任新峰

（中石油大慶石油管理局大慶鉆探工程公司物探一公司，黑龍江 大慶 163357）

為了進(jìn)一步提高大慶外圍油田小斷塊低幅構(gòu)造和薄儲(chǔ)層目標(biāo)體的識(shí)別能力，在分析已有三維地震資料的基礎(chǔ)上，在上述地區(qū)實(shí)施高精度三維地震采集技術(shù)，其主要目的是增加子波主頻頻寬，使地震資料的高頻成分得到提高［1］。為此，筆者對(duì)高精度三維地震采集技術(shù)在大慶外圍油田的應(yīng)用情況進(jìn)行了分析。

1 表層結(jié)構(gòu)調(diào)查與建模

1.1 表層結(jié)構(gòu)調(diào)查方法對(duì)比分析

高精度三維地震表層結(jié)構(gòu)調(diào)查方法主要有小折射、微測(cè)井、地質(zhì)雷達(dá)和鉆井取心，上述表層結(jié)構(gòu)調(diào)查方法各有優(yōu)缺點(diǎn)其對(duì)比表如見表1。

表1 表層調(diào)查方法對(duì)比表

1.2 表層結(jié)構(gòu)模型的建立

大慶外圍油田外圍表層結(jié)構(gòu)巖性主要以腐殖土、流沙層為主，低降速帶速度變化劇烈，要實(shí)現(xiàn)高精度精細(xì)的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查，往往需要綜合運(yùn)用幾種表層調(diào)查方法。首先，對(duì)工區(qū)低降速帶的速度、巖性變化及巖層厚度作出細(xì)致調(diào)查，選用1km×1km的測(cè)網(wǎng)密度，建立高精度表層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫和精確地表結(jié)構(gòu)模型 （見圖1），為準(zhǔn)確近地表靜校正提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和激發(fā)條件選擇提供依據(jù)。然后，通過精細(xì)施工和精確解釋，確保近地表調(diào)查數(shù)據(jù)的可靠性。通過對(duì)激發(fā)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，能夠有效控制激發(fā)巖性的速度，從而使地震采集數(shù)據(jù)的質(zhì)量得到保證。

圖1 精確地表結(jié)構(gòu)模型圖

2 高精度三維地震采集技術(shù)

2.1 靜校正技術(shù)

勘探實(shí)踐表明，大慶外圍油田常用的高程靜校正技術(shù)不夠完善，常常導(dǎo)致近地表異常區(qū)域地震資料質(zhì)量較差。通過分析發(fā)現(xiàn)，大慶外圍油田存在多個(gè)局部低降速帶異常，且低降速帶變化劇烈。針對(duì)上述情況，可以采用折射靜校正技術(shù)，該技術(shù)具有如下特點(diǎn):①通過建立準(zhǔn)確的近地表模型，從而為折射靜校正提供約束；②對(duì)于大炮第一次到達(dá)質(zhì)量差的地區(qū)，應(yīng)用窗口濾波技術(shù)可提高靜校正計(jì)算精度；③為優(yōu)選折射層速度，可選用不同折射層速度掃描法。高程靜校正與折射靜校正圖分別如圖2和圖3所示。對(duì)比分析圖2和圖3可知，應(yīng)用高程靜校正技術(shù)設(shè)有考慮低降速帶的影響，只是對(duì)物理點(diǎn)和固定基準(zhǔn)面之間的高程差進(jìn)行了校正，因而得到的疊加剖面模糊不清；應(yīng)用折射靜校正技術(shù)時(shí)，由于考慮了低降速帶的影響，得到的疊加剖面清晰連續(xù)。

圖2 高程靜校正圖

圖3 折射靜校正圖

2.2 地面觀測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)選

地面觀測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)選是地震采集中主要的研究?jī)?nèi)容，根據(jù)地震所在工區(qū)的地質(zhì)條件，結(jié)合施工地區(qū)的施工條件和參數(shù)，以地質(zhì)目的層為核心模型進(jìn)行地面觀測(cè)系統(tǒng)優(yōu)選，在優(yōu)化設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循以下原則:①在一定數(shù)量的CDP采集網(wǎng)格內(nèi)最大限度增加空間采集點(diǎn)密度，從而可以提高采集分辨率和獲得更多的地下地質(zhì)信息；②由于不同區(qū)塊目的層埋深不同，因而要以目的層埋深為依據(jù)來設(shè)計(jì)相應(yīng)的炮點(diǎn)密度，使淺、中和深目的層都能夠具有較高的覆蓋次數(shù)，從而保證良好的地震成像效果。通過對(duì)比參數(shù)論證，分析各種觀測(cè)系統(tǒng)的屬性，并確定施工觀測(cè)系統(tǒng)的主要參數(shù) （見表2），設(shè)計(jì)出高精度觀測(cè)系統(tǒng)（50線77炮），該系統(tǒng)具有空間采集均勻 （炮均勻性和道均勻性均為1）、密度高 （道密度達(dá)98萬）、道數(shù)多、覆蓋次數(shù)高 （單排道數(shù)為6146道）等特點(diǎn)。

表2 地面觀測(cè)系統(tǒng)參數(shù)表

2.3 激發(fā)技術(shù)

