冀北复杂山地地震勘探技术实践梁黎明

冀北复杂山地地震勘探技术实践梁黎明

梁黎明

中石化石油工程地球物理有限公司华北分公司河南郑州450000

摘要：冀北山地受多期地质运动的作用，形成了山地险峻的地形和高陡复杂、逆掩断层发育的地质构造特点，导致地震波场十分复杂，资料成像困难。根据地震资料成像精度的要求，通过模型正演及实际资料评价，采用了小道距，大组合的宽线采集观测系统；针对复杂山地条件，采用多种表层调查方法结合及飞行踏勘技术，优化炮点布设；在资料处理上采用层析反演静校正和多域去噪技术，提高了资料处理质量。通过以上技术，在冀北山地取得了较好的地震资料和勘探成果。

关键词：山地勘探；宽线观测系统；炮点优化布设；资料处理

1.引言

冀北探区地处华北北缘，属典型的北方燕山沉降带山地地貌。探区海拔高程200-1400m，相对高差一般400m/km左右；工区经历多期构造运动，主要发育中上元古界、下古生界和中生界地层。中上元古界沉积厚度大，岩性以碳酸盐岩为主，其次是碎屑岩。烃源岩有机丰度高、有机质热演化程度较低，处于大量生油气阶段，具备良好的生、储、盖条件，油气勘探前景广阔。

探区地表条件复杂，地形起伏变化剧烈，地下构造复杂，断裂发育。在该区地震勘探难点主要有：

1）山高坡陡，悬崖峭壁众多，灌木丛生，山间河流发育，沟谷纵横，山高路少，交通极为不便，地震勘探施工相当困难。

2）陡崖、坡积带分布广，地表腐殖层较厚，影响炮位分布和激发效果；地表工业设施较多，公路和铁路横穿工区，炮点布设和噪声控制难度大。

3）盐下负向构造带结构复杂，翼部产状高陡，主要目的层反射能量弱，速度场剧烈变化，准确落实构造难度非常大。

针对冀北工区地震资料信噪比低且干扰严重，在该区采用了小道距、宽线大组合的观测系统，合理布设炮点，改善了采集资料的品质，采用针对性处理方法，提高了资料的信噪比，较好的落实了构造形态，完成了地质任务。

2.关键技术

2.1基于双复杂模型的地震正演分析技术

观测系统是地震采集的核心。依据探区以前资料建立典型双复杂模型，针对该区浅层超薄带、逆掩推覆和走滑断裂成像不清三个难点，以典型模型为基础，进行基于波动方程和射线追踪的地震正演模拟分析，研究双复杂条件下地震波传播规律，揭示了影响成像精度的主要因素，提出了改善成像的方法参数：1）提高浅层超薄带成像精度的关键是提高浅层有效覆盖次数；2）采用波场照明统计方法，确定对目标点能量贡献最大的地表为高密度激发观测范围，通过加密炮点提高目标点照明能量，在断层上盘〈断面正面）激发和加密炮点，有利于改善波的传播和照明；3）低频信号更容易穿透高速体，有利于改善高速体下覆构造成像，大炮检距能够接收更多的高速体之下反射能量，对于陡倾角断面成像更加有利；4）小激发、接收点距，增加空间采样，有利于接收更多的陡倾角断层能量，减少空间假频。

我们通过模拟10m道间距和20m道间距地震炮集记录，对比两炮记录后发现20m道间距和10m道间距都能取全深层地震资料且无明显品质差异，主要目的层远偏移距处没有明显的初至干涉现象，采用适中排列（最大炮检距6000m）和20m道间距模拟放炮，更有利于得到深目的层的构造信息，也更有利于速度分析和深层构造成像。针对深层勘探宜采用较长接收排列、适中的道间距进行地震资料采集，对于非单倾斜构造应该采用中间激发排列。因此，工区采用长排列（最大炮检距6000m）、小道距（20m道距）、高覆盖（加密炮），宽线大组合的观测系统能高目标区的成像能量，改善成像效果。

2.2优化炮点布设

工区近地表结构极其复杂，地表起伏大、岩性变化快，低降速带不稳定，老地层出露地表。因此，采用多种方法进行表层调查，首先对每条测线进行实地踏勘及岩性调查，充分利用表层调查和地面地质露头调查资料，进行小折射和微测井设计，最大程度地查清近地表低速层速度和厚度，建立合理的表层结构模型，再结合以前大炮初至反演的近地表模型，构建近地表速度结构模型，以提供相对准确的炮点激发深度。

根据泥砾岩、安山岩、花岗岩激发效果依次变好的特点，优选激发岩性，尤其做好特殊地段的炮点设计。选择激发点位将高、陡、险段上的炮点在设计规范允许范围内合理变观到激发条件较好的低洼部位，并在低洼位置加密炮点，弥补高、陡、险地段资料能量不足，提高有效覆盖次数。

采用基于GoogleEarth的物理点位设计方法，把施工点位信息投影到高清影像，在室内按照"五避五就"设计炮点，可有效避开陡崖、孤立山头等，减少现场炮点偏移工作量。

2.3山地地震资料处理技术

对于山地近地表引起的静校正问题研究，从原来的高程静校正、折射静校正、反射波剩余静校正等方法发展到目前的微测井约束层析静校正，有效提高了山地地震资料初至波拾取、层析反演近地表速度模型的精度。层析静校正后初至扭曲现象得到消除，起跳时间自然平滑，有效反射波同相轴双曲线形态得到很好的恢复，同相轴连续性增强。较好地解决了山前带资料的近地表问题，为后续的叠前准确成像打下了坚实基础。

针对不同的噪声类型，形成了多步、多域、分频、分时窗等针对性的去噪思路和技术手段，较好地解决了山地资料的低信噪比问题。采用炮集F-X域线性噪声压制技术，去除强线性噪声影响。采用道集Tau-P域高能噪声衰减处理技术，进一步提高山前带资料信噪比。通过复合多域噪声压制技术，大幅度提高资料信噪比，更有利于叠前成像。

3应用效果

通过宽线地震采集、室内针对性的处理方法的配合应用，所获得资料品质与老资料相比（图1）有了有明显的改善。2007年二维老剖面由于采用最大炮检距过小，覆盖次数较低，导致剖面整体质量不高；新剖面整体效果较好，但在断裂发育区，成像效果相对一般。宽线资料品质的改善，对冀北探区的构造研究形成了新的认识，有利于圈闭的落实。

图1新老资料对比：2007年工区二维测线（左）宽线采集资料（右）

4结论与认识

在冀北地震勘探施工中，通过正演分析、炮点优化等方法提高了山地施工质量和效率，较好地完成了地质任务。通过本次地震勘探实践，主要有一下认识：

1）建立精确近地表速度模型，及飞行踏勘，合理布设炮点为高效、高质量完成野外采集任务发挥了关键作用。

2）在山地勘探中采用的小道距，大组合的宽线采集观测系统，具有增加覆盖次数，有效压制侧面反射及其他干扰，采用针对性的地震资料处理方法，提高资料信噪比，是完成良好成效的核心和基础。

参考文献：

[1]谭绍泉.基于模型分析的潜山断裂带优化观测系统参数设计方法[J].石油物探，2004，43（3）：31-34.

[2]吕公河.宽线地震勘探观测系统参数对信噪比的影响作用分析探讨[J].石油物探，2013，05：495-501.