焉耆盆地山前构造带三维地震采集技术探讨

2015-07-02廖小玲

石油地质与工程 2015年4期

关键词：焉耆检波器盆地

刘芳，廖小玲，曲霞，王霞，闫丽

(中国石化河南油田分公司石油物探技术研究院，河南郑州 450046 )

焉耆盆地山前构造带三维地震采集技术探讨

刘芳，廖小玲，曲霞，王霞，闫丽

(中国石化河南油田分公司石油物探技术研究院，河南郑州 450046 )

焉耆盆地山前构造带地表地质条件复杂，激发和接收条件非常差，造成干扰波非常发育，原始资料的信噪比非常低，难以见到有效反射，成像精度不高，不能满足构造解释的需要，为此，开展了三维地震采集技术攻关研究，采用表层结构调查技术、关键参数分析论证技术和观测系统设计等技术，通过改善激发条件、优化激发参数提高地震资料信噪比；通过检波器组合实现对干扰波的组合压制，提高单炮的信噪比；通过针对性观测系统设计增加覆盖次数，提高剖面信噪比，查清了南部山前逆冲推覆带的分布范围、目的层产状及断裂带展布特征，并落实了构造特征及圈闭有效性。

焉耆盆地；山前构造带；三维地震；信噪比；采集技术

1 地震采集存在的主要问题

焉耆盆地是河南油田西部勘探的重要区块，该区主要沉积有新生界第四系和第三系、中生界侏罗系和三叠系，其中侏罗系又分为西山窑组、三工河组及八道湾组三个亚层，是该区的主要目的层。

焉耆盆地山前构造带采集难点主要表现在两个方面：①地表结构复杂，地形变化剧烈，岩性多样，特别是灰岩坚硬致密，能量衰减快，钻井十分困难，导致了该地区激发和接收条件非常差，地震波能量散射严重，干扰波非常发育，原始资料的信噪比非常低，难以见到有效反射。三工河组内幕反射不清、八道湾组底界面不清，构造难以落实，严重影响对该区的认识，制约焉耆盆地油气勘探进程；②地下构造复杂，推覆断层倾角大且断面对地震波的屏蔽性强，下盘反射信息很弱，地震成像十分困难。如何突出有效波，压制干扰波，提高地震资料信噪比是焉耆盆地地震采集的核心问题[1]。

2 地震采集关键技术

2.1 综合表层结构调查技术

综合多种方法精细调查表层结构，取全表层速度、厚度资料、岩性资料、含水性资料等，优化激发岩性和激发点位，提高激发和接收效果；使用地面激发、井中接收的方式进行表层结构调查，得到低降速带厚度、速度资料；利用多种方法，反映表层厚度、速度及含水性、岩性变化情况，实现从点到面控制，选择最佳激发岩性带，避开岩石破碎带，优化激发井深。针对地表起伏剧烈、山区障碍物多、野外定点困难等特点，应用高精度数字卫片进行物理点布设，减少施工盲目性和重复工作量。利用卫星地图进行观测系统设计及炮检点偏移。

2.2 复杂山前带观测系统设计技术

在地震勘探中，对成像精度起决定作用是观测系统设计方式，它主要影响地震资料的信噪比和分辨率。随着勘探技术的提高，观测系统设计已发展到小网格、高覆盖、大排列的采样观测系统，复杂山前带地震采集观测系统形成了基于波动理论的观测系统评价技术与参数优化方法。在采集技术上要提高原始资料的信噪比，主要有两种方法[2]，一是从激发方面入手，通过改善激发条件、优化激发参数提高地震资料信噪比；二是通过针对性的检波器组合，实现对干扰波的组合压制，提高单炮的信噪比。

2.2.1 观测系统均匀性评价

地震数据采集理论上要求达到充分性(离散波场能够完全恢复连续波场)、对称性(道间距等于炮间距，接收线距等于炮线距)和均匀性(地震数据体的炮检距、覆盖次数、方位角分布均匀)，但对于复杂山前地带地震采集很难满足这个条件。随着道均匀性的降低，假频越严重；随着炮均匀性的降低，偏移噪声越严重，偏移成像的信噪比降低。而远炮检距不均匀对成像结果影响最大，中炮检距次之，近炮检距最小。

