面元疊加地震采集技術(shù)

面元疊加地震采集技術(shù)

原油地質(zhì)學(xué)家越來越重視深部和復(fù)雜區(qū)域的油氣勘探。由于深部和復(fù)雜地區(qū)的油氣勘探是尋找不同氣田資源的重要領(lǐng)域，尤其是中國東部地區(qū)的深部。就深層石油地質(zhì)條件而言,由于埋藏深(3500m以下),地層較老,構(gòu)造演化劇烈,地質(zhì)條件復(fù)雜,對深層油氣成藏成因條件認(rèn)識(shí)不足,制約著深層油氣勘探的進(jìn)程。深層及復(fù)雜地區(qū)之所以造成這種局面,其根本所在是缺乏真正能用于進(jìn)行地質(zhì)綜合研究的地震剖面。所以,對深層地震勘探新技術(shù)、新方法的研究,就成為眾多行家們關(guān)注的焦點(diǎn)。當(dāng)今的地震勘探技術(shù)對解決3500m以上的各種類型圈閉和直接預(yù)測油氣藏,是相當(dāng)成熟的。但是要對3500m以下地層乃至結(jié)晶基底成像,甚至要了解莫霍面以上的地質(zhì)結(jié)構(gòu),地震勘探技術(shù)還難以解決這些問題。深層及復(fù)雜地區(qū)(復(fù)雜地區(qū)是指地表、地下都復(fù)雜)地震勘探面臨著的最大難點(diǎn)是地震資料采集技術(shù)還不適應(yīng)勘探目標(biāo)的需要。上述地區(qū)具有地震信號(hào)頻率低,反射能量弱,受干擾嚴(yán)重,反射信號(hào)紊亂這些特點(diǎn),造成地震剖面品質(zhì)差,無法用于綜合解釋。即使是再先進(jìn)的處理技術(shù),也無能為力。我們通過對深層地震勘探技術(shù)的研究,在采集觀測方式上進(jìn)行了試驗(yàn)和總結(jié),取得了很好的效果。在西部大沙漠、戈壁區(qū)也進(jìn)行了試驗(yàn),同樣取得了很好的效果。1面元疊加采集技術(shù)深層地震資料的信噪比低,構(gòu)造成像模糊,是造成深部油氣資源難以查明的主要原因。隨著油氣勘探開發(fā)的不斷深入,需要更先進(jìn)的地震技術(shù)來解決現(xiàn)今遇到的復(fù)雜地質(zhì)問題,油氣勘探重點(diǎn)由過去尋找中、淺層油氣藏,逐漸轉(zhuǎn)移到復(fù)雜隱蔽油氣藏及中、深層油氣藏。埋藏深度大于3500m的第三系復(fù)雜隱蔽油氣藏,中、古生界的潛山油氣藏以及復(fù)雜表層結(jié)構(gòu)的低信噪比地區(qū)是地震勘探的難點(diǎn)。為了解決這些技術(shù)難題,采用了面元疊加采集技術(shù),該項(xiàng)技術(shù)在深層地震勘探中發(fā)揮了重要的作用,提高了地震勘探技術(shù)水平,拓展了地震勘探領(lǐng)域。從勝利油田辛鎮(zhèn)、盤河和林樊家地區(qū)的應(yīng)用效果來看,面元疊加觀測方法是壓制隨機(jī)干擾,提高深層資料信噪比的有效方法。1.1地震數(shù)據(jù)處理面元疊加采集技術(shù),實(shí)質(zhì)上就是在野外使用小面元進(jìn)行地震資料采集,在室內(nèi)使用擴(kuò)大面元對地震資料進(jìn)行疊加處理。該技術(shù)在野外地震資料采集中采用的觀測系統(tǒng)是多炮多線和超小CDP道距,采集到的面元比普通的二維或三維采集到的面元要小。其基本思想是在時(shí)間空間域內(nèi),將野外采集設(shè)計(jì)的子面元,根據(jù)地下構(gòu)造的簡單和復(fù)雜程度及單炮記錄的信噪比值,通過室內(nèi)處理重構(gòu)新的處理面元,形成新的CMP道集;然后精細(xì)求取疊加速度及反射層的時(shí)間傾角,做好每一個(gè)參加疊加的CMP道的動(dòng)校正及時(shí)間傾角校正,使其實(shí)現(xiàn)同相疊加,達(dá)到提高地震剖面信噪比和分辨率的目的。