鄂西地區(qū)頁巖氣勘探地震采集主要參數(shù)分析

劉保林,劉軍勝,王建斌

(中石化石油工程地球物理有限公司江漢分公司，湖北潛江433199)

鄂西地區(qū)頁巖氣勘探地震采集主要參數(shù)分析

劉保林,劉軍勝,王建斌

(中石化石油工程地球物理有限公司江漢分公司，湖北潛江433199)

鄂西地區(qū)是尋找頁巖氣的有利區(qū)帶。針對該區(qū)頁巖氣勘探多套目的層埋深不一、地表激發(fā)巖性多變及地下構(gòu)造相對復(fù)雜等特點(diǎn)，以滿足不同目的層兼探和實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)勘探為目標(biāo)，通過正演模擬研究，結(jié)合近幾年在該區(qū)所獲的實(shí)際地震資料，對在該區(qū)進(jìn)行頁巖氣勘探的地震采集主要參數(shù)——最大炮檢距、覆蓋次數(shù)、激發(fā)因素等進(jìn)行分析，提出了最大炮檢距及覆蓋次數(shù)的選取范圍；通過系統(tǒng)試驗(yàn)，分析確定了各種出露地層中的地震激發(fā)參數(shù)。

地震采集；最大炮檢距；覆蓋次數(shù)；激發(fā)參數(shù)；寬線地震勘探

鄂西地區(qū)是指湖北省西部長江以南的恩施土家族苗族自治州境內(nèi)，構(gòu)造區(qū)劃上處于川東褶皺構(gòu)造帶與湘鄂西褶皺帶的接合部位。鄂西地區(qū)跨越利川復(fù)向斜、中央復(fù)背斜、花果坪復(fù)向斜、宜都—鶴峰復(fù)背斜以及桑植—石門復(fù)向斜等多個構(gòu)造單元，揉皺劇烈。地表為典型南方山地地形，海拔高程一般為500～2100m，喀斯特地貌發(fā)育，山峰、峽谷和丘陵相互交錯，出露灰?guī)r、砂巖、泥巖等多種巖性，地震地質(zhì)條件復(fù)雜多變。就頁巖氣勘探而言，區(qū)內(nèi)自下寒武統(tǒng)至上侏羅統(tǒng)，除缺失上志留統(tǒng)、下泥盆統(tǒng)和部分下石炭統(tǒng)外，其它地層發(fā)育齊全。寒武系牛蹄塘組、上奧陶統(tǒng)五峰組—下志留統(tǒng)龍馬溪組、二疊系大隆組均為該區(qū)尋找頁巖氣的有利層系，勘探前景廣闊。

該區(qū)總體勘探程度較低。地震勘探始于20世紀(jì)末期，當(dāng)時(shí)以地質(zhì)概查導(dǎo)向，先后在四望山、官坪、陽和、五峰廟嶺等地部署了共265km的概查二維剖面。2011年以來，隨著油氣勘探領(lǐng)域的擴(kuò)展尤其是非常規(guī)油氣勘探受到重視，逐步在利川、咸豐、建始、恩施、鶴峰等地部署了約2000km的二維地震勘探工作量，二維測網(wǎng)密度最小達(dá)到4km×4km。目前，該區(qū)地震資料主要勘探目的層主頻穩(wěn)定在20～30Hz，能夠分辨30m以上頁巖層。就勘探方法而言，先后經(jīng)歷了多次變革，從20世紀(jì)90年代強(qiáng)調(diào)信噪比、分辨率，到現(xiàn)今的高分辨率、高保真，采集因素的精度也在不斷提高。以二維地震采集為例：接收道數(shù)從當(dāng)初的240道、360道，增加到現(xiàn)今的720道甚至更高；而道距則從當(dāng)初的50m，40m，減小到現(xiàn)今的20m甚至10m；相應(yīng)地，覆蓋次數(shù)從當(dāng)初的30～60次，提高到了現(xiàn)今的90～180次。通過近年來在鄂西乃至湘西—渝東整個地區(qū)的勘探實(shí)踐，基本形成了一套較為成熟的山地油氣地震勘探方法，如接收方面采用20m道距、道內(nèi)大基距組合壓制干擾，根據(jù)地形優(yōu)化組合形式；觀測系統(tǒng)方面采用照明分析、高陡構(gòu)造區(qū)密集采樣，按“五避五就”(避高就低、避碎就整、避干就濕、避陡就緩、避危就安)的原則優(yōu)選激發(fā)點(diǎn)位等。

