準(zhǔn)噶爾盆地北緣火成巖區(qū)地震采集技術(shù)

馬紅樹+李春梅

一、準(zhǔn)噶爾盆地火山巖分布特征

準(zhǔn)噶爾盆地火山巖中不斷獲得工業(yè)油流表明，對火山巖的研究十分重要，了解地下深處火山巖的空間展布，除需要有鉆井資料外，很大程度上更需借助于地震資料；由于火山巖的巖石學(xué)性質(zhì)和它在空間形態(tài)上的特殊性，火山巖對地震波的響應(yīng)也千差萬別，火山巖的地震反射特征具有不同特點：由鉆井資料證實，準(zhǔn)噶爾盆地火山巖類型較多，產(chǎn)出相不同，產(chǎn)狀多種多樣，所以其地震反射特征也呈多樣性。根據(jù)日前所得到的地震反射信息，將準(zhǔn)噶爾盆地的火山巖地震反射特征分為以下三類。（1）具有中等一強振幅、連續(xù)性好、平行一亞平行的內(nèi)部反射結(jié)構(gòu)，反射的成層性較好，類似于沉積巖的反射特征。 （2）具有中一弱反射，內(nèi)部結(jié)構(gòu)常呈平行和丘狀的短反射，同相軸多產(chǎn)生扭曲，難于追蹤，視頻率較低，波軸變寬，與沉積巖相比較，大多數(shù)容易識別。（3）基本無地震反射，時間剖面上多為純噪聲背景，即使出現(xiàn)反射也多為上覆地層的多次波或其他的規(guī)則干擾。

二、火成巖地震資料質(zhì)量的分析

在表層火成巖、淺層火成巖等多層疊置分布地區(qū)，野外地震數(shù)據(jù)采集效果不理想的原因有以下幾方面：（1）最大炮檢距偏小，不利于深層成像；隨著橫向偏移距的增大，初至基本可貫通整個排列，火成巖影響逐漸減弱。說明在排列長度一定的情況下，橫向偏移距越大，則火成巖對單炮初至的影響越弱。從另一個角度，可以理解為采用較寬的方位角，有利于減弱火成巖體對單炮初至的影響。火成巖盡管內(nèi)部反射雜亂，但對周邊圍巖沒有侵蝕和侵入，所以把周邊圍巖形態(tài)和地層認(rèn)識清楚，火成巖區(qū)的范圍也就迎刀而解。

（2）炮點分布不均勻，滾動距離大等因素導(dǎo)致明顯的地震采集腳印，而采集腳印的條帶狀變化必將影響地震資料品質(zhì)；（3）面元尺寸偏大（25m X 50m），大面元對斷裂發(fā)育、地層傾角大及斷塊較小的勘探目標(biāo)不利，偏移過程中易產(chǎn)生假頻，影響成像質(zhì)量。（4）激發(fā)井深比較單一，沒有考慮虛反射和激發(fā)條件影響。（5）地震激發(fā)藥量偏大，結(jié)果加大了火成巖之間多次波的能量，使火成巖和圍巖凹凸界面及斷裂、斷點產(chǎn)生散射干擾能量，壓制了檢波器對目的信號的接收。

三、針對火山巖地層地震采集所采用的主要方法

1 針對高波阻抗屏蔽層正演分析

長期以來，地震模型技術(shù)一直受到勘探地球物理學(xué)界的廣泛關(guān)注。將高波阻抗介質(zhì)中地震波傳播理論與地質(zhì)模型研究結(jié)合起來，有利予理論聯(lián)系實際。數(shù)學(xué)模擬因其參數(shù)改變靈活，無需特定材料等特點得到廣泛的應(yīng)用。物理模擬的優(yōu)點是真實，在已知地質(zhì)條件情況下，可以逼近野外地震記錄，有效地分析地震波場，從而發(fā)現(xiàn)問題，指導(dǎo)實際工作。例如：對于大傾角單層火成巖物理模型正演，通過正演記錄發(fā)現(xiàn)，在這種地質(zhì)條件下，下傾方向接收時由高速層引起的地震導(dǎo)波發(fā)育，而上傾方向接收時多次波發(fā)育，進一步認(rèn)識了實際地震數(shù)據(jù)的地震波場特征。通過正演識別地震波場，不僅有利于后續(xù)處理，而且為實際確定野外采集參數(shù)提供依據(jù)。同時，利用地表高程、近地表和測井資料建立表層和火山巖模型，采用波動方程正演分析技術(shù)，在真地表條件下對地震波場進行模擬和照明分析，指導(dǎo)觀測系統(tǒng)設(shè)計。

2 關(guān)鍵技術(shù)措施

2.1 基于目標(biāo)的三維觀測系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)