根據(jù)物理地震學(xué)原理,反射波是反射界面上所有若干個(gè)小面元產(chǎn)生的繞射波的總和。如圖1,當(dāng)?shù)卣鸩◤恼鹪闯霭l(fā),以球面波的方式向下傳播,到達(dá)某一反射界面R,R就可以看成是若干個(gè)小面元ΔR的組成,當(dāng)ΔR的線度接近地震波波長時(shí),每一個(gè)小面元都可以看成是一個(gè)繞射體,而每個(gè)小面元都可以是一個(gè)新的點(diǎn)震源。對地面某一接收點(diǎn)S來講,它所接收的反射波就是來自R反射界面上每一個(gè)小面元ΔR產(chǎn)生的繞射波疊加的結(jié)果。也就是說,S點(diǎn)接收到的反射波能量來自反射界面R上的所有點(diǎn)。R面元的大小就是所謂的第一菲涅耳帶。第一菲涅耳帶在空間上呈一錐體,其大小與地震波波長、層速度、反射界面深度有關(guān)。隨著反射界面深度的增加,第一菲涅耳帶逐漸變大。如圖1所示,在波前面?zhèn)鞑?/4個(gè)波長的區(qū)間內(nèi),反射到地面的波是相干的,此帶內(nèi)的2個(gè)反射點(diǎn)在地面是不可分辨的。面元疊加就是在第一菲涅耳帶內(nèi)實(shí)現(xiàn)共深度點(diǎn)面元疊加。在資料處理時(shí),把在第一菲涅耳帶范圍內(nèi)所有接收到的有效信息,通過擴(kuò)大面元,實(shí)現(xiàn)同相疊加。這種疊加方法,對提高深層弱反射信號(hào),提高地震資料的信噪比必然會(huì)帶來好處。因此,可根據(jù)目的層的深度及地質(zhì)目標(biāo)來選擇采集和處理面元的大小,實(shí)現(xiàn)面元疊加的目的。1.2觀測系統(tǒng)設(shè)計(jì)目前,在大部分主要含油氣凹陷內(nèi),探區(qū)已被二維和三維地震勘探所覆蓋。但是,當(dāng)現(xiàn)有的地震資料仍然不能滿足對3500m以下的深層地質(zhì)構(gòu)造解釋的需要時(shí),就必須想辦法提高深層資料弱反射的能量和信噪比,主要途徑是增加地下反射點(diǎn)的有效覆蓋次數(shù)。該方法就觀測系統(tǒng)而言,在二維地震時(shí),觀測系統(tǒng)設(shè)計(jì)是通過合理的布設(shè)炮檢點(diǎn)位置,達(dá)到線狀面元細(xì)分的目的。資料處理時(shí)通過擴(kuò)大面元疊加,可提供多種不同覆蓋次數(shù)的剖面,達(dá)到增強(qiáng)有效信號(hào)、壓制干擾的目的。對于三維地震,觀測系統(tǒng)是窄束狀的觀測方式。其觀測方法是,當(dāng)沿著測線布置接收點(diǎn)時(shí),激發(fā)點(diǎn)則設(shè)在與測線交叉的線上,可以是正交線,也可以是成任意角度的線。只要按地質(zhì)模型適當(dāng)選擇激發(fā)點(diǎn)距和接收點(diǎn)距,就可以獲得幾條平行于測線方向的多次覆蓋的CDP線,也即形成了一個(gè)地下共反射點(diǎn)條帶。實(shí)現(xiàn)面元疊加采集的技術(shù)關(guān)鍵是,合理地設(shè)計(jì)野外采集子面元大小,以便在處理過程中能夠有重構(gòu)可變面元的選擇。資料處理中重構(gòu)新的CMP面元,必須保證在疊加成像后剖面特征不失真,地質(zhì)現(xiàn)象反映清楚,保證新的CMP面元形成的道集,能較好地實(shí)現(xiàn)同相疊加。由此可見,實(shí)現(xiàn)同相疊加的核心問題是速度。與常規(guī)地震采集方法相比,面元疊加采集技術(shù)具有以下3個(gè)特點(diǎn)。1均勻的原則常規(guī)疊加要求CDP點(diǎn)應(yīng)盡量均勻地分布,覆蓋次數(shù)要盡量均勻。