三維觀測系統設計優化在何家坪工區應用

龔貴陽

摘要：鎮涇區塊何家坪工區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、基于高精度矢量化衛片的三維觀測系統設計優化技術為代表的黃土源地震勘探技術的發展，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；三維觀測系統設計；地震剖面；信噪比

何家坪工區屬于典型黃土塬地貌，地形起伏較大，經過長期沖蝕，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和接收條件較差，且干燥疏松的黃土層侵蝕洞、縫發育，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年在鎮涇區塊何家坪工區部署三維地震勘探工作量為551.958km²，部署炮數52419炮。通過改進三維觀測系統設計優化技術，解決資料品質差等方面問題，在何家坪工區發現新的含油氣斷塊。

1三維觀測系統設計優化技術措施

1.1三維觀測系統采集方法研究

該地區以往地震勘探工作程度較低，觀測系統單一，覆蓋次數低，不能滿足勘探需求，經過軟件饃擬論汪，試驗分析，確定以下適合本工區觀測系統。

觀測系統類型：32L3S140T160F常規束線觀測系統，束間滾動重復31條線

激發方式：中間激發、對稱接收

CMIP面元：20m（Inline）20m（Crossline）

覆蓋次數：10（縱）16（橫）=160次接收遭數：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黃土塬區激發技術研究

黃土塬區上巨厚黃土層對地震波的吸收衰減作用強，以往資料品質較差，信噪比較低，主要從以下幾個方面進行激發技術優化：（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查，繪制最佳激發深度平面圖，斜坡區等無真正膠泥層的區域以速度作為井深設計的關鍵因素，用于指導激發井井深逐點設計。（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。（4）購買高清衛片及高程矢量數據，在高精度的衛星矢量圖上做初步避障優化設計，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過城鎮障礙區激發、接收技術研究

何家坪工區過崇信縣城、水資源保護區、龍泉寺國家4A級旅游風景區、柏樹鄉和9個古墓群等，主要涉及工區1600炮障礙物。其中崇信縣城城區4.5平方公里，城內高樓林立，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6平方公里，當地規定—級保護區100m禁炮，二級保護區500m范圍內禁炮；龍泉寺國家4A級風景區（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，激發和接收主要從以下幾個方面進行優化：（1）城區內采用高清衛片合理布設炮點，然后測量逐點進行實測，再進行優化設計，兼顧安全和質量，合理布設城區內、外炮點，采用分層激發技術即城區內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；城區外圍逐漸恢復組合井大藥量，確保獲得豐富的深層信息。經過分析論證，全反射最低覆蓋次數134次，滿足設計要求5/6。此外城區針對目的層長81（2240m）覆蓋次數分析看，覆蓋次數達99次，達到設計要求的5/6。（2）龍泉寺風景區被視為當地政府龍脈（風水），經過工農協調人員和政府多次協商，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延伸的深溝內加密炮點，然后再采用在該區域增加接收線，以道補炮的方式增加禁炮區覆蓋次數。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。此外龍泉寺區域針對目的層長81（2240m）履蓋次數分析看，覆蓋次數最低99次，滿足設計要求。（3）古墓群范圍內，地方政府禁止放炮；在崇信縣城水資源保護區，經過多次協商水源—級、二級保護區放寬，200m內禁炮；技術人員把禁炮區內炮點均勻加密到禁炮區外圍，合理變觀后，經過分析論證，水源保護區及古墓群能滿足設計要求。經過以上技術優化，分析論證，覆蓋次數最低達到5/6，滿足了設計要求。

2勘探效果分析

通過觀測系統設計優化，解決了黃土塬地區采集難題，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，發現和落實一大批斷鼻、斷塊構造，發現多個含油氣區塊，部署2口探井井位，取得了十分顯著地地質效果和經濟效益，為該區下—步勘探和開發提供了堅實的基礎資料。

結束語：通過觀測系統設計優化，解決了黃土塬區以前資料品質差，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育特征，精確落實局部構造細節，查明中生界主要烴源巖空間分布情況，發現多個含油氣區塊，部署2口探井井位，經鉆探取得顯著經濟效果。