照明分析技术在复杂地区地震采集参数优化中的应用

朱 峰 （中石化江苏石油勘探局地球物理勘探处，江苏 扬州225007）

照明分析技术在复杂地区地震采集参数优化中的应用

朱 峰 （中石化江苏石油勘探局地球物理勘探处，江苏 扬州225007）

复杂地表及地下地质条件严重影响地震资料的质量，特别是近地表火成岩区对下伏地层产生强烈的屏蔽作用，以及复杂断裂带的复杂断块会引起地震波能量分布的严重不均匀性。通过运用波动方程照明分析技术，分析了火成岩区和复杂断裂带的照明能量特征，确定了面向勘探目标的最佳激发范围，提高了照明阴影区的照明强度，优化了地震采集观测系统参数，从而确保了目的层成像效果，提高了野外施工效率和三维地震数据采集质量。

照明分析；火成岩；复杂断裂带；采集参数优化

照明分析技术可归纳为3类：一是基于射线理论，适用于构造简单地区，常规设计方法就可以得到好的资料；二是基于有限差分技术的分析技术，可以较高精度地得到总体照明强度分布，但无法得到某一方向的照明强度分布，其应用就受到了限制；三是基于小波分析技术的照明强度分析方法，可以得到任意方向的照明强度分布，分析更加灵活，适用性加强［1］。目前复杂的地表及地下地质条件成为地震采集中影响地震资料质量的主要因素，照明分析技术对提高三维地震数据采集质量起着重要的作用，特别是对观测系统优劣的评估作用更加突出。为此，笔者利用波动方程照明分析技术在火成岩区和复杂断裂带进行应用，取得了较好的应用效果。

1 照明分析技术在火成岩区的运用

图1 长排列试验示意图

苏北盆地JH凹陷地表、近地表发育的火成岩对下伏地层产生强烈的屏蔽，同时形成强烈的散射干扰，对下伏地层的地震成像影响严重，造成目的层地震资料信噪比低，制约了火成岩区的油气勘探。为此，笔者针对火成岩开展了各种攻关研究，其中在增加长排列观测试验时运用了波动方程照明分析技术。长排列观测试验采用双边放炮的方式 （图1），加大纵向排列长度，目的就是远排列避开火成岩影响，加强中深层反射的接收。试验方案为：单线200道接收，40条接收线；20条炮线，试验区两边炮点区各20排炮，共840炮；炮点按100m炮距滚动，接收排列固定不动。

在开展野外试验之前，根据前期表层调查微测井结果及工区内已有钻井显示，根据以往地震资料建立了二维地质模型：在近地表建立了2套火成岩模型，深度分别为50m和300m，厚度均为50m，第1套火成岩长度为2500m，第2套火成岩长度为4000m。然后运用波动方程照明分析技术模拟野外激发效果，显示试验区主要目的层段的地震波场能量分布［2］。以100m的激发点距开始照明分析，从模拟结果可见每个激发点激发后各主要目的层区域照明强弱，据此可分析确定不同激发点位对目的层成像的贡献［3］。图2为激发点靠近火成岩区域时 （桩号204805）的地震采集照明分析，可以看出，地震剖面上照明强度明显强弱不均，只有激发点下方和火成岩以外区域有地震波能量分布，且由于第2套火成岩速度远远大于第1套，对下伏地层产生强烈的屏蔽作用，造成火成岩下方照明强度很弱，能量明显弱于周围区域，说明地震波基本没有穿透火成岩。图3为火成岩区长排列地震采集照明分析 （桩号204105），在激发点距离2套火成岩一定距离时 （桩号204105），无论从大号端还是小号端激发，火成岩下方以及远排列端的中深目的层照明强度得到有效增强，说明反射能量有所加强，可见加大纵向排列长度，远排列端接收能够避开火成岩影响。从野外试验单炮、剖面 （图4、5）上也可以明显看出这一效果，说明通过照明分析技术能够指导复杂地区地震采集方法的优化设计。

