松南长岭断陷区岩性油藏地震采集技术

罗春波，郭东启，卢殿龙，刘超硕 （大庆钻探工程公司地球物理勘探二公司，吉林 松原138000）

松南长岭断陷区岩性油藏地震采集技术

罗春波，郭东启，卢殿龙，刘超硕 （大庆钻探工程公司地球物理勘探二公司，吉林 松原138000）

针对长岭断陷区的复杂表层结构及复杂深层地震地质条件，分析了地震采集对岩性油藏的影响及提高岩性油藏信噪比和分辨率采集的主要因素；通过对高精度表层调查技术、激发技术、接收技术方面的系统研究，确定了适合长岭断陷区岩性油藏高分率勘探最佳的地震采集方法，很好地解决了长岭断陷区地震采集面临的复杂地表、复杂油藏区分辨率提高的技术难题，有效地提高了资料的品质，在复杂的地表区获得的地震剖面有较高的信噪比和分辨率，满足了岩性油藏勘探的技术需求。

地震采集技术；表层调查；微测井；组合井

长岭断陷区位于松辽盆地南部中央坳陷区内，是松辽盆地南部最大的生油凹陷。长岭凹陷已进入岩性等隐蔽油气藏勘探阶段，主要目的层多数是砂泥岩薄互层，分布不稳定，纵横向变化大，岩性圈闭控制因素复杂，分布规律不明显，导致圈闭不易识别。岩性横向变化快、分布规律性差、波阻抗差异小等地质条件造成高频成分信噪比低，勘探难度大。长岭断陷区表层及深层地震地质条件复杂，主要表现为地形起伏较大，多为城区、高岗、水泡等复杂的地表条件，使得激发、接收条件变化剧烈，地震子波一致性差，静校正问题突出。地震勘探资料信噪比低、成像困难，严重制约岩性油藏勘探的精度。

1 影响采集效果的因素分析

1.1 表层厚度的影响

在有吸收的介质中，地震波每传播一个波长的距离，能量损失的程度可认为是固定的。它与介质的品质因数有关。地震波由多种频率成分组成，高频成分的波长短、低频成分波长长。对于一个固定的传播距离来说，可能相当于低频成分的几个波长，但相当于高频成分很多个波长。因此，高频成分比低频成分衰减的多。长岭凹陷地区主要目的层埋藏深，而且近地表多为沙岗子，存在巨厚的低降速层。地震波通过表层与通过深层一样，都会发生衰减，即使表层厚度不大，但速度低，传播的时间也是可观的［1］。从长岭凹陷地区的吸收衰减曲线上可以得出，地震波传播到2500ms时，10Hz信号衰减10dB，而60Hz的高频信号衰减达到了70dB。而且近地表的衰减中，10Hz与60Hz相差30dB，双吸收衰减十分强烈。

从长岭断陷区表层的幅频响应曲线 （图1）上可以看出，在1～200Hz的频带范围内，表层厚度1m时，为圆滑曲线，不存在陷波点。随着厚度增加，曲线呈波动性质、陷波点数也相应增加，向低频方向移动，表层的低通滤波性明显增强。近地表衰减是主要的，因此采集生产中应加大表层调查力度，搞清表层结构。

