（地球探测与信息技术专业论文）也门1区块山地地震资料采集技术研究.pdf

也门1 区块山地地震资料采集技术研究 晋为真( 地球探测与信息技术) 指导教师：孙成禹副教授 摘要 本文主要依据也门1 区块的地震资料采集工作为基础，系统地研究了 复杂山地地震资料的采集技术。文章首先研究了也门1 区块的表层和地下 地震地质条件，着重对该区块老地震资料进行了全面的分析，针对老资料 存在的问题和地震资料采集的难点，提出了采集方法研究的方向，并进行 了系统而全面的研究。研究的内容包括： 1 ) 、采集方法研究：包括观测方式、排列长度、观测系统类型的选择，建 立一套适合也门1 区块复杂山地地表的观测系统类型； 2 ) 、地震采集参数研究：运用处理和分析软件，对资料进行分析和对比， 优选施工参数； 3 ) 、野外静校正数据的采集方法研究：解决复杂地区的静校正问题； 4 ) 、广角反射研究：进一步研究了最佳的接收排列长度； 5 ) 、野外施工技术的研究：包括观测系统及炮点的设计、钻井工艺、检波 器埋置方法等。 最后，对应用该方法所采集的地震资料进行了效果分析和论述，证明 了本文中的方法较好地解决了该地区的采集方法问题，对其他地区的山地 勘探有一定的借鉴意义。 关键词：也门1 区块，山地资料采集，广角反射，资料品质 r e s e a r c ho ns e i s m i cd a t aa c q u i s i t i o nt e c h n o l o g y i nm o u n t a i na r e ai ny e m e nb l o c k1 j i nw e i - z h e n ( g e o d e t e c t i o na n di n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y ) d i r e c t e db ya s s o c i a t ep r o f e s s o rs u nc h e n g - y u a b s t r a c t 1 1 l i st h e s i s w h i c hi sb a s e do nt h es e i s m i cd a t aa c q u i s i t i o nw o r kf r o m b l o c k1 ，y e m e n ，i sd i s c u s s i n gt h es e i s m i cd a t aa c q u i s i t i o nt e c h n i c si nm o u n t a i n a r e as y s t e m a t i c a l l y t h es u b w e a t h e r i n ga n du n d e r g r o u n dg e o l o g i ca n ds e i s m i c c o n d i t i o ni sf i r s t l ys t u d i e dm a i m yi nt h ea n a l y s i so fp r e v i o u sd a t ai nt h i sa r e a n l er e s e a r c hd i r e c t i o no fs e i s m i ca c q u i s i t i o nm e t h o dh a sb e e np u tf o r w a r da n d s t u d i e ds y s t e m a t i c a l l ya g a i n s tt h ed i f f i c u l t i e sa n dp r o b l e m so ft h ep r e v i o u s s e i s m i cd a t a t h em a i nr e s e a r c hi t e m so f t h _ i st h e s i sa r ea sf o l l o w s ： 1 ) 、t h es t u