2.2.2 观测系统设计思路

针对焉耆盆地山前构造带地震资料特点，设计满足提高资料信噪比和改善成像质量要求的观测系统，是山前构造带地震采集技术重要的内容，因此观测系统设计过程中主要考虑以下二个方面[3]。

(1)焉耆盆地山前构造带地表复杂，激发和接收条件差，造成各种干扰波发育，是影响单炮资料信噪比最重要的因素。从表层调查入手，在查清表层结构变化规律的基础上，充分了解干扰波的发育特点是观测系统设计的基础。因此观测系统设计首先考虑组合检波器和组合基距的设计，满足对干扰波的压制，然后考虑检波器串数。

(2)焉耆盆地山前构造带构造非常复杂，通过波场照明分析技术重点研究该地区地震波传播规律及能量分布；从理论上进行基于模型的多属性联合分析，确定最优观测方向、最优激发范围和最优检波器排列；基于地下反射点分析成像效果,指导观测系统设计，最终实现覆盖次数和能量分布均匀。

2.2.3 复杂山前带地震采集激发技术

优选激发岩性是提高激发频率和能量的关键之一。震源与围岩介质的阻抗耦合对地震激发效果影响非常大，焉耆盆地山前构造带波速高、密度大的黏土与炸药的耦合效果差。选择泥质黏土层作为激发岩性效果较其它介质更好。

根据焉耆盆地山前构造带表层结构调查的情况和炸药类型的试验结果，结合炸药参数符合阻抗耦合的爆炸理论认为：采用高爆速高密度炸药、封井激发可提高激发效果，炸药的密度应在1.8 g/cm3左右，爆速应在5 500～6 000 m/s，药量的选择主要考虑饱和激发。药量试验结果表明：该区砂泥岩出露区采用18～20 kg，灰岩区采用26～28 kg的药量，地震资料的效果较好。

根据岩层弹性性质优选激发点。激发点试验结果表明：该区风化严重灰岩中激发时抗压强度低，大部分能量消耗在岩石破碎方面，下传的地震波能量弱；坚硬的灰岩中激发时，弹性模量过大，产生的地震波频率高，但能量弱。埋藏较浅、风化严重的灰岩抗压强度较小，不利于激发；埋藏较深的岩石抗压强度和弹性模量太大也不利于激发；埋藏深度适中、泥质含量高的岩层有利于地震波的激发和传播。

实践证明：砂岩激发，砂岩接收，资料的信噪比最高；灰岩激发，灰岩接收，信噪比最低。但焉耆盆地山前构造带主要以灰岩为主，所以优化激发位置、激发岩性，选择小倾角地层激发可提高单炮质量，炮点位置应在总体炮检点分布均匀的基础上优化，保证不同位置炮点对剖面都有贡献。

2.2.4 复杂山前带地震接收技术

组合检波技术是野外压制干扰、提高原始资料信噪比的有效方法。组合检波技术根据有效波和干扰波在传播方向上存在的差别，压制干扰波，突出有效波，提高原始资料的信噪比[3]。研究结果表明，组合检波器设计，不但要考虑干扰波的压制，还要考虑有效波的保护。综合这两方面的因素，焉耆盆地山前构造带组合检波器设计，采用单道10串、100个检波器的面积组合，原始资料的信噪比得到了明显提高。

在组合基距参数设计时以压制横向干扰为主，组内基距设计也要考虑随机干扰的相关半径，组内基距一般要大于随机干扰的相关半径。研究认为该地区组内距不小于2 m，否则随机干扰得到加强；同时随着组合基距的增大，单炮的信噪比逐步提高，组合基距必须大于70 m才能满足要求，采用的串数越多越好，一般情况下10串就可以。

2.2.5 复杂山前带观测系统设计

实践证明，覆盖次数越高，地震采集的数据越好，但覆盖次数越高采集成本就越大，可见设计合理的宽线覆盖次数非常重要。利用三维模型正演技术，在该地区进行观测系统覆盖次数参数试验，结合对以往地震资料覆盖次数的分析认为，焉耆盆地山前构造带采集观测系统类型：常规束线观测系统，束间滚动重复29条线；激发方式是中间激发、对称接收；覆盖次数不能低于255次。观测系统参数如下： 30线2炮，每条线204道，总道数6 120道，道间距50 m，线距200 m；对称激发，纵向偏移距25 m，横向炮点距100 m，炮排距300 m；面元25 m×50 m；覆盖次数255次(纵向17次，横向15次)。