基于川西北高陡構(gòu)造區(qū)地質(zhì)目標(biāo)地震勘探方法研究

程明

摘 要：川西北地區(qū)構(gòu)造復(fù)雜，尤其是高陡構(gòu)造區(qū)，斷裂發(fā)育，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成像難度較大，所獲資料往往單炮資料較差、頻寬較窄，資料信噪比和連續(xù)性明顯降低;弄清高陡構(gòu)造區(qū)的成像問(wèn)題、對(duì)該區(qū)增儲(chǔ)增產(chǎn)意義重大，因此該區(qū)既是勘探重點(diǎn)、也是勘探難點(diǎn);在該區(qū)勘探項(xiàng)目中采取單一的觀測(cè)形式滿足不了地質(zhì)任務(wù)需要，因此在項(xiàng)目施工中有針對(duì)性的實(shí)行合理變觀，結(jié)合地質(zhì)任務(wù)采取針對(duì)性的變觀措施，才能滿足地質(zhì)任務(wù)需要。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜構(gòu)造;勘探方法;地質(zhì)任務(wù);建模分析;針對(duì)性措施

一、工區(qū)特點(diǎn)

工區(qū)屬地表及地下地震條件極為復(fù)雜的“雙復(fù)雜”地區(qū)，激發(fā)、接收條件較差，資料信噪比較低，地下構(gòu)造高陡，斷裂發(fā)育，成像效果較差。

（1）不同地質(zhì)年代、不同巖性地層出露地表，且風(fēng)化程度差異很大，近地表速度和厚度均表現(xiàn)為橫向非均質(zhì)性嚴(yán)重，低降速帶的厚度、速度在橫向上、縱向上變化劇烈。

（2）縱向上表層結(jié)構(gòu)具有厚度多變和速度多變的特點(diǎn)，造成激發(fā)條件復(fù)雜，激發(fā)子波不穩(wěn)定;

（3）工區(qū)深部地震地質(zhì)條件極其復(fù)雜，受多期強(qiáng)烈地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，逆掩推覆沖斷強(qiáng)烈，地層褶皺嚴(yán)重，斷裂發(fā)育，反射層埋藏深度、傾角陡。

（4）從以往成果剖面來(lái)看，受激發(fā)巖性、地層產(chǎn)狀、地下構(gòu)造、破碎程度的影響，在侏羅系和三疊系過(guò)渡的煤系地層區(qū)域以及高陡構(gòu)造部位資料品質(zhì)整體較差，主要目的層連續(xù)性差、信噪比低。

二、采用合理觀測(cè)系統(tǒng)、以提高資料整體成像效果

采用高覆蓋次數(shù)觀測(cè)系統(tǒng)，以提高資料信噪比，通過(guò)對(duì)對(duì)兩期覆蓋的采集觀測(cè)方式資料進(jìn)行分析，成像效果隨覆蓋次數(shù)增加有大幅提高。

通過(guò)分析表明隨著覆蓋次數(shù)的增加，復(fù)雜構(gòu)造地層成像信噪比逐漸提高，當(dāng)覆蓋次數(shù)240次時(shí)，資料成像效果隨覆蓋次數(shù)增加，成像差別不大，因此一般采用覆蓋次在240-300之間覆蓋次數(shù)觀測(cè)系統(tǒng)為宜，二維建議采用寬線高覆蓋觀測(cè)系統(tǒng)。

三、圈定構(gòu)造復(fù)雜區(qū)域、針對(duì)性建立地球物理模型，優(yōu)化局部觀測(cè)系統(tǒng)以提高成像效果

從以往剖面可以看出，主體構(gòu)造的斷層下盤(pán)寒武系以上地層，斷層與斷層之間的接觸關(guān)系不明確，連續(xù)性不好，波組特征不明顯，信噪比低。

為了主體構(gòu)造的斷層下盤(pán)寒武系以上地層的資料，首先根據(jù)前期完成剖面，建立地球物理模型，分析主體部位主要目的層的覆蓋次數(shù)及照明度。根據(jù)分析結(jié)果優(yōu)化局部觀測(cè)系統(tǒng)，最后取得較好的施工效果。