常規(guī)油氣的勘探以儲層或油藏為地質(zhì)目標(biāo)。然而，對于頁巖氣來說，成藏的“儲層”是其自身，具有其獨(dú)特的“自生自儲”特點(diǎn)[1-2]，也就是說頁巖氣勘探是以源巖層為地質(zhì)目標(biāo)的。頁巖氣儲層在地層埋深、厚度方面也有其獨(dú)有的特點(diǎn)。根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)提出的頁巖氣選區(qū)參考指標(biāo)，富含有機(jī)質(zhì)頁巖厚度應(yīng)大于15m[3]。在埋深和厚度方面，國內(nèi)學(xué)者提出為了保證一定規(guī)模的頁巖氣資源量、資源豐度，有利發(fā)育區(qū)含氣泥頁巖厚度應(yīng)大于50m，埋深大約1500～4500m；涪陵焦石壩國家頁巖氣產(chǎn)能建設(shè)示范區(qū)的頁巖層厚度評價(jià)指標(biāo)為≥30m。而從工程技術(shù)的角度來說，2000～3000m的埋深是目前頁巖氣勘探開發(fā)的理想深度。顯然，對于鄂西地區(qū)頁巖氣勘探來說，應(yīng)以滿足查明頁巖層埋深、厚度及空間展布特征為第一目的；頁巖氣勘探作業(yè)參數(shù)應(yīng)以有效、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)為出發(fā)點(diǎn)。為滿足鄂西地區(qū)頁巖氣多套目的層兼探的需要，應(yīng)用優(yōu)化的采集參數(shù)是實(shí)現(xiàn)該區(qū)頁巖氣高效、經(jīng)濟(jì)勘探的基礎(chǔ)，本文著重討論鄂西地區(qū)頁巖氣勘探地震采集中最大炮檢距、覆蓋次數(shù)、激發(fā)參數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)的優(yōu)化確定問題。

1 最大炮檢距分析

1.1 主要頁巖氣目的層分布特征

鄂西地區(qū)是尋找頁巖氣的有利區(qū)帶，其區(qū)域性的目的層主要為下寒武統(tǒng)、志留統(tǒng)及上二疊統(tǒng)。在鄂西地區(qū)志留系地層分布最為廣泛，最大厚度在黃蓮峽及周緣地區(qū)達(dá)1200～1500m，鶴峰一帶厚度35～58m，埋深最深達(dá)到6257m；下寒武統(tǒng)牛蹄塘組(∈1n)一般厚度167～239m，埋深最深達(dá)到8930m；二疊系大隆組(P3d)一般厚度22～33m，埋深最大達(dá)2996m。以上3套主要目的層在厚度方面均能滿足優(yōu)選頁巖氣層段的基本要求。對于鄂西地區(qū)頁巖氣勘探的地震資料采集參數(shù)優(yōu)化，首先需要考慮目的層多樣性和局部構(gòu)造特點(diǎn)兩個方面的因素。

1.1.1 目的層多樣性

鄂西地區(qū)涉及多個構(gòu)造單元，3套頁巖氣勘探目的層在各構(gòu)造單元的展布情況、埋深都是不一樣的，變化較大?？偟膩碚f表現(xiàn)為頁巖氣有利目的層的多層性，多者3層以上，局部只有1層甚至出露剝蝕。以志留系龍馬溪組(大部分地區(qū)為主要目的層)為例，在復(fù)背斜帶埋深一般小于3000m，此類地區(qū)同時(shí)還應(yīng)考慮寒武系牛蹄塘組目的層；在復(fù)向斜帶一般大于3000m，而此類地區(qū)應(yīng)該主要考慮二疊系大隆組目的層。

1.1.2 局部構(gòu)造特點(diǎn)

