復(fù)雜山地彎寬線觀測系統(tǒng)適用效果分析

袁嘉暉

（中國石化石油工程地球物理有限公司江漢分公司，湖北 潛江 433100）

0 前言

近幾年，地震資料采集工作已經(jīng)步入高精度階段，如何提高復(fù)雜山地，特別是低信噪比地區(qū)地震資料成像的精度是制約地球物理勘探的一個技術(shù)瓶頸。以往常規(guī)采集的復(fù)雜山地資料，由于近地表及地下地質(zhì)條件差，原始記錄信噪比低、能量弱，地震剖面品質(zhì)差，很難做到根據(jù)采集到的地震資料對地下地質(zhì)情況做出精確的解釋。

增加覆蓋次數(shù)是提高資料信噪比的重要手段，但通過減小道距和炮距，單純增加接收道數(shù)和激發(fā)點(diǎn)數(shù)的做法會急劇增加成本，同時引起隨機(jī)干擾的相干性增強(qiáng)，減弱疊加壓制隨機(jī)干擾和相干干擾的統(tǒng)計效應(yīng)，而且針對地下復(fù)雜構(gòu)造，單線二維采集得不到任何側(cè)面信息，不利于最終偏移歸位，因此寬線采集在理論上是有效措施，然而復(fù)雜山地受地表條件制約，很難做到直線寬線采集，因此高覆蓋次數(shù)彎寬線采集技術(shù)在復(fù)雜山地采集中的應(yīng)用成了提高地震資料質(zhì)量的最好方案。

1 地質(zhì)特征

工區(qū)地表山體陡峭，溝壑縱橫，地形切割劇烈，巖溶發(fā)育，具有典型的喀斯特地貌特征。工區(qū)出露的地層為T、P、C、D，出露巖性主要為灰?guī)r，局部為砂巖、礫石層等。區(qū)內(nèi)低降速層速度及厚度變化較大，形成極強(qiáng)的橫向劇烈變化的反射波速度差異界面，易產(chǎn)生原生、次生干擾和反向散射，加上溶洞、裂隙發(fā)育，對資料質(zhì)量造成很大的負(fù)面影響。

該區(qū)深部地震地質(zhì)條件復(fù)雜，地層傾角大，巖溶、斷裂發(fā)育，各種干擾特別是折射波干擾強(qiáng)，側(cè)面波、散射波干擾嚴(yán)重，使資料信噪比降低。根據(jù)以往所獲資料分析，該地區(qū)中、深層可看到有效反射，但局部波組特征不明顯，不易連續(xù)追蹤。TT、TC、TD 地震反射層品質(zhì)稍好，波組特征基本明顯，基本可追蹤，TP 地震反射層相對較差（見圖1）。

圖1 老資料地質(zhì)解釋剖面

2 主要研究技術(shù)

2.1 原始資料觀測系統(tǒng)分析

試驗線采用三線三炮、中間激發(fā)，810次覆蓋次數(shù)施工。每個排列接收道數(shù)是540 道，道距是20m，最小偏移距是10m，最大偏移距是5 390m，線距40m，炮距60m。激發(fā)井深是22m～24m，激發(fā)藥量16kg～18kg。

此寬線施工方案可以根據(jù)不同的覆蓋次數(shù)、不同的觀測方式進(jìn)行抽跑抽道試驗分析，主要分析覆蓋次數(shù)與觀測方式對資料信噪比、頻率、能量的影響，經(jīng)過抽炮抽道的多種觀測形式（見圖2）。

圖2 三線三炮多種組合觀測形式

2.2 不同覆蓋次數(shù)剖面效果分析

根據(jù)不同的觀測系統(tǒng)我們代表性選擇觀測方式進(jìn)行90次、180次、270次、360次、540次和810次覆蓋次數(shù)的疊加剖面進(jìn)行對比，效果對比剖面（見圖3）。