d yo f a c q u i s i t i o nm e t h o d ：m a k eas u i t a b l eg e o m e t r yf o rt h e c o m p l e x m o u n t a i na r e ao f b l o c k1 ，y e m e ni nt e r m so f a c q u i s i t i o nw a y , s p r e a dl e n g t ha n dg e o m e t r yt y p ea sw e l l 2 ) 、t h es t u d yo f s e i s m i ca c q u i s i t i o np a r a m e t e r ：a n a l y s ea n dc o m p a r es e i s m i c d a t aw i t hp r o c e s s i n gs o f t w a r ea n da n a l y s i ss o f t - w a r et oc h o o s eo p t i m a lf i e l d o p e r a t i o np a r a m e t e r s 3 ) 、t h es t u d yo f a c q u i s i t i o nm e t h o do f f i e l ds t a t i cc o r r e c t i o nd a t a ：t r yt os o l v e t h ef i e l ds t a t i cc o r r e c t i o n 4 ) 、t h es t u d yo f l o n go f f s e tr e f l e c t i o n ：t h ef a r t h e rr e s e a r c ho nt h eo p t i m a l m a x i m u ms p r e a dl e n g t h 5 ) 、t h es t u d y o f t h e f i e l d o p e r a t i o n t e c h n i c s ：i n c l u d e t h e d e s i g n o f f i e l d g e o m e t r y , t h ea r r a n g e m e n t o f s h o t p o i n t s i n t h e f i e l d ，t h e w a y o f d r i l l i n g a n d g e o p h o n ep l a n t i n g f i n a l l y , t h eg e o l o g i c a lr e s p o n s eo fs e i s m i cd a t aa c q u i r e dt h r o u g ht h ew a y s t u d i e dh a sb e e na n a l y s e da n dd e s c r i b e d , w h i c ht e s t i f i e st h a tt h em o t h e d d i s c u s s e dc a l lm e e tt h en e e do ft h es e i s m i ca c q u i s i t i o ni nt h i sa r e aa n dc a nb e u s e df o rr c f e f e n c et os o m eo t h e ra r e a sa l i k e k e yw o r d s ：b l o c k1 ，y e m e n ，s e i s m i cd a t aa c q u i s i t i o ni nm o u n t a i na r e a ，l o n g o f f s e tr e f l e c t i o n ，d a t aq u a l i t y 