三維觀測系統(tǒng)設計優(yōu)化在何家坪工區(qū)應用

龔貴陽

摘要：鎮(zhèn)涇區(qū)塊何家坪工區(qū)蘊藏著豐富的油氣資源，為了解決鄂爾多斯盆地復雜油氣藏勘探、開發(fā)難題，進行三維地震勘探非常必要。早期黃土塬地震勘探效果較差，地震資料普遍存在信噪比低、連續(xù)性差、頻帶范圍窄、地震剖面缺口大等問題，近年來，隨著以小藥量組合激發(fā)、基于高精度矢量化衛(wèi)片的三維觀測系統(tǒng)設計優(yōu)化技術為代表的黃土源地震勘探技術的發(fā)展，大大改善和提高地震資料的信噪比和分辨率，得到了勘探預期效果。

關鍵詞：三維地震勘探；三維觀測系統(tǒng)設計；地震剖面；信噪比

何家坪工區(qū)屬于典型黃土塬地貌，地形起伏較大，經(jīng)過長期沖蝕，形成塬、溝、梁、坡及峁等特有的復雜地貌。巨厚的黃土、淤泥及礫石等沉積導致地震激發(fā)和接收條件較差，且干燥疏松的黃土層侵蝕洞、縫發(fā)育，孔隙度大，對地震波吸收衰減嚴重，同時原生和次生相干干擾極其嚴重，地震資料品質(zhì)差，信噪比低，頻帶范圍窄等問題，為了解決這些方面問題，華北分公司于2013年在鎮(zhèn)涇區(qū)塊何家坪工區(qū)部署三維地震勘探工作量為551.958km²，部署炮數(shù)52419炮。通過改進三維觀測系統(tǒng)設計優(yōu)化技術，解決資料品質(zhì)差等方面問題，在何家坪工區(qū)發(fā)現(xiàn)新的含油氣斷塊。

1三維觀測系統(tǒng)設計優(yōu)化技術措施

1.1三維觀測系統(tǒng)采集方法研究

該地區(qū)以往地震勘探工作程度較低，觀測系統(tǒng)單一，覆蓋次數(shù)低，不能滿足勘探需求，經(jīng)過軟件饃擬論汪，試驗分析，確定以下適合本工區(qū)觀測系統(tǒng)。

觀測系統(tǒng)類型：32L3S140T160F常規(guī)束線觀測系統(tǒng)，束間滾動重復31條線

激發(fā)方式：中間激發(fā)、對稱接收

CMIP面元：20m（Inline）20m（Crossline）

覆蓋次數(shù)：10（縱）16（橫）=160次接收遭數(shù)：32線140道/線=4480道

道間距：40m接收線距：120m炮點距：40m炮線距：280m

最大非縱距：1900m縱向最大炮檢距：2780m最大炮檢距：3367.254m

橫向滾動距：120m縱向滾動距：280m橫縱比：0.68

1.2黃土塬區(qū)激發(fā)技術研究

黃土塬區(qū)上巨厚黃土層對地震波的吸收衰減作用強，以往資料品質(zhì)較差，信噪比較低，主要從以下幾個方面進行激發(fā)技術優(yōu)化：（1）在以往資料基礎上進行詳細的試驗，獲取最佳施工因素，提高采集效果。（2）進行詳細的表層調(diào)查和巖性錄井，并采用垂向階梯式微測井對黃土塬速度空間結構進行精細調(diào)查，繪制最佳激發(fā)深度平面圖，斜坡區(qū)等無真正膠泥層的區(qū)域以速度作為井深設計的關鍵因素，用于指導激發(fā)井井深逐點設計。（3）斜坡上的炮點盡量往溝中、塬上和緩坡上布設，以改善采集效果，避免在窄粱和孤立山包上激發(fā)。（4）購買高清衛(wèi)片及高程矢量數(shù)據(jù)，在高精度的衛(wèi)星矢量圖上做初步避障優(yōu)化設計，再派專人對炮點按照“五避五就（避高就低、避虛就實、避黃就紅，避陡就緩、避干就濕）”的方法進行定位，并進行二次測量，如不理想可重復多次測量。

