朱 峰 （中石化江蘇石油勘探局地球物理勘探處，江蘇 揚州225007）

照明分析技術(shù)在復(fù)雜地區(qū)地震采集參數(shù)優(yōu)化中的應(yīng)用

朱 峰 （中石化江蘇石油勘探局地球物理勘探處，江蘇 揚州225007）

復(fù)雜地表及地下地質(zhì)條件嚴(yán)重影響地震資料的質(zhì)量，特別是近地表火成巖區(qū)對下伏地層產(chǎn)生強烈的屏蔽作用，以及復(fù)雜斷裂帶的復(fù)雜斷塊會引起地震波能量分布的嚴(yán)重不均勻性。通過運用波動方程照明分析技術(shù)，分析了火成巖區(qū)和復(fù)雜斷裂帶的照明能量特征，確定了面向勘探目標(biāo)的最佳激發(fā)范圍，提高了照明陰影區(qū)的照明強度，優(yōu)化了地震采集觀測系統(tǒng)參數(shù)，從而確保了目的層成像效果，提高了野外施工效率和三維地震數(shù)據(jù)采集質(zhì)量。

照明分析；火成巖；復(fù)雜斷裂帶；采集參數(shù)優(yōu)化

照明分析技術(shù)可歸納為3類：一是基于射線理論，適用于構(gòu)造簡單地區(qū)，常規(guī)設(shè)計方法就可以得到好的資料；二是基于有限差分技術(shù)的分析技術(shù)，可以較高精度地得到總體照明強度分布，但無法得到某一方向的照明強度分布，其應(yīng)用就受到了限制；三是基于小波分析技術(shù)的照明強度分析方法，可以得到任意方向的照明強度分布，分析更加靈活，適用性加強［1］。目前復(fù)雜的地表及地下地質(zhì)條件成為地震采集中影響地震資料質(zhì)量的主要因素，照明分析技術(shù)對提高三維地震數(shù)據(jù)采集質(zhì)量起著重要的作用，特別是對觀測系統(tǒng)優(yōu)劣的評估作用更加突出。為此，筆者利用波動方程照明分析技術(shù)在火成巖區(qū)和復(fù)雜斷裂帶進行應(yīng)用，取得了較好的應(yīng)用效果。

1 照明分析技術(shù)在火成巖區(qū)的運用

圖1 長排列試驗示意圖

蘇北盆地JH凹陷地表、近地表發(fā)育的火成巖對下伏地層產(chǎn)生強烈的屏蔽，同時形成強烈的散射干擾，對下伏地層的地震成像影響嚴(yán)重，造成目的層地震資料信噪比低，制約了火成巖區(qū)的油氣勘探。為此，筆者針對火成巖開展了各種攻關(guān)研究，其中在增加長排列觀測試驗時運用了波動方程照明分析技術(shù)。長排列觀測試驗采用雙邊放炮的方式 （圖1），加大縱向排列長度，目的就是遠(yuǎn)排列避開火成巖影響，加強中深層反射的接收。試驗方案為：單線200道接收，40條接收線；20條炮線，試驗區(qū)兩邊炮點區(qū)各20排炮，共840炮；炮點按100m炮距滾動，接收排列固定不動。

在開展野外試驗之前，根據(jù)前期表層調(diào)查微測井結(jié)果及工區(qū)內(nèi)已有鉆井顯示，根據(jù)以往地震資料建立了二維地質(zhì)模型：在近地表建立了2套火成巖模型，深度分別為50m和300m，厚度均為50m，第1套火成巖長度為2500m，第2套火成巖長度為4000m。然后運用波動方程照明分析技術(shù)模擬野外激發(fā)效果，顯示試驗區(qū)主要目的層段的地震波場能量分布［2］。以100m的激發(fā)點距開始照明分析，從模擬結(jié)果可見每個激發(fā)點激發(fā)后各主要目的層區(qū)域照明強弱，據(jù)此可分析確定不同激發(fā)點位對目的層成像的貢獻［3］。圖2為激發(fā)點靠近火成巖區(qū)域時 （樁號204805）的地震采集照明分析，可以看出，地震剖面上照明強度明顯強弱不均，只有激發(fā)點下方和火成巖以外區(qū)域有地震波能量分布，且由于第2套火成巖速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于第1套，對下伏地層產(chǎn)生強烈的屏蔽作用，造成火成巖下方照明強度很弱，能量明顯弱于周圍區(qū)域，說明地震波基本沒有穿透火成巖。圖3為火成巖區(qū)長排列地震采集照明分析 （樁號204105），在激發(fā)點距離2套火成巖一定距離時 （樁號204105），無論從大號端還是小號端激發(fā)，火成巖下方以及遠(yuǎn)排列端的中深目的層照明強度得到有效增強，說明反射能量有所加強，可見加大縱向排列長度，遠(yuǎn)排列端接收能夠避開火成巖影響。從野外試驗單炮、剖面 （圖4、5）上也可以明顯看出這一效果，說明通過照明分析技術(shù)能夠指導(dǎo)復(fù)雜地區(qū)地震采集方法的優(yōu)化設(shè)計。