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除了文中特另t l d l 以标注和致谢的地方外，论文中 不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得石油大学或 其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研 究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签咨碧谴 卯6 年1 - 月z 7 日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解石油大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件及电子版，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布 论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 学生签名考易每 导师签簪一三丕丝选 - z ，。笠3 - 矾辱f 月邵1 7 1 | 月矽日 中国石油大学( 华东) 硕士论文第1 章前言 第1 章前言 随着我国经济的进一步发展，对石油这种战略资源的需求越来越大， 国内原油产量满足自身需要的能力日渐不足，对石油进口的依赖程度不断 加深。尤其近几年，受国际政治形式的不断影响，石油价格不断攀升，石 油战略及石油安全问题也受到国家的日益重视。在这种国际形势下，中国 的石油企业果断地采取了“走出去”的发展战略，在海外进行石油勘探。 这一明智而及时的发展战略目前已经见到了较大的经济和政治效益，对保 障国家经济的稳定运行起到了重要的作用。目前石油勘探己进入了高成熟 期，域外勘探面临的地形条件越来越复杂，勘探成本也越来越大，地震勘 探的难度和风险也越来越高。域外勘探的区域都是国内勘探者所面临的新 区，而且，域外勘探工作往往要见效快、周期短，这也给域外勘探工作在 技术上提出了较高的要求。 也门1 区块地理位置位于也门共和国中部，地表条件比较复杂，区域 内高差较大，沟壑纵横，近地表低降速带的速度和厚度变化比较剧烈，静 校正问题比较严重，勘探难度较大【”，设备和资金的投入很大 2 1 。区块中部 分施工难度较大的山地作业，要动用直升飞机等昂贵的装备。1 9 9 1 1 9 9 2 年度h a r l i b u r t o n 公司曾在该区块完成了1 0 0 0 多公里的二维地震数据采集工 作量，该区老地震资料主要表现为单炮环境干扰较大，线性干扰波、声波 发育，总体能量偏弱。除部分地形较好的测线外，地震剖面主要目的层连 续性普遍较差，信噪比较低。2 0 0 5 年6 月份，江苏石油勘探局地球物理勘 探处承担了中石化国际勘探公司在也门l 区块部署的4 5 0 公里的二维风险 勘探任务，因此如何通过技术研究提高施工效率和资料品质，更好地解决 地质问题，确实是一个急需解决的现实难题。 中鞫石油大学( 华东) 硕士论文第1 章藏富 西内终懿一些勃搽公鲻在出缝缝震资摹墨采集孛已经联德了一骜经验帮 成功的范例【3 1 1 4 1 ，但山地的情况复杂多变，一个地区的经验和方法也不能照 搬照套到舅一遣区，由魄瀚探技术本身，谶在不断的完善和发展l 6 1 1 7 1 ，落 门1 区块的资料采集工作，也必须要结合实际情况，加强采集技术研究工 作。在实际工作中，依据2 0 0 5 年度也门l 区块山地瑰震勘探资料，结合1 9 9 1 每翡老资料，利瑙地震资誊毒处理翻分辑软传，经过缨致豹试验分掇、对比 和研究，形成了一套针对该区块的山地地震资料采集技术，并在寅际生产 串取褥了较磐戆寝焉效粟。这些技术帮经骏是逶避鹭终攻笑实践鼹获褥兹， 是理论与实践相结合的产物，对于今后的山地地震勘探有一定的借鉴意义。 弱井，也希望戆够在研究豁门靛耩等下，辩在该酝块由穗缝震魏搽孛取褥 的一些的技术和经验做一魑总结，得到更多的理论上的指导和帮助，以提 高实际工作水平和理论素养，这对现场工作者来说，也有着重要的实际意 义。 