渝西地區(qū)復(fù)雜地質(zhì)條件下的二維地震勘探技術(shù)

渝西地區(qū)復(fù)雜地質(zhì)條件下的二維地震勘探技術(shù)

在油氣勘探中，地震勘探方法主要用于了解地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)、地層儲(chǔ)量和預(yù)測(cè)地層厚度的變化趨勢(shì)。近年來(lái),波動(dòng)方程數(shù)值模擬與地震照明技術(shù)的快速發(fā)展為復(fù)雜地區(qū)觀測(cè)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了技術(shù)手段1工作區(qū)地質(zhì)概況1.1南西延伸,生長(zhǎng)不一工作區(qū)位于背斜隆起部位,總體格局為兩山夾一谷,區(qū)內(nèi)構(gòu)造多呈北東南西延伸,山脈和槽谷走向基本一致(見(jiàn)圖1)。背斜軸部為開(kāi)闊的平緩地帶,背斜兩翼是單面山,相對(duì)高差最大約220m,地形坡角10°~30°,地表沖溝較發(fā)育,屬剝蝕、侵蝕形成的山地地貌。1.2生長(zhǎng)公式造為主,兩端呈弧形彎曲工作區(qū)位于新店子背斜,以北北東向構(gòu)造為主,兩端多呈弧形彎曲。軸部地表出露地層為飛仙關(guān)組(T工作區(qū)為隱伏煤田,煤層賦存于二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M(P1.3地震地質(zhì)條件及波場(chǎng)模擬由上述地質(zhì)情況分析可知,龍?zhí)督M之上沉積有厚度達(dá)500~800m的灰?guī)r,巨厚灰?guī)r層對(duì)地震波的傳播能量存在明顯的屏蔽作用。此外,對(duì)于煤層間距較小的薄煤層(0.75~3.10m)基本不能形成單一煤層反射波,但煤層與頂?shù)装宀ㄗ杩共町愝^大,能形成能量較強(qiáng)的復(fù)合反射波組二維聲波一階壓力—速度方程如下:式中:K為彈性模量,K=ρvPML衰減系數(shù)采用由Collino和Tsogka提出的公式計(jì)算式中:R為理論反射系數(shù),一般取10利用已有的測(cè)井資料和地質(zhì)資料,建立以實(shí)際地層速度為基礎(chǔ)的深度域速度參數(shù),見(jiàn)表2。在工作區(qū)從左至右均勻選取3個(gè)點(diǎn),分別位于背斜左、右翼和軸部所對(duì)應(yīng)的地表,采用60Hz雷克子波主頻進(jìn)行地震記錄正演模擬,結(jié)果見(jiàn)圖3。由圖3可以看出,地震記錄圖中煤系地層上部(向下箭頭所指)和煤系地層下部(向上箭頭所指)對(duì)應(yīng)關(guān)系較好,波的動(dòng)力學(xué)特征明顯,對(duì)比性強(qiáng),能夠完成本區(qū)隱伏煤層形態(tài)及構(gòu)造特征的正確解釋,可達(dá)到地震地質(zhì)效果。2觀測(cè)系統(tǒng)的比較2.1觀測(cè)系統(tǒng)參數(shù)根據(jù)工作區(qū)實(shí)際地形地質(zhì)情況,設(shè)計(jì)2種觀測(cè)系統(tǒng):中間放炮和單邊放炮(針對(duì)背斜構(gòu)造特點(diǎn)而采用的兩翼激發(fā)軸部接收的方式,即下傾激發(fā)、上傾接收),二維地震測(cè)線(xiàn)范圍內(nèi)均達(dá)到滿(mǎn)覆蓋(見(jiàn)圖4),具體參數(shù)見(jiàn)表3。2.2時(shí)深度偏移成像將2種觀測(cè)系統(tǒng)按等間隔抽稀炮點(diǎn),進(jìn)行疊前逆時(shí)深度偏移成像,結(jié)果見(jiàn)圖5。從圖5可以看出,采用下傾激發(fā)、上傾接收的單邊放炮方式,在背斜軸部成像效果更好,因此選用此觀測(cè)系統(tǒng)。3波動(dòng)方程的照明分析地震照明可檢測(cè)觀測(cè)系統(tǒng)對(duì)地下地震波場(chǎng)能量分布的不均勻性和成像陰影區(qū),通過(guò)分析單向照明結(jié)果,調(diào)整炮點(diǎn)位置,從而優(yōu)化觀測(cè)系統(tǒng)3.1復(fù)合反射波組按選定的觀測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn),經(jīng)常規(guī)處理,獲得生產(chǎn)試驗(yàn)時(shí)間剖面圖,見(jiàn)圖6。從圖6可以看出,在600~1000ms之間能較好地展現(xiàn)幾個(gè)復(fù)合反射波組,反射波同相軸能量較強(qiáng),背斜構(gòu)造形態(tài)基本清晰,與波動(dòng)方程正演模擬的地震記錄在構(gòu)造形態(tài)和反射波組表現(xiàn)出的特征基本吻合。但在背斜軸部及附近的同相軸存在能量缺失和不連續(xù)的現(xiàn)象。對(duì)觀測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行震源單向照明分析,結(jié)果見(jiàn)圖7。照明結(jié)果顯示龍?zhí)督M之上沉積的長(zhǎng)興組、飛仙關(guān)組及嘉陵江組灰?guī)r高速體對(duì)地震波具有屏蔽作用,降低了地震波向下傳播的能量,目標(biāo)層照明能量不足,影響成像質(zhì)量。3.2改進(jìn)的觀測(cè)系統(tǒng)照明分析為了提高地震波向下傳播的照明能量,改善背斜軸部成像效果,采用地表局部區(qū)域加密炮點(diǎn)的方法來(lái)增強(qiáng)對(duì)目標(biāo)層的照明能量。改進(jìn)后的觀測(cè)系統(tǒng)在背斜軸部正上方左、右200m范圍內(nèi),以20m的炮間距進(jìn)行補(bǔ)炮,其照明結(jié)果見(jiàn)圖8。由圖8可見(jiàn),目標(biāo)層的照明能量整體有所提高且更完整,背斜軸部及其附近區(qū)域的照明能量明顯增強(qiáng)。優(yōu)化后的臨近生產(chǎn)線(xiàn)地震時(shí)間剖面圖見(jiàn)圖9,可見(jiàn)目標(biāo)層信噪比和能量均有所提高,背斜軸部同相軸連續(xù),與地震照明結(jié)果吻合。4觀測(cè)系統(tǒng)改造。在背斜軸部上增加點(diǎn)懸1)研究表明,本文提供的觀測(cè)系統(tǒng)和相關(guān)參數(shù)取得了較好的地質(zhì)效果,為重慶山地煤炭資源綜合勘探提供了經(jīng)驗(yàn)。2)對(duì)于背斜構(gòu)造,采用兩翼下傾放炮、軸部上傾接收的觀測(cè)系統(tǒng),能最大程度地提高地震反射波能量,減少散射。但在背斜軸部已達(dá)到滿(mǎn)覆蓋區(qū)域,還需要增加炮點(diǎn)補(bǔ)償分散的能量。3)關(guān)于觀測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)選,先采用