長嶺斷陷南部地震采集方法探討與效果分析

馮曉輝，陳光宇

中國石化集團股份有限公司 東北油氣分公司勘探開發(fā)研究院，吉林 長春 130062

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長嶺斷陷南部地震采集方法探討與效果分析

馮曉輝，陳光宇

中國石化集團股份有限公司 東北油氣分公司勘探開發(fā)研究院，吉林 長春 130062

地震資料信噪比低一直是制約著長嶺斷陷地區(qū)油氣勘探發(fā)展的主要問題。本文通過對近十幾年來長嶺斷陷南部采集方法的整理與對比，總結出一系列該地區(qū)提高資料信噪比的方法。同時，對火山巖下覆地層反射能量弱的問題，提出了改進思路，供以后采集處理人員參考。

長嶺斷陷；信噪比；組合井

0 引言

長嶺斷陷層系分布面積約為0.8×104km2，基底最大埋深超過8 km。長嶺斷陷從火石嶺組時期基底斷裂發(fā)育，控陷斷裂活動強烈，形成了大規(guī)模的火山巖，碎屑巖沉積物由斷陷邊緣向中心快速充填。沙河子組沉積時期，斷陷范圍擴大，湖泊相泥巖逐漸增多，斷陷范圍達到最大。營城組沉積初期伴隨著強烈火山噴發(fā)作用，長嶺斷陷再次發(fā)生裂陷，斷裂發(fā)育，之后由于區(qū)域構造運動導致全區(qū)抬升，到登婁庫組，地層遭受不同程度的剝蝕，結束了斷陷沉積。受劇烈構造運動及火山巖的影響，在地震剖面上整體表現(xiàn)出“斷裂發(fā)育、信噪比低、波組特征變化快”的特點。

本地區(qū)從2002年開始實施三維地震勘探，取得了較好的油氣成果。近年來，隨著物探裝備能力的提升，在采集方法選擇優(yōu)化上有了較大的余地。本文重點分析近幾年針對斷陷層地層地震采集方法優(yōu)化及其應用效果。

1 探區(qū)內地震地質特點

探區(qū)位于松遼平原南部，地表類型屬于平原類型。區(qū)內地表多為農(nóng)田、草甸、沙丘高崗帶、林帶。從近地表巖性調查看，激發(fā)接收條件總體較好，但存在差異。主要特點是在灰膠泥、含沙灰膠泥為主激發(fā)巖性激發(fā)，單炮記錄面貌較好，沙丘高崗帶以黃沙為主激發(fā)巖性激發(fā)，激發(fā)條件差，單炮記錄面貌較差（圖1）。

探區(qū)目的層埋深變化大，在2 000～6 000 m之間，斷陷層營城組、火石嶺組火成巖廣泛發(fā)育，火成巖對下伏地層的屏蔽作用，接收有效信號較弱，導致深層能量不足，存在空白反射。受多期構造運動影響，深層斷層發(fā)育，斷裂系統(tǒng)復雜，構造內各種繞射、散射等干擾嚴重，波場復雜，容易出現(xiàn)反射盲區(qū)，地震品質不高，屬于低信噪比地區(qū)［1］（圖2）。

圖 1 不同地表類型激發(fā)單炮記錄Fig.1 Single shot record with different surface types

圖 2 長嶺斷陷典型地震偏移成果剖面（藍色地層為營城組頂面）Fig.2 Typical seismic migration results section of the Changling fault depression （blue layer is the top of Yingcheng Formation）

2 歷年地震勘探探索

2007至2008年為了查清斷陷層地層構造形態(tài)、斷裂展布及營城組火山巖分布規(guī)律，在長嶺次凹東部實施三維地震勘探。觀測系統(tǒng)采用12L5S180T90F45。非正交觀測系統(tǒng)，道距50 m，炮點距50 m，接收線距250 m，炮排距300 m，橫向滾動3條線，縱向最大炮檢距4 475 m。本次采集從改善單炮的激發(fā)效果出發(fā)，在農(nóng)田、草甸等激發(fā)條件較好的區(qū)采用潛水面下（藥包頂面）5～7 m雙井、三組合激發(fā)，沙丘高崗區(qū)潛水面下7 m三井組合激發(fā)，接收方式每道兩串共24個檢波器的矩形面積組合埋置方式。

采用組合井激發(fā)，單炮效果明顯改善（圖3），主要目的層發(fā)射更加清楚，同向軸更加連續(xù)，信噪比更高。從成果剖面來看（圖4），中層（2 s）以上地層基本能夠識別追蹤，深層地層成像、信噪比不如淺層資料，可能主要是由于觀測系統(tǒng)覆蓋次數(shù)低，最大偏移距小的原因［2］。