而面元疊加采集到的CDP點(diǎn)分布,對二維而言,是一條超密度的CDP線,對三維而言,是沿測線附近的一窄束條帶,且條帶中心部位的覆蓋次數(shù)較高。2在接枝件中實(shí)現(xiàn)面元疊加技術(shù)對二維而言,由于采集到的是高密度的地下反射點(diǎn),只要在沿測線的菲涅耳帶半徑范圍內(nèi)的CDP道集實(shí)現(xiàn)同相疊加,組成一個(gè)新的CMP道集,依此類推,就完成了面元疊加技術(shù),也就獲得了一條超高覆蓋次數(shù)的剖面。對三維窄束狀的CDP道集而言,與二維處理一樣,只是增加了橫向CDP道集,也就是說在三維空間域內(nèi)實(shí)現(xiàn)同相疊加,然后把完成了同相疊加后組成的新CMP道集,置于束狀CDP中心線位置,也就獲得了一條高覆蓋次數(shù)的剖面。在處理過程中,對不同位置的CDP道集可以不同的加權(quán)方式進(jìn)行同相疊加,加權(quán)系數(shù)的選擇視傾角大小而定。1.3采集子面元大小和覆蓋次數(shù)的確定面元疊加資料采集方法是一種用于解決深層復(fù)雜構(gòu)造和地質(zhì)問題的采集方法,其施工設(shè)計(jì)涉及到許多可選參數(shù)和許多不可改變的制約條件。盡管野外小面元采集和室內(nèi)可變面元處理對提高深層資料信噪比有利,但采集子面元的大小和子面元的覆蓋次數(shù)的確定仍是設(shè)計(jì)觀測系統(tǒng)的關(guān)鍵。若采集子面元選擇過大,不利于進(jìn)行擴(kuò)大面元疊加,達(dá)不到增加覆蓋次數(shù)的目的;若采集子面元選擇過小,或覆蓋次數(shù)過高,又會(huì)增加施工難度和勘探成本。因此,必須以工區(qū)的深層地質(zhì)條件為前提,從地質(zhì)模型出發(fā),在分析以往所做的二維、三維施工參數(shù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合面元疊加處理方法,選擇合適的子面元大小和有效的覆蓋次數(shù),從而確定最佳的采集方法。圖2為面元疊加野外采集方法論證流程圖。1.3.1使用面元大小在面元疊加采集技術(shù)中,面元的大小問題實(shí)質(zhì)上是包含著子面元和可變面元2個(gè)面元大小的問題。1cdp點(diǎn)距剖面的確定對二維而言,子面元的大小是由道間距和炮點(diǎn)距決定的。實(shí)現(xiàn)二維的面元疊加技術(shù),在采集上要求炮點(diǎn)距不為道間距的整倍數(shù),才能保證獲得高密度CDP道集。對三維而言,子面元的大小是由道間距和接收線距的大小而決定的,道間距和接收線距一旦確定,則子面元的大小也隨之確定。子面元大小的確定需考慮反射能量隨深度的變化規(guī)律、目的層的信噪比、地質(zhì)目標(biāo)的復(fù)雜性、地層傾角的大小和速度變化等幾個(gè)主要因素,并根據(jù)子面元采集時(shí)需要增加(模擬)的最高覆蓋次數(shù)和保證滿足在第一菲涅耳帶最大面元極限范圍之內(nèi)。因此,設(shè)計(jì)子面元的大小可以按以下步驟進(jìn)行:①根據(jù)下列公式計(jì)算第一菲涅耳帶半徑(根據(jù)勘探要求,淺、中、深各選一目的層來計(jì)算)r(f)=√h×vJ2×fΖ≈√t0×vc×vJ2×fΖ(1)式中,h為反射點(diǎn)深度,t0為單程時(shí)間,fz為目的層反射的主頻,vJ為目的層均方根速度,vc為目的層層速度。②根據(jù)滿足可變面元的最大極限(第一菲涅耳帶半徑),子面元的基本覆蓋次數(shù)和可變面元模擬達(dá)到的最高覆蓋次數(shù),計(jì)算子面元的邊長b=r(f)√nΝ(2)式中,b為子面元的邊長,n為模擬最高覆蓋次數(shù),N為基本覆蓋次數(shù)。只要子面元的邊長被確定,那么,面元疊加野外采集觀測方式也就確定了。