哈山地區地震勘探采集技術研究

田根海

（中國石化勝利石油管理局 地球物理勘探開發公司，山東 東營 257086）

0 前言

哈山地區位于新疆克拉瑪依市烏爾禾區的東北部，在構造上位于和什托洛蓋盆地和準噶爾盆地結合部，烏夏斷階帶和哈山構造上。

工區地表巖性復雜多變：

（1）工區南部以白堊系地層出露為主。

（2）中部和北部山區，主要為石炭系出露。

（3）東部主要是第四系出露，激發、接收條件較差。哈山地區低降速帶厚度變化較大，中部和北部山區低降速帶最薄，一般為幾米。

（4）南部和東南部低降速帶較厚，部份區域達到六十多米。

由此可見，工區深層構造復雜，逆沖推覆構造發育，存在速度反轉現象。

1 工區技術難點

工區地表和地質條件都很復雜，地表巖性多變，包括白堊系、石炭系和第四系等，激發、接收條件都比較差，吸收衰減嚴重，信噪比低。深層構造復雜，逆沖推覆構造發育，信噪比低、成像困難［1］。

2 采集技術研究

工區資料的主要問題表現為：信噪比低、淺層分辨率低、深層成像效果差。要提高信噪比和深層成像效果，必須提高覆蓋次數；要解決淺層分辨率的問題，必須提高淺層覆蓋次數，同時采用小面元采集。因此，本次觀測系統應具有以下特性：

（1）高覆蓋：提高整體覆蓋次數，獲得較好的深層資料；有效提高淺層覆蓋次數，解決淺層資料差的問題。

（2）小面元：通過采用小面元來提高中層、淺層資料品質［2］。同時，通過真地表設計技術，改善能量分布的均勻性，提高成像效果。

2.1 優選觀測系統

2.1.1 覆蓋次數

通過上文分析，本次地震采集要同時兼顧淺層［3］和深層的覆蓋次數，即“提高深層覆蓋次數，有效提高淺層覆蓋次數”［4］。

要提高三維觀測系統的覆蓋次數，可以通過提高縱向覆蓋次數和橫向覆蓋次數來實現。提高縱向覆蓋次數可以通過增加排列長度、減小道距和炮排距的方法來實現［5］；而提高橫向覆蓋次數，可以通過采用多線多炮的觀測系統，同時減小接收線距、炮點距和束線距來實現。衡量覆蓋次數相同或相近的觀測系統的優劣性，可以通過分析其炮檢距、方位角分布是否均勻來實現。

通過對設計的不同觀測系統的屬性分析［6］，作者最終選擇24線9炮的觀測系統，道距50m、炮點100m、炮排距300m、束線距900m，面元25m×25m、覆蓋次數為126次。針對淺層，通過加密炮排，使炮排距為150 m 來提高淺層覆蓋次數。該觀測系統具有高覆蓋、小面元的特性，并且炮檢距、方位角分布均勻［7］。

從所得的資料看，加密后深層資料信噪比有所提高，但不明顯，因此，加密前的觀測系統（126次覆蓋）能夠獲得較好深層資料；加密后淺層資料信噪比有較大的提高（見圖1），這說明針對淺層加密炮線的方法在該地區是適用的。

通過對淺層資料進行定量分析：

（1）在0m～500m的偏移距上，加密前理論覆蓋次數為1次～4次，加密后為3次～6次。

（2）在0m～1 000m 的偏移距上，加密前理論覆蓋次數為8次～12次，加密后為16次～20次。

從實際資料看：

（1）在0m～500m的偏移距上的剖面上，加密前實際覆蓋次數為2次～3次，加密后為4次～5次，資料質量有所改善。

（2）在0m～1 000m 的偏移距上，加密前實際覆蓋次數為8次～12次，加密后為16次～20次，資料品質有了較大的提高。

2.1.2 面元

小面元采集有利于提高資料的成像效果及分辨率［8］。尤其在構造復雜的地區，如果面元過大，面元內的反射不能同相疊加，從而降低了成像效果和分辨率。

哈山地區地表巖性變化大，地下構造復雜，因此，小面元采集有利于提高成像效果。從實際資料看，25m×25m 面元采集的資料明顯好于25m×50m 的面元采集的，尤其是淺層，同向軸連續性明顯增強，分辨率得到提高（見下頁圖2）［9］。

2.2 基于真地表的束線設計技術

工區地表起伏較大，基于真地表束線設計，通過優化炮檢點布設，從而使能量分布均衡、CRP 覆蓋均勻，提高成像效果［10］。在理論上水平地表激發時，能量分布相對均勻，但采用真地表激發，目的層部份區域能量較弱，通過真地表進行炮點偏移后，能量分布得到明顯改善（見下頁圖3）。從全區布設看，通過真地表布設后（見下頁圖4），目的層CRP分布均勻性變好（見后面圖5）。