1.2 表层速度的影响

表层对地震波的衰减量可以用品质因数Q来描述，Q值与速度的平方成正比，衰减量与Q－1成指数关系。表层的速度越低，对地震波的衰减越严重。

图1 长岭断陷区表层幅频响应曲线

试验证明，当炸药的特性阻抗等于介质特性阻抗时，激发的地震波能量最大。定义阻抗R为炸药特性阻抗与介质特性阻抗之比，即R＝ （ρ1×v1）/（ρ2×v2）。其中，ρ1、v1分别为炸药的密度、爆炸爆速；ρ2、v2分别为激发介质密度、传播速度。通常采用的炸药多为低爆速炸药，v1＝4000m/s，ρ1＝1.0～1.2g/cm3，ρ1×v1＝4000～4800（g/cm3）·（m/s）。当v2大于1800m/s，ρ2大于1.9g/cm3时，介质阻抗v2×ρ2＞3420（g/cm3）·（m/s），接近了与炸药阻抗的匹配。通过表层调查，农田区和沙岗区的高速层速度（v2）大于1800m/s，激发效果最好；草甸区的高速层速度（v2）介于1750～1800m/s之间，激发效果一般；水泡区和淤泥区的高速层速度（v2）低于1700m/s，激发效果最差。从不同地表分频70Hz的单炮记录上 （图2）可以看到明显的差异。

图2 典型地表70Hz分频单炮记录对比

1.3 古河道、水域的影响

长岭断陷区古河道发育，古河道的根本成因是河流改道形成，古河道被地面物质、生物充填埋藏，在地表上位于平坦的草甸区、沼泽区及高岗区的两侧平坦地区，沉积物类型多数为亚砂土、亚粘土、淤泥、粉沙堆积。经微测井岩性录井揭示，古河道区多为沙泥互层、低速夹层。由于沉积环境和沉积物来源复杂，沉积物的性质、结构、厚度等在水平方向和垂直方向都有很大的差异性。近地表沉积压实差，岩性不好，含水饱和度低。微测井时深曲线解释的高速层速度 （v2）一般为1600～1700m/s，激发条件差，不利于激发高频地震子波。

1.4 深层地震地质条件的影响

长岭断陷区主要目的层埋藏较深，T2反射层的t0时间达到了2s，深度为2700m，反射波的几何球面扩散衰减严重，同时存在透射能量的衰减。T2反射层断裂发育，在断裂带激发的单炮，其地震子波的传播过程中，断层下覆地层得到反射总是需要两次从下盘地层向上盘地层传播，传播中造成能量损失较大，反射效果差。

1.5 环境噪声的影响

环境噪声是长岭断陷区固有的，在激发前就存在的，主要来自风吹草动，及其他因素引起的地表微振。在施工过程中，环境噪声是影响地震资料信噪比、分辨率的主要因素之一，尤其是对能量弱、频率低的深层地震信号影响较大。对不同环境噪声下的分频单炮记录进行对比发现，环境噪声大时，深层、高频弱反射有效信号被淹没在噪声之中。因此，改善检波器埋置条件，减少环境噪声干扰，是提高信噪比和分辨率的有效手段。

2 采取的主要技术措施

2.1 搞清表层结构的精细调查技术

长岭断陷区近地表结构复杂，岩性、速度、厚度纵横向变化大，古河道发育，经常出现高速、低速夹层，因此只能用微测井进行表层调查。由于一般地区近代沉积的连续性和继承性，地表与地下地层界面之间，地层界面与地层界面之间，存在着一定的相似性。可以通过这种相似性和表层调查控制点建立近地表模型，最终根据模型求取静校正量，从而为静校正处理和井深设计提供准确的数据。采用模型法求取静校正量，要求控制点分布要合理，除常规布点外，在复杂区域主要根据高程变化和沉积环境加密表层控制点。

2.2 提高分辨率的激发技术

2.2.1 基于虚反射的井深设计

就炸药震源而言，激发的子波实际上是具有时差的。下行波与上行波反相迭加，存在虚反射的影响，又带来低通效应［2］。从震源子波的理论及频率特性分析，随着井深的增加，出现低频响应，深度越大，低频响应越严重。因此在选择井深时，要避开虚反射的影响。首先通过双井微测井，调查虚反射界面的位置。结合井深试验，在高速层里选择最佳的井深激发。从全频记录上随着井深的增加，面波干扰减少，深层反射同相轴连续性好，但从分频单炮记录对比图 （图3）上却看出，随着井深的增加，虚反射严重，深层高频反射信号受到影响，因此井深不宜过深，选择在高速层下4m激发。

