震源组合对高精度勘探的影响分析

东方地球物理公司2009年度地震采集技术交流会论文集

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震源组合对高精度勘探的影响分析

张学银崔宏良王金宽金海福陈敬国王泽丹谢永红（东方地球物理公司东部勘探事业部华北经理部，河北任丘 062552）

【摘要】随着各富油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。目前国内可控震源勘探均采用多台组合的形式进行，这种方法从理论上来说对勘探精度是有一定影响的，因为组合会产生时差问题，影响剖面的成像精度。本文开展震源空间组合对静校正及剖面成像精度的影响分析，并提出应对方法。

【关键词】可控震源组合方式初至差值静校正同相轴成像效果

1 引言

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。

多年来在二连探区可控震源施工常用的组合方式为5台线性组合，由组合基距产生的组合效应将会影响到剖面的精细成像，本文将开展震源空间组合对静校正及剖面成像精度的影响分析。

2 震源组合对初至的影响

（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，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φ，二图1 两台震源震列的方向性示意图

者互余。由图可知，两射线间的波程差为rl-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：

（1）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ψ，来自震源3的地震波又比来自震源2的地震波相位超前ψ, 而比来自震源1的地震波相位超前2ψ，其余可依此类推[2]。

（2）正演分析

利用正演软件进行类模拟，分别在5个点激发（见图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（见图3）。

（3）实际资料分析

① 5台2次与1台2次初至差值对比

对比三种组合方式分别与单台震源在远、中、近排列的初至差值（见图4、图5、图6、图7）。斜交排列差值最大，差值变化范围0-49ms，垂直排列差值变化范围0-45ms，平行排列差值规律性较强，变化范围0-33ms。

图2 正演单炮

图3 不同组合基距单炮初至差值对比

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、中、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。

② 5台2次、5台1次、2台2次

初至差值对比

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

（见图8、表1）。

图4 二连探区常用震源组合方式

图5 不同方向组合远排列接收初至对比

图6 不同方向组合中排列接收初至对比

图7 不同方向组合近排列接收初至对比

图8 5台2次、5台1次及2台2次

初至差值对比

表1 5台2次、5台1次及2台2次初至

差值统计表

小结：分析结果表明，组合基距越大，对初至时间影响越大。

3 震源组合对静校正的影响

折射波时距方程为[1]

T=X

r

+t r + t s （2）

其中：T 为从炮点到检波点的总旅行时

X 为炮点到检波点的距离 V r 为折射界面的速度

t

r 为检波点的延迟时

t s 为炮点的延迟时

利用延迟时我们可以求出该点的低降速带厚度，即

将其转化为与延迟时的关系则有

（3）

①单台与5台不同组合方式的对比

从上面的表层静校正量公式可以看出，如果v w 和v r 均为定量，则静校正量只与延迟时有关。因此我们可以利用这个公式进行静校正量误差的分析。

对比单台与不同组合方式的静校正量差值（见图9），我们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。

②2台与5台不同组合方式静校正量差值对比

对二者单炮的静校正量分析，可以看出最大误差绝对值达到20ms ，相对误差达到了35ms （见图10）。

对比单炮交叉应用静校正量的效果表明，2台应用了2台的静校正量后效果明显变好，而2台应用5台的静校

2

10

⎪⎪

⎭

⎫

⎝

⎛-=

r

w d

v v t t 图9 单台与不同组合方式静校正量差值分析

图10 2台与5台静校正量差值分析