單點高密度地震勘探的優(yōu)勢綜述

鄧紅偉DENG Hong-wei；李東慶LI Dong-qing；王宏旭WANG Hong-xu

（①大慶油田有限責任公司勘探開發(fā)研究院，大慶 163712；②東北石油大學地球科學學院，大慶 163318）

（①Exploration and Development Research Institute of Daqing Oilfield Company Ltd.，Daqing 163712，China；②College of Earth Science，Northeast Petroleum University，Daqing 163318，China）

0 引言

所謂高密度地震勘探就是指在地震采集時道間距小于常規(guī)的采集道距，甚至單點不組合的采集方式。該方法起源于國外，并且取得了很好的使用效果[1]。但目前很多人對高密度的優(yōu)勢到底是什么這個問題沒有一個客觀準確的答案，而且以往的關于這方面的文章并沒有給出高密度具有這些優(yōu)勢的機制，為此本文將從以下方面對單點高密度地震勘探的優(yōu)勢進行分析總結，為以后選擇單點高密度勘探提供一些參考。

1 提高了空間采樣率

空間采樣率由空間采樣間隔原理決定，只有當地震信號每個頻率的波長范圍內有兩個以上的采樣點時，才能保證地震資料在空間上具有良好的空間分辨率，根據王喜雙2007年給出的地震信號中的最高頻率和空間采樣間隔的關系公式：

式中：b 為空間采樣間隔；vint為目的層層速度；fmax為地震信號中的最高頻率；k 為地震波傳播方向的波數。

由（1）式可以得出，當fmax增大時，b 逐漸減小。所以當地震采集的空間采樣率增加時，地震波中的高頻成分能夠得到很好的保護，這對于提高地震波的分辨率很有幫助[2]。而高密度地震勘探的一個主要特點就是小道間距采集，目前采樣間隔可以達到5m×5m，這就滿足了空間采樣間隔原理可以大大的提高空間采樣率，與此同時也可以避免假頻的出現(xiàn)。

2 提高了保真度

保真度在地震勘探上指對有效信號和干擾噪聲的采集的完整性和真實性。最終解釋成果的準確性會受到保真度的高低的影響。如果保真度低，就不能保證反射信號真實的反映地下的實際情況[3]。高密度地震勘探能夠提高地震資料的保真度的原因如下：

①激發(fā)因素：與常規(guī)地震勘探相比高密度的激發(fā)條件不同主要表現(xiàn)在炸藥類型、炮密度和震源的不組合上。高密度勘探的激發(fā)炸藥一般選用高密度、高爆速的震源藥柱，這樣做的好處在于可以盡量地減小聲波的強度，進而降低面波干擾，使激發(fā)出的有效波與常規(guī)震源相比較頻率更高、能量更強，有利于提高保真度。

②接收因素：與常規(guī)勘探中的模擬檢波器相比，高密度地震采集中使用的數字檢波器接收頻帶范圍更寬，可以達到1Hz 到幾百Hz，這遠遠超出了地震有效波的頻帶范圍，對有效波和干擾波都進行充分采樣。高密度勘探放棄了野外檢波器組合，采用室內組合可對檢波器的信息進行二次分析，對故障檢波器進行排除，補償定位和耦合等誤差，從而避免組內干擾，減少非同相疊加造成的信號畸變和屬性失真，進而提高了信號保真度。

3 提高了分辨率、成像精度

①縱向分辨率：熊金良通過對面元大小和縱向分辨率關系研究得出，縱向分辨率的提高并不是由小面元本身產生的，實質是它使單位面積內數據量增大，單位長度內總道數增加，也就是提高了覆蓋次數。這就給出了小面元能夠提高縱向分辨率的真正原因，而高密度的采集就是小面元的采集，因此高密度地震資料能夠提高地震資料的縱向分辨率[4,5]。

②橫向分辨率：橫向分辨率可以表達為區(qū)分地下兩個繞射點距離的能力，一般用第一Fresnel 帶半徑來度量，F(xiàn)resnel 帶的大小與頻率有關，這是因為Fresnel 帶是按時間差與1/2 周期關系來衡量的。Fresnel 帶的面積與頻率近似成反比。由公式(1)可以得出高密度采集應用小面元時，它的地震反射波主頻是提高的，這有利于高頻信號的接收和保護，再根據頻率與橫向分辨率的關系，可以得出橫向分辨率得到了相應的提高。

③提高成像精度：高密度提高成像精度主要有兩方面的因素。一是在滿足空間采樣定理的前提下，小道間距有利于改善偏移的成像效果。二是碗學儉等通過對炮檢距的分布進行研究，發(fā)現(xiàn)高密度的采集觀測系統(tǒng)的炮檢距分布很均勻，能夠改善地下反射信息的連續(xù)性，進而提高了縱向和橫向的成像精度[6]。

4 總結與展望

由以上論述得到如下結論：

①高密度地震勘探具有單點接收、小道間距、寬方位、高道數、大動態(tài)范圍等特點，正是由于這些特點使得高密度地震勘具有較高的空間采樣率，進而避免了假頻的出現(xiàn)、能夠有效的消除組內干擾、提高噪聲的壓制精度、提高地震資料的分辨率、成像精度和保真度。另外由于高密度地震勘探放棄了野外的檢波器組合方法，使得室內的組合方式更靈活，還提高了野外的施工效率，縮短了開發(fā)周期，這些對于石油勘探都是非常有益的[7]。②在實際應用時，要根據工區(qū)的實際情況進行科學合理的分析，確定合理有效的采集方法，解決好采集中的關鍵問題，不能盲目的使用單點高密度技術，否則不但達不到預期的效果，還會增加大量的成本[8]。雖然單點高密度勘探在國內的陸地勘探發(fā)展的比較晚，還有很多相應的采集以及處理問題等需要解決，但根據以上的論述有理由相信單點高密度地震勘探會在未來的石油勘探中有很好的應用前景。

[1]李慶忠,魏繼東.高密度地震采集中組合效應對高頻截止頻率的影響[J].石油地球物理勘探,2007,42(4):363-369.

[2]王喜雙,謝文導,鄧志文.高密度空間采樣地震技術發(fā)展與展望[J].勘探技術,2007,1:49-53.

[3]劉二鵬.高密度地震采集技術研究—以長治某煤礦采取區(qū)為例[D].太原：太原理工大學,2011.

[4]熊金良,岳英,楊勇,等.面元大小與縱向分辨率關系[J].石油地球物理勘探,2006,41(4):489-491.

[5]云美厚.地震分辨率[J].勘探地球物理進展,2005,28(1):12-18.

[6]碗學儉,吳樹奎,楊素玉.馬廠油田高密度三維觀測系統(tǒng)設計研究[J].石油物探,2008,47(6):598-608.

[7]劉欣欣,吳國忱,梁鍇.單點高密度地震勘探技術研究綜述[J].地球物理學進展,2009,24(4):1354-1366.

[8]曹務祥.高空間密度采樣資料分析[J].勘探地球物理進展,2006,29(3):178-182.