（1）根據(jù)工區(qū)地質(zhì)構(gòu)造情況，以工區(qū)中老測(cè)線解釋剖面為模板，建立地質(zhì)模型，針對(duì)高陡構(gòu)造特征及斷裂發(fā)育的特點(diǎn)，為得好目的層斷層下盤(pán)寒武系以上資料，在構(gòu)造下傾方向不同部位模擬單炮激發(fā)效果，選取合適的加密炮點(diǎn)位置，如下圖。

模擬單炮激發(fā)效果時(shí)，選取目的層反射界面進(jìn)行分析。

通過(guò)分析不同部位激發(fā)點(diǎn)射線追蹤路徑發(fā)現(xiàn)，當(dāng)激發(fā)點(diǎn)位于CDP點(diǎn)號(hào)1200時(shí)，構(gòu)造主體圈閉斷層下盤(pán)目的層反射界面出現(xiàn)反射信息，當(dāng)激發(fā)點(diǎn)達(dá)到CDP點(diǎn)號(hào)1400時(shí)，構(gòu)造主體圈閉斷層下盤(pán)寒武系反射界面反射信息基本消失，因此為得好斷層下盤(pán)目的層以上各地層反射信息，最佳加密炮點(diǎn)鎖定在CDP點(diǎn)號(hào)1200-1400之間2km的范圍內(nèi)。

（2）根據(jù)工區(qū)地質(zhì)圖和構(gòu)造圖，工區(qū)高陡構(gòu)造下傾方向各主要目的層埋深較大，為更好獲取工區(qū)南部各主要目的層資料。以工區(qū)中部老測(cè)線解釋剖面為模板，建立地質(zhì)模型進(jìn)行分析，如圖6，激發(fā)點(diǎn)位于CDP點(diǎn)號(hào)1100處，小號(hào)延長(zhǎng)50道接收排列，根據(jù)射線追蹤理論，經(jīng)分析目的層寒武系反射信息主要集中在排列延長(zhǎng)段的30道之內(nèi)，因此認(rèn)為高陡構(gòu)造下傾方向需延長(zhǎng)30道接收排列。同時(shí)結(jié)合炮點(diǎn)加密模型分析，延長(zhǎng)排列接收激發(fā)點(diǎn)應(yīng)選擇CDP點(diǎn)號(hào)1100-1400之間的3km范圍的激發(fā)點(diǎn)內(nèi)。

根據(jù)建立的地質(zhì)模型，對(duì)模擬加密炮點(diǎn)及延長(zhǎng)接收排列后的自激自收剖面進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，對(duì)比激發(fā)點(diǎn)距為60m和40m剖面（圖7和圖8），激發(fā)點(diǎn)距為40m時(shí)構(gòu)造主體圈閉斷層下盤(pán)各主要目的層結(jié)構(gòu)特征更加清晰，對(duì)比激發(fā)點(diǎn)距為40m和20m剖面（圖8和圖9），當(dāng)激發(fā)點(diǎn)距加密到20m一炮時(shí)，構(gòu)造主體圈閉斷層下盤(pán)各主要目的層結(jié)構(gòu)特征變化不大，因此，在構(gòu)造主體圈閉高陡構(gòu)造加密炮點(diǎn)應(yīng)選擇40m炮點(diǎn)距，實(shí)際生產(chǎn)中，有利區(qū)間加密炮點(diǎn)要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采取“五避五就”的原則合理選取激發(fā)點(diǎn)位。

從上圖可以看出，針對(duì)性加炮、加到后圈閉部位信噪比更高，淺、中、深層可見(jiàn)明顯有效反射，反射波組特征明顯，連續(xù)性好，地層與地層之間的接觸關(guān)系更清晰。

針對(duì)高陡構(gòu)造復(fù)雜地區(qū)，采用高覆蓋次數(shù)觀測(cè)系統(tǒng)能夠解決大部分地質(zhì)任務(wù)，但現(xiàn)場(chǎng)結(jié)合地質(zhì)任務(wù)，根據(jù)目的層的埋深以及構(gòu)造情況建立模型進(jìn)行針對(duì)性的分析，從而采取針對(duì)性的措施，能夠更好的完成地質(zhì)任務(wù)。

