哈山地区地震勘探采集技术研究

田根海

（中国石化胜利石油管理局 地球物理勘探开发公司，山东 东营 257086）

0 前言

哈山地区位于新疆克拉玛依市乌尔禾区的东北部，在构造上位于和什托洛盖盆地和准噶尔盆地结合部，乌夏断阶带和哈山构造上。

工区地表岩性复杂多变：

（1）工区南部以白垩系地层出露为主。

（2）中部和北部山区，主要为石炭系出露。

（3）东部主要是第四系出露，激发、接收条件较差。哈山地区低降速带厚度变化较大，中部和北部山区低降速带最薄，一般为几米。

（4）南部和东南部低降速带较厚，部份区域达到六十多米。

由此可见，工区深层构造复杂，逆冲推覆构造发育，存在速度反转现象。

1 工区技术难点

工区地表和地质条件都很复杂，地表岩性多变，包括白垩系、石炭系和第四系等，激发、接收条件都比较差，吸收衰减严重，信噪比低。深层构造复杂，逆冲推覆构造发育，信噪比低、成像困难［1］。

2 采集技术研究

工区资料的主要问题表现为：信噪比低、浅层分辨率低、深层成像效果差。要提高信噪比和深层成像效果，必须提高覆盖次数；要解决浅层分辨率的问题，必须提高浅层覆盖次数，同时采用小面元采集。因此，本次观测系统应具有以下特性：

（1）高覆盖：提高整体覆盖次数，获得较好的深层资料；有效提高浅层覆盖次数，解决浅层资料差的问题。

（2）小面元：通过采用小面元来提高中层、浅层资料品质［2］。同时，通过真地表设计技术，改善能量分布的均匀性，提高成像效果。

2.1 优选观测系统

2.1.1 覆盖次数

通过上文分析，本次地震采集要同时兼顾浅层［3］和深层的覆盖次数，即“提高深层覆盖次数，有效提高浅层覆盖次数”［4］。

要提高三维观测系统的覆盖次数，可以通过提高纵向覆盖次数和横向覆盖次数来实现。提高纵向覆盖次数可以通过增加排列长度、减小道距和炮排距的方法来实现［5］；而提高横向覆盖次数，可以通过采用多线多炮的观测系统，同时减小接收线距、炮点距和束线距来实现。衡量覆盖次数相同或相近的观测系统的优劣性，可以通过分析其炮检距、方位角分布是否均匀来实现。

通过对设计的不同观测系统的属性分析［6］，作者最终选择24线9炮的观测系统，道距50m、炮点100m、炮排距300m、束线距900m，面元25m×25m、覆盖次数为126次。针对浅层，通过加密炮排，使炮排距为150 m 来提高浅层覆盖次数。该观测系统具有高覆盖、小面元的特性，并且炮检距、方位角分布均匀［7］。

从所得的资料看，加密后深层资料信噪比有所提高，但不明显，因此，加密前的观测系统（126次覆盖）能够获得较好深层资料；加密后浅层资料信噪比有较大的提高（见图1），这说明针对浅层加密炮线的方法在该地区是适用的。

通过对浅层资料进行定量分析：

（1）在0m～500m的偏移距上，加密前理论覆盖次数为1次～4次，加密后为3次～6次。

（2）在0m～1 000m 的偏移距上，加密前理论覆盖次数为8次～12次，加密后为16次～20次。

从实际资料看：

（1）在0m～500m的偏移距上的剖面上，加密前实际覆盖次数为2次～3次，加密后为4次～5次，资料质量有所改善。

（2）在0m～1 000m 的偏移距上，加密前实际覆盖次数为8次～12次，加密后为16次～20次，资料品质有了较大的提高。

2.1.2 面元

小面元采集有利于提高资料的成像效果及分辨率［8］。尤其在构造复杂的地区，如果面元过大，面元内的反射不能同相叠加，从而降低了成像效果和分辨率。

哈山地区地表岩性变化大，地下构造复杂，因此，小面元采集有利于提高成像效果。从实际资料看，25m×25m 面元采集的资料明显好于25m×50m 的面元采集的，尤其是浅层，同向轴连续性明显增强，分辨率得到提高（见下页图2）［9］。

2.2 基于真地表的束线设计技术

工区地表起伏较大，基于真地表束线设计，通过优化炮检点布设，从而使能量分布均衡、CRP 覆盖均匀，提高成像效果［10］。在理论上水平地表激发时，能量分布相对均匀，但采用真地表激发，目的层部份区域能量较弱，通过真地表进行炮点偏移后，能量分布得到明显改善（见下页图3）。从全区布设看，通过真地表布设后（见下页图4），目的层CRP分布均匀性变好（见后面图5）。