③對二維而言,在設(shè)計(jì)觀測系統(tǒng)時(shí),可通過炮點(diǎn)距和道距之比的余數(shù),控制形成最小線性子面元大小,施工中形成幾種不同的觀測系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán),就可以獲得一條高密度的CDP點(diǎn)距剖面。為處理時(shí)可變面元選擇更靈活且有效,采用計(jì)算公式nf=nc×2x/(si×2)(3)式中,nf為覆蓋次數(shù),nc為接收道數(shù),x為CDP點(diǎn)距,si為炮點(diǎn)距。CDP點(diǎn)距(子面元大小)可根據(jù)地質(zhì)目標(biāo)的復(fù)雜程度而定,從而也可計(jì)算出炮點(diǎn)距。④三維地震采集時(shí),野外采集的子面元以正方形為佳。2可變面元的設(shè)計(jì)可變面元大小的選擇,必須首先考慮第一菲涅耳帶,選在波前傳播λ/4區(qū)間內(nèi),并隨著深度(也可隨著偏移距)而變化,由淺至深逐漸增大面元,構(gòu)成符合菲涅爾原理的CMP面元。在這個(gè)面元內(nèi)進(jìn)行疊加,可增強(qiáng)反射信號(hào)的能量,提高信噪比,特別是深層反射信號(hào)的能量?？勺兠嬖拇笮≡O(shè)計(jì)必須考慮以下4個(gè)因素:①第一菲涅耳帶半徑大小;②目標(biāo)地質(zhì)體的大小;③最高無混疊頻率大小;④橫向分辨率。如果子面元設(shè)計(jì)過大,可能產(chǎn)生假頻;如果子面元設(shè)計(jì)太小,會(huì)增加野外采集施工的復(fù)雜性和采集成本以及處理的難度。1.3.2覆蓋次數(shù)的確定理論和實(shí)踐皆證明,基本覆蓋次數(shù)的選擇也需要依據(jù)勘探區(qū)域內(nèi)地質(zhì)沉積特點(diǎn)及信噪比的大小等因素而確定?？紤]到基本覆蓋次數(shù)設(shè)計(jì)過高,會(huì)增加施工難度和生產(chǎn)成本,而設(shè)計(jì)過低,在實(shí)現(xiàn)面元疊加采集過程中就會(huì)帶來困難,因此,基本覆蓋次數(shù)應(yīng)根據(jù)本區(qū)以往勘探結(jié)果而確定。子面元覆蓋次數(shù)應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則:①對二維而言,野外采集的基本方式,應(yīng)本著大排列、小道距、炮點(diǎn)距不等于道距的整倍數(shù)滾動(dòng)前進(jìn)的施工方法,覆蓋次數(shù)的計(jì)算采用公式(3);②對三維而言,其觀測方式與束線狀三維觀測系統(tǒng)相同,覆蓋次數(shù)應(yīng)與二維覆蓋次數(shù)基本相同或略高于二維覆蓋次數(shù),應(yīng)盡可能地滿足橫向覆蓋次數(shù)要求;③在處理時(shí),模擬最高覆蓋次數(shù)以提高低信噪比及改進(jìn)弱反射信號(hào)。1.3.3其他施工參數(shù)的確定當(dāng)面元疊加采集方法中子面元的大小和覆蓋次數(shù)確定后,其他施工參數(shù)的確定就與常規(guī)的施工參數(shù)確定方法及要求一樣。但考慮到面元疊加采集方法主要針對深層和復(fù)雜地區(qū),對其他施工參數(shù)的確定,有必要做進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)。1深層反射信號(hào)的選擇選擇最小炮檢距(xmin),應(yīng)充分考慮到深層資料的處理由淺層向深層延拓的需要,根據(jù)工區(qū)最淺目的層的深度,最小炮檢距不應(yīng)大于最淺目的層深度的■。選擇最大炮檢距(xmax)時(shí),需要從地質(zhì)模型出發(fā),根據(jù)射線追蹤和單炮理論進(jìn)行記錄綜合分析。