焉耆盆地山前構造帶三維地震采集技術探討

劉 芳，廖小玲，曲 霞，王 霞，閆 麗

(中國石化河南油田分公司石油物探技術研究院，河南鄭州 450046 )

焉耆盆地山前構造帶三維地震采集技術探討

劉 芳，廖小玲，曲 霞，王 霞，閆 麗

(中國石化河南油田分公司石油物探技術研究院，河南鄭州 450046 )

焉耆盆地山前構造帶地表地質條件復雜，激發和接收條件非常差，造成干擾波非常發育，原始資料的信噪比非常低，難以見到有效反射，成像精度不高，不能滿足構造解釋的需要，為此，開展了三維地震采集技術攻關研究，采用表層結構調查技術、關鍵參數分析論證技術和觀測系統設計等技術，通過改善激發條件、優化激發參數提高地震資料信噪比；通過檢波器組合實現對干擾波的組合壓制，提高單炮的信噪比；通過針對性觀測系統設計增加覆蓋次數，提高剖面信噪比，查清了南部山前逆沖推覆帶的分布范圍、目的層產狀及斷裂帶展布特征，并落實了構造特征及圈閉有效性。

焉耆盆地；山前構造帶；三維地震；信噪比；采集技術

1 地震采集存在的主要問題

焉耆盆地是河南油田西部勘探的重要區塊，該區主要沉積有新生界第四系和第三系、中生界侏羅系和三疊系，其中侏羅系又分為西山窯組、三工河組及八道灣組三個亞層，是該區的主要目的層。

焉耆盆地山前構造帶采集難點主要表現在兩個方面：①地表結構復雜，地形變化劇烈，巖性多樣，特別是灰巖堅硬致密，能量衰減快，鉆井十分困難，導致了該地區激發和接收條件非常差，地震波能量散射嚴重，干擾波非常發育，原始資料的信噪比非常低，難以見到有效反射。三工河組內幕反射不清、八道灣組底界面不清，構造難以落實，嚴重影響對該區的認識，制約焉耆盆地油氣勘探進程；②地下構造復雜，推覆斷層傾角大且斷面對地震波的屏蔽性強，下盤反射信息很弱，地震成像十分困難。如何突出有效波，壓制干擾波，提高地震資料信噪比是焉耆盆地地震采集的核心問題[1]。

2 地震采集關鍵技術

2.1 綜合表層結構調查技術

綜合多種方法精細調查表層結構，取全表層速度、厚度資料、巖性資料、含水性資料等，優化激發巖性和激發點位，提高激發和接收效果；使用地面激發、井中接收的方式進行表層結構調查，得到低降速帶厚度、速度資料；利用多種方法，反映表層厚度、速度及含水性、巖性變化情況，實現從點到面控制，選擇最佳激發巖性帶，避開巖石破碎帶，優化激發井深 。針對地表起伏劇烈、山區障礙物多、野外定點困難等特點，應用高精度數字衛片進行物理點布設，減少施工盲目性和重復工作量。利用衛星地圖進行觀測系統設計及炮檢點偏移。

2.2 復雜山前帶觀測系統設計技術

在地震勘探中，對成像精度起決定作用是觀測系統設計方式，它主要影響地震資料的信噪比和分辨率。 隨著勘探技術的提高，觀測系統設計已發展到小網格、高覆蓋、大排列的采樣觀測系統，復雜山前帶地震采集觀測系統形成了基于波動理論的觀測系統評價技術與參數優化方法。在采集技術上要提高原始資料的信噪比，主要有兩種方法[2]，一是從激發方面入手，通過改善激發條件、優化激發參數提高地震資料信噪比；二是通過針對性的檢波器組合，實現對干擾波的組合壓制，提高單炮的信噪比。

2.2.1 觀測系統均勻性評價

地震數據采集理論上要求達到充分性(離散波場能夠完全恢復連續波場)、對稱性(道間距等于炮間距，接收線距等于炮線距)和均勻性(地震數據體的炮檢距、覆蓋次數、方位角分布均勻)，但對于復雜山前地帶地震采集很難滿足這個條件。隨著道均勻性的降低，假頻越嚴重；隨著炮均勻性的降低，偏移噪聲越嚴重，偏移成像的信噪比降低。而遠炮檢距不均勻對成像結果影響最大，中炮檢距次之，近炮檢距最小。

2.2.2 觀測系統設計思路

針對焉耆盆地山前構造帶地震資料特點，設計滿足提高資料信噪比和改善成像質量要求的觀測系統，是山前構造帶地震采集技術重要的內容，因此觀測系統設計過程中主要考慮以下二個方面[3]。

(1)焉耆盆地山前構造帶地表復雜，激發和接收條件差，造成各種干擾波發育，是影響單炮資料信噪比最重要的因素。從表層調查入手，在查清表層結構變化規律的基礎上，充分了解干擾波的發育特點是觀測系統設計的基礎。因此觀測系統設計首先考慮組合檢波器和組合基距的設計，滿足對干擾波的壓制，然后考慮檢波器串數。