鄂西地區(qū)為典型的向斜、背斜相間構(gòu)造樣式，受構(gòu)造應(yīng)力作用，背斜構(gòu)造表現(xiàn)為核部寬緩、兩翼高陡的現(xiàn)象，地層傾角變化較大[4]。構(gòu)造帶核部寬緩，兩翼高陡，地層傾角一般10°～25°。

1.2 最大炮檢距優(yōu)化

鄂西頁巖氣勘探要實(shí)現(xiàn)兼探不同目的層的目標(biāo)(埋深4500m，傾角25°左右)，滿足目的層埋深、速度分析精度(≥6.0%)、動校拉伸畸變(≤12.5%)、反射系數(shù)穩(wěn)定、初至干涉等方面的要求，最大炮檢距應(yīng)在3700～4300m。常規(guī)的參數(shù)論證過程中，往往忽略地層傾角對射線路徑的影響，我們通過傾斜地層模型的正演模擬來分析最大炮檢距的優(yōu)化選擇。圖1a是所建立的簡單傾斜地層模型；圖1b是利用波動方程正演模擬埋深4500m，傾角25°地層的單炮記錄?？梢钥闯鲞h(yuǎn)偏移距(10000m以上)能夠接收到反射信息，但受多次折射、多次反射、繞射等影響，遠(yuǎn)偏移距目的層有效反射難以分辨。就該模型而言，左半支偏移距在6000m以內(nèi)，右半支偏移距在3800m以內(nèi)，各目的層反射均能清晰分辨，受干擾波影響較小。

對于野外實(shí)際生產(chǎn)單炮記錄，地震反射的能量隨著反射層深度的增加和偏移距的增大而變?nèi)鮗5]，遠(yuǎn)偏移距資料的信噪比變低，影響疊加效果。同時(shí)，當(dāng)偏移距增大到一定程度后，對于提升深部地層的成像效果有限，而且還會對淺層地質(zhì)結(jié)構(gòu)成像不利[6]。炮檢距太大產(chǎn)生的淺層折射會對淺層反射發(fā)生干涉，采取切除處理則同時(shí)損失了淺層的有效波信息。對比分析鄂西地區(qū)不同偏移距的實(shí)際地震資料，圖2為XEX2012-X測線采用不同偏移距疊加的剖面效果對比。該測線穿越鶴峰—宜都背斜帶、花果坪復(fù)向斜，在背斜西翼(花果坪復(fù)向斜)區(qū)域，頁巖氣目的層志留系龍馬溪組埋深在4000m左右。從圖2中可以看出，隨著偏移距的增大，地震資料品質(zhì)有一定的改善，偏移距達(dá)到5000m以上目的層資料品質(zhì)均較好，6000m以上無明顯改善。

圖1 傾斜地層模型(a)及其波動方程正演模擬單炮記錄(b)

圖2 鄂西地區(qū)實(shí)際地震資料偏移距為4000m(a)，5000m(b)，6000m(c)和7000m(d)時(shí)的疊加剖面對比

近年來在鄂西地區(qū)常規(guī)油氣的勘探中，地質(zhì)任務(wù)主要是為了查清主體構(gòu)造結(jié)構(gòu)，研究構(gòu)造演化過程，普遍采用了7190m的最大偏移距。然而，就滿足頁巖氣勘探要求和實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)勘探而言，通過以上正演模擬結(jié)果和實(shí)際地震資料的綜合分析認(rèn)為，鄂西地區(qū)頁巖氣勘探地震采集所采用的雙邊觀測的最大炮檢距不應(yīng)大于6000m。

2 覆蓋次數(shù)分析

從以往采集的地震資料分析來看，鄂西地區(qū)由于大面積出露灰?guī)r且斷裂發(fā)育，地震資料信噪比總體較低。而覆蓋次數(shù)是提高地震資料信噪比的主要手段。李慶忠院士[7]曾指出“信噪比是分辨率的基礎(chǔ)，分辨率是由信噪比來定義的”。頁巖氣勘探需要分辨頁巖薄層，對覆蓋次數(shù)提出了較高的要求。然而，并不意味著覆蓋次數(shù)越高，地震資料分辨率就越高。實(shí)際在疊加過程中，由于參與疊加的單炮波形和頻率的差異，完全同相疊加是難以實(shí)現(xiàn)的，疊加在提高地震資料信噪比的同時(shí)，也降低了地震資料主頻(相當(dāng)于降低了資料的分辨率)[8]。圖3是利用鄂西地區(qū)2012年采集的地震測線所做的覆蓋次數(shù)與資料主頻的關(guān)系曲線，可以看出，隨著覆蓋次數(shù)的增加，目的層主頻有所下降。該資料較好地驗(yàn)證了以上認(rèn)識。

