塔西南山前帶地震采集攻關(guān)方法探討

摘要： 塔西南地區(qū)目的層埋藏深度大，上覆多套強反射界面，反射資料信噪比低，成像難度較大，尤其是山前逆沖推覆段構(gòu)造復(fù)雜，老地層出露，斷裂發(fā)育，反射信息弱。為了提高本地區(qū)地震采集效果，本文對目前技術(shù)工作中在激發(fā)和接收環(huán)節(jié)存在的細節(jié)問題，進行了較為充分的論證和試驗，取得了較為明顯的效果，為以后類似地區(qū)的勘探實踐提供了可貴的經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：塔西南山前帶;激發(fā)和接收;技術(shù)細節(jié);方法探討

一、前言

山前帶地震資料采集方法一直成為西部探區(qū)的瓶頸，雖然部分地區(qū)進入可控震源（低頻）試用攻堅階段，以解決巨厚礫石層的激發(fā)問題，但由于受到起伏地表的限制，炸藥震源仍不可被替代，那么提高山前帶資料品質(zhì)的途徑在哪里？改善的空間有多大？

二、主要技術(shù)方法

2.1 弱激發(fā)介質(zhì)虛反射界面界定方法

（1）了解弱激發(fā)介質(zhì)的縱橫向分布

工區(qū)山前帶第四系地層達400多米厚， 200多米內(nèi)為顆粒不等的砂礫，激發(fā)巖性較差，較好的膠泥層在地下400米深，現(xiàn)有物探鉆機無法鉆達膠泥層，激發(fā)在弱介質(zhì)中進行。

（2）研究弱激發(fā)介質(zhì)表面張力面特征

在地震勘探中，激發(fā)參數(shù)選擇應(yīng)考慮較寬的激發(fā)地震波頻帶和足夠的能量，應(yīng)考慮虛反射的影響，降低面波、聲波干擾，使目的層有一定的信噪比。井中激發(fā)的激發(fā)深度一般宜在潛水面或高速層以下，選擇合適巖性，降低面波和聲波干擾，使記錄有較高的信噪比。

通過研究，認為選擇速度變化最大的面以下激發(fā)，對于弱激發(fā)介質(zhì)保證激發(fā)效果較為有利[1]。近地表巖性差異較小時，取ρ2≈ρ1≈ρ0，表面張力系數(shù)可按下式計算：

張力系數(shù)R1≈（v1-v0）/（v1+v0）=（1167-589）/（1167+589）=0.32

張力系數(shù)R2≈（v2-v1）/（v2+v1）=（1896-1167）/（1896+1167）=0.24

式中，ρ0、ρ1、ρ2分別為低速層、降速層、高速層內(nèi)介質(zhì)密度，v為速度。

顯然，降速層頂界面表面張力系數(shù)大，其下一定深度處選擇激發(fā)部位較為合適。

2.2 弱激發(fā)介質(zhì)虛反射界面界定方法

一方面，加強激發(fā)在低速層內(nèi)的組合井與高速層內(nèi)的單深井對比試驗：考慮到山前帶單炮在激發(fā)后受地表吸收衰減的影響，以及勘探目的層較深，主要對低頻信息進行對比，為此進行了低頻段的帶通掃描，通過定性分析看不同的分段掃描的單炮， 3井組合激發(fā)的單炮在相同位置，同相軸的連續(xù)性要稍優(yōu)于其他方式激發(fā)的單炮，3*8kg與3*10kg激發(fā)的單炮品質(zhì)的差異性不大，但個別地方3*8kg的資料品質(zhì)要略好。另一方面，加強次高速層內(nèi)加大藥量與高速層內(nèi)單深井的單炮對比，通過次高速層頂界面下5m加大藥量至24kg和30kg激發(fā)對比與單深井的單炮品質(zhì)。通過定性分析看不同的分段掃描的單炮顯示，8-60Hz和15-60Hz分頻掃描可以看出次高速層下5m，單井藥量30kg激發(fā)獲得的資料品質(zhì)稍好，20-40Hz分頻掃描顯示次高速層頂界面下5m*30kg激發(fā)與高速層頂界面下5m*18kg激發(fā)單炮品質(zhì)相當(dāng)，從AGC來看次高速層頂界面下5m*30kg激發(fā)效果稍好。

2.3 起伏沖積扇區(qū)綜合井深設(shè)計方法

地震采集中進行井深設(shè)計通常采用高程法或厚度法[2]，即通過表層結(jié)構(gòu)調(diào)查的控制點成果采用SUFFER軟件殘差，或通過EXCELL辦公軟件進行控制點間趨勢預(yù)測每個炮點成果（高速層頂界面厚度或高程），然后按照試驗確定出的在高速層頂界面以下幾米（一般為3m、 5m或7m）激發(fā)。