1）基于疊前偏移響應(yīng)的觀測系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)。分析論證不同面元、覆蓋次數(shù)和排列長度等參數(shù)的疊前偏移響應(yīng)，選取合理的觀測系統(tǒng)參數(shù)。2）對稱空間采樣技術(shù)。采用對稱面元、對稱炮線和接收線距的觀測系統(tǒng)，在疊前偏移響應(yīng)的分析中更有利于繞射能量的收斂。通常而言，線束觀測系統(tǒng)在野外施工、質(zhì)量控制、資料處理方面都較為簡單易行，但要根據(jù)實際情況需要其他觀測系統(tǒng)，例如斜交線束觀測系統(tǒng)比正交線束觀測系統(tǒng)在炮檢距、方位角分布上更加均勻，靜校正耦合效果更好。

2.2 拓展低頻的大噸位可控震源激發(fā)技術(shù)

通過對VSP測井資料和地震資料的聯(lián)合分析，石炭系火山巖目的層的有效采集頻帶上限為70hz 左右，大量的試驗表明火山巖反射主要是以低頻信息為主，因此保護低頻信息非常重要。在數(shù)據(jù)采集中利用可控震源“頻率可控”的特點，針對火山巖的優(yōu)勢頻帶選擇震源掃描頻率，豐富低頻成分，增強低頻能量的穿透能力，從而提高單炮火山巖資料信噪比。通過降低可控震源掃描頻率高頻端，把能量集中在火山巖的有效反射頻段內(nèi)，原始單炮信噪比明顯提高。

2.3 炸藥震源激發(fā)因素分析

提高火山巖下伏地層反射能量，必須做到追蹤最佳激發(fā)巖性，這樣，表層結(jié)構(gòu)調(diào)查方法在地震采集中占有了突出地位，利用新工藝、新設(shè)備獲取表層巖心，與常規(guī)錄井進行對比，提高對比分析精度；同時，在表層突變地帶，加密微測井和表層巖心錄井，準(zhǔn)確掌握表層變化大地區(qū)的表層結(jié)構(gòu)，為激發(fā)井深的選取提供保障。此外，縮小激發(fā)點間隔以提高微測井解釋精度，確保不漏掉細(xì)小的薄層。在應(yīng)用表層結(jié)構(gòu)調(diào)查時，要力爭做到采取雙井微測井、單井微測井和表層巖心錄井三種方法相結(jié)合，確保表層信息可靠。采用炸藥震源時，一般采用單井激發(fā)，但在表層地震條件不適合單井激發(fā)時（例如礫石區(qū)沼澤帶等地形），采用組合井激發(fā)時，每口井中采用合適的藥量，一方面激發(fā)的子波主頻高，保證了地震資料分辨率的提高，另一方面炸藥爆炸時造成的空穴和破碎帶較小，這樣下傳的能量多，可以保證中深層的能量，提高地震資料的信噪比。

2.4 接收因素分析

一般來說，檢波器的靈敏度越高，接收地震波的能力越強。因此，在火山巖發(fā)育區(qū)地震勘探中應(yīng)采用較高靈敏度的檢波器，來提高接收火山巖下伏地層弱信號的能力。但目前常規(guī)低頻檢波器的靈敏度較低，接收弱信號的能力較弱，在地震勘探中通常采用多個檢波器串聯(lián)的方式來提高檢波器的有效靈敏度（檢波器串聯(lián)連接時，各檢波器的輸出電壓信號相加，相當(dāng)于增加了有效靈敏度）。但檢波器串聯(lián)過多，在狹得高電壓靈敏度的同時，阻尼也隨著增大。因此，在地震勘探中應(yīng)綜合考慮，來選擇合適的連接方式，既能提高檢波器接收弱信號的能力，又要保證檢波器具有一定的抗干擾能力。

2.5 多種表層調(diào)查和靜校正方法聯(lián)合應(yīng)用技術(shù)

針對表層低降速層厚度巨厚、速度縱向連續(xù)且橫向變化劇烈的特點，采用了長排列小折射、追逐放炮小折射、深井微測井、小折射和微測井聯(lián)合測深等表層調(diào)查方法來解決厚度調(diào)查；利用空變時深曲線建模技術(shù)來解決速度縱橫向的變化，建立區(qū)域表層數(shù)據(jù)庫，并通過采用統(tǒng)一的靜校正計算和質(zhì)量監(jiān)控方法，能夠較好解決目標(biāo)區(qū)復(fù)雜的靜校正問題，提高了成像精度。

3 廣角地震資料處理應(yīng)用

面對復(fù)雜探區(qū)，單一地震技術(shù)會使地球物理工作者陷人盲區(qū)；當(dāng)前，高性能計算機，新的地球物理軟件以及眾多的實際和正演地震數(shù)據(jù)為我們開展采集處理解釋一體化技術(shù)研究提供了良好的條件。前期資料分析、正演以及參數(shù)論證為后續(xù)的采集和處理打下了良好的基礎(chǔ).長排列火成巖下成像效果明顯然改善。火成巖下古潛山內(nèi)幕成像對比，經(jīng)廣角成像后火成巖構(gòu)造細(xì)節(jié)更清楚，內(nèi)幕信息更加豐富。endprint