圖3 鄂西地區(qū)XEX2012-SE-X測線(部分)覆蓋次數(shù)與主頻的關(guān)系曲線

在以往常規(guī)油氣的勘探中，勘探目的層相對單一(即上二疊統(tǒng)長興組、下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組及嘉陵江組)，觀測系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)主要通過對比不同覆蓋次數(shù)的資料品質(zhì)變化和波動方程模擬[9]確定目的層最佳覆蓋次數(shù)。通過多年的工作，形成了保證勘探目的層在砂泥巖出露區(qū)90次覆蓋，灰?guī)r出露區(qū)120次覆蓋的基本采集因素。而針對鄂西地區(qū)的頁巖氣勘探，保證目的層的有效覆蓋次數(shù)同樣是完成地質(zhì)任務(wù)的關(guān)鍵，但其具體的選擇方案應(yīng)區(qū)別對待。圖4是鄂西某地區(qū)采集的一條地震剖面，測線段地表出露巖性以砂泥巖為主，設(shè)計(jì)覆蓋次數(shù)120次，旨在查明上奧陶統(tǒng)五峰組-下志留統(tǒng)龍馬溪組、寒武系牛蹄塘組頁巖的厚度及空間展布特征。由于測線上的出露地層及構(gòu)造部位的差異，其信噪比存在較大差別。以測線大號段(砂泥巖出露區(qū))為例，通過估算，志留系(500～2000m)，有效覆蓋次數(shù)8～33次；寒武系(2000～4000m)，有效覆蓋次數(shù)33～66次，兩套目的層地震反射同相軸連續(xù)性較好，波組特征清晰。同時(shí)我們還注意到，在信噪比更高的地區(qū)，更低一點(diǎn)的覆蓋次數(shù)也是可行的。在鄂西砂泥巖出露區(qū)，保證頁巖氣勘探目的層志留系有效覆蓋次數(shù)在15～30次，寒武系、奧陶系有效覆蓋次數(shù)30～60次，即能滿足勘探的基本要求。

圖4 鄂西地區(qū)穿過地表不同巖性出露區(qū)的一條地震測線疊加剖面

以上的討論主要是針對砂泥巖出露為主的區(qū)域，即通常所說的高信噪比地區(qū)。而對于灰?guī)r出露區(qū)，即通常所謂的低信噪比地區(qū)，單純通過加大偏移距提高覆蓋次數(shù)同樣不會達(dá)到理想效果。在鄂西地區(qū)還進(jìn)行了更高覆蓋次數(shù)的采集對比試驗(yàn)，以了解120次以上覆蓋的資料品質(zhì)變化情況。資料采集采用了7190-10-20-10-7190，炮間距40m的觀測形式。通過不同最大偏移距疊加方式實(shí)現(xiàn)135次、160次、180次覆蓋疊加對比。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)炮間距不變時(shí)，隨著最大偏移距的縮小，覆蓋次數(shù)逐漸降低，剖面品質(zhì)無明顯變化。問題的根源在于目的層埋深較淺時(shí)，最大偏移距的變化對目的層有效覆蓋次數(shù)影響較小。由此可以認(rèn)為，通過過大偏移距實(shí)現(xiàn)的高覆蓋次數(shù)在該區(qū)的頁巖氣勘探中并無實(shí)質(zhì)意義。

