龍門山大山區(qū)檢波器組合高差認(rèn)識(shí)

劉 勝，楊繼友，文雪康，曾 濤，楊 恕

(1.中國石化石油工程地球物理有限公司西南分公司，四川 德陽 618000；2.中國石油西南油氣分公司工程監(jiān)督中心，四川 德陽 618000；3.中國石油西南油氣分公司勘探開發(fā)研究院，四川 成都 610041)

龍門山大山區(qū)檢波器組合高差認(rèn)識(shí)

劉 勝1，楊繼友1，文雪康2，曾 濤3，楊 恕2

(1.中國石化石油工程地球物理有限公司西南分公司，四川 德陽 618000；2.中國石油西南油氣分公司工程監(jiān)督中心，四川 德陽 618000；3.中國石油西南油氣分公司勘探開發(fā)研究院，四川 成都 610041)

四川龍門山山前帶近地表及深部地震地質(zhì)條件復(fù)雜，干擾波異常發(fā)育，地震資料信噪比低。大組合基距的檢波器接收方式是壓制干擾波、提高資料信噪比的有效方法。但龍門山大山區(qū)地形起伏劇烈，該方法面臨檢波器組內(nèi)高差超出傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)限制的的問題。為此，對(duì)檢波器組合高差進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)和系統(tǒng)分析，認(rèn)為在龍門山大山區(qū)，檢波器組合高差更多地由表層降速層速度甚至是高速層速度決定，可以放寬到25 m，從而使得大組合基距檢波器接收在該區(qū)得以實(shí)施，并獲得了較好的疊加成像效果。

龍門山 山地 地震勘探 干擾波 信噪比 檢波器組合 高差

龍門山山前帶是典型的“雙復(fù)雜”區(qū)，近地表結(jié)構(gòu)復(fù)雜，深部地震地質(zhì)條件復(fù)雜，獲取地震資料困難。復(fù)雜的近地表造成干擾波異常發(fā)育，既有從炮點(diǎn)出發(fā)的各種面波、聲波和淺層多次反射-折射波，同時(shí)，由于近地表的不均勻性，還會(huì)產(chǎn)生一種不從炮點(diǎn)出發(fā)的“次生干擾波”，這種“次生干擾波”來自四面八方，可分布于全記錄。在地表復(fù)雜區(qū)，次生干擾波的強(qiáng)度會(huì)成倍或成幾十倍地增長，成為地震記錄品質(zhì)差的一個(gè)重要原因[1-4]。

龍門山山前帶經(jīng)過了幾輪攻關(guān)，但由于對(duì)大山區(qū)檢波器組合高差認(rèn)識(shí)的局限，以及考慮野外布設(shè)難度較大的原因，沒有在橫向上拉大檢波器組合基距，雖進(jìn)行了大量的激發(fā)、接收及觀測(cè)方式試驗(yàn)，資料信噪比仍未得到明顯提高。

1 前人對(duì)組合高差的認(rèn)識(shí)

《地震資料采集技術(shù)規(guī)程》SY/T5314-2004里4.5.3.4中組合高差的限制采用公式Δh=v0/(4fdom)計(jì)算求得，式中，Δh為同一道內(nèi)檢波器組合高差，m；v0為近地表地層的速度，m/s；fdom為最淺目的層反射波主頻，Hz。

根據(jù)近地表結(jié)構(gòu)調(diào)查結(jié)果，龍門山大山區(qū)近地表速度為：v0=600 m/s，v1=1 600 m/s，v2>2 500 m/s。

按照公式Δh=v0/(4fdom)，若要保護(hù)的最淺目的層主頻為30 Hz，則龍門山大山區(qū)檢波器組合高差應(yīng)限制應(yīng)為Δh=v0/(4fdom)=600/(4×30)=5 m。

在以往勘探中，龍門山大山區(qū)檢波器組合高差均控制在3 m以內(nèi)(表1)，組合基距最大為33 m，而且是沿測(cè)線方向的。顯然，這個(gè)結(jié)果對(duì)于拉大檢波器組合基距是極為不利的。

表1 以往龍門山地區(qū)檢波器組合參數(shù)