2.3 不同区域采用不同的激发方式

工区内可控震源激发效果较好，但是工区地表起伏较大［11］，部份区域可控震源无法施工。根据地表起伏情况，在不同的区域采用不同的激发方式：

（1）在地表起伏不大的戈壁砾石区，采用可控震源进行施工。

（2）在地表起伏较大的山区，当可控震源无法施工时，采用井炮进行施工，以确保资料品质。

同时，根据地表和资料的变化情况，在不同的区域提前进行考核试验，优选激发参数，做到“试验指导生产”。

3 取得的效果

通过以上技术的应用，本次勘探取得了非常好的效果，浅中深层资料信噪比高，地层接触关系清楚，尤其是中深层，新资料信噪比明显高于老资料，浅层分辨率高于老资料（见后面图6）。

图1 加密前后剖面对比Fig.1 Encryption before（left），after（right）profile comparison

4 下一步采集建议

作者本次采用的真地表设计，不同区域采用不同的激发方式等技术，取得较好的效果，在以后的采集中可以借鉴。但是，在观测系统方面［12］，还有需改进和完善的地方。

4.1 覆盖次数

（1）浅层覆盖次数。本次勘探要求获得较好的浅中深层资料，设计时针对浅层进行加密炮排，浅层资料较老资料有较大的提高，但仍有提高的空间。

（2）横向覆盖次数。本次采集横向覆盖次数为6次，通过抽取不同横向覆盖次数的剖面进行分析：①当横向为3次覆盖时，同向轴连续性较差，资料信噪比较低；②当横向为4次和5次时，同向轴连续性明显增强，尤其是中浅层；③但当横向覆盖次数由5次增加到6次时，资料变化不明显，甚至有变差的趋势。因此，选取该地区横向5次覆盖就可以满足要求。

通过增加横向覆盖次数可以提高资料信噪比，但是，在横向岩性变化较大的地区，不宜采用太高的横向覆盖次数，因为横向岩性变化大会导致资料不能同相叠加，起不到应有的作用，甚至起到负作用。

（3）纵向覆盖次数。本次采集纵向覆盖次数为21次，抽取不同的纵向覆盖次数：12 次、15 次、18次、21次。从实际资料看，12次覆盖资料较差，15次覆盖的资料比12次有较大提高，15次以后深层信噪比在持续提高。因此，在下一步设计时，纵向覆盖次数可以适当增加。

（4）纵向、横向覆盖次数对资料的影响。在总覆盖次数相同或相近的情况下，抽取不同纵向和横向覆盖次数的剖面进行分析，不论是11×6 次与21×3次、14×6次与21×4次，还是18×6次与21×5次对比，纵向覆盖次数相对高的剖面均好于横向覆盖次数相对高的剖面。因此在该地区，纵向覆盖次数对剖面的贡献大，因为提高纵向覆盖次数（排列长度），有利于提高速度分析精度，提高成像效果。

4.2 面元

从不同面元的处理资料来看，哈山工区采用25m×25 m 面元的采集效果明显好于25 m×50m面元的采集效果。通过对哈山西的资料分析，可以得出同样的结论。因此，在该地区采用25m×25m的面元合适。

5 结束语

通过以上分析，对该地区的资料有以下认识：

（1）该地区地表岩性变化快，地下构造复杂，采用小面元、高覆盖的观测系统可以得到较好的资料。

（2）由于地下构造复杂，横向覆盖次数不宜太高，增加纵向覆盖次数有利于提高资料品质。

（3）采用基于真地表设计以及不同区域采用不同激发方式等技术，可以改善资料成像效果。

［1］陆基孟.地震勘探原理［M］.北京：石油大学出版社，1993.

［2］邓志军，倪宇东，陈学强，等.复杂山地三维地震勘探技术［J］.石油物探，2002，41（1）：15.

［3］唐湘荣，彭绪洲，陈新球.浅析浅层折射地震资料解释中炮检距的合理性［J］.物探化探计算技术，2010，32（4）：341.

［4］王赢，贾烈明，朱艳保，等.可分面元三维观测系统浅析［J］.石油物探，2009，48（3）：299.

［5］渥·伊尔马兹.地震资料分析［M］.北京：石油大学出版社，2006.

［6］王华忠，徐蔚亚，徐北涛，等.DMO 和叠前时间偏移的共同起点［J］.石油地球物理勘探，2002，37（3）：224.

［7］DOYEN P M.Porosit from seismic date：A geostatistical approach［J］.Geophysics，1988，53（10）：1263.

［8］徐基祥，崔化娟.叠前时间偏移解析速度分析［J］.石油地球物理勘探，2004，39（2）：126.

［9］周怀来，李录明，罗省贤，等.各向异性介质储层数值模拟及波场特征研究［J］.物探化探计算技术，2010，32（4）：345.

［10］曹务祥.疏松地表对震源信号的影响与施工方法改进［J］.石油物探，2007，46（2）：170.

［11］李喆，吴敏宁，何政委，等.基于RS和GIS的自贡市长山盐矿区生态环境评价［J］.物探化探计算技术，2011，33（2）：222.

［12］何建军.致密碳酸盐岩缝洞储层地震监测方法研究［D］.成都：成都理工大学，2006.