單純通過加大偏移距提高覆蓋次數(shù)不會達(dá)到理想效果，而采用寬線地震勘探方法不失為一種有益的選擇。圖5為鄂西某工區(qū)三疊系灰?guī)r裸露區(qū)寬線采集剖面對比(單線設(shè)計(jì)覆蓋次數(shù)120次，根據(jù)估算較淺的二疊系覆蓋次數(shù)約為33次)。由圖可知，隨著覆蓋次數(shù)的增加(其實(shí)質(zhì)是提高了較淺目的層的有效覆蓋次數(shù))，剖面品質(zhì)得到明顯改善。步長城等[10]認(rèn)為覆蓋次數(shù)增加與信噪比呈非線性關(guān)系遞增，覆蓋次數(shù)到一定數(shù)值之后，信噪比增加緩慢。就圖5而言，通過寬線采集使鄂西低信噪比地區(qū)目的層有效覆蓋次數(shù)達(dá)到60次以上(即雙線接收，覆蓋次數(shù)達(dá)到240次)，資料品質(zhì)有較大改善。同時(shí)寬線采集在壓制干擾、優(yōu)選激發(fā)點(diǎn)等方面也具有獨(dú)特的優(yōu)勢[11]，有利于改善低信噪比地區(qū)的地震資料品質(zhì)，在頁巖氣勘探中值得推廣應(yīng)用。

圖5 寬線采集33次(a)、66次(b)及99次(c)目的層有效覆蓋次數(shù)的剖面對比

3 激發(fā)參數(shù)分析

3.1 鄂西地區(qū)不同巖性激發(fā)單炮特征

激發(fā)參數(shù)即井深和藥量的確定，一方面關(guān)系到資料采集的質(zhì)量，另一方面直接關(guān)系到采集作業(yè)成本。鄂西地區(qū)地表出露巖性基本上可分為灰?guī)r和砂泥巖兩大類。從地震激發(fā)的角度來說，砂泥巖無疑比灰?guī)r有利許多，該區(qū)砂泥巖中激發(fā)原始記錄有效反射能量強(qiáng)，優(yōu)勢頻帶5～80Hz；而灰?guī)r中激發(fā)記錄的能量、頻率特征明顯較砂泥巖差，且不同地質(zhì)年代灰?guī)r中的激發(fā)效果還有一定的差異。通過對比分析近年來灰?guī)r激發(fā)地震資料，大致有以下兩方面的認(rèn)識。

1) 能量方面：從強(qiáng)至弱的排序?yàn)楹湎祷規(guī)r、奧陶系灰?guī)r、三疊系灰?guī)r、二疊系灰?guī)r。

2) 頻率方面：寒武系灰?guī)r、奧陶系灰?guī)r、三疊系灰?guī)r中激發(fā)視頻率均較高，優(yōu)勢頻帶在5～80Hz；二疊系灰?guī)r中激發(fā)視頻率較低，優(yōu)勢頻率5～35Hz。

3.2 勘探目的層對激發(fā)參數(shù)的要求

就分辨率而言，鄂西地區(qū)頁巖氣主要目的層的厚度一般為20～150m。以該區(qū)頁巖層速度4500～6000m/s,分辨厚度30m的頁巖層為門檻值進(jìn)行估算，則需要保護(hù)的最高頻率為37.5～50.0Hz。也就是說，從分辨頁巖層的有效厚度來說，除二疊系灰?guī)r外，其它出露的巖性均能滿足地震激發(fā)的基本要求。

就信噪比而言，提高激發(fā)能量和降低激發(fā)原生干擾是關(guān)鍵。針對不同的頁巖氣目的層，由于上覆地層不同，激發(fā)巖性存在差異，地震資料的信噪比差別較大。

3.3 不同出露巖性的激發(fā)參數(shù)優(yōu)選方案

3.3.1 砂泥巖

通過對近年來采集資料的分析，認(rèn)為隨著井深的不斷增加，圍巖速度的增大，激發(fā)頻率也會相應(yīng)提高，當(dāng)圍巖速度達(dá)到一個相對穩(wěn)定值時(shí)(一般為2500～2800m/s)，能量及頻率的變化也相對較小。這個相對穩(wěn)定的值就是地震采集中所謂地震激發(fā)的“高速層”速度。鄂西地區(qū)的低、降速帶厚度通常在2～8m之間，實(shí)際施工中考慮激發(fā)藥柱的長度和爆破作用半徑[12]，激發(fā)井深一般12～16m即能滿足要求。圖6是鄂西地區(qū)砂巖區(qū)激發(fā)井深試驗(yàn)的結(jié)果，從圖中可以看出志留系砂巖中12m以上井深的頻率及能量較為穩(wěn)定。