1）最佳激發(fā)高速層頂界深度的確定 從大慶外圍油田以往三維地震勘探施工的井深記錄可以發(fā)現(xiàn)，高頻率端的信號(hào)噪聲比隨著高速層頂界深度的增加而逐漸降低。考慮到大慶外圍油田的巖性比較穩(wěn)定，主要以流沙和膠泥為主，因而在確定地震資料的品質(zhì)差異時(shí)可以把巖性因素排查，認(rèn)為地震資料的品質(zhì)差異主要是由虛反射造成的。虛反射是先下行后上行的過程，假設(shè)激發(fā)點(diǎn)到高速層頂界的深度為H2，不同地震波長(zhǎng)λ與H2的關(guān)系分析圖如圖4所示。從圖4可以看出，當(dāng)0＜H2＜λ／4時(shí)，隨著高速層頂界深度的增加，疊加波與虛反射的振幅也在增強(qiáng)（見圖4（a））。當(dāng)H2＝λ／4時(shí)，振幅值達(dá)到最大（見圖4（c））；當(dāng)λ／4＜H2＜λ／2時(shí)，疊加波與虛反射的振幅逐漸減弱（見圖4（c）），當(dāng)H2＝λ／2時(shí)，疊加振幅完全抵消（見圖4（d））。因此，最佳激發(fā)高速層頂界深度應(yīng)為地震波長(zhǎng)為λ／4的位置。

2）激發(fā)藥量的確定 不同藥量條件下波譜幅值圖如圖5所示。從圖5可以看出，隨著激發(fā)藥量的增多，高、低頻信號(hào)都在增強(qiáng)，且高頻信號(hào)增加強(qiáng)度不如低頻信號(hào)增加強(qiáng)度大。因此，為了確保獲得較高的信噪比，應(yīng)以激發(fā)低頻信號(hào)波作為選擇藥量的依據(jù)。

2.4 檢波器組合參數(shù)

采用檢波器組合技術(shù)能夠很好地壓制隨機(jī)干擾，提高信噪比，但同時(shí)也會(huì)抑制某些有用頻率，從而不利于得到高分辨率。因此，要認(rèn)真優(yōu)選檢波器組合參數(shù)，包括組內(nèi)距、組基距、組合圖形和連接方式等，具體內(nèi)容如下。

1）組內(nèi)距 通過查詢工區(qū)的干擾波記錄，計(jì)算出隨機(jī)干擾半徑，通常以相關(guān)系數(shù)大于零為組內(nèi)距選擇依據(jù)。

2）組基距 組基距是一個(gè)非常重要的參數(shù)，若組基距選擇過大，會(huì)導(dǎo)致反射波的來源復(fù)雜 （即不是來自于同一個(gè)點(diǎn)，而是來自同一個(gè)界面）；若組基距選擇過小，則組合后的信號(hào)平均作用不利于復(fù)雜構(gòu)造的成像。

3）組合圖形 檢波器使用數(shù)量越少，越能減少因組合后面積過大而導(dǎo)致平均信號(hào)弱化的現(xiàn)象，但是檢波器數(shù)量過少，又起不到對(duì)干擾信號(hào)的壓制作用，因而選擇3串36個(gè)檢波器進(jìn)行組合。

4）連接方式 連接方式包括串聯(lián)和并聯(lián)2種方式，雖然串聯(lián)方式具有靈敏度高、接收高頻弱信號(hào)能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，但其信噪比低。因此，施工中選擇檢波器并聯(lián)方式。

圖4 地震波長(zhǎng)λ與高速頂界深度H2關(guān)系圖

圖5 不同藥量條件下波譜幅值圖 （小藥量∶大藥量＝1∶6）

3 應(yīng)用效果

采用傳統(tǒng)地震采集技術(shù)和高精度三維地震采集技術(shù)制作的時(shí)間偏移剖面如圖6所示。從圖6可以看出，采用傳統(tǒng)地震采集技術(shù)制作的時(shí)間偏移剖面圖的信噪比和分辨率都比較低 （見圖6（a）），而采用高精度三維地震采集技術(shù)制作的時(shí)間偏移剖面的信噪比和分辨率較高，同時(shí)時(shí)間連軸性也有明顯改善 （見圖6（b））。

圖6 時(shí)間偏移剖面圖

4 結(jié)論

1）采用折射靜校正技術(shù)能夠得到質(zhì)量相對(duì)較高中、長(zhǎng)波校正分量，同時(shí)能提供校正精度較高的短波長(zhǎng)校正量。

2）最佳激發(fā)井深的最佳位置應(yīng)為地震波長(zhǎng)為λ／4的位置；為了確保獲得較高的信噪比，應(yīng)以激發(fā)低頻信號(hào)波作為選擇藥量的依據(jù)。

3）通過優(yōu)選檢波器組合參數(shù)，確定采用3串36個(gè)檢波器并聯(lián)組合方式。

［1］王海，趙會(huì)欣，晉志剛 .高分辨率地震勘探激發(fā)參數(shù)的優(yōu)選 ［J］.石油地球物理勘探，2009，44（3）:22－28.

［2］熊翥 .高精度三維地震:數(shù)據(jù)采集 ［J］.勘探地球物理進(jìn)展，2009，32（1）:154－161.

［3］王偉，周艷，王玉蘭 .沙漠區(qū)地震采集和處理的幾個(gè)相關(guān)問題 ［J］.長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào) （自科版），2013，10（21）:48－53.