春光探區(qū)新層系地震采集觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

董淑蘭

（中國(guó)石化石油工程地球物理有限公司華北分公司，河南南陽(yáng) 4731322 ）

春光油田油藏屬于它源成藏，油源主要來(lái)自于東部的昌吉凹陷和西南部的四棵樹(shù)凹陷。從沙灣組到古近系、白堊系、侏羅系、石炭系都有油氣分布，可供勘探層系多，其中古近系、白堊系油藏類型以巖性為主，具有較大勘探潛力；石炭系是一套碎屑巖，因長(zhǎng)期遭受風(fēng)化淋濾，不整合面上溝谷縱橫、凹凸相間，形成了地層剝蝕不整合和石炭系內(nèi)部斷塊圈閉。在開(kāi)發(fā)過(guò)過(guò)程中鉆遇石炭系地層獲得工業(yè)油流，展現(xiàn)了石炭系良好的勘探潛力。以往地震采集主要是針對(duì)新近系做了大量的采集研究工作，但白堊系和石炭系地震資料信噪比低的問(wèn)題依然沒(méi)有得到有效的解決，偏移成像難度很大，不能滿足地質(zhì)解釋的需要。

春光探區(qū)是河南油田西部勘探的重要區(qū)塊，位于準(zhǔn)噶爾盆地西緣車排子凸起，該地區(qū)石炭系原始地震資料的信噪比低，成像精度不高。如何突出有效波、提高成像精度是該區(qū)地震勘探的核心問(wèn)題。為此，通過(guò)寬方位地震采集技術(shù)的研究與應(yīng)用，提高原始資料信噪比和構(gòu)造成像的精度，為準(zhǔn)確落實(shí)構(gòu)造打下良好的基礎(chǔ)[1-2]。

要提高地震資料的信噪比，除了改善激發(fā)和接收等因素外，觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案優(yōu)化是提高地震資料信噪比和成像精度非常有效的技術(shù)手段，主要體現(xiàn)在四個(gè)方面：一是合理選擇小面元、小道距，提高橫向分辨率；二是合理選擇小組合、小藥量，提高縱向分辨率；三是通過(guò)增加有效覆蓋次數(shù)，提高地震資料的信噪比；四是保證屬性均勻的前提下，選取合適的最大炮檢距，提高成像精度。

在采集技術(shù)上要提高原始資料的信噪比和成像精度，主要考慮兩個(gè)方面：一是從地震資料屬性方面考慮設(shè)計(jì)觀測(cè)系統(tǒng)，主要考慮觀測(cè)系統(tǒng)的均勻性。二是在保證地震勘探資料整體品質(zhì)的前提下，重點(diǎn)考慮保護(hù)地震屬性的保真性。

1 存在的主要問(wèn)題

根據(jù)對(duì)春光探區(qū)以往地震資料的綜合分析，并結(jié)合地震剖面和地質(zhì)解釋成果認(rèn)為，以往的采集方案存在三方面不足：①覆蓋次數(shù)低，直接影響信噪比的提高，特別是橫向覆蓋次數(shù)低，導(dǎo)致橫測(cè)線方向的剖面信噪比低；②方位角窄，影響成像效果，不利于巖性及構(gòu)造信息的精細(xì)描述；③觀測(cè)系統(tǒng)的均勻性差，小炮檢距和中、大炮檢距分布不均勻，實(shí)際有效偏移距短，缺少遠(yuǎn)道信息，影響了針對(duì)新層系的地震疊前反演等儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法的應(yīng)用效果。

2 觀測(cè)系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)選

充分考慮該區(qū)古近系、白堊系及石炭系內(nèi)幕成像，在增加覆蓋次數(shù)、提高信噪比的同時(shí)，還要考慮提高縱向、橫向的分辨率。減少采集腳印的影響并保證地震資料屬性的均勻性是本次參數(shù)選擇的關(guān)鍵。

2.1 道距的優(yōu)選

在對(duì)觀測(cè)系統(tǒng)面元進(jìn)行分析論證的基礎(chǔ)上，從以下四個(gè)方面綜合優(yōu)選道距。一是從去噪角度考慮，小道距可以充分利用高精度空間采樣記錄噪音，防止噪音產(chǎn)生空間假頻[3]，室內(nèi)用目標(biāo)濾波技術(shù)來(lái)消除噪音，不影響信號(hào)頻寬和保真度；二是考慮縱向分辨率和橫向分辨率相互影響和制約，小道距可以提高橫向和縱向分辨率；三是從偏移處理角度考慮，采用較小道距有利于改善高頻成分的成像效果，降低高頻偏移噪聲；四是由于春光探區(qū)傾角不大，較小的面元尺度能夠提高地震資料分辨率和采集精度，有利于落實(shí)低幅構(gòu)造和巖性圈閉[4]。

考慮到目前在春光探區(qū)發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)較?。ㄆ矫嫔蠈挾刃∮?00 m的砂體）的情況，為了查清主要目的層中各種超覆等接觸關(guān)系以及砂體尖滅點(diǎn)，三維網(wǎng)格不宜過(guò)大，采用10 m×10 m的網(wǎng)格是合適的。

2.2 最大炮檢距的優(yōu)選

根據(jù)地球物理模型，除考慮水平疊加處理對(duì)最大炮檢距的要求和反射系數(shù)穩(wěn)定的因素，為更準(zhǔn)確設(shè)計(jì)最大炮檢距，采用了二維地質(zhì)模型模擬和實(shí)際資料分析。模型模擬和實(shí)際資料表明，探區(qū)最大的炮檢距可以選擇為等于或略小于目的層深度，過(guò)大的偏移距對(duì)資料成像沒(méi)有優(yōu)勢(shì)。縱測(cè)線最大偏移距選擇3 000 m比較合理。

