精细勘察阶段可控震源组合方向对成像精度的影响

王治中

摘 要：可控震源与炸药震源相比，具有安全、环保、成本的优势，可适合多种复杂地表条件作业。随着油田凹陷勘探开发程度的提高，针对复杂断块、地层岩性圈闭、低幅度构造、薄储层等油气藏的勘探已进入了精细勘探阶段，因而，对新采集地震资料的成像精度要求也越来越高。多台可控震源平行、垂直、斜交排列的组合方式将会影响地震采集资料的精度，平行排列产生的误差变化相对简单，规律性较强，是一种相对较好的组合方法。多台可控震源施工，采用初至静校正方法时，可以利用中间的单台震源先振一次，并单独记录数据并用于静校正处理。

关键词：油田凹陷勘探；可控震源；组合方向；成像精度； 地质体

随着可控震源勘探技术的迅速发展，特别是大吨位可控震源技术日益成熟，可控震源作为地震资料采集的激发源越来越被更多的石油公司所青睐。多年来在可控震源施工常用的组合式为5台线性组合，组合效应将会影响到剖面的精细成像，本文将开展可控震源组合方向对静校正及地质体成像精度的影响分析。

目前国内可控震源勘探均采用多台组合的形式施工，这种方法从理论上来说对地震采集的资料是有一定影响的，组合产生的时差问题会影响地质体的成像精度。通过模型正演及实际的野外地震采集资料分析发现，可控震源组合方向对静校正及地质体成像精度有较大影响，若多台震源组合，采用平行排列组合的方式所产生的误差变化相对简单，规律性较强，是一种相对较好的组合方式。

1 可控震源组合方向影响

1.1 理论分析

首先以两台震源为例，讨论阵列震源的方向性。两台可控震源间距为d，它们离地下观察点P的距离分别为r1和r2（图1），震源2比震源1领先相位角β。这里先假定单个震源产生的地震波是无方向的。由于观察点P离震源较远，r1 和r2 均远大d，所以可以把由震源1与2到P点的射线看成是平行的。在考虑P点的场强振幅时，可以认为r1=r2，但在考虑场强相位时，则不能忽略r1和r2之间微小的差别，因为正是这个微小差别造成了两震源间波程差和相位差（图1）。两震源到P点的射线与震源阵列法线的夹角记为θ，轴向夹角记为，二者互余。由图1可知，两射线间的波程差为r1-r2=dsinθ，由波程差引起的场的空间相位差为kdsinθ，再考虑到震源2比震源1领先相位角β，所以震源2相对于震源1在P点的地震波场总的领先相位为：

同理，假设震源由n个单震源组成，沿直线以等间距d共线均匀排列，显然，各震源激发的地震波在到达观察点P时，来自震源2的地震波的相位要比来自震源1的地震波超前一个相位角，来自震源3的地震波又比来自震源2的地震波相位超前， 而比来自震源1的地震波相位超前2 ，其余可依此类推。

1.2 正演分析

利用正演软件进行类模拟，分别在5个点激发（图2），分别拾取初至进行对比，可以发现激发点点距越大，初至的差值也就越大，5炮垂直叠加后与单炮点也存在初至差值：（1）当高速顶界面较为稳定时，初至的差值也较为稳定；（2）当高速顶界面变化较为剧烈时，初至的差值也变化剧烈。

1.3 实际资料分析

5 台2 次与1 台2 次初至差值对比对比3种组合方式分别与单台震源在远、中、近排列的初至差值，发现斜交排列差值最大，差值变化范围为0～49ms；垂直排列差值变化范围为

0～45ms；平行排列差值规律性较强，变化范围为0～33ms。通过对比分析不难看出，平行排列在远、中、近排列上的规律较强，基本呈线性变化规律，远排列误差小，近排列误差大。而斜交排列与垂直排列不仅在远、、近排列上无规律可循，而且在排列的左右两边也有剧烈的变化。对比5 台2 次、5 台1 次、2 台2 次单炮初至差值，分析结果表明5台2 次与5台1次差值较小，在5ms以内；而与2台2次相比均存在较大差值，差值变化范围在0～20ms，这进一步说明初至拾取差值与震次无关，而与组合的台数关系较大。尤其在近炮点差值较大。分析结果表明，组合基距越大，对初至时间影响越大。

2 可控震源组合方向对静校正的影响

对比单台与不同组合方式的静校正量差值，可以看到它们之间存在明显的差异，斜交、垂直排列组合方式的误差较小，平行排列的组合方式误差较大，但平行排列的组合方式的规律性较强。对比单炮交叉应用静校正量的效果表明，2台2次应用了2台2次的静校正量后效果明显变好，而2 台2次应用5台2次的静校正量后单炮记录出现明显的扭曲，应用效果变差从

共偏移距剖面看，2台2次静校正效果要好于5台2次。

3 可控震源组合对成像效果的影响

对二连探区常用的3种组合方式单炮记录的折射波速度进行分析，以中间第4号车（即组合中心）为标准进行对比，可以看出不同组合方式的单炮记录浅层折射速度存在较大差异，平行排列差异较小，而斜交排列的差异最大。利用2400m/s 速度对不同组合方式进行线性动校正，以第4号车为标准，可以看出动校正后的记录存在较大差异，其中平行排列效果较好，其他两种效果最差。由上述可知，对不同组合方式单炮记录的速度分析及动校正结果表明，不同组合方式对地震波的传播、接收有一定的影响，导致单炮记录存在较大差异，从而也会影响最终剖面的成像效果。利用SH地区5 台2 次、1 台2 次叠加剖面对不同构造位置的同相轴进行差值对比。通过对5台2次和1台2次剖面不同位置、不同产状的同相轴差值分析，产状较为平缓时差值范围为0～14ms，产状较为陡峭时差值范围为0～24ms，倾角越陡产生的差值越大。

參考文献：

[1]王光德. 可控震源源驱动技术的实现方法[J]. 物探装备. 2012（02）