圖 3 組合井與單井激發(fā)（30～60 Hz）效果對比圖Fig.3 Effect comparison of combination well and single well stimulation （30～60 Hz）

圖 4 疊前時間偏移成果剖面Fig.4 Prestack time migration results prof le

2013年為進一步查清長嶺斷陷結構及火山巖下覆地層的分布情況，進行二維地震攻關。攻關線觀測系統(tǒng)為6390-10-20-10-6390（3線2炮），覆蓋次數(shù)1 280次，單井、三井組合井高速層頂界面下9 m激發(fā)，接收方式為3串36個檢波器，垂直測線矩形面積組合接收。通過攻關試驗，得出最大偏移距5 000 m以上，覆蓋次數(shù)300次既能滿足地質任務的要求。

2014年在以往采集的基礎上，以高精度地震采集方法為指導［3］［4］，在長嶺斷陷南部實施三維采集。觀測系統(tǒng)采用20L5S200T200正交觀測系統(tǒng)，和2008年相比，道距、炮點距、接收線距不變，炮排距調整到250 m，縱向最大炮檢距4 975 m，為減小采集腳印的影響，橫向滾動1條線，整個觀測系統(tǒng)的方位屬性和覆蓋次數(shù)都有了很大的提高。受采集成本的限制，本次采集在激發(fā)方面進行了詳細論證，對組合井拆分，通過提高覆蓋次數(shù)的方式提高疊加資料的信噪比（圖5）。全部采用潛水面下9 m單井激發(fā)，在高崗沙丘區(qū)（高程大于185 m，或低降速層厚度大于10 m）采用加密炮排的方式提高采集品質。接收方式為3串36個檢波器，垂直測線矩形面積組合接收。

圖 5 組合井拆分與組合井激發(fā)（30～60 Hz）效果對比圖Fig.5 Effect comparison of the split and stimulation of combination well （30 ～ 60 Hz）

圖 6 兩次三維采集成果剖面效果對比Fig.6 Effect comparison of two 3D collected results section

3 資料效果對比分析

從處理成果剖面對比分析（圖6），兩次三維采集中淺層反射波組特征明顯，地層波組連續(xù)穩(wěn)定，信噪比高，地層和構造成像清楚。深層資料采用高精度采集方法后，信噪比提高，斷點更加清楚，基底更清晰，火山巖波組特征表現(xiàn)為大振幅強反射的特點，對整個營城組的火山巖識別能力也大大提高。證實了采用較大炮檢距、高覆蓋可以改善深層資料品質。通過鉆井揭示，本地區(qū)主要目的層為營城組火山巖下碎屑巖地層，儲層薄，沉積相帶變化快，受火山巖屏蔽作用影響，在剖面上呈現(xiàn)弱反射的特點。這種地質目標，無疑對采集處理提出了更高的要求，增強能量下傳和目標處理是下一步攻關的重點。

通過對目的層頻譜、信噪比定量分析，2014年資料較2008年資料有所改善，但改善程度不大，有效頻寬在3～52 Hz 之間，主頻在20～25 Hz之間，目的層頻帶窄、主頻低，分辨率不高，內幕反射信息不夠清楚，主頻段信噪比集中在3 dB左右，信噪比不高（圖7）。

4 結論

（1）通過觀測系統(tǒng)優(yōu)化，高覆蓋、較大炮檢距、小滾動線束距能夠提高深層斷裂、基底成像，對整體提高信噪比也有幫助。

（2）多井組合激發(fā)追求的是單炮效果的極限化來提高剖面品質，單井激發(fā)單炮面貌不好，多次疊加同樣可以達到較好的效果。

（3）主要目的層營城組碎屑為薄互層組合，上覆火山巖，剖面上是弱反射，采集上增加能量的有效下傳，處理上要有針對性提高分辨率處理。

圖 7 兩次三維采集目的層頻譜、信噪比對比圖Fig.7 Comparison of spectrum and signal to noise ratio of two 3D collected target stratum

［1］ 王 昀，王福寶，岳承琪，等.低信噪比地區(qū)地震采集激發(fā)技術探討［J］. 石油物探，2013，52（3）： 259-264.

［2］ 馬義忠，于更新，符力耕，等.復雜地表低信噪比地震數(shù)據(jù)處理研究［J］.地球物理學進展，2008，23（6）： 1 849-1 858.

［3］ 熊 翥.高精度三維地震（一）：數(shù)據(jù)采集［J］.勘探地球物理學進展，2009，32（1）： 1-11.

［4］ 趙殿棟， 呂公河， 張慶淮，等.高精度三維地震采集技術及應用效果［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

馮曉輝（1984—），男，山西天鎮(zhèn)人，中國石化集團股份有限公司 東北油氣分公司勘探開發(fā)研究院工程師.