四、基礎(chǔ)工作方面

（1）室內(nèi)預(yù)設(shè)計(jì)與野外選點(diǎn)（避高就低、避碎就整、避干就濕、避陡就緩、避危就安）相結(jié)合，優(yōu)選激發(fā)點(diǎn)位，保證激發(fā)效果。

（2）識(shí)別巖性分布，圈定資料品質(zhì)變差區(qū)域，確保有效激發(fā)

成立專職地質(zhì)調(diào)查小組，針對(duì)切割劇烈的山區(qū)邊緣斷裂破碎帶地區(qū)展開(kāi)調(diào)查，采集巖石樣本、地層傾角、不同巖性分布范圍，為室內(nèi)設(shè)計(jì)提供詳細(xì)第一手資料。

（3）精細(xì)表層結(jié)構(gòu)調(diào)查

通過(guò)精細(xì)踏勘并結(jié)合以往資料，做好近地表調(diào)查工作，掌握工區(qū)內(nèi)低、降速帶結(jié)構(gòu)和分布特征及表層地震地質(zhì)條件的變化規(guī)律。

通過(guò)微測(cè)井進(jìn)行精細(xì)的地表結(jié)構(gòu)調(diào)查，真實(shí)地反映了本區(qū)近地表結(jié)構(gòu)的變化情況，確保所有炮點(diǎn)炸藥位于高速層中激發(fā)。

（4）逐點(diǎn)設(shè)計(jì)激發(fā)

通過(guò)認(rèn)真分析該區(qū)以往二維采集資料，結(jié)合實(shí)際踏勘調(diào)查數(shù)據(jù)，包括采集參數(shù)、單炮記錄和剖面資料品質(zhì)變化規(guī)律，了解了資料品質(zhì)分布情況、分析記錄品質(zhì)變化與采集參數(shù)、地形、巖性、含水性及表層結(jié)構(gòu)的關(guān)系。對(duì)巖性圈定的二類區(qū)域，通過(guò)鉆井前的調(diào)查和測(cè)量過(guò)程中識(shí)別，劃定區(qū)域，采取偏移、恢復(fù)和整體設(shè)計(jì)變觀的方法避開(kāi)，避免在其中激發(fā)。總體而言，砂泥巖激發(fā)信噪比較高，連續(xù)性較好，采集時(shí)重點(diǎn)提高采集資料的分辨率;出露灰?guī)r區(qū)域，面波發(fā)育，資料信噪比較低，施工時(shí)適當(dāng)加大藥量，盡量提高采集資料的信噪比。

（5）夯實(shí)基礎(chǔ)工作，做好過(guò)程控制

采取因地制宜的耦合技術(shù)，改善接收效果。同時(shí)充分利用多年積累的經(jīng)驗(yàn)，選擇經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證適合不同地形的耦合方式。針對(duì)工區(qū)內(nèi)基巖出露，無(wú)法埋置檢波器的難點(diǎn)，施工中要采取貼泥餅、制作土坯等措施埋置檢波器;對(duì)于垮塌堆積，施工中采取避開(kāi)或挖深坑至實(shí)土，降低松散表土對(duì)有效地震信號(hào)的吸收衰減;埋置檢波器時(shí)，嚴(yán)格按照測(cè)量點(diǎn)位。

借鑒以往地震勘探經(jīng)驗(yàn)，在灰?guī)r區(qū)，采用兩串檢波器接收，綜合考慮信噪比以及分辨率，優(yōu)選組合圖形和組合基距壓制干擾，提高灰?guī)r區(qū)資料信噪比。

參考文獻(xiàn)

[1]三維地震勘探技術(shù)在多組系復(fù)雜構(gòu)造區(qū)的應(yīng)用 徐敏? 劉克難 梅莉

[2]地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜地區(qū)地震采集方法研究? ?陶煥坤