图3 分频70～140Hz单炮记录对比

2.2.2 激发高频的药量选择

采用正演模拟的方法，可做药量为1、2、3、4、5、6kg时的炸药震源子波的振幅迭合图 （图4）。从图4中可以看出：随着药量的增大，各频率成分的幅值都得到增大，只是低频成分幅值比高频成分增加的多。当药量从1kg增加到4kg时，对突出中深层反射波及提升高频成分有利。但再增加药量，效果不明显。说明药量的选择有个最佳值。选择固定井深，选取不同药量对比试验，从全频单炮记录分析，随着药量增加，深层反射能量增强，但浅层视频率降低。从分频单炮对比，4kg激发的效果好于1、2、3kg时的激发效果，与5、6kg激发效果相当。结合目的层定量分析，T1、T2反射层能量信噪比4～6kg激发时较好，从初至能量曲线分析 （图5），曲线存在两个拐点，大于4kg后达到了饱和激发，表明对于深层反射，增大药量有利于提升高频信息，但达到饱和激发后，再增大药量无明显效果。

图4 不同药量激发子波振幅迭合图

图5 药量对比能量分析图

2.3 低噪声接收技术

在高分辨率地震采集中，检波器与地面的耦合十分重要。野外施工中，当检波器与地面的耦合不好时，风吹草动便会产生高频谐振干扰，严重干扰了高频有效信号。这种高频干扰是不规则的，用处理手段不易剔除。检波器与地面耦合越好，谐振频率越高，高于地震信号时，耦合响应是高通的，有利于高频信号的接收。当耦合谐振频率在地震信号范围之内时，发生振荡现象，严重干扰有效信号，降低了分辨率。

近地表的品质因子Q值小，对地震波的能量吸收强，因此挖坑埋置检波器是十分必要的。挖坑埋置检波器，检波器上压上浮土，不仅增加了检波器的耦合，而且也减少了高频环境噪声的影响。在施工过程中，采用检波器面积组合，坚持做到小风无风施工，最大限度地提高深层高频弱反向信号能量。

众所周知，检波器组合具有低通效应，不利于高频成分的接收。但不等于高分辨采集不采用组合。适当基距的组合不仅可以压制规则的面波干扰，也可以压制高频环境噪声干扰，提高资料的信噪比和分辨率。组合要求基距应大于干扰波视波长，有效信号衰减少于3dB。长岭断陷高频环境噪声发育，是采集主要压制的对象。

采用1m道距进行环境噪声调查，抽道为2、3、4m道集显示，通过记录对比，在道距1m的记录上，环境噪声的相干性明显，能量稳定，相关半径为3m，噪声的频带范围为0～200Hz。随道距的增加，环境噪声的相干性明显减弱。求取相关系数，当道距大于3m时，相关系数为0，所以该次采集组内距应大于3m。通过不同组内距的分频单炮对比及定量分析 （图6），组内距4m的正方形面积组合的单炮的能量、信噪比均好于组内距2m的面积组合，因此，采用组内距4m、基距为16m的正方形面积组合具有较好的压制效果。

图6 不同组内距的正方形面积组合分频70～140Hz单炮记录对比

3 结 语

通过应用以上采集技术，使得复杂地区的地震资料品质得到较大改善，信噪比提高，尤其是特殊地表、地质条件 （水泡、沙岗）的资料改善非常明显。现场处理剖面层间信息丰富，断点清晰，深层反射特征明显。通过研究形成了一套适合长岭凹陷区地质特点的、完善的高分辨率地震采集激发技术和接收技术，提高复杂地区的勘探精度，取得较好的效果。

［1］俞寿朋.高分辨率地震勘探 ［M］.北京：石油工业出版社，1993.

［2］李庆忠.走向精确的勘探道路 ［M］.北京：石油工业出版社，1993.

P631.44

A

1000－9752（2011）06－0219－05

2011－05－20

罗春波 （1971 ），男，1999年大学毕业，高级工程师，现主要从事地震采集研究工作。

［编辑］ 龙 舟