长岭断陷南部地震采集方法探讨与效果分析

冯晓辉，陈光宇

中国石化集团股份有限公司 东北油气分公司勘探开发研究院，吉林 长春 130062



长岭断陷南部地震采集方法探讨与效果分析

冯晓辉，陈光宇

中国石化集团股份有限公司 东北油气分公司勘探开发研究院，吉林 长春 130062

地震资料信噪比低一直是制约着长岭断陷地区油气勘探发展的主要问题。本文通过对近十几年来长岭断陷南部采集方法的整理与对比，总结出一系列该地区提高资料信噪比的方法。同时，对火山岩下覆地层反射能量弱的问题，提出了改进思路，供以后采集处理人员参考。

长岭断陷；信噪比；组合井

0 引言

长岭断陷层系分布面积约为0.8×104km2，基底最大埋深超过8 km。长岭断陷从火石岭组时期基底断裂发育，控陷断裂活动强烈，形成了大规模的火山岩，碎屑岩沉积物由断陷边缘向中心快速充填。沙河子组沉积时期，断陷范围扩大，湖泊相泥岩逐渐增多，断陷范围达到最大。营城组沉积初期伴随着强烈火山喷发作用，长岭断陷再次发生裂陷，断裂发育，之后由于区域构造运动导致全区抬升，到登娄库组，地层遭受不同程度的剥蚀，结束了断陷沉积。受剧烈构造运动及火山岩的影响，在地震剖面上整体表现出“断裂发育、信噪比低、波组特征变化快”的特点。

本地区从2002年开始实施三维地震勘探，取得了较好的油气成果。近年来，随着物探装备能力的提升，在采集方法选择优化上有了较大的余地。本文重点分析近几年针对断陷层地层地震采集方法优化及其应用效果。

1 探区内地震地质特点

探区位于松辽平原南部，地表类型属于平原类型。区内地表多为农田、草甸、沙丘高岗带、林带。从近地表岩性调查看，激发接收条件总体较好，但存在差异。主要特点是在灰胶泥、含沙灰胶泥为主激发岩性激发，单炮记录面貌较好，沙丘高岗带以黄沙为主激发岩性激发，激发条件差，单炮记录面貌较差（图1）。

探区目的层埋深变化大，在2 000～6 000 m之间，断陷层营城组、火石岭组火成岩广泛发育，火成岩对下伏地层的屏蔽作用，接收有效信号较弱，导致深层能量不足，存在空白反射。受多期构造运动影响，深层断层发育，断裂系统复杂，构造内各种绕射、散射等干扰严重，波场复杂，容易出现反射盲区，地震品质不高，属于低信噪比地区［1］（图2）。

图 1 不同地表类型激发单炮记录Fig.1 Single shot record with different surface types

图 2 长岭断陷典型地震偏移成果剖面（蓝色地层为营城组顶面）Fig.2 Typical seismic migration results section of the Changling fault depression （blue layer is the top of Yingcheng Formation）

2 历年地震勘探探索

2007至2008年为了查清断陷层地层构造形态、断裂展布及营城组火山岩分布规律，在长岭次凹东部实施三维地震勘探。观测系统采用12L5S180T90F45。非正交观测系统，道距50 m，炮点距50 m，接收线距250 m，炮排距300 m，横向滚动3条线，纵向最大炮检距4 475 m。本次采集从改善单炮的激发效果出发，在农田、草甸等激发条件较好的区采用潜水面下（药包顶面）5～7 m双井、三组合激发，沙丘高岗区潜水面下7 m三井组合激发，接收方式每道两串共24个检波器的矩形面积组合埋置方式。

采用组合井激发，单炮效果明显改善（图3），主要目的层发射更加清楚，同向轴更加连续，信噪比更高。从成果剖面来看（图4），中层（2 s）以上地层基本能够识别追踪，深层地层成像、信噪比不如浅层资料，可能主要是由于观测系统覆盖次数低，最大偏移距小的原因［2］。

图 3 组合井与单井激发（30～60 Hz）效果对比图Fig.3 Effect comparison of combination well and single well stimulation （30～60 Hz）

图 4 叠前时间偏移成果剖面Fig.4 Prestack time migration results prof le

2013年为进一步查清长岭断陷结构及火山岩下覆地层的分布情况，进行二维地震攻关。攻关线观测系统为6390-10-20-10-6390（3线2炮），覆盖次数1 280次，单井、三井组合井高速层顶界面下9 m激发，接收方式为3串36个检波器，垂直测线矩形面积组合接收。通过攻关试验，得出最大偏移距5 000 m以上，覆盖次数300次既能满足地质任务的要求。

