集，但由于该方式工程费用较高且需要在油气田开发方案设计阶段整体部署实施，目前国内已开发油气田一般不具备这一条件。因此，拖缆采集方式成为目前国内外针对已开发油气田实施时移地震技术的主要地震资料采集方式。

地震资料海上拖缆采集与陆上采集存在很大不同，陆上时移地震资料采集可根据前期采集方案设计精确布设炮点及接收点并实现重复性采集，在野外采集观测系统级别保证两期数据的一致性。

目前，海上常规拖缆地震采集方法根据电缆条数和电缆间距确定地震采集船航行线滚动距离，所采集数据在非纵方向(即与航行线垂直方向)地下反射面元没有重复覆盖(如图1所示)。由于洋流、潮汐以及电缆羽角的变化，一期基础采集大多存在资料采集空白区，为保证采集资料质量满足设计要求，常规拖缆采集在完成主要采集任务后一般需要实施补线、补炮作业以实现地下反射面元覆盖次数满足设计要求，这就导致一期基础采集地震船航行线轨迹相当复杂(如图2所示)。另外，洋流、潮汐以及采集设备的变化将导致不同期次海上采集电缆羽角差别巨大。以目前地震船采集设备能力，在一定的费用工期限制下，按照重复性时移地震思路设计并现场施工完成时移地震二期监测采集并实现两期采集资料激发点和接收点位置的严格一致是不可能的。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种改进的海上非重复性拖缆时移地震数据采集方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种海上非重复性拖缆时移地震数据高密度采集方法，包括以下步骤：

S1、地震采集船以地震工区的第一侧作为起点，将多根电缆按照一条采集航行线拖至工区第二侧并实施地震数据采集作业；

多根电缆间隔排布，相邻两根电缆的缆间距始终保持设定距离；

S2、地震采集船完成所述地震数据采集作业后，以相反方向从第二侧再次进入地震工区，按照另一条采集航行线将多根电缆从地震工区第二侧拖至第一侧并实施地震数据采集作业；

S3、依次重复步骤S1和S2，所述采集航行线根据所述电缆的缆间距逐缆滚动的方式排布，使得相邻两条采集航行线之间的距离与所述电缆的缆间距一致。

优选地，步骤S1中，相邻两根电缆的缆间距的设定距离为100m。

优选地，步骤S1和S2中，所述电缆在实施地震数据采集作业过程中保持平直。

优选地，步骤S1中，所述电缆为N根，N为大于1的整数；

步骤S3中，相邻两条采集航行线中有N-1根电缆轨迹位置重合。

优选地，多根电缆为4-12根。

优选地，步骤S1之前，调整所述地震采集船的航向以及电缆姿态，使所述地震采集船航向位于所述采集航行线的延伸段上，相邻两根电缆的缆间距保持设定距离。

优选地，步骤S2中，所述地震采集船以相反方向从第二侧再次进入地震工区前，调整航向以及电缆姿态，使所述地震采集船航向位于所述采集航行线的延伸段上，相邻两根电缆的缆间距保持设定距离。

本发明的有益效果：地震采集船的采集航行线根据电缆间距逐缆滚动的高密度采集方法所获得的地震数据地下面元覆盖次数均匀密集，数据的规则性和一致性较常规采集方式大幅提高；解决了海上拖缆非重复性时移地震采集数据的非一致性难题，为在海上已开发油气田运用时移地震技术落实剩余油气分布规律，进而提高油气田最终采收率提供了经济可行的解决方案。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是中国南海东部西江时移地震工区一期基础采集方案示意图(采用目前海上拖缆常规采集方式，双源四缆，2003年采集)；

图2是中国南海东部西江时移地震工区一期基础采集地震船航行线轨迹图(采用目前海上拖缆常规采集方式，2003年采集)；

图3是本发明的海上非重复性拖缆时移地震数据高密度采集方法示意图(中国南海东部西江时移地震工区，双源十缆)；

图4是本发明的海上非重复性拖缆时移地震数据高密度采集方法电缆排布及数据提取示意图(中国南海东部西江时移地震工区，二期监测采集相邻两条采集航行线电缆分布与一期基础采集电缆分布叠合图及数据提取关系图)；