2 中国石油大学( 华东) 硕七论文第2 章浅层和深层地震地质条件 第2 章浅层和深层地震地质条件 2 1 区域概况 也门l 区块地理位置位于也门共和国中部s h a b a w a 省a t a q 市东部 2 0 k m 。也门1 区块勘探面积2 1 9 9 k m 2 ，构造位置位于m a r i b s h a b a w a 含油盆地的东南缘( 见图2 i ) 。也门1 区块地貌比较特殊，总体为台地地 貌，台地与洼地相间出现，台地为洼地和冲沟所切割。台地高程一般1 5 0 0 米左右，洼地部分一般1 2 0 0 米左右区块地势总体较高，最高海拔1 7 0 0 多米，南部地形相对高差较大。该区台地地貌北部高差相对比南部稍小， 约在几十米至4 0 0 米。南部悬崖高差很大，最大近6 0 0 米( 见图2 - 2 、2 - 3 、 2 - 4 ) 。 图2 1 也门l 区块位置图 中瀚石油大学( 华东) 硕士论文第2 章浅层和深层地震她质条件 搿2 - 2 穗瓣l 医绫造表穰貔 图2 - 3 也门l 区块总体地貌一平台和平台中的洼地 4 中国石油大学( 华东) 硕士论文 第2 章浅层和深层地震地质条件 图2 4 也门l 区块总体地貌一平台四周的洼地局部 2 2 浅层地震地质条件 也门1 区块主要有下列几种类型地形，其主要外貌及地理和物理特性 如下： 2 2 1平台地表 海拔高程一般在1 4 0 0 一1 6 0 0 米左右，同一区域内地表高差较小， 地势相对较为平坦，交通一般，在 清线后较为方便( 见图2 5 ) 。 平台地表一般是裸露的岩石、 砾石( 风化形成、无分选、无圆度) ， 图2 5 工区内局部平台地表 一般砾石层厚度在0 - 0 5 米不等。表层岩石厚度在1 5 - 2 0 米不等，而其下的 中国石油大学( 华东) 硕七论文第2 章浅层和深层地震地质条件 地层则存在较大差异，有大套的快速堆积形成的卵石夹杂着泥岩( 主要分 布在工区北部) ，还有胶结较差的砂岩( 主要分布在工区南部) ，这些地层 对地震波的传播有较大影响。 根据小折射追踪情况，即使是在地表高差很小、表层岩性似乎变化不 大的区域内，低降速带速度、厚度等表层结构仍然有较大的变化。根据小 折射表层速度采集结果，所有平台部分均能够见到高速层，但低降速带厚 度有一定的变化。一般o 7 米( 绝大部分地区，低降速带厚度小于6 米) 。 低速层速度一般1 2 0 0 i i l s ，降速层速度1 6 0 0 2 8 0 0r n s ，高速层速度2 9 0 0 4 1 0 0 m s 。根据微测井采集结果，平台部分低降速带厚度一般在o h 米，低速带 速度为1 0 0 0 1 8 0 0m s ，降速带速度1 8 0 0 2 8 0 0r i l s ，高速层速度一般在 l8 0 0 4 0 0 0n 以。 总之，平台地表低降速带厚度较薄，高速层速度较高；平台的表层速 度，并非简单高速层，而是存在一定的纵横向变化。 2 2 2斜坡地表 斜坡地表存在于平台到洼地 之间，所有平台上的沟壑均存在 斜坡地衷。其主要足冲积和跨塌 地层，表面比较松软，基本没有 成岩，足地震采集的薄弱环节， 难以获得较好的激发井【8 1 和保证 检波器耦合质量( 见图2 6 ) 。通 过斜坡地表，野外工人可以攀爬 图2 石工区内局部斜坡地表 到洼地或由洼地攀爬到平台，但 有一定的安全风险。 6 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章浅层和深层地震地质条件 所有斜坡均存在两种结构：斜坡上部，岩石裸露或见少量碎石，部分 较缓类型，可以设计炮点；斜坡下部，乱石丛堆积，较缓地段可以设计坑 炮。斜坡上部可以较好的展示平台地表的地层剖面。斜坡处乱召厚度变化 较大，部分地段可见裸露岩石。 2 2 3洼地地表 洼地地表有两种，一种是平台四周的洼地，其海拔高度一般为1 2 0 0 米左右，分布于整个工区的四周， 其分布面积较大。