當(dāng)反射目的層在5000m時(shí),xmax選擇在9000m以上仍能得到很強(qiáng)的深層反射信號(hào),由此可見,對深層反射信號(hào)來講,xmax選擇大些有利。選擇時(shí)不需要嚴(yán)格地考慮速度分析精度的要求,由于動(dòng)校正拉伸雖然對淺層的影響較大,但對深層的影響則小,可適當(dāng)放寬動(dòng)校正拉伸量要求。最大炮檢距應(yīng)綜合考慮以下2個(gè)因素:①考慮速度分析精度,xmax應(yīng)滿足xmax≥{2t0ΔΔt/[1/v2R-1/(vR+Δv)2]}■(4)式中,vR為對應(yīng)于t0的均方根速度(m/s);Δv為允許的速度誤差(m/s),一般取Δv/vR在4%～10%之間,在深層采集時(shí)可以適當(dāng)放寬;ΔΔt為正常時(shí)差可達(dá)到的精度。綜合考慮工區(qū)內(nèi)各個(gè)目的層的情況,以滿足主要目的層為原則。②考慮最深目的層的深度。一般情況下,xmax應(yīng)不小于最深目的層的埋藏深度,但可以盡可能大一些,這對接收深層信號(hào)有利(出現(xiàn)廣角反射信號(hào)也無妨)。2fmm的確定道距的選擇首先要考慮采集面元的大小,其次要考慮空間假頻。對于傾斜反射層,在偏移前都有一個(gè)可能的最高無混疊頻率fmax,它依賴于此反射層以上的層速度vint、傾角α和道距xn。其關(guān)系應(yīng)滿足公式xn＜vint/(4sinα×fmax)(5)道距的確定主要依據(jù)以下3個(gè)方面:①目標(biāo)地質(zhì)體的縱向尺度。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)法則,要分辨出一個(gè)小的地質(zhì)體,在目標(biāo)體內(nèi)至少要有3道的信息,即道距小于或等于縱向目標(biāo)尺度。②最高無混疊頻率。每個(gè)傾斜同相軸都有一個(gè)偏移前可能的最高無混疊頻率fmax,它依賴于此同相軸的上一層的層速度vint、傾角α和道距xn,它們滿足下列關(guān)系sinα=vint/(4×xn×fmax)(6)③橫向分辨率。橫向分辨率依賴于目的層段反射的最高頻率。2個(gè)繞射的距離若小于最高頻率的一個(gè)空間波長,它們就不能分開。由于最高頻率在實(shí)際工作中很難測出,一般認(rèn)為在優(yōu)勢頻率fdom的波長上取2個(gè)樣點(diǎn),就能得到良好橫向分辨率的道距,即xn=vint/(2×fdom)(7)式中,vint是目標(biāo)層上一層的速度。對于某個(gè)工區(qū),應(yīng)該對不同的目的層進(jìn)行計(jì)算,綜合分析后,才能選取合適的道距。3變相疊加、dmo和三維選取這里主要是指三維窄束狀施工時(shí)的情況,接收線和震源線是沿測線方向的檢波點(diǎn)線和激發(fā)點(diǎn)線,其數(shù)量的確定,主要依據(jù)CMP面元的覆蓋次數(shù)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式,要使S/N提高一倍,CMP面元的覆蓋次數(shù)就要增大4倍左右。當(dāng)然,還要考慮到經(jīng)過可變面元同相疊加、DMO和三維偏移處理所增加的有效覆蓋次數(shù)。一般縱向覆蓋次數(shù)可低于以往二維的覆蓋次數(shù),橫向的最高覆蓋次數(shù)應(yīng)該不小于2次覆蓋,以增加橫向反射信息。確定了CMP面元的覆蓋次數(shù),根據(jù)現(xiàn)有儀器的道數(shù),就可以初步定出三維窄束狀觀測方式的接收線數(shù)和激發(fā)點(diǎn)線數(shù)。