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(yáng)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(yáng)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(duì)下伏地層產(chǎn)生強(qiáng)烈的屏蔽作用，以及復(fù)雜斷裂帶的復(fù)雜斷塊會(huì)引起地震波能量分布的嚴(yán)重不均勻性。通過(guò)運(yùn)用波動(dòng)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(qiáng)度，優(yōu)化了地震采集觀(guān)測(cè)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(lèi)：一是基于射線(xiàn)理論，適用于構(gòu)造簡(jiǎn)單地區(qū)，常規(guī)設(shè)計(jì)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(qiáng)度分布，但無(wú)法得到某一方向的照明強(qiáng)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(qiáng)度分析方法，可以得到任意方向的照明強(qiáng)度分布，分析更加靈活，適用性加強(qiáng)［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(duì)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(duì)觀(guān)測(cè)系統(tǒng)優(yōu)劣的評(píng)估作用更加突出。為此，筆者利用波動(dòng)方程照明分析技術(shù)在火成巖區(qū)和復(fù)雜斷裂帶進(jìn)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(yùn)用

圖1 長(zhǎng)排列試驗(yàn)示意圖

蘇北盆地JH凹陷地表、近地表發(fā)育的火成巖對(duì)下伏地層產(chǎn)生強(qiáng)烈的屏蔽，同時(shí)形成強(qiáng)烈的散射干擾，對(duì)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(duì)火成巖開(kāi)展了各種攻關(guān)研究，其中在增加長(zhǎng)排列觀(guān)測(cè)試驗(yàn)時(shí)運(yùn)用了波動(dòng)方程照明分析技術(shù)。長(zhǎng)排列觀(guān)測(cè)試驗(yàn)采用雙邊放炮的方式 （圖1），加大縱向排列長(zhǎng)度，目的就是遠(yuǎn)排列避開(kāi)火成巖影響，加強(qiáng)中深層反射的接收。試驗(yàn)方案為：?jiǎn)尉€(xiàn)200道接收，40條接收線(xiàn)；20條炮線(xiàn)，試驗(yàn)區(qū)兩邊炮點(diǎn)區(qū)各20排炮，共840炮；炮點(diǎn)按100m炮距滾動(dòng)，接收排列固定不動(dòng)。

在開(kāi)展野外試驗(yàn)之前，根據(jù)前期表層調(diào)查微測(cè)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(zhǎng)度為2500m，第2套火成巖長(zhǎng)度為4000m。然后運(yùn)用波動(dòng)方程照明分析技術(shù)模擬野外激發(fā)效果，顯示試驗(yàn)區(qū)主要目的層段的地震波場(chǎng)能量分布［2］。以100m的激發(fā)點(diǎn)距開(kāi)始照明分析，從模擬結(jié)果可見(jiàn)每個(gè)激發(fā)點(diǎn)激發(fā)后各主要目的層區(qū)域照明強(qiáng)弱，據(jù)此可分析確定不同激發(fā)點(diǎn)位對(duì)目的層成像的貢獻(xiàn)［3］。圖2為激發(fā)點(diǎn)靠近火成巖區(qū)域時(shí) （樁號(hào)204805）的地震采集照明分析，可以看出，地震剖面上照明強(qiáng)度明顯強(qiáng)弱不均，只有激發(fā)點(diǎn)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(duì)下伏地層產(chǎn)生強(qiáng)烈的屏蔽作用，造成火成巖下方照明強(qiáng)度很弱，能量明顯弱于周?chē)鷧^(qū)域，說(shuō)明地震波基本沒(méi)有穿透火成巖。圖3為火成巖區(qū)長(zhǎng)排列地震采集照明分析 （樁號(hào)204105），在激發(fā)點(diǎn)距離2套火成巖一定距離時(shí) （樁號(hào)204105），無(wú)論從大號(hào)端還是小號(hào)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(qiáng)度得到有效增強(qiáng)，說(shuō)明反射能量有所加強(qiáng)，可見(jiàn)加大縱向排列長(zhǎng)度，遠(yuǎn)排列端接收能夠避開(kāi)火成巖影響。從野外試驗(yàn)單炮、剖面 （圖4、5）上也可以明顯看出這一效果，說(shuō)明通過(guò)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(jì)。

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

圖3 火成巖區(qū)長(zhǎng)排列地震采集照明分析 （樁號(hào)204105）

圖4 火成巖區(qū)正常排列 （a）與加長(zhǎng)排列 （b）地震采集單炮對(duì)比

圖5 火成巖區(qū)正常排列 （a）與加長(zhǎng)排列 （b）地震采集剖面對(duì)比

2 照明分析技術(shù)在復(fù)雜斷裂帶的運(yùn)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(guò)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(guān)測(cè)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(diǎn)距下照明強(qiáng)度差異

圖6為復(fù)雜斷裂帶不同炮點(diǎn)距的照明分析，在炮點(diǎn)距60m時(shí)，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(diǎn)距為40m時(shí)，歸一化照明能量大于0.4，區(qū)域成像良好，說(shuō)明針對(duì)該復(fù)雜斷裂帶，應(yīng)改變采集方案，采用較小炮點(diǎn)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(diǎn)距照明分析對(duì)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(qiáng)度

通過(guò)上面分析對(duì)比可知，在復(fù)雜斷裂帶需要改變?cè)胁杉瘏?shù)，加密炮點(diǎn)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(kāi)始采用優(yōu)化后的參數(shù)，仍然需要通過(guò)波動(dòng)方程照明來(lái)進(jìn)行不同炮點(diǎn)位置對(duì)斷層成像的貢獻(xiàn)分析，以此確定最終采用小炮點(diǎn)距地震采集施工的范圍。從復(fù)雜斷裂帶不同炮點(diǎn)位置的照明分析圖 （圖7）上可以看出：從炮點(diǎn)距離目標(biāo)區(qū)左5000m （樁號(hào)：263758）開(kāi)始，小號(hào)端對(duì)目標(biāo)區(qū)成像有能量貢獻(xiàn)；隨著激發(fā)點(diǎn)逐漸接近目標(biāo)區(qū)，地震照明能量越來(lái)越強(qiáng)，直到激發(fā)點(diǎn)位于斷裂帶上方時(shí)地震照明能量最強(qiáng)；然后隨著激發(fā)點(diǎn)位向大號(hào)端推進(jìn)，到距目標(biāo)區(qū)右5000m （樁號(hào)：275393）時(shí)，激發(fā)點(diǎn)對(duì)目標(biāo)區(qū)成像基本沒(méi)有能量貢獻(xiàn)，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(duì)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(diǎn)位置對(duì)斷層成像的貢獻(xiàn)分析

3 結(jié) 語(yǔ)

復(fù)雜地表及地下地質(zhì)條件對(duì)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(chǎng)傳播復(fù)雜，對(duì)下伏地層產(chǎn)生強(qiáng)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(guò)運(yùn)用波動(dòng)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(qiáng)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(guān)測(cè)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(duì)比

［1］裴正林.波動(dòng)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(guó)，程玖兵.基于地震照明、面向勘探目標(biāo)的三維觀(guān)測(cè)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì) ［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(guān)測(cè)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù) ［J］.中國(guó)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(jí)工程師，現(xiàn)從事地球物理勘探工作。

［編輯］ 龍 舟