复杂山地三维地震勘探采集技术

收稿日期:2001-09-06;改回日期:2001-12-10。

作者简介:邓志文,男,1964年生,高级工程师,长期从事地震采集、静校正和VSP 等工作。

文章编号:1000-1441(2002)01-0015-08

复杂山地三维地震勘探采集技术

邓志文,倪宇东,陈学强,胡永贵,李振华,白焕新

(中国石油集团地球物理勘探局采集技术支持部,河北涿州072751)

摘要:复杂山地三维地震采集中存在着地表及地下条件复杂,激发及接收条件差,原始资料信噪比低以及静校正问题突出等难题,同时地下多为高陡复杂构造,资料成像也很困难。针对这些难点,在目标技术设计,卫星遥感数据的应用,激发参数的优化及静校正方法等方面进行了分析和研究,提出了结合地震剖面确定空间采样间隔和勘探区域;利用卫星遥感数据进行采集技术预设计及激发位置的选择;采用多种震源联合激发和引入山地三维静校正模型高速参考面等一些新的观点,探索出了一套适合复杂山地三维地震勘探的技术设计,观测系统选择,激发参数选择及静校正技术等采集方法。

关键词:山地三维地震;采集;设计;卫星遥感;激发参数;静校正中图分类号:P631.4+13

文献标识码:A

3D seismic acquisition in complex mountainous areas

Deng Zhiwen,Ni Yudong,Chen Xueqiang,Hu Yonggui,Li Zhenhua,Bai Huanx in

(A cquisition T echnical Suppor t Depar tment of BGP,CN PC,Zhuozhou 072751,China)

Abstract:Because of the complex surface and subsurface conditio ns as w ell as poor shooting and r eceiving conditio ns en -counter ed in 3D acquisition in mountainous areas,the data acquired are low in S/N ratio,and difficult in static corr ection and imag ing.After a detailed analysis of problems associated w ith layout design,optimization of shooting parameters,and stat ic correction,thi s paper dev eloped a suite of methods that ar e suitable for data acquisition in complex mountainous ar -eas.T he proposed methods include that spat ial sample interval and ex plor at ion areas are determined accor ding to sei smic profiles,layout and shoot ing locations are chosen by use of satellite remote sensing data,surveys are carried out with a combination of seismic sources,and a high velocit y reference datum is used.

Key words:3D seismic survey in mountainous areas;acquisition;layout;satellite remote sensing ;shooting parameter;

static correct ion

复杂山地地震勘探中存在以下难点:1)地表起

伏大,表层结构复杂,老地层出露,交通条件差,导致野外施工困难和静校正问题非常突出;2)激发、接收条件普遍较差,原始单炮记录上多次折射干扰、面波、随机干扰和高频干扰等干扰波非常发育,而且复杂多变,有效反射能量相对较弱,资料信噪比低;3)地下构造复杂,逆掩推覆作用使高角度老地层出露,造成速度拾取中的多解性和在时间方向上的反转,因而难以确定准确的叠加速度场,增加了处理难度;4)高陡多断裂复杂构造,横向速度变化大,难以准确地叠加成像和偏移归位。

中国石油集团地球物理勘探局在复杂山地勘探中经过多年的探索,形成了一套二维山地地震采集、处理和解释技术,发现了多个大型油气田。但二维山地地震在解决高陡逆掩推覆构造问题中存在一些缺点,国内外又没有成功的复杂山地三维地震勘探

经验,为此,中国石油集团地球物理勘探局在山地三维地震勘探中进行了一系列的技术攻关,探索了一套适合复杂山地三维地震的勘探方法。本文主要以KL2气田山地三维地震勘探为例,阐述其中的主要采集技术。

1 面向目标的技术设计

三维采集技术设计的参数包括:CM P 面元大小、道距、覆盖次数、最大炮检距、接收线距、炮线距、炮点距、观测系统以及观测方向等。一般在论证这些参数时,先从现有剖面上读取有关地球物理参数,

第41卷第1期2002年3月

石 油 物 探CEO PHY SICA L PRO SP ECT IN G FO R PET ROL EU M

Vo l.41,No.1

M ar.,2002

然后根据理论公式计算其选择范围。下面介绍KL2山地三维地震采集,以CM P 面元大小和观测系统选择为例,说明面向目标的技术设计。1.1 CM P 面元大小

CM P 面元大小是三维地震中的最关键的参数之一,既关系到采集的资料质量,又与投资效益密切相关。以往都是根据参数进行理论论证,实际上可以直接从地震叠加剖面计算出来。根据文献[1]的观点,从剖面上量取反射波时差,然后根据要保护的最高频率即可求得所需的道间距,而不需要求取地震波速度,方法直接简单。

图1为一张地震剖面上的反射波记录,设有n 个CDP 道,野外道间距为 x 1,则CDP 道间距为 x 1/2,则 l =(n-1) x 1/2,这n 个CDP 道的时差为 t ,设要保护的最高频率为f max ,则可计算出所需的CM P 面元大小 x

t (n -1)

x 12

T min /2 x =1 xf m ax

所以

x

(n -1) x 1

tf max

式中, x 为所要求的CMP 面元大小, t 为所计算地震道同一反射轴的时差,在该地区采用了15 30m 的CMP

面元。

1.2 观测系统

设计了8L12S 的砖墙式观测系统,在观测系统的布设上采取了灵活的观测方式。图2为过构造的南北向叠加剖面,目的层为一背斜构造。为了

保

证下倾激发、上倾接收和足够的有效覆盖次数,在布设观测系统时,构造两翼为不对称观测,构造顶部采用对称观测。纵向观测系统:南翼3585-15-30-15-5025,顶部4305-15-30-15-4305,北翼5025-15-30-15-3585。

F 砖墙式观测系统(图3b)比常规的观测系统(图3a)有如下优点:炮检距分布更均匀(图4),炮点

分布均匀及静校正耦合效果较好。

1.3 勘探区域

高陡构造区使用一般的理论公式计算偏移前、

后满覆盖勘探区域有一定的误差,原因是这类地区的地层速度和倾角空间变化很大。偏移前的绕射波为一双曲线,根据文献[2],只要将双曲线3/4的能量(75%)偏移即可达到好的效果。因此可从叠加剖面上绕射波出现的范围确定偏移前的满覆盖范围(图5a),从偏移剖面上反射波偏移后出现的范围确定偏移后的满覆盖范围(图5b),然后,根据这些点在等值线图上的位置确定勘探目标的偏移前和偏移后的满覆盖范围(图6)。图6中,外框线为偏移前满覆盖勘探区域,内框线为偏移后满覆盖勘探区域。

16 石 油 物 探 第41卷