另外一种是平 台内的、由众多沟壑形成的洼地 或者叫冲沟，分布于沟壑的底部， 在工区内呈长条状分布( 见图 2 7 ) 。洼地的地表主要足堆积的 鹅卵石和碎石，几乎没有胶结成 图2 - 1 工区内主要洼地分布图 岩，厚度o 一5 米不等。这种地形 也是地震采集的困难地区，无法使用机械钻机( 山地钻机、凿岩机) 获得 成型的激发井，只有采用挖坑激发，微测井也无法施工( 难以打到3 0 米深 度) ，检波器的埋置条件也不理想。 平台四周洼地表层多为卵石， 部分沙漠堆积，有农田，树木分布 较多，地势较为平坦，但存在局部 残留的早年堆积物质，局部分布于 洼地之中( 见图2 8 ) 。由于存在巨 厚的冲积物质，钻井难以成孔。 平台四周的洼地普遍低降速 图2 - 8 工区四周大洼地局部 7 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章浅层和深层地震地质条件 带速度较低，厚度较大，以致高速层追踪困难。根据小折射资料，洼地部 分低降速带厚度在2 3 7 米之间，部分地区低降速带厚度巨大，可能要远 远超过3 7 米。低速带速度6 0 0 一1 3 0 0 m s ，降速带速度1 2 0 0 - 2 2 0 0r r g s ，高 速层速度一般为2 0 0 0 - 2 8 0 0r r g s 。 平台内部有两个较大的洼地，即 a m a k e e n 洼地和s h u i a b 洼地， 两洼地宽度l 一4 k m ，较为平坦，但 只有中部有很窄的卵石路可以通车， 有较多的村庄和农田，是也门人居住 较多的地方( 见图2 9 ) 。 图2 - 9 区内s h u i a b 洼地 这两个洼地低降速带厚度较大， 一般l 1 2 米。低速带速度7 0 0 1 0 0 0m s ，降速带速度1 5 0 0 - - 2 4 0 0m s ， 高速层速度一般在2 0 0 0 - - 3 7 0 0r r g s 。和平台四周洼地相比，两洼地低降速 带速度略高、厚度略薄。 平台上的其他窄条洼地或冲沟( 沟壑的底部) ，地表岩性变化较大。一 般足多年冲刷形成的裸露岩石河 床，或者冲积形成的碎石堆积，规 律性较差，但总体上讲，碎石堆积 厚度不大( 见图2 - 1 0 ) 。 洼地部分一般可以进行排列 和坑炮施工。 2 2 4悬崖地表图2 1 0 平台上的小洼地 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章浅层和深层地震地质条件 在多数平台向洼地过渡的地方，都存在悬崖地表。悬崖高差一般在1 0 0 - - 4 0 0 米不等，施工作业极其困难 ( 见图2 1 1 ) 。悬崖部分由于存在 极高风险，一般难以设计炮点和检 波点。但是对于有线地震采集仪器， 在跨越悬崖过多或无线中继( l r u ) 不足的情况下，必须进行悬崖部分 的大线布设操作。 图2 - 1 1 悬崖斜坡结构图 2 3 深层地震地质条件 9 1 2 3 1地层分布特征 也门l 区块在构造区划上大致分为二凹二隆，二凹分别是a t a q 次凹 和a m a k e e n 次凹。二隆分别是玛格拉夫劳达构造带和利马构造带( 见 图2 - 1 2 ) 。区内地层产状较陡，深凹带与隆起带之间受断层控制，呈阶梯状 下掉，各带之间地层埋深变化较大，地层发育程度不均衡，地层残留厚度 变化较大，但地层分 布及其厚度变化具 有较强的规律性。 上白垩统( 凯森 组+ 塔威拉群组) 在l 区块全区均有分布。 据区域资料，凯森组 沉积时期对应的地 质年代为白垩系中 图2 一1 2 工区构造区划图 9 中阑石油大学( 华东) 硕士论文第2 章浅层和深层地震地质条件 麓瓣巴翻薅麓一瓣营特籁，岩缝泼移覆岩为主。臻藏控嚣缀淀积辩麓霹疲 的地质年代为白垩纪的阿酱特期一马斯特熙赫特期。以红色一棕褐色的粗 i 砂质岩为主，岩往交亿较大。由予缺乏稳定波隆抗界面。割面上大部地 区表现为杂乱反射，仅在深盟带有反射。地层厚度主要受大断层控制。 