新湖盆地地层信息获取技术研究

杨义刚，李 鹏

(1.江西财经职业学院，江西九江332000;2.九江学院电子工程学院，江西九江332000)

1 盆地概况

新湖盆地位于第四系生物气一级生气范围内，气源条件十分优越;以往资料证实成气地层尚处于早期成岩阶段，具有压实程度低、结构疏松、含水高、有机质成熟度低、原生孔隙发育、地层温度偏低等特点。有机质类型以Ⅲ型和Ⅱ型为主，仍处于未成熟的生化甲烷产气阶段。由于沉积速率高，沉积有机质相对分散，有机质丰度相对较低。一般有机碳含量0.10℅～0.70%，平均0.35%左右。虽然有机质丰度偏低，但沉积厚度大，有效地弥补了该区烃源岩的不足。该区域地层资料的准确获取有利于能源开发顺利开展。

2 高精度二维信息获取技术设计

在保证资料信噪比和不影响地震波低频特征的前提下，提高勘探主频为原则，引用高精度勘探采集技术，借鉴其他探区的成功经验，从以下3个技术层面入手，以拓宽有效信号频带，提高资料信噪比和分辨率。

2.1 基于目标地质体的观测系统设计

在新湖地区针对第四系、第三系含气目地层和岩性体开展考虑叠前偏移的观测系统设计，并开展基于AVO分析的有效排列长度选择的研究，优化观测系统参数。

2.1.1 道距选择

本工区目的层在2 000 m左右，采用较小道距有利于提高空间采样率和目的层的有效覆盖次数，结合以往施工试验资料的分析，20 m道距可以满足本区地震勘探需求。根据对不同道距单炮资料进行FK谱分析，从分析结果看，该区采用20 m以下道距，不会产生假频现象，能够很好保护有效反射信号(见图1)。

图1 不同道距单炮FK谱分析Fig.1 Spectral analysis of single shot FK of different distance

2.1.2 最大炮检距的选择

最大炮检距的选择考虑以下因素:主要目的层最大埋深，动校拉伸不宜超过12.5%，速度分析的精度误差不宜大于6%，确保转换波反射波反射能量稳定;利用实际资料分析远偏移距资料对成像的贡献程度，满足AVO分析要求的最大排列长度等。新湖地区天然气勘探的主要目的层位于第四系，地下地层相对较平缓，其第四系底界面埋深约为2 000 m，而东乡—马岭地区位于新湖凹陷的中央，地下地层相对较深，第四系底界面埋深约为2 700 m。

表1 排列长度分析统计表Tab.1 The statistical analysis of array length

根据模型论证，要确保取得完整的第四系信息，最大炮检距应选择在3 500 m左右。从资料较好地区的共炮点道集上看，中深层资料的成像还是需要大炮检距提供的远道的反射信息，因此，较长的纵向炮检距能够帮助资料成像效果;从不同的限偏移距剖面上可以看出，较大炮检距对第三系地层的成像效果较为明显，为确保取得较好的中深层的地震资料，最大炮检距应选择在3 000 m以上。从CDP道集资料上分析有效反射层位的反射波振幅的变化情况，要求有足够大的炮检距(入射角)。从该区典型的CDP道集和角道集分析来看(见图2)，采用最大炮检距3 600 m，2 500 m以上地层的有效反射入射角达到45°以上，可以满足进行AVO分析的要求。综合分析可知，最大炮检选择在3 600 m，即可满足第四系主要反射目的层和上第三系地层的勘探要求。

2.1.3 覆盖次数的选择

覆盖次数的选择要有助于提高资料的整体信噪比，保证浅层及构造主体部位的有效覆盖次数，可增加深层的反射能量，从而提高资料的信噪比，确保成像效果。结合以往施工方法，本次勘探覆盖次数选取在90次，可以确保主要目的层的有效覆盖次数在40次左右。