图5是本发明的二期监测采集高密度数据与一期基础采集数据地震反射数据道激发点位置差异ds与接收点位置差异dr概率分布质控图(中国南海东部西江时移地震工区)。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

本发明的海上非重复性拖缆地震数据高密度采集方法，以目前经济技术可行的海上拖缆方式实施时移地震二期监测数据采集，为在海上已开发油气田运用时移地震技术提高最终采收率提供了满足数据一致性要求的二期监测原始地震资料。本发明主要以地震采集航行线根据电缆间距逐缆滚动方式进行数据的高密度采集。

参考图3所示，本发明一实施例的海上非重复性拖缆时移地震数据高密度采集方法可包括以下步骤：

S1、地震采集船10以地震工区的第一侧作为起点，将多根电缆20按照一条采集航行线从第一侧拖至工区的第二侧并实施地震数据采集作业。

多根电缆20拖带在地震采集船10的后方，电缆20相间隔排布，始终保持设定距离。本实施例中，相邻两根电缆20的缆间距始终保持100m。电缆20在拖带过程中始终保持平直，即电缆羽角应尽可能减小。

电缆20的数量主要根据地质油藏任务及地震采集船设备能力确定。考虑到目前地震数据宽方位要求，电缆数量一般为4-12根。本实施例中，电缆数量为10根。

地震采集船10的后方设置两个气枪激发点30。本实施例中，两个气枪激发点30之间的炮间距为50m，气枪激发点30位于电缆20和地震采集船10之间。

在该步骤S1之前，还根据需要调整地震采集船10的航向以及电缆姿态，使地震采集船10航向位于采集航行线的延伸段上，电缆20保持平直，相邻两根电缆20的缆间距保持设定距离。

S2、地震采集船10完成上述采集航行线的地震数据采集作业后驶离地震工区，经航向及电缆姿态调整，以地震工区的第二侧作为起点，按照另一条采集航行线将多根电缆20从第二侧拖至地震工区的第一侧并实施地震数据采集作业。

该采集航行线与步骤S1中的采集航行线相平行，且采集方向相反。

地震采集船10以相反方向从第二侧再次进入地震工区前，调整航向以及电缆姿态，使地震采集船10航向位于采集航行线的延伸段上，电缆20保持平直，相邻两根电缆20的缆间距保持设定距离。

地震采集船10完成本次采集航行线的地震数据采集作业后从地震工区第一侧驶离地震工区，经航向及电缆姿态调整后，再次从第一侧进入地震工区实施数据采集作业。

S3、依次重复步骤S1和S2直至完成全地震工区的地震数据采集作业，采集航行线根据电缆的缆间距以逐缆滚动的高密度方式排布，使得相邻两条采集航行线之间的距离与电缆的缆间距一致。

本实施例中，相邻两条采集航行线之间的距离与电缆的缆间距一致，同为100m。

本发明采集航行线间电缆20行进的轨迹如图3中虚线所示(图中示出相邻3条采集航行线)，每相邻的两条采集航行线中部分电缆20行进的轨迹相互覆盖，使得相邻两条采集航行线地震数据采集范围部分重合。假设步骤S1中，地震采集船10后方拖带的电缆20为N根，N为大于1的整数；数据采集作业实施过程中，N根电缆有N条轨迹，其相邻采集航行线拖带电缆20中的N-1根的行进轨迹覆盖S1中采集航行线拖带电缆20中的N-1根的行进轨迹。

本实施例中，地震采集船10拖带10根电缆20，10根电缆20覆盖的横向范围达到900m，即最外侧的两根电缆20之间的距离为900m。某条采集航行线的地震数据采集作业实施后，电缆20的行进轨迹横向覆盖范围是900m；其相邻一条采集航行线的地震数据采集作业实施后，电缆20的轨迹覆盖范围900m中有800m与前述采集航行线的覆盖范围重合。即地震采集船10两次航行拖带的10根电缆20沿相邻两条采集航行线作业理论上有9根电缆20设计位置重合。