2014年在以往采集的基础上，以高精度地震采集方法为指导［3］［4］，在长岭断陷南部实施三维采集。观测系统采用20L5S200T200正交观测系统，和2008年相比，道距、炮点距、接收线距不变，炮排距调整到250 m，纵向最大炮检距4 975 m，为减小采集脚印的影响，横向滚动1条线，整个观测系统的方位属性和覆盖次数都有了很大的提高。受采集成本的限制，本次采集在激发方面进行了详细论证，对组合井拆分，通过提高覆盖次数的方式提高叠加资料的信噪比（图5）。全部采用潜水面下9 m单井激发，在高岗沙丘区（高程大于185 m，或低降速层厚度大于10 m）采用加密炮排的方式提高采集品质。接收方式为3串36个检波器，垂直测线矩形面积组合接收。

图 5 组合井拆分与组合井激发（30～60 Hz）效果对比图Fig.5 Effect comparison of the split and stimulation of combination well （30 ～ 60 Hz）

图 6 两次三维采集成果剖面效果对比Fig.6 Effect comparison of two 3D collected results section

3 资料效果对比分析

从处理成果剖面对比分析（图6），两次三维采集中浅层反射波组特征明显，地层波组连续稳定，信噪比高，地层和构造成像清楚。深层资料采用高精度采集方法后，信噪比提高，断点更加清楚，基底更清晰，火山岩波组特征表现为大振幅强反射的特点，对整个营城组的火山岩识别能力也大大提高。证实了采用较大炮检距、高覆盖可以改善深层资料品质。通过钻井揭示，本地区主要目的层为营城组火山岩下碎屑岩地层，储层薄，沉积相带变化快，受火山岩屏蔽作用影响，在剖面上呈现弱反射的特点。这种地质目标，无疑对采集处理提出了更高的要求，增强能量下传和目标处理是下一步攻关的重点。

通过对目的层频谱、信噪比定量分析，2014年资料较2008年资料有所改善，但改善程度不大，有效频宽在3～52 Hz 之间，主频在20～25 Hz之间，目的层频带窄、主频低，分辨率不高，内幕反射信息不够清楚，主频段信噪比集中在3 dB左右，信噪比不高（图7）。

4 结论

（1）通过观测系统优化，高覆盖、较大炮检距、小滚动线束距能够提高深层断裂、基底成像，对整体提高信噪比也有帮助。

（2）多井组合激发追求的是单炮效果的极限化来提高剖面品质，单井激发单炮面貌不好，多次叠加同样可以达到较好的效果。

（3）主要目的层营城组碎屑为薄互层组合，上覆火山岩，剖面上是弱反射，采集上增加能量的有效下传，处理上要有针对性提高分辨率处理。

图 7 两次三维采集目的层频谱、信噪比对比图Fig.7 Comparison of spectrum and signal to noise ratio of two 3D collected target stratum

［1］ 王 昀，王福宝，岳承琪，等.低信噪比地区地震采集激发技术探讨［J］. 石油物探，2013，52（3）： 259-264.

［2］ 马义忠，于更新，符力耕，等.复杂地表低信噪比地震数据处理研究［J］.地球物理学进展，2008，23（6）： 1 849-1 858.

［3］ 熊 翥.高精度三维地震（一）：数据采集［J］.勘探地球物理学进展，2009，32（1）： 1-11.

［4］ 赵殿栋， 吕公河， 张庆淮，等.高精度三维地震采集技术及应用效果［J］. 石油物探， 2001， 40（ 1） ： 1- 8.

Seismic acquisition method and effect of the southern part of Changling fault depression

FENG Xiao-hui， CHEN Guang-yu
Exploration and Development Research Institute， Northeast Oil and Gas Branch，SINOPEC， Changchun 130062， Jilin， China

Low signal-to-noise ratio（S/N） of seismic data is the restriction to oil and gas exploration of Changling fault depression. In this essay， through the collection and comparison of Changling fault depression in last decade， a series of methods to improve data S/N has been summarized. Meanwhile， focus on weak refl ection energy problem which is under volcanic strata， improvement ideas has been proposed which as a reference for later collections and processing.

Changling fault depression； signal-to-noise ratio（S/N）； combination well

P631.4

A

1001—2427（2015）03 - 82 -5

2014-12-05；

2015-09-22

冯晓辉（1984—），男，山西天镇人，中国石化集团股份有限公司 东北油气分公司勘探开发研究院工程师.