圖3 不同覆蓋次數(shù)剖面效果對比

通過圖3 剖面對比可知：

810次比540次信噪比略高，810次覆蓋剖面背景噪音小，覆蓋次數(shù)的提高對于干擾的壓制和信噪比的提高有明顯效果。

360次覆蓋比540次覆蓋信噪比略差，360次覆蓋剖面背景噪音大，特別在淺層噪音較大。

270次覆蓋比360次覆蓋品質(zhì)差，剖面信噪比低，背景噪音大。

180次覆蓋與270次覆蓋相比淺層信噪比略低，剖面背景噪音大。

90次覆蓋比180次覆蓋疊加剖面信噪比相差較大。

2.3 不同覆蓋次數(shù)對頻譜及速度譜的影響

增加覆蓋次數(shù)是提高資料信噪比的主要手段，為了更好地對比覆蓋次數(shù)對頻譜和速度譜的影響，對不同覆蓋次數(shù)的CDP 道集進(jìn)行頻譜分析，并在測線的不同位置分別選擇覆蓋次數(shù)810次和180次的速度譜進(jìn)行對比（見圖4，5）。

圖4 不同覆蓋次數(shù)對頻譜的影響

圖5 同覆蓋次數(shù)對速度譜的影響

圖4 通過不同覆蓋次數(shù)的頻譜對比，在810次覆蓋能量最強(qiáng)，頻帶最寬，隨著覆蓋次數(shù)的降低，高頻能量逐漸減弱，頻帶逐漸變窄。圖5 顯示了覆蓋次數(shù)對速度譜的影響，通過速度譜能量團(tuán)可以看到隨著覆蓋次數(shù)的增加，能量越來越強(qiáng)，810次覆蓋次數(shù)明顯比180次覆蓋次數(shù)能量強(qiáng)，更容易進(jìn)行疊加速度的拾取。因此增加覆蓋次數(shù)對頻譜能量、頻寬都有很大的影響。隨著覆蓋次數(shù)的增加，頻譜高頻能量逐漸增強(qiáng)，主頻頻帶逐漸變寬。覆蓋次數(shù)的增加可以很好地進(jìn)行速度譜的能量聚焦，可以更好地進(jìn)行速度的準(zhǔn)確拾取，盡量減少速度的多解性。

2.4 不同覆蓋次數(shù)疊加剖面定量曲線分析

我們對不同覆蓋次數(shù)的成果剖面進(jìn)行能量、頻率和信噪比定量曲線分析（見圖6），通過90次、180次、270次、360次、540次和810次的疊加剖面定量分析，可以看到隨著覆蓋次數(shù)的增加剖面能量逐漸增強(qiáng)，其中810次覆蓋次數(shù)能量最強(qiáng)，540次覆蓋次數(shù)次之。剖面頻率分析可知，90次覆蓋與180次覆蓋剖面頻率最高，隨著覆蓋次數(shù)的增加剖面頻率逐漸降低，其中810次覆蓋次數(shù)剖面頻率最低。覆蓋次數(shù)越低剖面高頻背景越大，剖面頻率越高。剖面信噪比分析可知，810次覆蓋次數(shù)與540次覆蓋次數(shù)剖面信噪比相當(dāng)，低于540次覆蓋次數(shù)隨著覆蓋次數(shù)的降低，剖面信噪比也逐漸降低。

圖6 不同覆蓋次數(shù)疊加剖面定量曲線分析

3 結(jié)論

1）寬線放炮或者交叉放炮可以改善接收方向上各項異性的接收效果，可以更好地壓制散射、側(cè)面波、規(guī)則干擾等干擾波。因此高覆蓋次數(shù)疊加可以很好的壓制噪音。

2）90次信噪比明顯太低，剖面背景噪音大。180次比90次覆蓋明顯提高。270次信噪比比180次提高不明顯，360次比180次提高明顯，540次以上信噪比較高，810次最好。

3）隨著覆蓋次數(shù)的增加剖面能量增強(qiáng)，信噪比增加，但覆蓋次數(shù)高剖面頻率降低。810次覆蓋次數(shù)信噪比與540次覆蓋比差別不是很大，540次覆蓋次數(shù)比其他低覆蓋次數(shù)信噪比高，因此提高采集覆蓋次數(shù)可以在高保真前提下有效提高資料信噪比。

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