圖2 激發(fā)點靠近火成巖區(qū)地震采集照明分析 （樁號204805）

圖3 火成巖區(qū)長排列地震采集照明分析 （樁號204105）

圖4 火成巖區(qū)正常排列 （a）與加長排列 （b）地震采集單炮對比

圖5 火成巖區(qū)正常排列 （a）與加長排列 （b）地震采集剖面對比

2 照明分析技術(shù)在復(fù)雜斷裂帶的運用

在復(fù)雜斷裂帶發(fā)育的地區(qū)，復(fù)雜斷塊常引起地震波能量分布的嚴(yán)重不均勻性，如果可以通過分析斷塊區(qū)域的照明能量展布特征，以此優(yōu)化地震采集觀測系統(tǒng)參數(shù)，確保斷裂成像的效果，將提高野外施工質(zhì)量和效率。

2.1 論證斷裂帶目標(biāo)區(qū)塊不同炮點距下照明強度差異

圖6為復(fù)雜斷裂帶不同炮點距的照明分析，在炮點距60m時，目標(biāo)區(qū)塊的陡傾斜斷面引起下部照明不均勻，歸一化照明能量小于0.4，區(qū)域成像不好；炮點距為40m時，歸一化照明能量大于0.4，區(qū)域成像良好，說明針對該復(fù)雜斷裂帶，應(yīng)改變采集方案，采用較小炮點距參數(shù)，可以取得較好成像效果。

圖6 復(fù)雜斷裂帶不同炮點距照明分析對比

2.2 確定面向勘探目標(biāo)的最佳激發(fā)范圍，提高照明陰影區(qū)的照明強度

通過上面分析對比可知，在復(fù)雜斷裂帶需要改變原有采集參數(shù)，加密炮點距才能提高復(fù)雜斷裂帶成像效果，但是如何判斷在什么范圍內(nèi)開始采用優(yōu)化后的參數(shù)，仍然需要通過波動方程照明來進行不同炮點位置對斷層成像的貢獻分析，以此確定最終采用小炮點距地震采集施工的范圍。從復(fù)雜斷裂帶不同炮點位置的照明分析圖 （圖7）上可以看出：從炮點距離目標(biāo)區(qū)左5000m （樁號：263758）開始，小號端對目標(biāo)區(qū)成像有能量貢獻；隨著激發(fā)點逐漸接近目標(biāo)區(qū)，地震照明能量越來越強，直到激發(fā)點位于斷裂帶上方時地震照明能量最強；然后隨著激發(fā)點位向大號端推進，到距目標(biāo)區(qū)右5000m （樁號：275393）時，激發(fā)點對目標(biāo)區(qū)成像基本沒有能量貢獻，據(jù)此可以確定采集參數(shù)優(yōu)化范圍。圖8為相鄰位置新 （a）、老 （b）剖面對比圖，可以看出，根據(jù)照明分析技術(shù)確定地震采集參數(shù)后的剖面，三維數(shù)據(jù)采集質(zhì)量得到了明顯提高。

圖7 復(fù)雜斷裂帶不同炮點位置對斷層成像的貢獻分析

3 結(jié) 語

復(fù)雜地表及地下地質(zhì)條件對地震資料質(zhì)量的影響較大，特別是近地表火成巖區(qū)巖性、速度變化差異大，地震波場傳播復(fù)雜，對下伏地層產(chǎn)生強烈的屏蔽作用，以及復(fù)雜斷裂帶的復(fù)雜斷塊引起地震波能量分布的嚴(yán)重不均勻性。為此，筆者通過運用波動方程照明分析技術(shù)，分析復(fù)雜地區(qū)的照明能量展布特征，確定面向勘探目標(biāo)的最佳激發(fā)范圍，提高照明陰影區(qū)的照明強度，改善了地下陰影區(qū)的成像質(zhì)量，以此優(yōu)化了地震采集觀測系統(tǒng)參數(shù)，確保了目的層成像效果，不僅提高了野外施工質(zhì)量，也提高了三維地震數(shù)據(jù)采集質(zhì)量。

圖8 相鄰位置新 （a）、老 （b）剖面對比

［1］裴正林.波動方程地震定向照明分析 ［J］.石油地球物理勘探，2008，43（6）：645～651.

［2］朱金平，董良國，程玖兵.基于地震照明、面向勘探目標(biāo)的三維觀測系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 ［J］.石油地球物理勘探，2011，46（3）：339～348.

［3］趙殿棟，郭建，王咸彬，等.基于模型面向目標(biāo)的觀測系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計技術(shù) ［J］.中國西部油氣地質(zhì)，2006，2（2）：119～122.

Application of Illumination Technology for Optimizing Seismic Acquisition Parameter in Complex Areas

ZHU Feng （Author’s Address：Geophysical Prospecting Company，Jiangsu Oil Exploration Corporation，Yangzhou 225007，Jiangsu，China）

Complex surface and ground geologic conditions would seriously affect the quality of seismic data，especially igneous rocks from near-surface would induce a shielding effect on the underlying strata，and the asymmetry of seismic wave energy would be unevenly distributed in the complex fault，by using the illumination technology of wave equation，the characters of illumination energy in complex area was analyzed.The best shooting area of acquisition object is determined，and the illumination strength of shadow area is enhanced，the seismic acquisition parameters are optimized to ensure the effect of image in the target zones and the efficiency of field operation and quality of 3Dseismic acquisition are enhanced.

illumination technology；igneous rock；complex fault；optimizing seismic acquisition parameter

P631.44

A

1000-9752（2012）10-0043-04

2012-04-23

朱峰 （1966-），男，1990年大學(xué)畢業(yè)，高級工程師，現(xiàn)從事地球物理勘探工作。

［編輯］ 龍 舟