2.2 高精度表层调查和静校正设计

2.2.1 高精度表层调查

本地区地表类型多样，表层结构复杂，准确解剖该区表层结构，弄清结晶盐层、胶泥层以及潜水面的分布规律，提高表层模型的准确性至关重要。表层岩性调查和结构调查应同时进行:表层岩性调查控制点确保1个/1 km，绘制详细的表层岩性剖面，结合试验工作选取最佳激发岩性;表层结构调查主要采用小折射和微测井两种技术手段，控制点密度原则上个/500 m，测线端点及交点处须有控制点。在结构相对简单区域，主要采用小折射，小折射不能满足时，采用微测井;表层结构复杂及沼泽地区采用微测井进行调查。在浅层存在速度反转地区，小折射采用48道折射仪，增加浅层控制点密度，详细刻画低降速带的速度和厚度变化情况，建立精细的表层结构模型。

2.2.2 静校正

根据该区表层的特点，综合多信息进行建模，开展多种静校正量的对比工作(高程校正、模型校正、初至折射校正以及层析反演)，选择适合该区最佳的静校正方法，利用表层调查结果建立初始表层模型，特别是建立起比较准确的近地表速度模型，加强对含气区的大炮初至识别及拾取方法研究，为利用大炮初至反演近地表模型提供重要的原始数据。综合建模技术，建立比较准确的近地表模型，解决静校正问题，采用“伪三维”技术，解决全区静校正闭合问题。

2.3 针对性的激发接收技术设计

2.3.1 针对性的激发技术

图2 CDP道集和角道集Fig.2 CDP gathers and angle gather

在激发上高分辨率勘探利用小药量、大井深、小组合，力求激发较高频率的地震波;在新湖地区的高分辨率勘探中，通过系统的试验总结出了一套适合该区地下地层信息特征的激发方式和方法。针对新湖地区第四系表层含气的特点，本次施工的激发应结合表层结构情况进行试验，试验中应充分考虑以下几个原则，确保有足够的下传能量;激发组合应结合接收组合联合压噪，有利于压制随机噪音和干扰;激发方式要有利于取好异常区的低频信息。

2.3.2 针对性的接收技术

要取得较高分辨率的地震资料，按照国内其他地区的做法则通常选用高频检波器，但通过对该区以往资料的分析来看，在含气区域勘探频率很低，而且地震波的低频信息是该区检测天然气的重要依据，在以往高分辨率勘探中进行了大量试验进行检波器的选型。通过对几种不同型号检波器所获原始记录、反褶积记录的频谱进行分析，结合含气区地层响应频率低、高频信息衰减严重的特点，为进一步拓宽含气区资料的频带宽度，保护低频有效信息，在检波器型号选择上应重点考虑自然频率较低的检波器。根据该地区主要含气层的频率特征，其含气和异常区域的主频在10～15 Hz，为确保本次勘探能够充分保护有效的低频信息，结合几种不同自然频率的检波器幅频特征曲线和对以往试验资料的分析，综合考虑采用自然频率10 Hz的模拟检波器组合接收可满足勘探要求。

图3 不同组合基距激发效果对比Fig.3 Comparison of different combinations of substrate distance excitation effect

根据组合压制原理，检波器组合基距应大于干扰波波长而小于有效波波长。根据高分辨率地层的要求，目的层主频要达到35Hz要求保护的最大频率为50 Hz，而受该区浅层含气的影响，有效反射的视速度较低，所计算出的检波器组合基距要小于有效信号波长不宜超过40 m。因此，野外线性干扰主要通过室内处理进行压制，检波组合主要以压制低频面波和随机干扰为主。从该区以往炮检联合压噪的效果来看，大基距的组合压噪效果明显好于小基距的压噪效果，但取的资料的频带要窄，使得一些高频有效信息缺失(见图3)。

2.3.3 采样间隔、采样时间的选择

根据采样定理，为保证对高频信号A/D转化后，高频信息的可恢复性，应采用较小的采样间隔，采样间隔2 ms可保证250 Hz以内频率不会产生假频，完全满足勘探所要求获得的频率，综合以上分析，采样间隔确定为2 ms。该区主要勘探目的查找第四系天然气，其最深目的层(T0)反射时间为2.5 s，考虑能够完整采集上第三系地震资料，适当的记录长度为6 s。

3 总结

在多气未成岩的第四系底层开采石油天然气，进行针对性的底层采集信息设计，选择合适的采集方法，激发方法、校正技术及后期处理技术，有利于提高资料的分辨率，为了解真实的地层构造提供可靠依据。