1.3過城鎮(zhèn)障礙區(qū)激發(fā)、接收技術研究

何家坪工區(qū)過崇信縣城、水資源保護區(qū)、龍泉寺國家4A級旅游風景區(qū)、柏樹鄉(xiāng)和9個古墓群等，主要涉及工區(qū)1600炮障礙物。其中崇信縣城城區(qū)4.5平方公里，城內(nèi)高樓林立，房屋密集目.危房較多，道路縱橫交錯，干擾大，路面水泥化嚴重，炮檢點布設非常困難；崇信縣水源保護區(qū)6平方公里，當?shù)匾?guī)定—級保護區(qū)100m禁炮，二級保護區(qū)500m范圍內(nèi)禁炮；龍泉寺國家4A級風景區(qū)（5平方公里）和古墓群（最大的于家灣古墓群1.5平方公里）文物局及旅游局禁止放炮，炮檢點布設準度大，激發(fā)和接收主要從以下幾個方面進行優(yōu)化：（1）城區(qū)內(nèi)采用高清衛(wèi)片合理布設炮點，然后測量逐點進行實測，再進行優(yōu)化設計，兼顧安全和質(zhì)量，合理布設城區(qū)內(nèi)、外炮點，采用分層激發(fā)技術即城區(qū)內(nèi)采用單深井小藥量逼近障礙物，獲得淺層資料，減小剖面缺口；城區(qū)外圍逐漸恢復組合井大藥量，確保獲得豐富的深層信息。經(jīng)過分析論證，全反射最低覆蓋次數(shù)134次，滿足設計要求5/6。此外城區(qū)針對目的層長81（2240m）覆蓋次數(shù)分析看，覆蓋次數(shù)達99次，達到設計要求的5/6。（2）龍泉寺風景區(qū)被視為當?shù)卣埫}（風水），經(jīng)過工農(nóng)協(xié)調(diào)人員和政府多次協(xié)商，仍然禁止施工，只允許擺放檢波點；為了減小剖面缺口把龍泉寺炮點均勻加密到龍泉寺周圍，并盡可能在向龍泉寺內(nèi)延伸的深溝內(nèi)加密炮點，然后再采用在該區(qū)域增加接收線，以道補炮的方式增加禁炮區(qū)覆蓋次數(shù)。共增加測線22條，線距120m，995個檢波點，深層全反射到達設計要求。此外龍泉寺區(qū)域針對目的層長81（2240m）履蓋次數(shù)分析看，覆蓋次數(shù)最低99次，滿足設計要求。（3）古墓群范圍內(nèi)，地方政府禁止放炮；在崇信縣城水資源保護區(qū)，經(jīng)過多次協(xié)商水源—級、二級保護區(qū)放寬，200m內(nèi)禁炮；技術人員把禁炮區(qū)內(nèi)炮點均勻加密到禁炮區(qū)外圍，合理變觀后，經(jīng)過分析論證，水源保護區(qū)及古墓群能滿足設計要求。經(jīng)過以上技術優(yōu)化，分析論證，覆蓋次數(shù)最低達到5/6，滿足了設計要求。

2勘探效果分析

通過觀測系統(tǒng)設計優(yōu)化，解決了黃土塬地區(qū)采集難題，取全取準了淺中深層地下信息，所獲取資料較以前有較大改善，單炮記錄能量強，信噪比高，頻帶寬，地震剖面波組特征明顯，淺、中、深層有效波組齊全，同相軸連續(xù)性好，信噪比較高，構造部位有明顯的構造顯示，基底清晰，斷面波、繞射波、接觸關系清楚，過渡自然，能較好的滿足構造解釋需要，發(fā)現(xiàn)和落實一大批斷鼻、斷塊構造，發(fā)現(xiàn)多個含油氣區(qū)塊，部署2口探井井位，取得了十分顯著地地質(zhì)效果和經(jīng)濟效益，為該區(qū)下—步勘探和開發(fā)提供了堅實的基礎資料。

結束語：通過觀測系統(tǒng)設計優(yōu)化，解決了黃土塬區(qū)以前資料品質(zhì)差，信噪比低、剖面缺口大等問題，查明中生界延安組、延長組地層展布及構造發(fā)育特征，精確落實局部構造細節(jié)，查明中生界主要烴源巖空間分布情況，發(fā)現(xiàn)多個含油氣區(qū)塊，部署2口探井井位，經(jīng)鉆探取得顯著經(jīng)濟效果。