接收線距和激發(fā)點(diǎn)線距的設(shè)計(jì),主要是依據(jù)可變面元的橫向長度,而這個(gè)長度的選擇又要根據(jù)目的層需要分辨的最小地質(zhì)體的橫向尺寸來確定。也就是說,在設(shè)計(jì)接收線距和激發(fā)點(diǎn)線距時(shí),要使可變面元橫向的最大長度不大于所要分辨的最小地質(zhì)體的橫向尺寸。激發(fā)點(diǎn)線上的炮點(diǎn)間距主要與接收線長度和縱向覆蓋次數(shù)有關(guān),可由下式求得Si=l/(2×nΖ)(8)式中,Si為炮點(diǎn)距;l為接收線長度;nZ為縱向覆蓋次數(shù)。4觀測方式的確定主要是根據(jù)目的層的構(gòu)造情況來確定。通過對工區(qū)內(nèi)老資料的分析,確定目的層的大致構(gòu)造形態(tài),再借助模型技術(shù)來選擇最佳的觀測方式。當(dāng)目的層構(gòu)造復(fù)雜,斷裂發(fā)育,地層傾角變化較大時(shí),采用下傾激發(fā)的觀測方式或中間激發(fā)觀測方式為佳。2地震勘探的效益勝利油區(qū)隨著勘探程度的加深,大面積三維地震連片測量,已基本查清了沙三段以上中、淺層油氣藏。而對于深層油氣藏的勘探,如果按照常規(guī)的做法,通常使用”四大一高”的采集方法,即大井深,大藥量,大排列,大組合基距,高覆蓋次數(shù),其結(jié)果始終不盡人意。如果再進(jìn)一步加大老方法的力度,突出的矛盾是:①生產(chǎn)成本成倍上升,經(jīng)濟(jì)效益甚微;②高覆蓋次數(shù),從生產(chǎn)組織到施工環(huán)境都不允許,特別在農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)和城鎮(zhèn)稠密區(qū)就更為困難,質(zhì)量也達(dá)不到保證。過去由于受到采集設(shè)備和采集工藝的限制,在二維和三維地震勘探中,將勘探目標(biāo)主要放在了中、淺層。因此,以往采集的資料難以實(shí)現(xiàn)面元疊加。主要存在以下問題:①野外采集觀測系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的CDP網(wǎng)格較大。大多數(shù)為25×50m的網(wǎng)格,部分地區(qū)為50×100m的網(wǎng)格,實(shí)現(xiàn)面元疊加困難。②覆蓋次數(shù)偏低。一般二維只有20～30次,三維為2×10次,由于CDP網(wǎng)格較大,處理過程中無法提高覆蓋次數(shù)。較低的覆蓋次數(shù)是不利于提高深層資料信噪比的。③排列長度相對較短。受采集設(shè)備的制約,以往所使用的排列長度一般都在3000m左右,這不利于深層反射波的接收。④處理過程中也主要是針對提高中、淺層的分辨率,而對在較強(qiáng)干擾背景中的微弱深層反射信息,也缺乏有效的處理手段來保證深層反射波成像。由于深層地震資料反射信號(hào)弱、信噪比低,難以滿足深層構(gòu)造研究的需要。因此,在濟(jì)陽坳陷深層地震勘探研究中,試驗(yàn)了窄束狀面元疊加采集方法。2.1變面元疊加窄束狀觀測系統(tǒng)的應(yīng)用辛鎮(zhèn)地區(qū)處在東營凹陷中央隆起帶附近,沙三段以上地層是一組受反向正斷層切割而復(fù)雜化的背斜構(gòu)造,斷裂系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜,地層傾角變化較大(0°～±25°)。在2.5s以下從沙四至孔店組沉積了巨厚的膏鹽層,膏鹽層自淺至深厚度由幾m、十幾m甚至上百m不等。每套膏鹽層又是含膏泥巖、膏鹽巖、硬石膏、白云巖及泥巖的互層,而且厚薄不均。