哈山地區(qū)地震勘探采集技術(shù)研究

田根海

（中國石化勝利石油管理局 地球物理勘探開發(fā)公司，山東 東營 257086）

0 前言

哈山地區(qū)位于新疆克拉瑪依市烏爾禾區(qū)的東北部，在構(gòu)造上位于和什托洛蓋盆地和準(zhǔn)噶爾盆地結(jié)合部，烏夏斷階帶和哈山構(gòu)造上。

工區(qū)地表巖性復(fù)雜多變：

（1）工區(qū)南部以白堊系地層出露為主。

（2）中部和北部山區(qū)，主要為石炭系出露。

（3）東部主要是第四系出露，激發(fā)、接收條件較差。哈山地區(qū)低降速帶厚度變化較大，中部和北部山區(qū)低降速帶最薄，一般為幾米。

（4）南部和東南部低降速帶較厚，部份區(qū)域達(dá)到六十多米。

由此可見，工區(qū)深層構(gòu)造復(fù)雜，逆沖推覆構(gòu)造發(fā)育，存在速度反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

1 工區(qū)技術(shù)難點(diǎn)

工區(qū)地表和地質(zhì)條件都很復(fù)雜，地表巖性多變，包括白堊系、石炭系和第四系等，激發(fā)、接收條件都比較差，吸收衰減嚴(yán)重，信噪比低。深層構(gòu)造復(fù)雜，逆沖推覆構(gòu)造發(fā)育，信噪比低、成像困難［1］。

2 采集技術(shù)研究

工區(qū)資料的主要問題表現(xiàn)為：信噪比低、淺層分辨率低、深層成像效果差。要提高信噪比和深層成像效果，必須提高覆蓋次數(shù)；要解決淺層分辨率的問題，必須提高淺層覆蓋次數(shù)，同時采用小面元采集。因此，本次觀測系統(tǒng)應(yīng)具有以下特性：

（1）高覆蓋：提高整體覆蓋次數(shù)，獲得較好的深層資料；有效提高淺層覆蓋次數(shù)，解決淺層資料差的問題。

（2）小面元：通過采用小面元來提高中層、淺層資料品質(zhì)［2］。同時，通過真地表設(shè)計技術(shù)，改善能量分布的均勻性，提高成像效果。

2.1 優(yōu)選觀測系統(tǒng)

2.1.1 覆蓋次數(shù)

通過上文分析，本次地震采集要同時兼顧淺層［3］和深層的覆蓋次數(shù)，即“提高深層覆蓋次數(shù)，有效提高淺層覆蓋次數(shù)”［4］。

要提高三維觀測系統(tǒng)的覆蓋次數(shù)，可以通過提高縱向覆蓋次數(shù)和橫向覆蓋次數(shù)來實(shí)現(xiàn)。提高縱向覆蓋次數(shù)可以通過增加排列長度、減小道距和炮排距的方法來實(shí)現(xiàn)［5］；而提高橫向覆蓋次數(shù)，可以通過采用多線多炮的觀測系統(tǒng)，同時減小接收線距、炮點(diǎn)距和束線距來實(shí)現(xiàn)。衡量覆蓋次數(shù)相同或相近的觀測系統(tǒng)的優(yōu)劣性，可以通過分析其炮檢距、方位角分布是否均勻來實(shí)現(xiàn)。

通過對設(shè)計的不同觀測系統(tǒng)的屬性分析［6］，作者最終選擇24線9炮的觀測系統(tǒng)，道距50m、炮點(diǎn)100m、炮排距300m、束線距900m，面元25m×25m、覆蓋次數(shù)為126次。針對淺層，通過加密炮排，使炮排距為150 m 來提高淺層覆蓋次數(shù)。該觀測系統(tǒng)具有高覆蓋、小面元的特性，并且炮檢距、方位角分布均勻［7］。

從所得的資料看，加密后深層資料信噪比有所提高，但不明顯，因此，加密前的觀測系統(tǒng)（126次覆蓋）能夠獲得較好深層資料；加密后淺層資料信噪比有較大的提高（見圖1），這說明針對淺層加密炮線的方法在該地區(qū)是適用的。

通過對淺層資料進(jìn)行定量分析：

（1）在0m～500m的偏移距上，加密前理論覆蓋次數(shù)為1次～4次，加密后為3次～6次。

（2）在0m～1 000m 的偏移距上，加密前理論覆蓋次數(shù)為8次～12次，加密后為16次～20次。

從實(shí)際資料看：

（1）在0m～500m的偏移距上的剖面上，加密前實(shí)際覆蓋次數(shù)為2次～3次，加密后為4次～5次，資料質(zhì)量有所改善。

（2）在0m～1 000m 的偏移距上，加密前實(shí)際覆蓋次數(shù)為8次～12次，加密后為16次～20次，資料品質(zhì)有了較大的提高。

2.1.2 面元

小面元采集有利于提高資料的成像效果及分辨率［8］。尤其在構(gòu)造復(fù)雜的地區(qū)，如果面元過大，面元內(nèi)的反射不能同相疊加，從而降低了成像效果和分辨率。

哈山地區(qū)地表巖性變化大，地下構(gòu)造復(fù)雜，因此，小面元采集有利于提高成像效果。從實(shí)際資料看，25m×25m 面元采集的資料明顯好于25m×50m 的面元采集的，尤其是淺層，同向軸連續(xù)性明顯增強(qiáng)，分辨率得到提高（見下頁圖2）［9］。