2.3 接收線距的優(yōu)選

理論上講，道間距、炮點(diǎn)距、接收線距和炮線距對(duì)采集腳印的影響是相同的[5]。這些參數(shù)越小，采集腳印效應(yīng)就越小。四個(gè)量之間滿足一定的約束關(guān)系（四者之和小于600 m），可以使采集腳印控制在較小的范圍內(nèi)，在接收線距小于240 m、道間距20 m、炮點(diǎn)距20 m的情況下，炮線距的取值范圍應(yīng)小于320 m。炮線距小于320 m既有利于屬性切片提取的要求，又能夠?qū)崿F(xiàn)空間道內(nèi)插和三維處理的要求（圖1）。

2.4 方位角的優(yōu)選

圖1 新(右)老(左)方案對(duì)比

研究認(rèn)為，地下一點(diǎn)的反射波在地表是呈全方位分布的，因此采用寬方位角采集才能接收到該點(diǎn)更多的反射信息[6]。采集數(shù)據(jù)的空間分辨率越高，越有利于巖性邊界和復(fù)雜斷裂帶的成像分辨率，但是由于受處理?xiàng)l件限制，寬方位使用受到很多限制。實(shí)踐證明，當(dāng)勘探地區(qū)的信噪比較高、地層傾角變化較小時(shí)，在保證沿排列方向的覆蓋次數(shù)，即炮檢對(duì)的個(gè)數(shù)滿足信噪比和成像的需要時(shí)，可重點(diǎn)考慮采用橫向上炮檢對(duì)的合理分配；適當(dāng)增加接收排列條數(shù)，提高橫向疊加速度的求取精度，滿足橫向分辨率的要求，有利于空間成像和偏移處理[7–9]。探區(qū)以巖性勘探為主要目的，且深層古近系、白堊系資料信噪比較低，目的層儲(chǔ)層橫向尺度小，巖性平面上變化快，寬方位采集地震數(shù)據(jù)有利于復(fù)雜巖性圈閉成像，因此，首選寬方位角的觀測(cè)系統(tǒng)。

3 觀測(cè)系統(tǒng)評(píng)價(jià)

觀測(cè)系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法是基于CMP（共中心點(diǎn)）面元屬性的評(píng)價(jià)方法，即通過(guò)CMP面元屬性（CMP道集內(nèi)炮檢距分布是否均勻，各面元覆蓋次數(shù)是否均勻，炮檢距統(tǒng)計(jì)特性，方位角分布等）特征評(píng)價(jià)觀測(cè)系統(tǒng)優(yōu)劣[8]。這種評(píng)價(jià)方法是基于水平疊加技術(shù)的基本假設(shè)（即地層是水平層狀的，介質(zhì)均勻，地震波垂直入射到地下，又垂直反射回地表），觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念是以覆蓋次數(shù)和炮檢距均勻分布為第一原則，以保證疊加效果。

新老方案主要參數(shù)見(jiàn)表 1，新觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)如下。

一是方位角較寬，橫縱比為 0.71，大于以往的0.20，寬方位采集有利于復(fù)雜巖性圈閉成像，提高屬性的均勻性；二是0～1 500 m之間炮檢對(duì)分布均勻明顯提高，主要分布為1 500～2 800 m，炮檢距的分布有利于接收淺、中、深等主要目的層的信息，提高地震資料的成像精度；三是覆蓋次數(shù)顯著增加，10 m×10 m面元覆蓋次數(shù)為108次。

4 應(yīng)用效果

表1 新老方案主要參數(shù)對(duì)比

在春光探區(qū)應(yīng)用了寬方位的地震采集技術(shù)，使原始地震資料的信息更加豐富，為后續(xù)的地震資料處理奠定了基礎(chǔ)。

成果剖面的信噪比和分辨率明顯提高，成像效果明顯得到了改善，表明新的觀察系統(tǒng)設(shè)計(jì)是合理的（圖2）。

圖2 常規(guī)三維采集石炭系內(nèi)幕剖面（左）寬方位采集石炭系內(nèi)幕剖面（右）

[1] 楊勇，陳世悅，王桂萍，等．準(zhǔn)噶爾盆地車排子地區(qū)古近系沉積巖相研究[J]．油氣地質(zhì)與采收率，2011，18（3）：5–9．

[2] 劉欣欣，吳國(guó)忱，梁鍇．地球物理學(xué)進(jìn)展[J]．2009，24（4）：1 354–1 366．

[3] 王珊，陳秀娟，劉穎超．地震面元對(duì)地震資料解釋的需要[J]．科學(xué)技術(shù)與工程，2012，12（20）：11–14．

[4] 謝城亮，楊萌萌，劉學(xué)偉，等．基于面元炮檢距均勻性相關(guān)系數(shù)的三維觀測(cè)系統(tǒng)評(píng)價(jià)[J]．石油地球物理勘探，2012，47（6）：849–857．

[5] 毛國(guó)良．焉耆盆地深層高分辨采集技術(shù)研究[J]．內(nèi)蒙古石油化工，2011，24（16）：99–101．

[6] 姚本全．三維地震采集方法研究[J]．江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，6（26）：58–60．

[7] 熊金良，狄?guī)妥?，岳英，等．基于地球物理模型的采集腳印分析[J]．石油地球物理勘探，2006，41（5）：493–497．

[8] 王林林．三維復(fù)雜地表區(qū)井震聯(lián)合地震采集技術(shù)在庫(kù)車東探區(qū)的應(yīng)用[J]．石油地球物理勘探，2015，29（6）66–70．

[9] 劉芳，廖小玲，曲霞，等．焉耆盆地山前構(gòu)造帶三維地震采集技術(shù)探討[J]．石油地球物理勘探，2015，29（4）26–29．