复杂山前带优化地震资料采集技术的研究与应用

[摘 要]随着油田内部探区地震勘探的几近饱和，南方和西部探区复杂山前带成为公司主要的勘探区块，具有良好的勘探前景，但是因复杂山前带的复杂近地表和复杂构造的“双复杂”特征，导致地震资料品质普遍较差，单炮记录信噪比低，剖面成像效果不理想。针对针对南方和油田西部探区复杂山前带的地震地质条件、勘探难点，经过多年系统的地震采集技术攻关研究、实践，逐渐形成了一套适合复杂山前带地震资料采集的技术方法系列，在复杂山前带地区采用以上技术方法使地震资料品质得到明显改善，证明这套方法是切实可行和有效的。

[关键词]复杂山前带；地震地质条件；地震采集技术；观测系统设计；激发、接收技术

中图分类号：P315.3+1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）03-0400-01

随着油气勘探程度的不断深入，寻找复杂中小油气田已经成为当前各个油田的主要勘探目标，这其中复杂山前带就是这其中重要的一种类型，它一般指山脉和盆地相连接的区域，是由盆地向山脉过渡的构造发生剧烈变化的区域，是油气资源富集的重要场所之一。但由于复杂的地形、地质条件，地震勘探极其困难，许多山前带到目前为止还是地震勘探的空白区，勘探程度非常低，同样也是地球物理界面临的难题之一，因此如何提高地震资料采集品质就显得非常关键。

一、复杂山前带地震采集难点分析

地震勘探技术是影响复杂山前构造带油气勘探的关键，山前复杂的表层及地下地质条件，给地震勘探带来了极大的困难和挑战。当前山前复杂构造带地震资料采集存在的主要问题有：

1.1复杂的表层地震地质条件

由于风化切割严重和构造运动导致山体沟壑纵横、陡崖林立，出露岩性多变，山前构造带地表条件异常复杂，地形起伏剧烈，高差变化非常大，剧烈的地形高差和岩性变化导致近地表结构不均匀性严重，表层速度和厚度在纵向和横向上变化非常剧烈，以上条件给山前带地震采集观测系统设计及炮检点布设、地震波激发接收、噪声压制、静校正处理等带来了诸多问题。

1.2复杂的地下地震地质条件

复杂山前逆冲褶皱带由于剧烈造山运动、应力挤压，导致地下构造异常复杂，压扭断裂发育，地层重叠、破碎，高陡逆冲或逆掩推覆构造发育，致使地震反射杂乱，波场复杂，成像困难。主要难点有：①复杂高陡构造和断裂发育造成地震波波场十分复杂，地震资料表现为反射杂乱，波组特征不明显，难以进行连续追踪，更无法进行准确成像；②山前逆掩或逆冲推覆构造推覆距离大，地层叠置，速度反转，上覆高速地层产生很强的能量屏蔽作用，地震波透射和下传能量弱；③目的层常常为弱波阻抗界面，反射能量弱，且埋藏较深，很难获得有效深层反射，造成地震资料信噪比极低。

二、山前带地震资料采集技术

经过多年的地震勘探实践，尤其是近几年以提高原始资料信噪比为目标的采集技术研究，山前带地震资料采集技术水平逐步提高，山前带地震勘探取得了一定成效，而这些进展的取得主要得益于地震新技术新方法的应用和工艺技术的改进。采集上，通过对“双复杂”地质条件下地震波场的深入分析，深化对山前带地质结构的认识，有针对性地指导地震采集，基于叠前成像的观测系统优化和以提高单炮信噪比为目的，形成了高精度遥感信息优选激发接收点、复杂地表表层结构精细建模、高速层激发、宽线采集等配套复杂山地采集技术， 有效地提高了单炮记录信噪比，从而较大幅度地改善地震剖面品质。

