大王莊地區(qū)激發(fā)技術研究與探討

蔣玲

摘 要 勝利東部老區(qū)大部分地區(qū)經(jīng)歷了二次采集，目前已進入開發(fā)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(qū)近地表環(huán)境具有潛水面埋深差異大與沙泥巖性互層的特點，高品質(zhì)激發(fā)是提升地震資料品質(zhì)的關鍵。眾所周知，潛水面與巖性界面是激發(fā)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(qū)開發(fā)地震資料為基礎，對虛反射產(chǎn)生的反射振幅-頻率進行了理論分析與試驗驗證，結(jié)合不同巖性中激發(fā)的地震子波研究，提出了潛水面下3-7m深度范圍內(nèi)粉質(zhì)粘土中激發(fā)的認識，其對于東部老油區(qū)開發(fā)地震中激發(fā)因素的選取具有指導意義。

關鍵詞 潛水面 虛反射 激發(fā)深度 激發(fā)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(zhì)；（2）虛反射波從激發(fā)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(shù)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(fā)深度h1是不一樣的，因此，只需求出虛反射函數(shù)振幅對激發(fā)深度h1的導數(shù)，并令其等于零。

通過微測井調(diào)查，得到DWZ工區(qū)潛水面上下介質(zhì)的地震波速度分別為v0=500m/s，v1=1750m/s，虛反射系數(shù)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(fā)深度的選擇問題。

（1）潛水面下激發(fā)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(fā)深度h1不能夠選擇為零。

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

（3）在滿足下傳能量最大化的激發(fā)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(fā)深度在0-150Hz范圍內(nèi)僅有一個通放帶，7m激發(fā)深度通放帶高頻端達到100Hz，這意味著在潛水面下3m激發(fā)，55-150Hz的地震能量得到增強；潛水面下5m激發(fā)，30-150Hz的地震能量得到增強；潛水面下7m激發(fā)，25-100Hz的地震能量得到增強。從潛水面下13m激發(fā)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(fā)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(chǎn)中出現(xiàn)“假高頻”現(xiàn)象。

2激發(fā)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(fā)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(fā)采用5發(fā)雷管，距離井口20m以下每2m激發(fā)一次，距井口5m以下每1m激發(fā)1次，距井口5m以上每0.5m激發(fā)1次。同時，根據(jù)巖性探測與巖性取心記錄每次激發(fā)時對應的激發(fā)巖性。

對每次激發(fā)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(fā)深度進行排序，結(jié)合激發(fā)巖性在縱向上的分布，可以直觀的顯示不同巖性中激發(fā)產(chǎn)生的地震子波差異。

（1）在潛水面上方激發(fā)，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(fā)，信號頻率都較低；

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

（3）優(yōu)選潛水面下的激發(fā)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(zhì)粘土中激發(fā)，更能獲取高頻地震信號。

2.2試驗資料分析

根據(jù)巖性探測結(jié)果，我們在DWZ地區(qū)S2試驗點進行了潛水面下粉土與粉質(zhì)粘土兩種巖性的激發(fā)試驗。在粉質(zhì)粘土中激發(fā)，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(xù)性具有明顯的優(yōu)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(zhì)粘土中激發(fā)的地震子波比粉土中激發(fā)的地震子波要“瘦”得多；從頻帶寬度來看，粉土中激發(fā)的子波頻帶范圍在0-100Hz左右，粉質(zhì)粘土激發(fā)的子波頻帶寬度達到0-135Hz。

3結(jié)論

（1）潛水面下激發(fā)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(fā)深度越小。目前開發(fā)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(fā)深度應宜選擇在潛水面以下3-7m。如果選擇的激發(fā)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(fā)的地震子波頻帶寬度有較大的差異，在粉土中激發(fā)的地震子波較“胖”，而粉質(zhì)粘土中激發(fā)的地震子波較“瘦”，激發(fā)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(fā)地震野外生產(chǎn)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(zhì)中進行激發(fā)。

（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(chǎn)中，在潛水面下3-7m范圍內(nèi)選擇粘性介質(zhì)激發(fā)是最佳選擇。如若3-7m深度范圍沒有粘性介質(zhì)，內(nèi)考慮到激發(fā)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(fā)巖性，但究竟加大到何種程度需要根據(jù)工區(qū)近地表參數(shù)理論計算與激發(fā)巖性試驗結(jié)果共同分析確認。

參考文獻

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