下白激统( 萨尔组+ 阿奏组) 念区均有分布，阿奏组岩性主要为碳酸赫 老，萨尔缀岩往戳淀岩为童，与鑫云者、滋震获老移泥灰袈互瑟。最大簿 度区位于隧内两个次凹的深凹带部位，最火厚度约6 0 0 米。 萨巴塔因组分布于区内西北部，面积约1 3 0 0 k i n x ，该地层分布受下伏 建彩起茯影稳，在古梅造瓣弱鬈甄洼遮橡存下来，孛央深鞠繁沉毅与保存 最厚，最大厚度约为3 1 0 米，向南向东南逐渐减薄直至消失，西部边界主 要受控靠l 深鹜蒂静断层控麓，东郝隧起蒂土没有接受萨巴臻因缝圭| 蓦层沉袄。 菜穆筑岩性以深海鞠培色泥豢为主，穗藏在1 逸块只巍a 1s h u a i b - 1 若 钻遇，而i m a d 1 井尽管钻遇较厚侏罗系地层，但井漏严重。从电性特征看， a 1s h u a i b - 1 笄链逐菜穆鳃逸瑟逄後特征帮 m a d - , 势链遥豫罗系遮溪毫性特 征不具有对比性，因此莱穆组厚度与分布特征不定 密穆组与休席拉组a is h u a i b - 1 井钻遇1 7 3 5 米，以灰岩、硪质灰岩、 混缓获尝帮灰矮溅岩秀主。毽垂予i m a d - i 势瀑严覆，对这套建层的属性判 定有较大分歧。因此，1 区块密穆组与休库拉组厚度与分布特征有待深入研 究。 2 3 2 断裂系统腥布规律 长期发育的n w - s e 走向断层控制了本区构造特征展布与地层的发育。l 嚣块主要发育n w - s e 走蠢凝层，溪动露瘸翠，在嚣块毫酃，部分瓢撵一疆走 向断层被后期发育的近东谱走向断层切割。早期断层也同样控制了i 区块 l o 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章浅层和深层地震地质条件 的圈闭发育形态和分布。圈闭多与早期断层的弯曲以及主次断层之日j 的交 切有关，并由此形成了环绕深凹分布的一系列断鼻和断块圈闭。 2 3 3 主要地震反射目的层地质地震属性及特征 本区地震反射层较为丰富，其中t k 2 反射层、t k l 反射层、t s a b a t a y n 、 t g 反射层为本区主要地震反射目的层。各主要地震反射层的波组特征如下： t 乜反射层该层为上白垩统凯森组的砂岩与萨尔组顶部砂泥岩波 阻抗界面反射，对应于同相轴较密集、能量较强一套反射波组中的第一个 同相轴，表现为中连续、中振幅的单相位特征，其与下伏地层存在假整合 接触关系。 t k l 反射层该层在深凹区为下白垩统阿奏组的灰岩与萨巴塔因组 顶部波阻抗界面反射：在低凸起构造带为下白垩统阿奏组的灰岩与前寒武 变质岩反射。波组特征较清楚，为二个较连续的中强振幅、中频率相位组 成。其与下伏地层存在明显的角度不整合接触关系。 t s a b a t a y n 反射层该层为萨巴塔因组盐岩与莱穆泥岩面波阻抗反 射，在地震剖面上表现为中振幅、中低连续特征，该套波分布在工区西北 部。 t g 反射层该层为侏罗系底界面反射( 盆地的基底面) ，从凹陷深处 到凸起都能看到反射特征为低频双相位，连续性中等，不整合面之下是反 映前古生界的杂乱反射。 中潮石油大学( 华东) 硕士论文第3 章地震勘探赡点及以往地震勘探方法分琚 第3 章地震勘探难点及以往地震勘探方法分析 逶过砖1 9 9 1 一1 9 昵零度h 翻涛u 渤建公霹戆采集瓷凝豹洋鳃分爨，著缝 合在该区的地表踏勘工作，对该区地震资料的总体概况及勘探存谯的难点 有了较全瑟翡诀谈，同露稳秀在该区进行魂震采集技术繇袋提供了生动静 素材，指明了研究的方向。 3 1 也门l 区块地震采集难点 3 1 1 地袋条件的难点 该区为馥门特脊的平顶由造表，但是酝域平颈垃l 为密黧的海谷掰切割， 形成众多的悬崖、斜坡、淀地和沟谷。有平顶山商速岩石地表、斜坡岩石 裸嚣地表、斜坡碎石覆盖地表，淹缝鹅卵霸覆盖地表、部分洼地沙漠覆盖 地袭等，她表复杂多变。除在平念可以采蹋零觏的采集方法终，其他各类 地表均需要采用非常规的采集方法( 洼地坑炮、悬崖空点、松软地形激发 嚣) ，造或滗法获褥统一豹、趣每豹、稳定戆建震爱菇售怠，是影确采集资 料质量稳怒的主要原因之一。 