胜利油区精细近地表结构调查技术研究

胜利油区精细近地表结构调查技术研究
摘要：随着老油田勘探开发对地震采集资料的精度要求越来越高，近地表结构调查资料的准确性就显得尤为重要。

要提高资料品质，首先要获得准确的表层数据，寻找最佳的激发岩性，这将会对地震资料品质的提高具有巨大推动作用。

在研究过程中，我们结合史南--郝家地震勘探采集项目对多种表层结构调查方法进行野外试验、资料分析与方法总结，形成了速度分层技术、岩性探测技术、岩土物性参数岩性分层技术等高精度表层结构参数调查技术。

试验结果表明，在不同地区，依据工区特点优选一种或多种合适的近地表调查方法，充分发挥不同方式的优点，通过多种方法的使用和资料的联合解释，可以较好地获得低降速层的埋深、速度和岩性资料，为激发和接收参数的选取提供依据，而且为地震数据的静校正处理提供精确的资料。

关键词近地表，调查方法，岩性探测，分层技术
目前胜利油区多数老油田已转入岩性地层和复杂小断块的油气藏精细勘探阶段,对地震资料的信噪比,尤其是分辨率提出了更高的要求。

但是滩浅海地区和表层结构人为改造严重的地区,由于表层结构异常复杂,常规调查方法难以准确查清表层结构变化规律【1】。

通过近几年试验和研究表明，激发岩性的好坏同样直接影响着采集资料的品质，激发对地震频率的影响,主要取决于岩石物性【2】。

要提高资料品质，就必须获得准确的表层数据，寻找最佳的激发岩性。

本文通过研究前人成果和结合野外现场试验的基础上，分析各种表层调查方法的优缺点，以期得到一些初步结论。

胜利油区近地表特点
胜利油区多为第四系冲积平原覆盖区，尤其是海陆交互带近地表复杂区，表层沉积极不稳定，岩性变化快，泥砂、淤泥和海蚌壳薄互层沉积，导致地震波表层传播较为复杂【3】。

因此做好精细近地表岩性探测与分层技术研究对提高表层建模精度，进而提高地震采集资料的信噪比与分辨率具有重要的意义。

常规表层调查方法优缺点分析
在以往表层结构调查过程中，采用的方法主要有小折射、单井微测井、双井微测井等，这几种方法都是通过纵波速度变化，简单对近地表低速层、降速层、高速层进行划分,通常只能确定近地表的速度、厚度参数，不能准确地获取近地表岩性参数。

2.1 小折射调查技术
利用折射波和小折射进行表层调查通常采用的是延长炮点的方法来追踪折射层与表层结构【4】,优点是野外施工比较方便，施工效率高，可确定低速层、降速层、高速层的速度及厚度。

缺点是受地表和表层条件影响大，需要平坦的地表来摆放排列，地表高差不能超过1m。

当近地表存在高速夹层时，就不能得到
齐全准确的表层结构数据，该方法可利用速度进行近地表结构分层，但当折射层太薄或速度差太小或存在速度反转等情况时，折射方法就检测不准。

2.2 微测井调查技术
微测井是利用多次激发而得到的透射波时距曲线的拐点和折射段的斜率来划分低速层、降速层速度和厚度。

尤其是双井微测井对确定虚反射界面是较为直观和准确的，虚反射面对激发井深的选择是很重要的，应加以利用［5］，虚反射波与直达波的交点所对应的深度就是虚反射界面所在的位置［6］，根据虚反射界面的深度可以合理地选择激发井深，使得激发产生的地震波不受虚反射的影响，具有较高的频率。