由于破碎復(fù)雜的背斜構(gòu)造和斷裂系統(tǒng),以及巨厚的膏鹽層屏蔽,造成深層反射波能量弱和嚴(yán)重的發(fā)散,使該區(qū)地震資料品質(zhì)較差,深層資料信噪比極低,嚴(yán)重影響了對膏鹽層及其以下地層的綜合解釋。通過正演地質(zhì)模型計(jì)算,確定采用面元疊加窄束狀采集觀測方式,開展該地區(qū)的深層試驗(yàn)工作。為了對比觀測系統(tǒng)的效果,在室內(nèi)將地震資料分別抽成了常規(guī)240道二維、2線1炮、2線2炮、2線3炮和2線5炮的觀測系統(tǒng)進(jìn)行了對比分析。結(jié)果表明,2線5炮的面元疊加剖面效果最好。因此在該區(qū)采用2線5炮面元疊加窄束狀觀測系統(tǒng)(圖3)進(jìn)行了數(shù)據(jù)采集的段試驗(yàn)。同時(shí)對激發(fā)井深、藥量等因素通過常規(guī)試驗(yàn)進(jìn)行了選擇。完成野外采集工作量23km,共獲得1002炮,7條CDP線,每個(gè)滿CDP點(diǎn)道集為20次覆蓋,子面元(采集面元)大小為25×12.5m。對采集的資料在室內(nèi)經(jīng)過可變面元的疊加處理(重構(gòu)新的CMP面元疊加道集,組成150×75m的長方形可變面元,模擬覆蓋次數(shù)240次),所得疊加剖面與同一測線的老剖面(覆蓋次數(shù)30次)對比,變面元疊加剖面占有絕對優(yōu)勢,信噪比有了明顯的改進(jìn)。剖面上不僅基底反射清晰,而且獲得了膏鹽層內(nèi)幕的反射;膏鹽層上覆地層的斷面清楚,斷層特征明顯(如圖4,圖5)。2.2觀測系統(tǒng)及剖面的確定惠民凹陷是濟(jì)陽坳陷內(nèi)的又一主要含油氣凹陷,盤河地區(qū)位于該凹陷的中央隆起帶附近,該區(qū)因受臨邑大斷層的控制,T6以上斷層發(fā)育,斷塊較小,地層傾角變化較大,下傳射線畸變、穿透能量不足以及嚴(yán)重的側(cè)散射噪音,導(dǎo)致了該區(qū)深層地震資料的品質(zhì)較差。為此,在總結(jié)東營辛鎮(zhèn)地區(qū)面元疊加窄束狀觀測方法的基礎(chǔ)上,對該區(qū)的地震地質(zhì)資料(包括表層地質(zhì)結(jié)構(gòu)、單炮記錄、地震剖面、地表地形等資料)和以往的施工方法、激發(fā)和接收條件進(jìn)行了研究,建立了盤河地區(qū)的深層地質(zhì)模型,利用相應(yīng)的地震正演模擬和處理方法,完成了7種觀測方法的數(shù)學(xué)模型正演和14種剖面的處理和顯示。在模型試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合大量的點(diǎn)試驗(yàn)資料,確定采用2線3炮面元疊加窄束狀的采集方法,其觀測系統(tǒng)如圖6所示。這種觀測系統(tǒng)所形成的CDP網(wǎng)格較小,只有15×25m。CMP面元的橫向覆蓋次數(shù)最高為2次,縱向覆蓋次數(shù)為30次。如果我們將CMP面元擴(kuò)大到45×75m時(shí),每個(gè)可變面元在理論上的覆蓋次數(shù)將達(dá)到360次,如果將CMP面元再擴(kuò)大到90×125m時(shí),每個(gè)可變面元在理論上的覆蓋次數(shù)將高達(dá)1080次。當(dāng)然,這些覆蓋次數(shù)僅僅是理論上的,在實(shí)際資料的處理過程中,還要考慮到地層的傾角,需要通過地層傾角剖面來實(shí)現(xiàn)同相疊加。該區(qū)共設(shè)計(jì)面元疊加窄束狀測線12條,設(shè)計(jì)工作量3069炮。對所采集的數(shù)據(jù),經(jīng)過可變面元、同相疊加處理之后,每個(gè)CMP面元的模擬覆蓋次數(shù)達(dá)到了200次以上,比以往30次覆蓋的老資料(同一測線)高出6倍左右(圖7)。