2.1地震资料采集优化

地震采集的主要对策是，在观测系统优化的基础上，通过多种方法综合的精细表层调查，建立较精确的表层模型，进行激发点位置、井深、岩性的优化设计。

以南方某工区三维地震攻关采集设计为例，工区具有地表和地下双重复杂的地质条件，同时面临着山地和碳酸盐岩区地震勘探的双重困难，三维地震激发涉及的出露岩性有多个条带处于灰岩区内。通过建立微测井低降速带调查测网，在砂岩、灰岩过渡带适当加密微测井控制点，为全区的井深设计和静校正提供了准确依据。采用地质露头调查、岩性取心、潜水面调查等多种方法进行综合表层调查，落实了各个灰岩条带的边界，绘制了沿测线的地质剖面图，达到逐点描述激发岩性、表层情况，为后续工作的顺利开展奠定了基础。针对灰岩区的炮点布设难题，首先考虑面元属性的均匀性，进行灰岩区理论炮点的正常布设；然后根据表层调查资料优选激发点位；再根据勘探任务要求进行灰岩区及过渡区炮点加密，进一步提高资料品质。

（1）观测系统设计、优化技术

基于叠前成像需求，根据目标地质体的能量分布和成像效果，进行观测系统设计、优化，确定点线距、面元、覆盖次数、偏移距、宽线等观测系统参数。二维采用“小道距、长排列、大组合基距、高覆盖次数”观测系统，以提高地震资料信噪比和成像效果。特低信噪比地区尝试“宽线大组合”方案。三维采用“适用面元、高覆盖次数、较小横向滚动距离、较宽观测方位”的正交对称观测系统，使炮检距和方位角分布更加均匀，提高噪声压制效果，更好地满足叠前偏移成像的要求。

基于真实的地表模型和地下地质模型，采用共反射点（CRP）分析等技术确定高陡构造部位的观测系统局部加密方案，补偿局部能量，提高目标地质体的照明度和成像效果。

（2）精细近地表调查与表层建模优化技术

根据岩性变化布点，采用多种调查方法有机结合，开展近地表精细调查，应用多种信息进行表层联合建模。利用高精度卫星图片、地表高程、地表松散程度等因素进行综合分析，建立真地表模型。采用微测井、小折射、超深微测井、岩性录井等方法进行表层结构综合调查，获取准确的表层数据，并充分利用丰富的大炮初至信息，建立表层模型，用于静校正量求取和激发井深、激发岩性设计，改进采集、处理参数，提高资料质量。

（3）激发技术

通过理论分析和现场实验，研究炸药震源、可控震源的激发参数对实际地震资料的影响，选取炸药震源药量、组合方式及可控震源参数，并根据工区条件确定井炮和可控震源联合激发方式，改进激发效果，加大下传能量，提高目的层反射能量和信噪比。

（4）接收技术

根据干扰波调查结果，进行接收因素理论分析和现场实验，以提高信号能量、无畸变地记录波场为目标，研究改善检波器耦合条件的方法，选取适当的检波器类型和检波组合接收方式。

三、结束语

山前带的复杂性对传统地震勘探技术提出了新的挑战，而提高地震资料采集技术十分关键，本文通过对现有方法技术的创新应用，充分发挥各项技术的优势，在深化山前带地质认识的基础上，更多地要优化现有单项技术的集成、挖潜，建立起合理的地球物理工作流程，取得以下进展。

（1） 在复杂地区， 优选激发接收点是关键，通过高精度遥感信息， 结合地下目标， 可定量优选激发接收点， 实现计算机人工智能辅助设计激发接收点位置。

（2）在复杂山地地区， 要搞清地下构造圈闭情况， 必须搞清表层结构情况。建立表层调查控制点密度标准， 采用？？ 循环迭代 法表层结构调查工作流程， 是该区有效的表层结构调查技术。

（3）保证高速层激发是该区提高原始资料信噪比的关键措施之一。以双微测井方法进行不同速度层品质因素、吸收衰减系数、激发频谱、能量的测试， 确定最佳激发速度和激发岩层。测试逐点设计激发井深和组合高差是提高该区原始资料信噪比的有效技术方法。

参考文献

[1]敬朋贵，齐中山，肖兰雄.米仓―大巴山复杂山前带油气勘探进展与面临的问题研究[J].石油物探.2011，50（2）：107-114.

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