大王莊地區激發技術研究與探討

蔣玲

摘 要 勝利東部老區大部分地區經歷了二次采集，目前已進入開發地震階段，獲取高分辨率的地震資料是當前的首要任務。勝利黃河沖積平原覆蓋區近地表環境具有潛水面埋深差異大與沙泥巖性互層的特點，高品質激發是提升地震資料品質的關鍵。眾所周知，潛水面與巖性界面是激發出強振幅地震子波、拓寬頻帶寬度的兩個關鍵因素。本文以DHW地區開發地震資料為基礎，對虛反射產生的反射振幅-頻率進行了理論分析與試驗驗證，結合不同巖性中激發的地震子波研究，提出了潛水面下3-7m深度范圍內粉質粘土中激發的認識，其對于東部老油區開發地震中激發因素的選取具有指導意義。

關鍵詞 潛水面 虛反射 激發深度 激發巖性 巖性探測

中圖分類號：TE121.1 文獻標識碼：A

1潛水面對下傳地震波能量的影響

1.1虛反射的基本原理

我們研究藥柱爆炸所形成的地震波疊加原理。理論推導之前，需要給定三個假設條件：（1）潛水面以下為均勻介質；（2）虛反射波從激發點-潛水面-地下某一點的傳播過程中，吸收衰減忽略不計；（3）僅考慮虛反射地震波最短傳播路徑的情況。

1.2近地表參數理論計算

對于地震波來說，不同頻率的地震波下傳能量達到最大值所需要的激發深度h1是不一樣的，因此，只需求出虛反射函數振幅對激發深度h1的導數，并令其等于零。

通過微測井調查，得到DWZ工區潛水面上下介質的地震波速度分別為v0=500m/s，v1=1750m/s，虛反射系數R=0.56，我們以頻率為自變量，計算出在潛水面以下3，5，7，9，11，13m時的虛反射振幅-頻率的關系曲線，討論潛水面下激發深度的選擇問題。

（1）潛水面下激發深度為0，即藥柱頂面位于潛水面時，無論頻率大小，其下傳能量都為最小，因此，激發深度h1不能夠選擇為零。

（2）使下傳能量達到最大的激發深度有多個，實際工作中要結合潛水面下的激發巖性合理選擇某一深度范圍進行激發。

（3）在滿足下傳能量最大化的激發深度中，距離潛水面距離越近，越容易獲取寬頻帶的地震信號。

潛水面下3m與5m兩個激發深度在0-150Hz范圍內僅有一個通放帶，7m激發深度通放帶高頻端達到100Hz，這意味著在潛水面下3m激發，55-150Hz的地震能量得到增強；潛水面下5m激發，30-150Hz的地震能量得到增強；潛水面下7m激發，25-100Hz的地震能量得到增強。從潛水面下13m激發深度振幅特性曲線來看，12-55Hz和85-120Hz兩個頻段的地震能量得到增強，55-85Hz這一頻帶的地震能量受到壓制，而這一頻率范圍恰是我們所期望的。

總之，潛水面下激發深度越大，高頻地震信號受潛水面虛反射改造越嚴重，造成野外生產中出現“假高頻”現象。

2激發巖性對地震波頻率的影響

2.1微測井井口道頻率分析

為了分析不同巖性中激發的地震子波特征，我們進行了34m井深的微測井試驗，每次激發采用5發雷管，距離井口20m以下每2m激發一次，距井口5m以下每1m激發1次，距井口5m以上每0.5m激發1次。同時，根據巖性探測與巖性取心記錄每次激發時對應的激發巖性。

對每次激發時的井口道進行子波提取與頻率分析，做出頻率變化的柱狀圖，按激發深度進行排序，結合激發巖性在縱向上的分布，可以直觀的顯示不同巖性中激發產生的地震子波差異。

（1）在潛水面上方激發，地震子波受到潛水面的虛反射改造作用，無論在何種巖性中激發，信號頻率都較低；

（2）在潛水面下方的同種巖性中激發，信號頻率具有相似的特征，粉質粘土中激發，地震子波更加“尖銳”，子波頻率高于在粉土中激發；

（3）優選潛水面下的激發巖性對虛反射效應有一定的補償作用。相較于潛水面附近的粉土、粉砂等巖性來說，選擇在距離潛水面“遠一些”的粉質粘土中激發，更能獲取高頻地震信號。

2.2試驗資料分析

根據巖性探測結果，我們在DWZ地區S2試驗點進行了潛水面下粉土與粉質粘土兩種巖性的激發試驗。在粉質粘土中激發，獲得了更多的高頻地震反射，尤其是在1.2-1.5s，反射同相軸的連續性具有明顯的優勢。

對1.2-1.5s時窗進行子波提取與頻譜分析，我們可以看出，在粉質粘土中激發的地震子波比粉土中激發的地震子波要“瘦”得多；從頻帶寬度來看，粉土中激發的子波頻帶范圍在0-100Hz左右，粉質粘土激發的子波頻帶寬度達到0-135Hz。

3結論

（1）潛水面下激發深度的選擇與要保護的頻率密切相關，所要保護的頻率越高，要求激發深度越小。目前開發地震所要保護的最高頻率一般在60-120Hz，因此潛水面以下激發深度應宜選擇在潛水面以下3-7m。如果選擇的激發深度大于7m，100Hz以上的高頻信號將會受到潛水面的改造。

（2）在不同的巖性中激發的地震子波頻帶寬度有較大的差異，在粉土中激發的地震子波較“胖”，而粉質粘土中激發的地震子波較“瘦”，激發巖性對頻帶寬度影響的極大，是影響分辨率的主要因素。開發地震野外生產中必須進行較高密度的巖性取心與巖性探測試驗，選擇在粘性介質中進行激發。

（3）潛水面與巖性界面對地震子波都具有改造作用，實際生產中，在潛水面下3-7m范圍內選擇粘性介質激發是最佳選擇。如若3-7m深度范圍沒有粘性介質，內考慮到激發巖性對虛反射效應的補償作用，可以適當加大井深尋求最佳激發巖性，但究竟加大到何種程度需要根據工區近地表參數理論計算與激發巖性試驗結果共同分析確認。

參考文獻

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