李慶忠院士在《論檢波器橫向拉開組合的重要性》一文中指出，檢波器組合高差大多數(shù)情況下實(shí)際起作用的表層速度是降速層速度v1，甚至是高速層速度v2。即：Δh=v1/(4fdom)，或Δh=v2/(4fdom)；在很多目的層主頻不是很高而次生干擾波非常發(fā)育的地區(qū)，只要組內(nèi)時(shí)差沒有超過視周期的1/2就可以得到信噪比較高的低頻資料。另外，在處理過程中所做的水平疊加處理還可以進(jìn)一步校正個(gè)別道上的波形失真。因此組合高差計(jì)算采用的公式為Δh=v1/(4fdom)，或Δh=v2/(4fdom)，這樣就會(huì)使野外組合高差允許值增加數(shù)倍，進(jìn)而使得垂直測(cè)線大距離拉開組合成為可能，壓制次生干擾波的能力也會(huì)大大增強(qiáng)[8];研究表明，復(fù)雜的近地表所造成的異常發(fā)育的干擾波，是導(dǎo)致該區(qū)資料信噪比低的關(guān)鍵因素。大組合基距的檢波器接收方式是壓制干擾波，提高資料信噪比的有效方法[5-16]。

2 組合高差模型分析

為深入研究龍門山地區(qū)檢波器組合高差的限制，為接收因素的制定提供依據(jù)，基于龍門山近地表實(shí)際情況，建立了相應(yīng)的近地表結(jié)構(gòu)模型，正演模型地表為高程連續(xù)變化，從0 m逐漸變化到60 m，地下為水平層狀模型(圖1)，在正演模型地表布設(shè)了組合高差為5 m的接收點(diǎn)13個(gè)，激發(fā)點(diǎn)高程為0 m；對(duì)理論模型不同組合高差波形特征進(jìn)行定性分析，最大組合高差限制在25 m以下，波形無明顯畸變(圖2)。

圖1 龍門山地區(qū)地下水平層狀模型

圖2 不同組合高差模型記錄波形對(duì)比

3 組合高差試驗(yàn)資料分析

在龍門山大山區(qū)泥盆系灰?guī)r裸露區(qū)選擇一個(gè)斜坡，埋置8組檢波器，每組檢波器13個(gè)(每道點(diǎn)組合埋置)，高差間隔均為5 m，最大高差達(dá)60 m(圖3)；通過野外實(shí)際布設(shè)的組內(nèi)高差5 m、最大組合高差60 m的檢波器組合方式進(jìn)行接收。將試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行室內(nèi)組合，組成0～60 m、組合高差間隔5 m的記錄，進(jìn)行波形變化的定性分析(圖4)?？梢钥闯?，最大組合高差限制在25 m以下，波形保持較好，變化不明顯。

圖3 組合高差試驗(yàn)方法示意圖

4 應(yīng)用效果

據(jù)上述分析，在龍門山地區(qū)將檢波器組內(nèi)最大高差控制在25 m以內(nèi)，將檢波器橫向拉開，獲取了較高信噪比的單炮記錄(圖5)和疊加成像效果(圖6)。

圖4 不同組合高差試驗(yàn)資料波形對(duì)比

圖5 不同組合基距原始單炮記錄對(duì)比

圖6 新(左)、老(右)剖面疊加效果對(duì)比

5 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

(1)檢波器組合高差的限制不應(yīng)簡單地按照理論公式進(jìn)行計(jì)算，應(yīng)該在近地表結(jié)構(gòu)調(diào)查的基礎(chǔ)上，利用模型進(jìn)行正演分析，有條件時(shí)應(yīng)采用試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)試；

(2)在龍門山大山區(qū)，低速層厚度極薄，有些甚至基巖直接出露，大多數(shù)情況下實(shí)際起作用的表層速度是降速層速度v1，甚至是高速層速度v2；

(3)在龍門山雙復(fù)雜區(qū)，最關(guān)鍵的是獲得具有一定信噪比的資料，而不是保護(hù)有效波的高頻信息；

(4)龍門山雙復(fù)雜區(qū)，主要目的層主頻較低，較大的組合基距不會(huì)對(duì)有效波造成較大的損失；

(5)檢波器橫向大組合是解決大山區(qū)低信噪比問題的有效方法。

[1] 吳希光，李亞林，張孟，等.復(fù)雜地區(qū)地震資料低信噪比的原因及對(duì)策(一)——表層散射波是導(dǎo)致地震資料低信噪比的根本原因[J].天然氣工業(yè)，2012，32(1):27-30.

