高精度三維地震采集技術(shù)在大慶外圍油田的應用

任新峰

（中石油大慶石油管理局大慶鉆探工程公司物探一公司，黑龍江 大慶 163357）

為了進一步提高大慶外圍油田小斷塊低幅構(gòu)造和薄儲層目標體的識別能力，在分析已有三維地震資料的基礎上，在上述地區(qū)實施高精度三維地震采集技術(shù)，其主要目的是增加子波主頻頻寬，使地震資料的高頻成分得到提高［1］。為此，筆者對高精度三維地震采集技術(shù)在大慶外圍油田的應用情況進行了分析。

1 表層結(jié)構(gòu)調(diào)查與建模

1.1 表層結(jié)構(gòu)調(diào)查方法對比分析

高精度三維地震表層結(jié)構(gòu)調(diào)查方法主要有小折射、微測井、地質(zhì)雷達和鉆井取心，上述表層結(jié)構(gòu)調(diào)查方法各有優(yōu)缺點其對比表如見表1。

表1 表層調(diào)查方法對比表

1.2 表層結(jié)構(gòu)模型的建立

大慶外圍油田外圍表層結(jié)構(gòu)巖性主要以腐殖土、流沙層為主，低降速帶速度變化劇烈，要實現(xiàn)高精度精細的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查，往往需要綜合運用幾種表層調(diào)查方法。首先，對工區(qū)低降速帶的速度、巖性變化及巖層厚度作出細致調(diào)查，選用1km×1km的測網(wǎng)密度，建立高精度表層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫和精確地表結(jié)構(gòu)模型 （見圖1），為準確近地表靜校正提供基礎數(shù)據(jù)和激發(fā)條件選擇提供依據(jù)。然后，通過精細施工和精確解釋，確保近地表調(diào)查數(shù)據(jù)的可靠性。通過對激發(fā)參數(shù)的優(yōu)化設計，能夠有效控制激發(fā)巖性的速度，從而使地震采集數(shù)據(jù)的質(zhì)量得到保證。

圖1 精確地表結(jié)構(gòu)模型圖

2 高精度三維地震采集技術(shù)

2.1 靜校正技術(shù)

勘探實踐表明，大慶外圍油田常用的高程靜校正技術(shù)不夠完善，常常導致近地表異常區(qū)域地震資料質(zhì)量較差。通過分析發(fā)現(xiàn)，大慶外圍油田存在多個局部低降速帶異常，且低降速帶變化劇烈。針對上述情況，可以采用折射靜校正技術(shù)，該技術(shù)具有如下特點:①通過建立準確的近地表模型，從而為折射靜校正提供約束；②對于大炮第一次到達質(zhì)量差的地區(qū)，應用窗口濾波技術(shù)可提高靜校正計算精度；③為優(yōu)選折射層速度，可選用不同折射層速度掃描法。高程靜校正與折射靜校正圖分別如圖2和圖3所示。對比分析圖2和圖3可知，應用高程靜校正技術(shù)設有考慮低降速帶的影響，只是對物理點和固定基準面之間的高程差進行了校正，因而得到的疊加剖面模糊不清；應用折射靜校正技術(shù)時，由于考慮了低降速帶的影響，得到的疊加剖面清晰連續(xù)。

圖2 高程靜校正圖

圖3 折射靜校正圖

2.2 地面觀測系統(tǒng)的優(yōu)選

地面觀測系統(tǒng)的優(yōu)選是地震采集中主要的研究內(nèi)容，根據(jù)地震所在工區(qū)的地質(zhì)條件，結(jié)合施工地區(qū)的施工條件和參數(shù)，以地質(zhì)目的層為核心模型進行地面觀測系統(tǒng)優(yōu)選，在優(yōu)化設計中應遵循以下原則:①在一定數(shù)量的CDP采集網(wǎng)格內(nèi)最大限度增加空間采集點密度，從而可以提高采集分辨率和獲得更多的地下地質(zhì)信息；②由于不同區(qū)塊目的層埋深不同，因而要以目的層埋深為依據(jù)來設計相應的炮點密度，使淺、中和深目的層都能夠具有較高的覆蓋次數(shù)，從而保證良好的地震成像效果。通過對比參數(shù)論證，分析各種觀測系統(tǒng)的屬性，并確定施工觀測系統(tǒng)的主要參數(shù) （見表2），設計出高精度觀測系統(tǒng)（50線77炮），該系統(tǒng)具有空間采集均勻 （炮均勻性和道均勻性均為1）、密度高 （道密度達98萬）、道數(shù)多、覆蓋次數(shù)高 （單排道數(shù)為6146道）等特點。

表2 地面觀測系統(tǒng)參數(shù)表

2.3 激發(fā)技術(shù)

