沙特Shaybah地區復雜沙漠地形采集方法研究

馬索么乃

[摘要] 隨著認識的不斷發展完善，勘探市場和勘探方向的轉移，自2007年中石化地球物理公司勝利分公司的勘探重點轉向國際市場，尤其是沙特阿美公司勘探市場，目前對沙特復雜沙漠地區的勘探方法還沒形成系統的認識，為了最大可能的占領沙特沙漠勘探市場，必須對沙漠地區的采集有一套成熟的方法。通過幾年我們在沙特Shaybah地區復雜沙漠地形的施工，在激發、接收及靜校正方面有了較全面的認識。

[關鍵詞] 沙漠地區 沙丘起伏 激發能量 優勢炮檢距 動態觀測 有效覆蓋次數 靜校正

通過對我們在沙特羅不哈利沙漠地區S-55二維項目7年和S-62項目5年的勘探施工中，中針對資料情況采取的方法措施及對復雜沙漠地區所獲得資料的分析研究，我們對沙特復雜沙漠地區的資料采集方法有了一套系統的認識。

一、沙特Shaybah地區復雜沙漠地形資料特點分析

1、 沙漠地區資料由于地質疏松，散射嚴重及能力衰減迅速，其地震波能量下傳困難；面波、折射波非常發育影響資料品質；大部分沙漠地區地表堆積疏松，激發巖性差，資料的主頻較低，影響分辨率。

2、復雜沙漠地區，沙丘表層由于多為古河道沖積而成，形成條件復雜，低降速頂界變化劇烈，縱橫向速度、厚度變化毫無規律，靜校正量的求取困難，嚴重影響資料處理。

3、復雜沙漠地區，由于沙丘結構比較復雜 ，起伏差距大，地層接觸關系復雜，地震波傳播路線復雜，觀測方式選擇困難。

4、多次波發育，資料處理困難。

二、沙特Shaybah地區復雜沙漠地形資料采集難點

通過復雜沙漠地區的施工及資料分析，我們認為沙特Shaybah地區采集有以下主要難點：

表層條件變化劇烈，激發條件差，激發方式選擇困難；

地震波能量衰減嚴重，能量弱；

目的層埋深與表層沙丘直接差距變化非常大，觀測方式選擇困難；

表層沙丘起伏特別大，沙丘曲線靜校正困難。

Shaybah地區分布大量的沙巴卡（由于地表堿性條件和堆積作用，形成的一種薄層堿性硬地覆蓋在沙粒表層特殊地表），震源激發是畸變特別大。

表層巖性變化劇烈，沙丘與沙巴卡交替，同一單炮頻率變化劇烈，影響資料處理。

三、針對性的方法研究

3.1 激發方式的選擇

要獲得品質較高的資料，必須有足夠的激發能量，針對以上沙特Shaybah復雜沙漠地區特點難點的分析，激發方面主要是針對沙丘的分布特點及震源配備情況進行了單震源與震源組合對比試驗。通過對所獲得的資料進行信噪比分析，對比結果顯示單深井激發無論淺、中、深目的層信噪比均高于組合井激發。

通過以上對比分析，我們認為在沙漠地區激發在震源配備情況下，選擇震源組合激發效果較好。

以往的資料表明，在沙漠地區采集的地震資料存在一個突出的問題是單炮記錄能量弱，地震剖面深部地質結構不清。這與激發，接收環節有直接的關系，激發下傳能量不足是其主要原因。為了提高下傳能量，在沙特利用先進的沙漠裝備的前提下，總結以往不同激發條件下沙漠地區采集的地震資料，提出了針對沙漠地區移動掃描多臺震源組合激發技術。

