塔西南前陸盆地喀什北區(qū)塊復(fù)雜山地地震采集新進展

范增輝 王 健 游 浩 蒲莉萍 李洪剛 陳燕輝

(1.川慶鉆探工程有限公司地球物理勘探公司，成都 610213;2.遼河油田分公司錦州采油廠地質(zhì)研究所，遼寧 凌海 121209;3.西南石油大學油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點實驗室，成都 610500)

喀什凹陷喀什北區(qū)塊在區(qū)域上位于塔西南前陸盆地喀什凹陷，目前已發(fā)現(xiàn)油氣田(藏)包括:和田河氣田、柯克亞油氣田、阿克莫木氣田、鳥山氣藏和柯東1氣田?？κ舶枷菔撬锬九璧厮髂羡晗莸囊粋€次級構(gòu)造單元，是塔里木盆地最西北端的一個新生代山前斷陷凹陷，位于天山褶皺帶與塔里木板塊西南緣的接合部位。該區(qū)以往的地震資料具有信噪比低、成像差的特點，構(gòu)造解釋和建模困難，圈閉落實不理想，致使勘探目標難以定位，嚴重制約了油氣勘探進程。本文簡要分析影響前陸盆地復(fù)雜山地地區(qū)地震采集質(zhì)量的主要因素，以期針對性地解決問題，提高資料和成果質(zhì)量，降低成本，提高經(jīng)濟效益。

1 地質(zhì)概況

喀什凹陷喀什北區(qū)塊位于新疆克孜勒蘇柯爾克孜州烏恰縣、疏勒縣境內(nèi)，面積約5000～6000 km2。區(qū)域構(gòu)造位置屬于塔西南前陸沖斷帶，為盆山耦合的復(fù)雜區(qū)帶。地表類型主要為山地、戈壁礫石區(qū)、礫石山和農(nóng)田村莊，沖溝發(fā)育，且山高谷深、地層傾角大，地形相對高差最大逾1200 m，具有典型的復(fù)雜山地地形地貌特點。構(gòu)造類型主要為斷層相關(guān)褶皺、鹽相關(guān)構(gòu)造以及斷層三角帶。區(qū)內(nèi)主要出露地層有石炭系、二疊系、侏羅系、白堊系、第三系和第四系等地層，巖性大體為灰?guī)r、砂巖、砂泥巖，表層為礫石山和黃土層。由于地表條件和地下構(gòu)造復(fù)雜，時間域偏移成像不準，因而造成高點偏移。此外目的層以上速度場異常復(fù)雜，地表巖層傾角較陡，地震波場復(fù)雜，目的層成像難度較大［1］。

為了進一步探索和評價塔西南前陸盆地前陸沖斷帶的油氣勘探潛力，近些年曾在該區(qū)部署過一些二維測線進行技術(shù)攻關(guān)，取得了重要進展。如果要進一步更好地取得該區(qū)地震資料，首先要明確影響該區(qū)地震資料采集質(zhì)量的主要因素，探求改善地震采集資料質(zhì)量的方法，才能最終提高地震資料的采集質(zhì)量。

2 影響地震資料采集質(zhì)量的主要因素

地震資料采集是一個系統(tǒng)工程，包括地震波激發(fā)、接收以及觀測系統(tǒng)設(shè)計等。所以，采集質(zhì)量取決于地震勘探作業(yè)各環(huán)節(jié)設(shè)計和施工的合理性及實用性。所以，該區(qū)表層結(jié)構(gòu)調(diào)查工作是一項基礎(chǔ)性的工作，它直接影響到激發(fā)井深、藥量、激發(fā)巖性和激發(fā)速度等激發(fā)參數(shù)，以及組合接收參數(shù)的確定和觀測系統(tǒng)的設(shè)計原則［2］。通過對喀什北區(qū)塊二維采集全過程的分析研究，認為影響該區(qū)地震資料采集質(zhì)量的因素有:(1)復(fù)雜的地表、地下地震地質(zhì)條件是造成喀什北區(qū)塊地震資料采集質(zhì)量差的主要原因;(2)該區(qū)干擾波發(fā)育、激發(fā)巖性耦合性差是造成喀什北區(qū)塊地震采集質(zhì)量差的客觀原因;(3)激發(fā)、接收參數(shù)以及觀測系統(tǒng)優(yōu)化的程度，也是制約喀什北區(qū)塊地震資料質(zhì)量的重要原因。

本區(qū)地震資料品質(zhì)較差，通過提高構(gòu)造主體部位反射能量，提高資料的信噪比和分辨率，在原始單炮記錄中識別有效信號等措施，從而確保中、深層的反射能量，以滿足構(gòu)造圈閉識別以及儲層橫向預(yù)測的需要，是我們當前面臨的采集重點和難點。