和小折射相比，微测井的精度比较高，比较直观地反映了近地表的变化，其缺点是施工效率比较低，施工成本比较高，得到的解释成果只是一个点上的资料。

精细近地表岩性探测技术
近地表岩性探测技术主要包括动力岩性探测技术和静力岩性探测技术，其优点是能确定近地表岩性参数，缺点是不能获取近地表的速度等参数。

3.1动力岩性探测技术
目前地质勘探、建筑勘探等地质调查工作中所采用的动力探测浅层取心方法较多，所使用的取心工具也不少，但都是不完整和不连续的采样取心，取出来的泥心有相当程度的压缩和扰动，不能满足地震勘探的要求，为此胜利物探公司结合野外实际施工条件和对取心器的使用要求，在多次实验和改进的基础上，设计了半合管薄壁连续取心器，如图1所示。

图1取心器的各个部件实物图图2 连续取心器原理示意
在钻机向下取心时，取心器的转动接头的密闭阀与排气排水孔之间有约3厘米的间距，如图2所示。

由于密闭阀与排气排水孔之间有距离，因此取心时，泥心上面的空气、水和泥浆可沿图中箭头所示的方向绕过密闭阀，从排气排水孔出来，这样所需要取的泥心可顺利装入主取心筒。

在取好泥心向上提钻杆时，钻杆拉动转动接头的连接密闭阀的轴承一起上移，从而使密闭阀将排气排水孔完全封闭，这样取心器内部形成一个真空状态，空气的压力在取心器的钻头口处给泥心一个向上的压力，阻止泥心向下脱落。

通过结合史南--郝家地震勘探采集项目进行野外试验，岩心完整，效果很好。

图3是采用连续取心器获得的不同深度的岩心，表1是以往采用的取心器与自行研制的取心器优缺点对比。

图3 不同深度动力探测取心照片
表1 以往采用的取心器与自行研制的取心器优缺点对比
采用动力岩性探测方法优点是能够直观、准确得到近地表的岩性变化情况，探测精度高，缺点是成本高、效率低，不能取得速度资料。

因此作为最精确的岩性探测方法，动力岩性探测更适合作为一种岩性标定手段。

3.2静力岩性探测技术
静力岩性探测技术是用静力将一个内部装有传感器的触探头匀速地压入土中，传感器将大小不同的阻力通过电信号输入到记录仪记录下来，再利用贯入阻力与岩土的工程地质特征之间的相关关系确定土的岩土参数[7]。

静力岩性探测适用于粘性土、粉土、砂土、及含少量碎石的土层，探测成本适中，受地形影响小，可以大面积、高密度使用。

3.3静力岩性探测与动力岩性探测精度对比
在史南地区进行了静力岩性探测与动力岩性探测的精度对比试验。

静力岩性探测与动力岩性探测解释结果对比图见图4。

表2为静力岩性探测与动力岩性探测解释结果对比表。

从静力岩性探测与动力岩性探测解释结果对比可以看出，岩性分界面与静力岩性探测曲线变化位置有较好的对应关系，动力岩性探测与静力岩性探测解释结果相互吻合。

探测技术适应性分析
通过对以上近地表结构调查技术、方法的研究与分析，可以看出：动力探测与双井微测井精度高，同时成本高，效率低，难以大面积、高密度使用，但可作为精度标定手段进行控制使用。

小折射施工方便、成本低，但受地形影响较大；单井微测井、静力岩性探测成本适中，受地形影响小，可以大面积、高密度使用。

表3为不同表层调查方法评价分析表。

表3 不同表层调查方法评价分析表
结论
通过以上分析认为，近地表结构精细探测不仅要获取低降速带的速度、厚度，还要取得近地表的岩性资料。

常规速度分层技术无法有效识别岩性，而岩性分层技术无法准确获取近地表速度参数，可通过速度分层方法与岩性探测方法相结合的方法来获取勘探地区详细的近地表结构资料。

在像胜利油区这样的冲积平原覆盖区，可以大面积、高密度推广使用，可行性较高同时较为成熟的方法主要有小折射、单井微测井、静力岩性探测等方法；动力探测与双井微测井可作为辅助标定方法进行联合应用。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。