2.3 不同區域采用不同的激發方式

工區內可控震源激發效果較好，但是工區地表起伏較大［11］，部份區域可控震源無法施工。根據地表起伏情況，在不同的區域采用不同的激發方式：

（1）在地表起伏不大的戈壁礫石區，采用可控震源進行施工。

（2）在地表起伏較大的山區，當可控震源無法施工時，采用井炮進行施工，以確保資料品質。

同時，根據地表和資料的變化情況，在不同的區域提前進行考核試驗，優選激發參數，做到“試驗指導生產”。

3 取得的效果

通過以上技術的應用，本次勘探取得了非常好的效果，淺中深層資料信噪比高，地層接觸關系清楚，尤其是中深層，新資料信噪比明顯高于老資料，淺層分辨率高于老資料（見后面圖6）。

圖1 加密前后剖面對比Fig.1 Encryption before（left），after（right）profile comparison

4 下一步采集建議

作者本次采用的真地表設計，不同區域采用不同的激發方式等技術，取得較好的效果，在以后的采集中可以借鑒。但是，在觀測系統方面［12］，還有需改進和完善的地方。

4.1 覆蓋次數

（1）淺層覆蓋次數。本次勘探要求獲得較好的淺中深層資料，設計時針對淺層進行加密炮排，淺層資料較老資料有較大的提高，但仍有提高的空間。

（2）橫向覆蓋次數。本次采集橫向覆蓋次數為6次，通過抽取不同橫向覆蓋次數的剖面進行分析：①當橫向為3次覆蓋時，同向軸連續性較差，資料信噪比較低；②當橫向為4次和5次時，同向軸連續性明顯增強，尤其是中淺層；③但當橫向覆蓋次數由5次增加到6次時，資料變化不明顯，甚至有變差的趨勢。因此，選取該地區橫向5次覆蓋就可以滿足要求。

通過增加橫向覆蓋次數可以提高資料信噪比，但是，在橫向巖性變化較大的地區，不宜采用太高的橫向覆蓋次數，因為橫向巖性變化大會導致資料不能同相疊加，起不到應有的作用，甚至起到負作用。

（3）縱向覆蓋次數。本次采集縱向覆蓋次數為21次，抽取不同的縱向覆蓋次數：12 次、15 次、18次、21次。從實際資料看，12次覆蓋資料較差，15次覆蓋的資料比12次有較大提高，15次以后深層信噪比在持續提高。因此，在下一步設計時，縱向覆蓋次數可以適當增加。

（4）縱向、橫向覆蓋次數對資料的影響。在總覆蓋次數相同或相近的情況下，抽取不同縱向和橫向覆蓋次數的剖面進行分析，不論是11×6 次與21×3次、14×6次與21×4次，還是18×6次與21×5次對比，縱向覆蓋次數相對高的剖面均好于橫向覆蓋次數相對高的剖面。因此在該地區，縱向覆蓋次數對剖面的貢獻大，因為提高縱向覆蓋次數（排列長度），有利于提高速度分析精度，提高成像效果。

4.2 面元

從不同面元的處理資料來看，哈山工區采用25m×25 m 面元的采集效果明顯好于25 m×50m面元的采集效果。通過對哈山西的資料分析，可以得出同樣的結論。因此，在該地區采用25m×25m的面元合適。

5 結束語

通過以上分析，對該地區的資料有以下認識：

（1）該地區地表巖性變化快，地下構造復雜，采用小面元、高覆蓋的觀測系統可以得到較好的資料。

（2）由于地下構造復雜，橫向覆蓋次數不宜太高，增加縱向覆蓋次數有利于提高資料品質。

（3）采用基于真地表設計以及不同區域采用不同激發方式等技術，可以改善資料成像效果。

［1］陸基孟.地震勘探原理［M］.北京：石油大學出版社，1993.

［2］鄧志軍，倪宇東，陳學強，等.復雜山地三維地震勘探技術［J］.石油物探，2002，41（1）：15.

［3］唐湘榮，彭緒洲，陳新球.淺析淺層折射地震資料解釋中炮檢距的合理性［J］.物探化探計算技術，2010，32（4）：341.

［4］王贏，賈烈明，朱艷保，等.可分面元三維觀測系統淺析［J］.石油物探，2009，48（3）：299.

［5］渥·伊爾馬茲.地震資料分析［M］.北京：石油大學出版社，2006.

［6］王華忠，徐蔚亞，徐北濤，等.DMO 和疊前時間偏移的共同起點［J］.石油地球物理勘探，2002，37（3）：224.

［7］DOYEN P M.Porosit from seismic date：A geostatistical approach［J］.Geophysics，1988，53（10）：1263.

［8］徐基祥，崔化娟.疊前時間偏移解析速度分析［J］.石油地球物理勘探，2004，39（2）：126.

［9］周懷來，李錄明，羅省賢，等.各向異性介質儲層數值模擬及波場特征研究［J］.物探化探計算技術，2010，32（4）：345.

［10］曹務祥.疏松地表對震源信號的影響與施工方法改進［J］.石油物探，2007，46（2）：170.

［11］李喆，吳敏寧，何政委，等.基于RS和GIS的自貢市長山鹽礦區生態環境評價［J］.物探化探計算技術，2011，33（2）：222.

［12］何建軍.致密碳酸鹽巖縫洞儲層地震監測方法研究［D］.成都：成都理工大學，2006.