海上拖缆地震采集实施步骤S1和S2后完成一次地震数据采集作业循环，地震采集船重新位于地震工区第一侧开始实施后续采集作业循环，直至完成地震工区采集方案设计的全部航行线数据采集作业工作量。

具体地，本发明中，如图3所示，地震采集船10第一次航行时，按照采集航行线1实施作业任务，从地震工区的第一侧行进至第二侧，完成本条采集航行线作业任务后从工区第二侧驶离地震工区。经航向和电缆姿态调整，地震采集船10以相反方向从第二侧再次进入地震工区实施数据采集作业，完成该条采集航行线作业工作量后，地震采集船10从第一侧驶离地震工区，从而完成一次采集作业循环。重复上述作业过程，经航向及电缆姿态调整，地震采集船10按照采集航行线2从第一侧再次进入地震工区实施下一个采集作业循环。

相邻的采集航行线1与采集航行线2之间的距离为100m，与电缆20间距一致。

以此类推，地震采集船10完成第二个采集作业循环后，按照采集航行线3第三次从第一侧进入工区实施数据采集作业，采集航行线3与相邻的采集航行线2之间的距离为100m，与电缆20的缆间距一致。采集作业按照上述方式循环进行，直至完成全地震工区所有采集航行线数据采集作业工作量，从而完成海上非重复性拖缆时移地震二期监测数据高密度采集。

按照上述采集航行线根据电缆间距逐缆滚动的高密度排布方式采集的地震数据地下反射面元覆盖次数均匀密集，数据的规则性和一致性较常规采集数据大幅提高。另一方面，高密度采集数据为分析提取既保持足够覆盖次数又满足时移地震两期数据一致性要求的原始数据体提供了可能。

进一步地，该方法还包括以下内容：

根据时移地震两期数据一致性判别准则ds+dr<100m，即两期采集数据地震反射数据道激发点位置差异和接受点位置差异之和小于100m，基于一期基础数据体和二期高密度监测数据体，分析提取并重构满足时移地震数据一致性要求的原始数据体。

ds+dr<100m准则中，ds代表一期基础数据和二期高密度监测数据中地震反射数据道的激发点位置差异，dr代表一期基础数据和二期高密度监测数据中地震反射数据道的接收点位置差异。

本发明中电缆分布与一期基础采集电缆分布叠合关系及数据提取关系可参考图4所示，图4中(a)为本发明的二期高密度监测采集相邻两条采集航行线电缆分布与一期常规基础采集电缆分布关系叠合图；(b)为依据ds+dr<100m准则，基于一期基础采集各地震反射数据道激发接收点位置从二期高密度监测采集中提取的满足时移地震数据一致性要求的电缆分布关系图，图中虚线为一期基础采集电缆位置，实线为本发明的二期高密度监测采集数据提取的相关电缆位置。从图中可知，二期高密度监测采集数据既能满足时移地震两期数据的一致性要求，还能确保ds+dr<100m准则下提取数据体保持足够的覆盖次数以满足资料信噪比要求。

本发明的数据质控提取及重构评价可参考图5所示，本实施例中，图(a)为在ds+dr<100m条件下重构本发明采集数据(二期高密度监测采集)实现的时移地震两期数据地震反射数据道激发点差异(ds)和接收点差异(dr)概率分布质控图。图(a)中，纵轴表示概率(％)，横轴表示差异数值(m)；曲线1表明两期采集数据地震反射数据道激发点差异分布在0-60m间，差异峰值主要集中在20m左右；曲线2表明两期采集数据地震反射数据道接收点差异主要分布在0-60m间，差异峰值主要分布在30m左右；曲线3表明重构的二期高密度监测采集与一期基础采集地震反射数据道激发点位置差异(ds)与接收点位置差异(dr)之和在90m范围内的达到99.8％，ds+dr差异在80m范围内的达到98.6％。

在以上差异条件下，图5(b)给出了最终重构的时移地震两期数据激发点位置分布图。对比最终重构的时移地震两期数据激发点分布位置图可以看出，本发明中的地震采集船航行线根据电缆间距逐缆滚动的高密度采集方式获得了高一致性的二期监测数据，为后续时移地震处理解释以及最终的剩余油气分布预测提供了满足要求的原始数据体。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。