然而采用震源組合移動掃描技術，將線性組合（固定掃描）提升為震源面積組合，能將沙層的散射降到最低，從而有效的增強下傳能量。而且能夠有效的壓制面波和提高資料主頻。

3.2 觀測方式的選擇

要得沙漠復雜地區資料，在保證足夠的激發能量的前提下最主要的是觀測方式的選取，其中主要的參數選取我們認為有以下幾個方面。

3.2.1 最大炮檢距的選取

沙漠地區獲取資料最大炮檢距的選擇在滿足動校正拉伸率不宜超過12.5%、速度分析的精度誤差不宜高于5%、反射系數穩定這幾方面后，應重點考慮主要目的層的深度、資料不被直達波所干涉、不被切除函數切除掉。

眾所周知復雜沙漠地區，由于地表沙丘起伏落差大，激發地震方向千變萬化，要保證下傾方向與上傾方向都能取全各目的層的反射且最大可能的減少直達波、折射波的干擾，兩個方向對最大炮檢距的要求差別很大。

實際資料處理過程中，要根據資料不同工區、不同構造位置所獲得的單炮資料進行分析，對干擾大、地震波形發生畸變、甚至接收不到地震波反射的排列進行切除，以消除這一部分信號對有效信號的影響，保證資料的信噪比，提高剖面品質。最大炮檢距選擇的過大將導致資料一部分覆蓋次數是“虛”的，為無效覆蓋次數，最大炮檢距過小將導致排列接收不到部分目的層的反射，無法取全地震資料。

針對這種問題，我們采用“動態觀測方式”，施工前收集工區不同構造部位的典型剖面，精確的作出工區內最有代表性的地質模型，根據地震波反射的路徑計算出最佳的最大炮檢距，選擇不同的觀測系統用到不同的部位。

3.2.2 道距的選擇

較小的面元尺度能夠提高資料縱、橫向分辨率，提高資料采集精度，有利于落實小構造。

3.2.3 覆蓋次數的選擇

高覆蓋次數有利于提高資料的信噪比，提高覆蓋次數應注意提高資料的有效覆蓋次數，由于沙漠地區的單炮資料分析顯示，由于面波、折射波及各種次生干擾嚴重，資料有一段信噪比相對較高的炮檢距段，我們

稱它為優勢炮檢距，要提高資料的覆蓋次數應該是提高資料的有效炮檢距的覆蓋次數，單純的靠增大炮檢距來提高資料的覆蓋次數對資料的貢獻不大。

3.3 復雜沙漠地區靜校正方法分析

復雜沙漠地區表層的堆積形成十分復雜，主要表現為沙粒天然堆積后由大小不一的沙丘及其平坦鹽堿地組成，特點是以不規則的“爪”分布為主，表層厚度、速度在縱橫向上變化都十分劇烈，高速層頂界變化非常大，在勘探程度不高的探區，低降速帶控制點還不能達到精確求取靜校正量的要求。

平坦地區我們常規以模型法為主，沙丘區域以沙丘曲線靜校正為主，以模型法為輔。復雜沙漠地區由于地形特點如果采用模型法，由于建立模型的數據精度不夠，將誤導后續的處理工作，影響資料的真實性，為此我們對靜校正方法進行了對比，采用高程法、模型法、折射法三種靜校正方法研究對比，結果顯示，折射法在復雜沙漠地區的效果較其它方法實用，所以我們在剖面處理的時候以折射法為主，再用其它靜校正方法進行比較，保證了資料的真實性。

四、認識

通過以上對復雜沙漠區的采集方法的分析研究，我們認為要得好復雜沙漠地區的資料，關鍵在于以下幾點：

積極進行震源組合技術、激發方式研究，保證足夠的激發能量。

采用合理的觀測系統，動態變觀，保證排列針對地下目的層為有效排列，最大可能的保證覆蓋次數為有效覆蓋次數。

采用小道距，提高資料的分辨率，落實構造格局的細微變化。

復雜沙漠地區用加密炮點的方法來提高資料的有效覆蓋次數，提高資料的信噪比。

開展復雜沙漠地區靜校正方法研究，尤其針對沙丘曲線靜校正方法的改進，提高資料的可信度。