2.2 基于真地表的束線設(shè)計技術(shù)

工區(qū)地表起伏較大，基于真地表束線設(shè)計，通過優(yōu)化炮檢點(diǎn)布設(shè)，從而使能量分布均衡、CRP 覆蓋均勻，提高成像效果［10］。在理論上水平地表激發(fā)時，能量分布相對均勻，但采用真地表激發(fā)，目的層部份區(qū)域能量較弱，通過真地表進(jìn)行炮點(diǎn)偏移后，能量分布得到明顯改善（見下頁圖3）。從全區(qū)布設(shè)看，通過真地表布設(shè)后（見下頁圖4），目的層CRP分布均勻性變好（見后面圖5）。

2.3 不同區(qū)域采用不同的激發(fā)方式

工區(qū)內(nèi)可控震源激發(fā)效果較好，但是工區(qū)地表起伏較大［11］，部份區(qū)域可控震源無法施工。根據(jù)地表起伏情況，在不同的區(qū)域采用不同的激發(fā)方式：

（1）在地表起伏不大的戈壁礫石區(qū)，采用可控震源進(jìn)行施工。

（2）在地表起伏較大的山區(qū)，當(dāng)可控震源無法施工時，采用井炮進(jìn)行施工，以確保資料品質(zhì)。

同時，根據(jù)地表和資料的變化情況，在不同的區(qū)域提前進(jìn)行考核試驗(yàn)，優(yōu)選激發(fā)參數(shù)，做到“試驗(yàn)指導(dǎo)生產(chǎn)”。

3 取得的效果

通過以上技術(shù)的應(yīng)用，本次勘探取得了非常好的效果，淺中深層資料信噪比高，地層接觸關(guān)系清楚，尤其是中深層，新資料信噪比明顯高于老資料，淺層分辨率高于老資料（見后面圖6）。

圖1 加密前后剖面對比Fig.1 Encryption before（left），after（right）profile comparison

4 下一步采集建議

作者本次采用的真地表設(shè)計，不同區(qū)域采用不同的激發(fā)方式等技術(shù)，取得較好的效果，在以后的采集中可以借鑒。但是，在觀測系統(tǒng)方面［12］，還有需改進(jìn)和完善的地方。

4.1 覆蓋次數(shù)

（1）淺層覆蓋次數(shù)。本次勘探要求獲得較好的淺中深層資料，設(shè)計時針對淺層進(jìn)行加密炮排，淺層資料較老資料有較大的提高，但仍有提高的空間。

（2）橫向覆蓋次數(shù)。本次采集橫向覆蓋次數(shù)為6次，通過抽取不同橫向覆蓋次數(shù)的剖面進(jìn)行分析：①當(dāng)橫向?yàn)?次覆蓋時，同向軸連續(xù)性較差，資料信噪比較低；②當(dāng)橫向?yàn)?次和5次時，同向軸連續(xù)性明顯增強(qiáng)，尤其是中淺層；③但當(dāng)橫向覆蓋次數(shù)由5次增加到6次時，資料變化不明顯，甚至有變差的趨勢。因此，選取該地區(qū)橫向5次覆蓋就可以滿足要求。

通過增加橫向覆蓋次數(shù)可以提高資料信噪比，但是，在橫向巖性變化較大的地區(qū)，不宜采用太高的橫向覆蓋次數(shù)，因?yàn)闄M向巖性變化大會導(dǎo)致資料不能同相疊加，起不到應(yīng)有的作用，甚至起到負(fù)作用。

（3）縱向覆蓋次數(shù)。本次采集縱向覆蓋次數(shù)為21次，抽取不同的縱向覆蓋次數(shù)：12 次、15 次、18次、21次。從實(shí)際資料看，12次覆蓋資料較差，15次覆蓋的資料比12次有較大提高，15次以后深層信噪比在持續(xù)提高。因此，在下一步設(shè)計時，縱向覆蓋次數(shù)可以適當(dāng)增加。

（4）縱向、橫向覆蓋次數(shù)對資料的影響。在總覆蓋次數(shù)相同或相近的情況下，抽取不同縱向和橫向覆蓋次數(shù)的剖面進(jìn)行分析，不論是11×6 次與21×3次、14×6次與21×4次，還是18×6次與21×5次對比，縱向覆蓋次數(shù)相對高的剖面均好于橫向覆蓋次數(shù)相對高的剖面。因此在該地區(qū)，縱向覆蓋次數(shù)對剖面的貢獻(xiàn)大，因?yàn)樘岣呖v向覆蓋次數(shù)（排列長度），有利于提高速度分析精度，提高成像效果。

4.2 面元

從不同面元的處理資料來看，哈山工區(qū)采用25m×25 m 面元的采集效果明顯好于25 m×50m面元的采集效果。通過對哈山西的資料分析，可以得出同樣的結(jié)論。因此，在該地區(qū)采用25m×25m的面元合適。

5 結(jié)束語

通過以上分析，對該地區(qū)的資料有以下認(rèn)識：

（1）該地區(qū)地表巖性變化快，地下構(gòu)造復(fù)雜，采用小面元、高覆蓋的觀測系統(tǒng)可以得到較好的資料。

（2）由于地下構(gòu)造復(fù)雜，橫向覆蓋次數(shù)不宜太高，增加縱向覆蓋次數(shù)有利于提高資料品質(zhì)。

（3）采用基于真地表設(shè)計以及不同區(qū)域采用不同激發(fā)方式等技術(shù)，可以改善資料成像效果。

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