3 改善地震資料采集新技術(shù)

地表起伏大、低降速帶變化劇烈的表層結(jié)構(gòu)是制約喀什北地震勘探進程的根本原因。解決好表層問題是解決深層問題的基礎(chǔ)，包括確定激發(fā)參數(shù)、觀測系統(tǒng)設(shè)計、壓制噪聲、靜校正以及地表一致性問題等。改善本區(qū)地震資料采集質(zhì)量大致應(yīng)該從以下幾個方面入手。

3.1 精細表層調(diào)查、高速層激發(fā)技術(shù)

喀什北區(qū)塊處于盆山過渡帶，表層地震地質(zhì)條件復(fù)雜，近地表巖性厚度和速度變化劇烈，因此低(降)速帶調(diào)查工作必須認真全面地進行，從而為逐井下達鉆井參數(shù)提供依據(jù)，為處理地震資料提供較準確的低(降)速帶靜校正量。有鑒于此，查清表層低降速帶與高速層的厚度、速度、巖性及地層斷裂或破碎程度，建立準確的表層地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型，是一項重要的工作。

(1)精細編制地質(zhì)橫剖面圖。結(jié)合區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、野外露頭踏勘對地層巖性、地層產(chǎn)狀、構(gòu)造形態(tài)、斷裂發(fā)育等表層地層結(jié)構(gòu)等特點進行綜合分析，并沿各條測線繪制反映表層結(jié)構(gòu)的地質(zhì)橫剖面圖。

(2)科學合理選擇試驗點。根據(jù)地質(zhì)橫剖面圖和地質(zhì)員井位單，合理選擇表層結(jié)構(gòu)調(diào)查點。對于喀什北區(qū)塊而言，通過已有微測井資料解釋發(fā)現(xiàn)，其低、降速帶厚度的橫向變化梯度平均約為每千米11%，部分區(qū)段的變化可高達20%以上。而低、降速帶和高速層的平均速度橫向變化梯度依次為每千米12%、10%和6%。在這種厚度和速度變化梯度下，若表層結(jié)構(gòu)調(diào)查實驗點采用2 km間距進行部署，所獲得的表層結(jié)構(gòu)模型調(diào)查結(jié)果的精度很難滿足地震資料采集觀測系統(tǒng)設(shè)計以及靜校正量計算。

(3)綜合運用表層結(jié)構(gòu)調(diào)查方法。本區(qū)表層結(jié)構(gòu)調(diào)查主要采用了常規(guī)的單井微測井和少量的深井微測井方法。在復(fù)雜地表區(qū)，我們需要使用信息更豐富的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查方式，使用微測井結(jié)合大炮初至波法或者層析法，來設(shè)定構(gòu)造、巖性異常段的邊界條件。這種表層調(diào)查方法已用于塔里木盆地KC地區(qū)生產(chǎn)實踐，應(yīng)用效果較好。

3.2 高精度遙感選線技術(shù)

通過高精度地震遙感配套技術(shù)輔助測線部署，由于高精度遙感信息整合了包括地表濕度、地表松散度、激發(fā)巖性等地表級淺層地質(zhì)信息，運用于寬線施工，使丟炮(道)率控制在允許范圍內(nèi);逐點優(yōu)化設(shè)計激發(fā)、接收點位置，提高激發(fā)、接收效果;逐點設(shè)計檢波器組合方式;避開障礙物，在安全區(qū)內(nèi)作業(yè)等優(yōu)點。比較地面踏勘，收集到的地面地質(zhì)信息更加豐富準確，對于解決復(fù)雜山地地區(qū)的測線部署，提高資料品質(zhì)，縮短測線部署周期十分有利。

通過衛(wèi)星遙感照片，優(yōu)選測線位置，利用條帶合理偏移。如圖1所示，KS09－01K測線向東平移，降低高程、坡度，調(diào)整后的測線避開了陡峭的主峰，地形明顯減緩，平均高程由原來的2076.5 m降至調(diào)整后的2037.1 m，平均坡度也由原先的16.26°降至調(diào)整后的11.9°，炮點分布程度大幅減弱。

圖1 KS09－01K線調(diào)整測線部署圖

3.3 寬線觀測大組合接收技術(shù)

喀什北區(qū)塊經(jīng)受了南天山和昆侖山強烈的造山運動，斷裂發(fā)育，進一步導(dǎo)致地震波場復(fù)雜，成像困難。這些問題的存在導(dǎo)致本區(qū)構(gòu)造主體地段地表礫石區(qū)地震激發(fā)能量吸收和衰減作用明顯，推滑斷裂對地震射線的散射作用顯著，激發(fā)和接收條件差，單炮信噪比較低，地震剖面品質(zhì)差［3］。在這種情況下，常規(guī)二維單線地震勘探技術(shù)，已經(jīng)很難解決目的層構(gòu)造區(qū)域的精確成像問題，必須進一步優(yōu)化觀測系統(tǒng)和強化接收方法［4］。