通過面元疊加窄束狀采集的剖面和普通三維地震剖面的比較,可以看出:1)大斷層的位置更加準(zhǔn)確,由大斷層控制的一系列派生斷層,在剖面上更加清晰,在大斷層下降盤的深層沙三段-孔店組發(fā)育的一組斷層,比普通三維剖面清楚。2)波組特征清楚可靠,強(qiáng)弱分明,分辨率和信噪比高,地質(zhì)現(xiàn)象豐富,特別是深層中生界的不整合面及不整合以下地震反射十分清楚(圖中箭頭指示處),普通三維地震剖面則未能反映出細(xì)節(jié)。3)大斷層上升盤的三角地帶,普通三維剖面未獲得有效反射,而精細(xì)面元窄束狀采集剖面不但可以連續(xù)追蹤強(qiáng)波組,而且地質(zhì)現(xiàn)象也非常清楚。4)整個(gè)大斷層上升盤沙四-孔店組反射波組清楚,比老資料有較大改進(jìn)。2.3擴(kuò)大覆蓋次數(shù)的強(qiáng)化面元在林樊家地區(qū)曾進(jìn)行過2次二維地震勘探(東部二維測網(wǎng)密度為300×300m,大部分地區(qū)測網(wǎng)密度為600×1200m),資料的品質(zhì)較差,尤其是深層資料的信噪比極低,標(biāo)準(zhǔn)層反射不清,深層構(gòu)造很難落實(shí)。為了提高該區(qū)深層資料信噪比,本次施工共設(shè)計(jì)了16條面元疊加窄束狀測線。根據(jù)以往資料采集情況,結(jié)合該區(qū)的井資料,利用正演模擬技術(shù)對該區(qū)深層資料品質(zhì)差的原因進(jìn)行了分析,得出如下認(rèn)識(shí):該區(qū)深層勘探的主要目標(biāo)是孔店組地層。從綜合錄井資料的自然電位曲線、視電阻率曲線以及巖性剖面分析,Ek1與Ek2之間的波阻抗變化不大,因而使得反射界面T8的反射系數(shù)較小。而孔店組地層與下覆中生界地層之間屬角度不整合接觸關(guān)系,雖然反射系數(shù)相對較大些,但從同一炮地震記錄上看,深層信號(hào)與淺層的強(qiáng)反射信號(hào)相比,差異仍然很大。由于上覆地層的吸收衰減作用和隨機(jī)噪音的干擾,造成深層反射信號(hào)弱、信噪比低、資料品質(zhì)差。而老的二維觀測系統(tǒng)最大炮檢距只有3100m,對深層速度的求取也很困難,造成深層資料難以成像。基于上述原因,在林樊家地區(qū)采用了3線2炮觀測系統(tǒng),觀測系統(tǒng)及子面元屬性如圖8所示。該觀測系統(tǒng)對應(yīng)的二維觀測系統(tǒng)為255010001005550,可獲得4條縱向間距為12.5m的CDP線,中間2條的覆蓋次數(shù)為32次,兩邊為16次,最小CDP面元為12.5×25m。若在條帶中間選擇50×50m的處理面元,則覆蓋次數(shù)可達(dá)256次;若選擇50×75m或100×50m的處理面元,則覆蓋次數(shù)可達(dá)384次;若選擇100×75m的處理面元,則覆蓋次數(shù)可達(dá)576次;若選擇100×100m的處理面元,則覆蓋次數(shù)可達(dá)768次。從林樊家地區(qū)525.5測線的處理試驗(yàn)效果來看,采用50×50m的可變面元處理后,模擬覆蓋次數(shù)達(dá)192次所得的疊加剖面,其深層效果明顯地好于12.5×12.5m、32次覆蓋所得疊加剖面效果(見圖9,圖10),這說明通過擴(kuò)大處理面元后,提高了覆蓋次數(shù),增強(qiáng)了深層有效波的能量。從該區(qū)處理的剖面來看,各主要目的層齊全,中、淺層斷裂系統(tǒng)清晰,尤其是經(jīng)過可變面元處理后,中、淺層比該區(qū)的老二維地震剖面有明顯的改進(jìn)(圖11)。2.4維面元疊加觀測西部沙漠和戈壁地區(qū)表層結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜,巨厚的沙丘及礫石層,造成表層能量的大量吸收,致使中、