[2] 吳希光，李志榮，李正佳，等.復(fù)雜地區(qū)地震資料低信噪比的原因及對(duì)策(二)——表層散射波的基本性質(zhì)及形態(tài)特征[J].天然氣工業(yè)，2012，32(2):38-42.

[3] 吳希光，李志榮，張曉斌，等.復(fù)雜地區(qū)地震資料低信噪比的原因及對(duì)策(三)——表層散射波壓制的技術(shù)方法[J].天然氣工業(yè)，2012，32(3):57-61.

[4] 李慶忠.論地震次生干擾——兼論困難地區(qū)地震記錄的改進(jìn)方向[J].石油地球物理勘探，1983，18(3):207-225.

[5] 李慶忠.論地震次生干擾(續(xù))——兼論困難地區(qū)地震記錄的改進(jìn)方向[J].石油地球物理勘探，1983，18(4):295-314.

[6] 羅岐峰，胡杰，張立軍，等.柴達(dá)木盆地復(fù)雜山地組合壓噪特性分析[J].青海石油，2013，31(2):7-13.

[7] 羅仁澤，黃元溢，曾俊峰，等.寬線大組合地震接收原理及實(shí)踐[J].天然氣技術(shù)與經(jīng)濟(jì)，2011，5(1):21-23.

[8] 吳超，彭更新，雷剛林，等.寬線加大組合地震技術(shù)在庫車坳陷中部勘探中的應(yīng)用[J].勘探地球物理進(jìn)展，2008，31(4):290-295.

[9] 李慶忠，魏繼東.論檢波器橫向拉開組合的重要性[J].石油地球物理勘探，2008，43(4):375-382.

[10] 羅岐峰，彭章池，王海立，等.重新認(rèn)識(shí)地震組合檢波的作用[J].石油地球物理勘探，2008，43(3):257-264.

[11] 魏繼東，李慶忠.檢波器組內(nèi)高差對(duì)高頻信息壓制的理論分析[J].石油地球物理勘探，2007，42(5):597-602.

[12] 李起程，李青軍.復(fù)雜地區(qū)資料采集中對(duì)次生干擾的壓制[J].青海石油，2006，24(1):20-22.

[13] 傅朝奎，唐建人，李勤學(xué)，等.利用聯(lián)合組合效應(yīng)提高地震資料的信噪比和分辨率[J].石油地球物理勘探，2000，35(2):236-243.

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[15] 李燦革，劉學(xué)偉，王祥春，等.地震波的散射理論和散射特征及其應(yīng)用[J].勘探地球物理進(jìn)展，2005，28(2):81-88.

[16] 虞立，王國群，袁忠明，等.散射波地震勘探技術(shù)在淺表層結(jié)構(gòu)精細(xì)勘查中的應(yīng)用研究[J].石油物探，2013，52(1):43-48.

(編輯 韓 楓)

Understanding altitude difference of geophone array in Longmen Mountain area

Liu Sheng1，Yang Jiyou1，Wen Xuekang2，Zeng Tao3，Yang Shu2

(1.SinopecGeophysicalCorporationXinanBranch，Deyang618000,China；2.EngineeringSuperviseCenter，SouthwestOil&GasBranchCompany，Sinopec，Deyang618000,China；3.ExplorationandProductionResearchInstitute，SouthwestOil&GasBranchCompany，Sinopec，Chengdu610041，China)

Because of complicated seismic geological conditions in near surface and deep of front zone of Longmen Mountain，Sichuan，there are anomaly of interference waves and low SNR (signal to noise ratio).The geophone receiving mode with big array base distance is an effective method，which can suppress interference waves and improve SNR of seismic data.Since there is acute topographic relief in Longment Mountain area，the method is faced with the problem of altitude difference of geophone array beyond traditional restriction.So the altitude difference of geophone array was tested and systematically analyzed.The results indicated that the altitude difference of geophone array may be increased to 25 m，which depended on more the velocity of reducing velocity layer and even of high velocity layer in near surface.So the method was applied in the area and obtained good the effect of stack imaging..

Longmen Mountain area；interference wave of seismic exploration；signal to noise ratio；geophone array；altitude difference

10.16181/j.cnki.fzyqc.2015.04.006

P631.4

A

2015-04-20；改回日期2015-08-30。

劉勝(1968—)，高級(jí)工程師，主要從事地震勘探資料采集新技術(shù)、新方法研究。電話：18981003783，E-mail：liusheng1968926@163.com。

中國石化股份有限公司(JP14037)。