激發(fā)藥量在16kg左右是近年來在鄂西地區(qū)勘探中的主流參數(shù)，也在多次試驗(yàn)中得到驗(yàn)證。圖7 為鄂西地區(qū)勘探項(xiàng)目中完成的的志留系砂巖區(qū)激發(fā)藥量試驗(yàn)的結(jié)果(井深16m)，從圖中可以看出，隨著激發(fā)藥量的增大，激發(fā)單炮記錄品質(zhì)逐漸提高，16kg以上資料品質(zhì)較好。

3.3.2 三疊系灰?guī)r

在鄂西地區(qū)，三疊系灰?guī)r出露區(qū)勘探的主要目的層為二疊系大隆組或是龍?zhí)督M及志留系龍馬溪組(埋深在4500m以內(nèi))。志留系目的層信噪比較高，激發(fā)過程中應(yīng)主要考慮淺層二疊系目的層資料信噪比的提高。在近年常規(guī)油氣的勘探中，灰?guī)r區(qū)多采用深井大藥量的激發(fā)方式。而就鄂西頁巖氣勘探而言，這種方式不能滿足經(jīng)濟(jì)勘探的要求。周剛等[13]認(rèn)為灰?guī)r區(qū)激發(fā)井深不是第一位的因素,超大井深并不能改變灰?guī)r區(qū)激發(fā)的實(shí)質(zhì)效果。圖8為鄂西地區(qū)三疊系灰?guī)r出露區(qū)不同井深激發(fā)試驗(yàn)單炮記錄對比，從圖中可以看出，灰?guī)r試驗(yàn)點(diǎn)12m以上井深激發(fā)資料品質(zhì)穩(wěn)定。在藥量的選擇上，應(yīng)考慮灰?guī)r是一種剛性介質(zhì)，激發(fā)過程中會產(chǎn)生較大的爆炸能量，但同時(shí)也會引起嚴(yán)重的巖石破碎和塑性形變，消耗大量的激發(fā)能量，只有少部分能量轉(zhuǎn)化為有效彈性波，其能量的轉(zhuǎn)化率比砂泥巖低[14]。圖9是鄂西地區(qū)三疊系灰?guī)r出露區(qū)不同藥量激發(fā)試驗(yàn)單炮記錄對比，從圖中可以看出，14～16kg藥量激發(fā)有效保證了激發(fā)能量及資料信噪比。近年在該區(qū)頁巖氣勘探地震采集中采用這一參數(shù)取得了較好的資料效果。

圖6 志留系砂巖出露區(qū)井深8m(a)，10m(b)，12m(c)，16m(d)及22m(e)激發(fā)的單炮記錄(30～60Hz分頻)對比

圖7 志留系砂巖出露區(qū)12kg(a)，14kg(b)，16kg(c)及18kg(d)藥量激發(fā)的單炮記錄(30～60Hz分頻)對比

圖8 三疊系灰?guī)r出露區(qū)6m(a)，8m(b)，12m(c)，18m(d)及24m(e)井深激發(fā)單炮記錄(30～60Hz分頻)對比

圖9 三疊系灰?guī)r出露區(qū)12kg(a)，14kg(b)，16kg(c)及18kg(d)藥量激發(fā)單炮記錄(30～60Hz分頻)對比

3.3.3 二疊系灰?guī)r

一般來說，二疊系灰?guī)r出露區(qū)的勘探主要目的層為志留系龍馬溪組，局部地區(qū)也包含二疊系大隆組或是龍?zhí)督M。如前所述，二疊系灰?guī)r中激發(fā)資料不論是能量方面還是優(yōu)勢頻帶方面都是相對不利的，這是由二疊系灰?guī)r本身的地質(zhì)演化背景決定的。二疊紀(jì)處于地殼運(yùn)動的活躍期，為印支海西構(gòu)造旋回的印支期，處于揚(yáng)子構(gòu)造體系的鄂西地區(qū)同樣經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造運(yùn)動。一方面，鄂西地區(qū)二疊系地層出露的大多數(shù)地區(qū)斷層發(fā)育，地層破碎；另一方面，部分二疊系露頭灰?guī)r遭受風(fēng)化作用和溶蝕作用強(qiáng)烈。因此，在實(shí)際地震采集激發(fā)過程中，除保證足夠的井深(12～16m)和藥量(14～16kg)外，更應(yīng)注重“五避五就”原則在優(yōu)選激發(fā)井位中的作用[15]，盡量彌補(bǔ)“先天不足”，以改善激發(fā)效果，這是二疊系灰?guī)r出露區(qū)地震采集施工的關(guān)鍵。

