長嶺斷陷南部地震采集方法探討與效果分析

馮曉輝，陳光宇

中國石化集團股份有限公司 東北油氣分公司勘探開發研究院，吉林 長春 130062

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長嶺斷陷南部地震采集方法探討與效果分析

馮曉輝，陳光宇

中國石化集團股份有限公司 東北油氣分公司勘探開發研究院，吉林 長春 130062

地震資料信噪比低一直是制約著長嶺斷陷地區油氣勘探發展的主要問題。本文通過對近十幾年來長嶺斷陷南部采集方法的整理與對比，總結出一系列該地區提高資料信噪比的方法。同時，對火山巖下覆地層反射能量弱的問題，提出了改進思路，供以后采集處理人員參考。

長嶺斷陷；信噪比；組合井

0 引言

長嶺斷陷層系分布面積約為0.8×104km2，基底最大埋深超過8 km。長嶺斷陷從火石嶺組時期基底斷裂發育，控陷斷裂活動強烈，形成了大規模的火山巖，碎屑巖沉積物由斷陷邊緣向中心快速充填。沙河子組沉積時期，斷陷范圍擴大，湖泊相泥巖逐漸增多，斷陷范圍達到最大。營城組沉積初期伴隨著強烈火山噴發作用，長嶺斷陷再次發生裂陷，斷裂發育，之后由于區域構造運動導致全區抬升，到登婁庫組，地層遭受不同程度的剝蝕，結束了斷陷沉積。受劇烈構造運動及火山巖的影響，在地震剖面上整體表現出“斷裂發育、信噪比低、波組特征變化快”的特點。

本地區從2002年開始實施三維地震勘探，取得了較好的油氣成果。近年來，隨著物探裝備能力的提升，在采集方法選擇優化上有了較大的余地。本文重點分析近幾年針對斷陷層地層地震采集方法優化及其應用效果。

1 探區內地震地質特點

探區位于松遼平原南部，地表類型屬于平原類型。區內地表多為農田、草甸、沙丘高崗帶、林帶。從近地表巖性調查看，激發接收條件總體較好，但存在差異。主要特點是在灰膠泥、含沙灰膠泥為主激發巖性激發，單炮記錄面貌較好，沙丘高崗帶以黃沙為主激發巖性激發，激發條件差，單炮記錄面貌較差（圖1）。

探區目的層埋深變化大，在2 000～6 000 m之間，斷陷層營城組、火石嶺組火成巖廣泛發育，火成巖對下伏地層的屏蔽作用，接收有效信號較弱，導致深層能量不足，存在空白反射。受多期構造運動影響，深層斷層發育，斷裂系統復雜，構造內各種繞射、散射等干擾嚴重，波場復雜，容易出現反射盲區，地震品質不高，屬于低信噪比地區［1］（圖2）。

圖 1 不同地表類型激發單炮記錄Fig.1 Single shot record with different surface types

圖 2 長嶺斷陷典型地震偏移成果剖面（藍色地層為營城組頂面）Fig.2 Typical seismic migration results section of the Changling fault depression （blue layer is the top of Yingcheng Formation）

2 歷年地震勘探探索

2007至2008年為了查清斷陷層地層構造形態、斷裂展布及營城組火山巖分布規律，在長嶺次凹東部實施三維地震勘探。觀測系統采用12L5S180T90F45。非正交觀測系統，道距50 m，炮點距50 m，接收線距250 m，炮排距300 m，橫向滾動3條線，縱向最大炮檢距4 475 m。本次采集從改善單炮的激發效果出發，在農田、草甸等激發條件較好的區采用潛水面下（藥包頂面）5～7 m雙井、三組合激發，沙丘高崗區潛水面下7 m三井組合激發，接收方式每道兩串共24個檢波器的矩形面積組合埋置方式。

采用組合井激發，單炮效果明顯改善（圖3），主要目的層發射更加清楚，同向軸更加連續，信噪比更高。從成果剖面來看（圖4），中層（2 s）以上地層基本能夠識別追蹤，深層地層成像、信噪比不如淺層資料，可能主要是由于觀測系統覆蓋次數低，最大偏移距小的原因［2］。

圖 3 組合井與單井激發（30～60 Hz）效果對比圖Fig.3 Effect comparison of combination well and single well stimulation （30～60 Hz）

圖 4 疊前時間偏移成果剖面Fig.4 Prestack time migration results prof le

2013年為進一步查清長嶺斷陷結構及火山巖下覆地層的分布情況，進行二維地震攻關。攻關線觀測系統為6390-10-20-10-6390（3線2炮），覆蓋次數1 280次，單井、三井組合井高速層頂界面下9 m激發，接收方式為3串36個檢波器，垂直測線矩形面積組合接收。通過攻關試驗，得出最大偏移距5 000 m以上，覆蓋次數300次既能滿足地質任務的要求。