為此，我們堅持“寬線觀測 +大組合接收”的指導(dǎo)思想。采用寬線觀測系統(tǒng)有兩方面的好處:一是利用橫向上的疊加來壓制橫向干擾(包括側(cè)面干擾)，突出有效信號的能量;二是利用橫向面元疊加來提高覆蓋次數(shù)。該方法在沙漠、黃土、山地等地區(qū)都得到了較好的應(yīng)用。實踐表明，在信噪比偏低、散射干擾嚴重的地區(qū)，該方法效果比較明顯。采用大基距組合接收，可以進一步有效地壓制各種橫向干擾波，提升弱反射信號的能量。

在喀什北區(qū)塊，KS09－01K測線采用寬線+大組合接收技術(shù)。比較KS05－01測線單跑及剖面質(zhì)量，從單炮品質(zhì)可以看出，通過大組合接收方式可以更多地壓制側(cè)面干擾，提高單炮信噪比(圖2)。從疊加剖面看，主要目的層的覆蓋次數(shù)、信噪比都有了大幅度提高，構(gòu)造主體中淺層可見有效反射，深層成像質(zhì)量在以往剖面基礎(chǔ)上得到了有效提高(圖3)。

圖2 KS05－01線與KS09－01K線中戈壁單炮組合接收資料對比

3.4 合理的激發(fā)點和接收點優(yōu)選技術(shù)

復(fù)雜山地勘探實踐表明，選點要綜合考慮地形、坡度、高程、地表巖性、相對濕度、地表疏松度、地面障礙物等因素，根據(jù)這些信息的不同權(quán)重進行疊加，制作合成地貌評價值，評價值越大，說明激發(fā)、接收條件越佳。

(1)選擇接收點時，除比較其評價值外，坡度的計算面以檢波器組合面積為依據(jù)，縱、橫向分別計算，同組內(nèi)高差、組合基距同時作為判斷是否能夠展開埋置的約束條件。野外施工時，疏松地帶挖坑，山體基巖出露區(qū)采用“鋼釬引眼”，農(nóng)田和牧場等特殊地區(qū)采用檢波器直插方式埋置，以確保檢波器與地表耦合良好。

(2)選擇激發(fā)點時，除比較評價值外，坡度的計算面以設(shè)計點位為中心，東西南北取5 m間隙，同時考慮周圍環(huán)境(地貌特征、地面障礙物、安全距離)的影響，以此判斷鉆機能否正常擺放，盡量布在溝谷和山前地形平坦處。在山頂和陡坡的激發(fā)點，可以移井到激發(fā)條件較好的溝谷或山前平地中，因為溝谷或平地激發(fā)具有波場簡單、下傳能量強，次生干擾弱以及鉆井作業(yè)較容易等優(yōu)點，可以通過變觀技術(shù)來達到目的層的滿覆蓋次數(shù)。野外施工按炮點和檢波點向相反方向等距離移動，這樣既可以保證地震反射CMP位置不變，也避免了在山頂激發(fā)。

圖3 KS05－01線與KS09－01K線疊加剖面圖

4 結(jié)語

喀什北區(qū)塊表層地震地質(zhì)條件和地腹地震地質(zhì)條件的復(fù)雜性，是決定地震資料采集質(zhì)量和疊加偏移成像質(zhì)量的根本原因。通過分析影響喀什北區(qū)塊地震資料采集質(zhì)量的主要因素，提出一套適合于該區(qū)的地震資料采集方法。野外施工時采用高覆蓋次數(shù)、小道距、長排列、多道采集方法，總結(jié)經(jīng)驗，為野外生產(chǎn)一線提供指導(dǎo)。

［1］茍量，賀振華.西部復(fù)雜山地地震勘探走勢分析［J］.石油地球物理勘探，2005，40(2):248－251.

［2］鄧志文.高陡逆掩推覆構(gòu)造地區(qū)地震觀測系統(tǒng)研究［J］.石油物探，2002，41(2):127 －131.

［3］劉依謀，梁向豪，黃有暉，等.庫車坳陷復(fù)雜山地寬線采集技術(shù)及應(yīng)用效果［J］. 石油物探，2008，47(4):418－424.

［4］王志，賀振華，黃德濟，等.高速屏蔽層下弱反射層地震勘探:廣角反射［J］.勘探地球物理進展，2002，25(5):407－414.