3.3.4 奧陶系、寒武系灰?guī)r

奧陶系、寒武系灰?guī)r出露區(qū)的勘探主要目的層為寒武系牛蹄塘組。近年來采集的資料顯示，奧陶系、寒武系灰?guī)r中激發(fā)的單炮記錄能量強(qiáng)、頻率高。但在野外生產(chǎn)中，采用上述灰?guī)r地層的激發(fā)參數(shù)常發(fā)現(xiàn)單炮記錄中存在井口干擾。圖10為鄂西地區(qū)存在井口干擾單炮記錄的典型面貌，初步分析其原因?yàn)榫诒懒芽逅?。針對這一問題，實(shí)地查勘發(fā)現(xiàn)風(fēng)化且呈塊狀老地層基巖出露的地帶這種井口干擾現(xiàn)象頻發(fā)。為此開展了大量的試驗(yàn)工作，圖11為針對井口干擾進(jìn)行的藥量對比試驗(yàn)單炮記錄。通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對于這些特殊地區(qū)應(yīng)適當(dāng)降低激發(fā)藥量，單井藥量不宜大于12kg，以減少井口次生干擾對資料品質(zhì)的影響。增加井深固然同樣可以克服井口干擾，但僅為減少井口干擾而增加井深，經(jīng)濟(jì)實(shí)用性不強(qiáng)。

圖10 老地層基巖出露地帶存在井口干擾的單炮記錄面貌

圖11 針對井口干擾的12kg(a)，14kg(b)及16kg(c)藥量激發(fā)(井深16m)試驗(yàn)單炮記錄(30～60Hz分頻)對比

4 結(jié)論與認(rèn)識

1) 鄂西地區(qū)頁巖氣勘探地震資料采集的最大炮檢距應(yīng)控制在6000m以內(nèi)，以滿足不同目的層兼探的需要，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)勘探。

2) 覆蓋次數(shù)的選取方面：在砂泥巖出露區(qū)，砂泥巖目和層有效覆蓋次數(shù)達(dá)到30次、灰?guī)r目的層有效覆蓋次數(shù)達(dá)到30～60次即可；在灰?guī)r出露區(qū)，可通過采用寬線采集提高目的層的有效覆蓋次數(shù)，保證目的層有效覆蓋次數(shù)60次以上。

3) 針對不同的地層出露區(qū)有效地、經(jīng)濟(jì)地選擇激發(fā)參數(shù)，一般可采用井深12～16m,藥量14～16kg的激發(fā)參數(shù)；寒武系、奧陶系老地層出露區(qū)藥量應(yīng)控制在12kg以內(nèi)。

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(編輯：朱文杰)

Analysis on the main seismic acquisition parameters for shale gas exploration in western Hubei Province

Liu Baolin,Liu Junsheng,Wang Jianbin

(JianghanBranch,SinopecGeophysicalCooperation,Qianjiang433199,China)

The western Hubei Province is the potential zone for shale gas exploration,which is characterized by different buried depth of muti-layer targets,variable surface lithology and complex subsurface structures,etc.In order to achieve simultaneous prospecting of multi-layer targets and effective economic exploration in this region,by forward modeling,combining with the actual seismic data,we analyzed the main seismic acquisition parameters including maximum offset,fold and shooting factors,and proposed the valuable range of maximum offset and fold.By systematic testing,the shooting parameters of all outcropped formations were identified.

seismic acquisition,maximum offset,fold,shooting parameters,wide-line seismic survey

2014-02-10;改回日期：2014-07-28。

劉保林(1961—)，男，高級工程師，主要從事地球物理勘探應(yīng)用研究工作。

P631

A

1000-1441(2015)02-0188-09

10.3969/j.issn.1000-1441.2015.02.010