1）最佳激發(fā)高速層頂界深度的確定 從大慶外圍油田以往三維地震勘探施工的井深記錄可以發(fā)現(xiàn)，高頻率端的信號噪聲比隨著高速層頂界深度的增加而逐漸降低?？紤]到大慶外圍油田的巖性比較穩(wěn)定，主要以流沙和膠泥為主，因而在確定地震資料的品質(zhì)差異時可以把巖性因素排查，認為地震資料的品質(zhì)差異主要是由虛反射造成的。虛反射是先下行后上行的過程，假設激發(fā)點到高速層頂界的深度為H2，不同地震波長λ與H2的關(guān)系分析圖如圖4所示。從圖4可以看出，當0＜H2＜λ／4時，隨著高速層頂界深度的增加，疊加波與虛反射的振幅也在增強（見圖4（a））。當H2＝λ／4時，振幅值達到最大（見圖4（c））；當λ／4＜H2＜λ／2時，疊加波與虛反射的振幅逐漸減弱（見圖4（c）），當H2＝λ／2時，疊加振幅完全抵消（見圖4（d））。因此，最佳激發(fā)高速層頂界深度應為地震波長為λ／4的位置。

2）激發(fā)藥量的確定 不同藥量條件下波譜幅值圖如圖5所示。從圖5可以看出，隨著激發(fā)藥量的增多，高、低頻信號都在增強，且高頻信號增加強度不如低頻信號增加強度大。因此，為了確保獲得較高的信噪比，應以激發(fā)低頻信號波作為選擇藥量的依據(jù)。

2.4 檢波器組合參數(shù)

采用檢波器組合技術(shù)能夠很好地壓制隨機干擾，提高信噪比，但同時也會抑制某些有用頻率，從而不利于得到高分辨率。因此，要認真優(yōu)選檢波器組合參數(shù)，包括組內(nèi)距、組基距、組合圖形和連接方式等，具體內(nèi)容如下。

1）組內(nèi)距 通過查詢工區(qū)的干擾波記錄，計算出隨機干擾半徑，通常以相關(guān)系數(shù)大于零為組內(nèi)距選擇依據(jù)。

2）組基距 組基距是一個非常重要的參數(shù)，若組基距選擇過大，會導致反射波的來源復雜 （即不是來自于同一個點，而是來自同一個界面）；若組基距選擇過小，則組合后的信號平均作用不利于復雜構(gòu)造的成像。

3）組合圖形 檢波器使用數(shù)量越少，越能減少因組合后面積過大而導致平均信號弱化的現(xiàn)象，但是檢波器數(shù)量過少，又起不到對干擾信號的壓制作用，因而選擇3串36個檢波器進行組合。

4）連接方式 連接方式包括串聯(lián)和并聯(lián)2種方式，雖然串聯(lián)方式具有靈敏度高、接收高頻弱信號能力強的優(yōu)點，但其信噪比低。因此，施工中選擇檢波器并聯(lián)方式。

圖4 地震波長λ與高速頂界深度H2關(guān)系圖

圖5 不同藥量條件下波譜幅值圖 （小藥量∶大藥量＝1∶6）

3 應用效果

采用傳統(tǒng)地震采集技術(shù)和高精度三維地震采集技術(shù)制作的時間偏移剖面如圖6所示。從圖6可以看出，采用傳統(tǒng)地震采集技術(shù)制作的時間偏移剖面圖的信噪比和分辨率都比較低 （見圖6（a）），而采用高精度三維地震采集技術(shù)制作的時間偏移剖面的信噪比和分辨率較高，同時時間連軸性也有明顯改善 （見圖6（b））。

圖6 時間偏移剖面圖

4 結(jié)論

1）采用折射靜校正技術(shù)能夠得到質(zhì)量相對較高中、長波校正分量，同時能提供校正精度較高的短波長校正量。

2）最佳激發(fā)井深的最佳位置應為地震波長為λ／4的位置；為了確保獲得較高的信噪比，應以激發(fā)低頻信號波作為選擇藥量的依據(jù)。

3）通過優(yōu)選檢波器組合參數(shù)，確定采用3串36個檢波器并聯(lián)組合方式。

［1］王海，趙會欣，晉志剛 .高分辨率地震勘探激發(fā)參數(shù)的優(yōu)選 ［J］.石油地球物理勘探，2009，44（3）:22－28.

［2］熊翥 .高精度三維地震:數(shù)據(jù)采集 ［J］.勘探地球物理進展，2009，32（1）:154－161.

［3］王偉，周艷，王玉蘭 .沙漠區(qū)地震采集和處理的幾個相關(guān)問題 ［J］.長江大學學報 （自科版），2013，10（21）:48－53.