(2)焉耆盆地山前構造帶構造非常復雜，通過波場照明分析技術重點研究該地區地震波傳播規律及能量分布；從理論上進行基于模型的多屬性聯合分析，確定最優觀測方向、最優激發范圍和最優檢波器排列；基于地下反射點分析成像效果,指導觀測系統設計，最終實現覆蓋次數和能量分布均勻。

2.2.3 復雜山前帶地震采集激發技術

優選激發巖性是提高激發頻率和能量的關鍵之一。震源與圍巖介質的阻抗耦合對地震激發效果影響非常大，焉耆盆地山前構造帶波速高、密度大的黏土與炸藥的耦合效果差。選擇泥質黏土層作為激發巖性效果較其它介質更好。

根據焉耆盆地山前構造帶表層結構調查的情況和炸藥類型的試驗結果，結合炸藥參數符合阻抗耦合的爆炸理論認為：采用高爆速高密度炸藥、封井激發可提高激發效果，炸藥的密度應在1.8 g/cm3左右，爆速應在5 500～6 000 m/s，藥量的選擇主要考慮飽和激發。藥量試驗結果表明：該區砂泥巖出露區采用18～20 kg，灰巖區采用26～28 kg的藥量，地震資料的效果較好。

根據巖層彈性性質優選激發點。激發點試驗結果表明：該區風化嚴重灰巖中激發時抗壓強度低，大部分能量消耗在巖石破碎方面，下傳的地震波能量弱；堅硬的灰巖中激發時，彈性模量過大，產生的地震波頻率高，但能量弱。埋藏較淺、風化嚴重的灰巖抗壓強度較小，不利于激發；埋藏較深的巖石抗壓強度和彈性模量太大也不利于激發；埋藏深度適中、泥質含量高的巖層有利于地震波的激發和傳播。

實踐證明：砂巖激發，砂巖接收，資料的信噪比最高；灰巖激發，灰巖接收，信噪比最低。但焉耆盆地山前構造帶主要以灰巖為主，所以優化激發位置、激發巖性，選擇小傾角地層激發可提高單炮質量，炮點位置應在總體炮檢點分布均勻的基礎上優化，保證不同位置炮點對剖面都有貢獻。

2.2.4 復雜山前帶地震接收技術

組合檢波技術是野外壓制干擾、提高原始資料信噪比的有效方法。組合檢波技術根據有效波和干擾波在傳播方向上存在的差別，壓制干擾波，突出有效波，提高原始資料的信噪比[3]。研究結果表明，組合檢波器設計，不但要考慮干擾波的壓制，還要考慮有效波的保護。綜合這兩方面的因素，焉耆盆地山前構造帶組合檢波器設計，采用單道10串、100個檢波器的面積組合，原始資料的信噪比得到了明顯提高。

在組合基距參數設計時以壓制橫向干擾為主，組內基距設計也要考慮隨機干擾的相關半徑，組內基距一般要大于隨機干擾的相關半徑。研究認為該地區組內距不小于2 m，否則隨機干擾得到加強；同時隨著組合基距的增大，單炮的信噪比逐步提高，組合基距必須大于70 m才能滿足要求，采用的串數越多越好，一般情況下10串就可以。

2.2.5 復雜山前帶觀測系統設計

實踐證明，覆蓋次數越高，地震采集的數據越好，但覆蓋次數越高采集成本就越大，可見設計合理的寬線覆蓋次數非常重要。利用三維模型正演技術，在該地區進行觀測系統覆蓋次數參數試驗，結合對以往地震資料覆蓋次數的分析認為，焉耆盆地山前構造帶采集觀測系統類型：常規束線觀測系統，束間滾動重復29條線；激發方式是中間激發、對稱接收；覆蓋次數不能低于255次。觀測系統參數如下： 30線2炮，每條線204道，總道數6 120道，道間距50 m，線距200 m；對稱激發，縱向偏移距25 m，橫向炮點距100 m，炮排距300 m；面元25 m×50 m；覆蓋次數255次(縱向17次，橫向15次)。

3 應用效果

采用上述地震采集新技術，在焉耆盆地山前構造帶進行了實踐應用，原始資料的信噪比明顯提高，較好地解決了焉耆盆地山前構造帶的成像問題，成像效果明顯改善(圖1)，為后續的地震資料處理奠定了基礎。

[1] 敬朋貴，殷厚成， 陳祖慶.南方復雜山前構造帶三維地震勘探實踐與效果分析[J].石油物探，2010，49(5)：495-499.

圖1 新(左)老(右)地震剖面對比

[2] 張付生，賈烈明，王莉.陸上地震激發因素的選擇方法探討[J].石油物探，2004，43(2)：149-152.

[3] 翟桐立，劉次源，祝文亮.南方山前構造帶寬線地震采集方法與效果[J].天然氣工業 ，2007，27(增)：70-71.

編輯：吳官生

1673-8217(2015)04-0057-03

2015-01-15

劉芳，工程師，1973年生，2008年大學畢業，現從事地震資料處理研究工作。

P631.422.14

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