高程法設(shè)計井深常用在沙漠區(qū)。因為沙漠區(qū)考慮到高速層頂界面與潛水面比較吻合，且潛水面變化趨勢小。所以無論沙丘多大，也不管表層調(diào)查控制點是1口/2km還是1口/4km，或控制點是否在高大沙丘和中等沙丘以及小沙丘都有分布，按照高程法插值進行井深設(shè)計都不會出現(xiàn)負值。

厚度法設(shè)計井深常用在山地區(qū)。因為若只用高程法插值設(shè)計山地區(qū)井深，由于表層調(diào)查控制點難以對山地的頂部、底部一一進行，若相鄰2口微測井都在山頂，相距2km，那么，對這2口微測井之間的山底部位做高程法插值時，必然會造成負值。為了避免出現(xiàn)這樣的問題，山地區(qū)井深設(shè)計常采用厚度法插值。但這也會存在一定的問題，那就是，山地表層風(fēng)化程度不一樣，只用厚度法插值，會造成有些部位井深過深，有些部位達不到理想深度，這樣可能浪費成本也使資料品質(zhì)受到影響。

山地區(qū)井深1=ROUNDUP（H+7+0.5×Q/2），H為高速層頂界面厚度;Q為該井藥量

沙漠區(qū)井深2=ROUNDUP（△H+7+0.50×Q/2），△H為某點地表與該點高速層頂界面高程差;Q為該井藥量。

為確保不同類型的山地及山前井深設(shè)計的科學(xué)性與合理性，經(jīng)分析、總結(jié)和研究，得出綜合井深設(shè)計方法。

鉆井井深=G*γ1+H*γ2+3（經(jīng)試驗得出的距離表面張力的距離）+L（藥柱長度）

式中，G為由表層結(jié)構(gòu)控制點高程傳遞法得出的當(dāng)前炮點高速層頂界面厚度， H為由表層結(jié)構(gòu)控制點厚度傳遞法得出的當(dāng)前炮點高速層頂界面厚度，γ1、γ2為相似系數(shù)，其中γ1+γ2=1（0≤γ1≤1、0≤γ2≤1）。

2.4 檢波器常規(guī)埋置方法的局限性分析

SY/T5314---2011技術(shù)規(guī)程規(guī)定“同道檢波器埋置條件一致，與地表耦合良好，達到平、穩(wěn)、正、直、緊”的要求。對檢波器埋置的要求，在一定時期和一定場合對于確保接收效果具有一定的指導(dǎo)性，但是，這種要求其實也是在一定條件下，因為當(dāng)水平界面接收，反射P波近似于垂直地表，形成炮集記錄，豎直方向信號強度最大。

當(dāng)接收界面傾斜，傾角較大（>>45°）時，遠炮點距沿P波方向傳播的反射射線部分垂直當(dāng)前地表界面，檢波器若豎直埋置，接收到的僅僅是分量。所以，無條件地要求檢波器埋置豎直插入地表，并不能真正對地震接收效果有益。因為分量的存在會導(dǎo)致地震P波能量消耗在沿界面方向，使得沿P波方向的接收能量減弱，接收信息少，不利于確保接收效果。

2.5 基于加大信號疊加強度的地震接收方法

在傾角較大的地表山區(qū)，檢波器應(yīng)垂直地表而不是豎直插于地面，增大接收信息，這樣就可加大有效信號疊加強度，同時可保留完整的干擾波場，便于后期資料處理中去除。

山地斜坡段檢波器埋置新方法：針對陡峭的山地，采用專用工具，檢波器垂直地表埋置，增強地震信號接收效果。

三、 結(jié)論與建議

（1）西北地區(qū)山前沖積扇區(qū)低降速帶巨厚，需聯(lián)合采用多種方法精細調(diào)查表層結(jié)構(gòu)，并需精確求取速度變化最大的面，并建立準確的表面張力最大面，為井深設(shè)計提供依據(jù)。

（2）山前帶井深設(shè)計，需綜合運用高程法和厚度法插值，并以0.3/0.7系數(shù)較好，斜坡趨勢內(nèi)突變區(qū)域只宜采用厚度。

（3）地表傾角較大的山地，檢波器埋置除按照設(shè)計和試驗要求獲得因素外，其尾椎應(yīng)垂直地表而不宜垂直水平面埋置。

（4）隨著勘探深度加大、目標更隱蔽、儲層物性更差，油氣勘探開發(fā)工程技術(shù)難度逐漸加大，越來越需要對技術(shù)細節(jié)進行刨根問底和加強技術(shù)攻關(guān)，建議以后創(chuàng)建各類復(fù)雜地表區(qū)勘探技術(shù)團隊。

參考文獻：

[1] 陸基孟.地震勘探原理[M].山東東營：石油大學(xué)出版社，1993：106-108.

[2] 胡嘯.巴楚隆起羅斯塔格山體區(qū)地震激發(fā)技術(shù)方法研究.河南石油，1997，15（1）

作者簡介：

阮孝福（1982—），漢族，男，河南省周口市人，本科，工程師，長期從事物探采集技術(shù)支持、生產(chǎn)管理和國際物探市場開發(fā)工作。