图2 激发点靠近火成岩区地震采集照明分析 （桩号204805）

图3 火成岩区长排列地震采集照明分析 （桩号204105）

图4 火成岩区正常排列 （a）与加长排列 （b）地震采集单炮对比

图5 火成岩区正常排列 （a）与加长排列 （b）地震采集剖面对比

2 照明分析技术在复杂断裂带的运用

在复杂断裂带发育的地区，复杂断块常引起地震波能量分布的严重不均匀性，如果可以通过分析断块区域的照明能量展布特征，以此优化地震采集观测系统参数，确保断裂成像的效果，将提高野外施工质量和效率。

2.1 论证断裂带目标区块不同炮点距下照明强度差异

图6为复杂断裂带不同炮点距的照明分析，在炮点距60m时，目标区块的陡倾斜断面引起下部照明不均匀，归一化照明能量小于0.4，区域成像不好；炮点距为40m时，归一化照明能量大于0.4，区域成像良好，说明针对该复杂断裂带，应改变采集方案，采用较小炮点距参数，可以取得较好成像效果。

图6 复杂断裂带不同炮点距照明分析对比

2.2 确定面向勘探目标的最佳激发范围，提高照明阴影区的照明强度

通过上面分析对比可知，在复杂断裂带需要改变原有采集参数，加密炮点距才能提高复杂断裂带成像效果，但是如何判断在什么范围内开始采用优化后的参数，仍然需要通过波动方程照明来进行不同炮点位置对断层成像的贡献分析，以此确定最终采用小炮点距地震采集施工的范围。从复杂断裂带不同炮点位置的照明分析图 （图7）上可以看出：从炮点距离目标区左5000m （桩号：263758）开始，小号端对目标区成像有能量贡献；随着激发点逐渐接近目标区，地震照明能量越来越强，直到激发点位于断裂带上方时地震照明能量最强；然后随着激发点位向大号端推进，到距目标区右5000m （桩号：275393）时，激发点对目标区成像基本没有能量贡献，据此可以确定采集参数优化范围。图8为相邻位置新 （a）、老 （b）剖面对比图，可以看出，根据照明分析技术确定地震采集参数后的剖面，三维数据采集质量得到了明显提高。

图7 复杂断裂带不同炮点位置对断层成像的贡献分析

3 结 语

复杂地表及地下地质条件对地震资料质量的影响较大，特别是近地表火成岩区岩性、速度变化差异大，地震波场传播复杂，对下伏地层产生强烈的屏蔽作用，以及复杂断裂带的复杂断块引起地震波能量分布的严重不均匀性。为此，笔者通过运用波动方程照明分析技术，分析复杂地区的照明能量展布特征，确定面向勘探目标的最佳激发范围，提高照明阴影区的照明强度，改善了地下阴影区的成像质量，以此优化了地震采集观测系统参数，确保了目的层成像效果，不仅提高了野外施工质量，也提高了三维地震数据采集质量。

图8 相邻位置新 （a）、老 （b）剖面对比

［1］裴正林.波动方程地震定向照明分析 ［J］.石油地球物理勘探，2008，43（6）：645～651.

［2］朱金平，董良国，程玖兵.基于地震照明、面向勘探目标的三维观测系统优化设计 ［J］.石油地球物理勘探，2011，46（3）：339～348.

［3］赵殿栋，郭建，王咸彬，等.基于模型面向目标的观测系统优化设计技术 ［J］.中国西部油气地质，2006，2（2）：119～122.

Application of Illumination Technology for Optimizing Seismic Acquisition Parameter in Complex Areas

ZHU Feng （Author’s Address：Geophysical Prospecting Company，Jiangsu Oil Exploration Corporation，Yangzhou 225007，Jiangsu，China）

Complex surface and ground geologic conditions would seriously affect the quality of seismic data，especially igneous rocks from near-surface would induce a shielding effect on the underlying strata，and the asymmetry of seismic wave energy would be unevenly distributed in the complex fault，by using the illumination technology of wave equation，the characters of illumination energy in complex area was analyzed.The best shooting area of acquisition object is determined，and the illumination strength of shadow area is enhanced，the seismic acquisition parameters are optimized to ensure the effect of image in the target zones and the efficiency of field operation and quality of 3Dseismic acquisition are enhanced.

illumination technology；igneous rock；complex fault；optimizing seismic acquisition parameter

P631.44

A

1000-9752（2012）10-0043-04

2012-04-23

朱峰 （1966-），男，1990年大学毕业，高级工程师，现从事地球物理勘探工作。

［编辑］ 龙 舟