2014年在以往采集的基礎上，以高精度地震采集方法為指導［3］［4］，在長嶺斷陷南部實施三維采集。觀測系統采用20L5S200T200正交觀測系統，和2008年相比，道距、炮點距、接收線距不變，炮排距調整到250 m，縱向最大炮檢距4 975 m，為減小采集腳印的影響，橫向滾動1條線，整個觀測系統的方位屬性和覆蓋次數都有了很大的提高。受采集成本的限制，本次采集在激發方面進行了詳細論證，對組合井拆分，通過提高覆蓋次數的方式提高疊加資料的信噪比（圖5）。全部采用潛水面下9 m單井激發，在高崗沙丘區（高程大于185 m，或低降速層厚度大于10 m）采用加密炮排的方式提高采集品質。接收方式為3串36個檢波器，垂直測線矩形面積組合接收。

圖 5 組合井拆分與組合井激發（30～60 Hz）效果對比圖Fig.5 Effect comparison of the split and stimulation of combination well （30 ～ 60 Hz）

圖 6 兩次三維采集成果剖面效果對比Fig.6 Effect comparison of two 3D collected results section

3 資料效果對比分析

從處理成果剖面對比分析（圖6），兩次三維采集中淺層反射波組特征明顯，地層波組連續穩定，信噪比高，地層和構造成像清楚。深層資料采用高精度采集方法后，信噪比提高，斷點更加清楚，基底更清晰，火山巖波組特征表現為大振幅強反射的特點，對整個營城組的火山巖識別能力也大大提高。證實了采用較大炮檢距、高覆蓋可以改善深層資料品質。通過鉆井揭示，本地區主要目的層為營城組火山巖下碎屑巖地層，儲層薄，沉積相帶變化快，受火山巖屏蔽作用影響，在剖面上呈現弱反射的特點。這種地質目標，無疑對采集處理提出了更高的要求，增強能量下傳和目標處理是下一步攻關的重點。

通過對目的層頻譜、信噪比定量分析，2014年資料較2008年資料有所改善，但改善程度不大，有效頻寬在3～52 Hz 之間，主頻在20～25 Hz之間，目的層頻帶窄、主頻低，分辨率不高，內幕反射信息不夠清楚，主頻段信噪比集中在3 dB左右，信噪比不高（圖7）。

4 結論

（1）通過觀測系統優化，高覆蓋、較大炮檢距、小滾動線束距能夠提高深層斷裂、基底成像，對整體提高信噪比也有幫助。

（2）多井組合激發追求的是單炮效果的極限化來提高剖面品質，單井激發單炮面貌不好，多次疊加同樣可以達到較好的效果。

（3）主要目的層營城組碎屑為薄互層組合，上覆火山巖，剖面上是弱反射，采集上增加能量的有效下傳，處理上要有針對性提高分辨率處理。

圖 7 兩次三維采集目的層頻譜、信噪比對比圖Fig.7 Comparison of spectrum and signal to noise ratio of two 3D collected target stratum

［1］ 王 昀，王福寶，岳承琪，等.低信噪比地區地震采集激發技術探討［J］. 石油物探，2013，52（3）： 259-264.

［2］ 馬義忠，于更新，符力耕，等.復雜地表低信噪比地震數據處理研究［J］.地球物理學進展，2008，23（6）： 1 849-1 858.

［3］ 熊 翥.高精度三維地震（一）：數據采集［J］.勘探地球物理學進展，2009，32（1）： 1-11.

［4］ 趙殿棟， 呂公河， 張慶淮，等.高精度三維地震采集技術及應用效果［J］. 石油物探， 2001， 40（ 1） ： 1- 8.

Seismic acquisition method and effect of the southern part of Changling fault depression

FENG Xiao-hui， CHEN Guang-yu
Exploration and Development Research Institute， Northeast Oil and Gas Branch，SINOPEC， Changchun 130062， Jilin， China

Low signal-to-noise ratio（S/N） of seismic data is the restriction to oil and gas exploration of Changling fault depression. In this essay， through the collection and comparison of Changling fault depression in last decade， a series of methods to improve data S/N has been summarized. Meanwhile， focus on weak refl ection energy problem which is under volcanic strata， improvement ideas has been proposed which as a reference for later collections and processing.

Changling fault depression； signal-to-noise ratio（S/N）； combination well

P631.4

A

1001—2427（2015）03 - 82 -5

2014-12-05；

2015-09-22

馮曉輝（1984—），男，山西天鎮人，中國石化集團股份有限公司 東北油氣分公司勘探開發研究院工程師.