3 1 2 各种干扰波发育 主要蠢浅层挢射波酸及折鸯季多次波、声波干扰耪餐l 囱予挠等。其孛戈 其是由于沟壑众多，地表高差悬殊，使得侧向干扰、多次侧向干扰最为严 重，是人为无法避汗的干扰，严重降低记漾信嗓眈。另外，该区魄表植被 极少，平台部分出于无饪搿遮挡，常年大风、阵风不断，环境干扰较为强 烈( 主要是大风引起的微簇) ，造成监视记录面貌不够清楚。 3 1 3 静校正问越突出 1 2 中国石油大学( 华东) 硕士论文 第3 章地震勘探难点及以往地震勘探方法分析 由于地表类型多，变化频繁，地表激发岩性变化快，洼地甚至是平台 的低降速带厚度变化大。此外，测线上物理点高程变化大，最高1 6 5 0 米左 右，最低8 0 0 米左右，并且频繁变化( 见图3 1 ) ，静校正问题对后期资料 处理工作影响较大。 图3 - 1a m k 2 0 0 5 1 9 4 线南部高程变化图 3 1 4 深层地质因素 由于深部目的层的白垩系、侏罗系层间反射系数较小，获取地震反射 的信息比较困难。 3 2 以往地震采集方法分析 3 2 1 以往地震采集方法 该区在1 9 9 1 1 9 9 2 年度二维地震资料采集方法为： 地震仪器：m d s l 6 ，s e r e e l 3 4 8 中间放炮2 4 6 2 5 8 7 5 0 8 7 5 2 4 6 2 5 2 5 * 9 6 接收排列1 9 2 道，单边9 6 道 炮距：2 5 米 道距：2 5 米 中蕊石油大学( 华东) 硕士论文第3 章地震勘探难点及殴往地震勘探方法分轿 覆蓬次数：9 6 次覆盖 接收：检波器型号s m 4 1 0 h z ，检波器串数为2 串，连接方式为6 串4 并 2 4 个检波器，缀合方式为线性摆放或点堆放。 激发：井炮1 2 r e x 0 1 5 k g x 6 ( 以坑炮为主) 和可控震源，采用随机线或弯线 施工。 3 2 。2 荻 童采集方法及姿瓣茹霞分毒蓐 以往的采集方法及资料品质上缮在下列一些蛔题：所熙的地震仪器为 1 6 位数字地震仪器，动态范围小；由于地袭条件复杂，采集仪器、方法、 震源类型誉一，导数嚣絮数据处毽裁嚣缝麓及袈滚缀特征、频率、薮蕹熬 不致，加上地形起伏较火，静校芷问题严重，使最终资料存在一定的闭 合麓；野终施工掰采焉的籍 列长发遗惩，琢始资释缺乏远编移距豹广蔻逡 震反射，不利于提岗剖面 质量i i o l ；在激发上刚多采 题浅磐组会或地瑟炮，原 始资料能懿较弱，环境噪 声、瑟波、褥囊砉多次、线 性千扰、声波等干扰较 强，信嗓魄编低( 觅强 3 - 2 ) ，导致最终成果剖面 资料整体倍噪比较低，除 郝分地形较好的测线强， 翻3 - 2 典型的老单炮资料 地震剖面主要目的层普遍连续性较差。从该区部分老剖面h 来看，一般情况 下t k 2 、t k l 等层资辩晶袋较好，毽是垂予受至l 缝袋建影瓣影臻，琴曩测线 的品质有较大差别，部分剖面几乎没有获得有效的地震反射信息。由于工 1 4 中国石油大学( 华东) 硕七论文 第3 章地震勘探难点及以往地震勘探方法分析 区内的悬崖峭壁较多，为避开这些地形，全部采用弯线或随机测线施工， 使得覆盖次数不均匀，地下反射点位置不准确，给资料的处理、解释带来 了一定的困难 3 3 主要研究方向与针对性措施 3 3 1 加强观测方式的研究 该区地震反射具有大偏移距地震反射能量明显强于小偏移距地震反 射能量的特点( 见图3 3 ) 。从老资料处理情况来看，原始单炮排列长度 不够，缺少山地资料常见的大偏移距直达波前地震反射信息，同时该区 勘探目的层区域埋深变化较大。考虑到这两个因素，有必要加强排列长 度研究，提出适应该区地震反射特点的观测方式。 图3 - 3 大偏移距地震信息丰富 3 3 2 加强静校正原始数据的采集和静校正方法的研究工作 山地地区的静校正是一项很重要，但又比较困难的研究工作，必须 和现场资料处理同时进行【i l l 。除努力获得较为准确的地表高程资料外， 中国石油大学( 华东) 硕士论文第3 章地震勘探难点及以往地震勘探方法分析 合理的小折射和微测井数据有助于了解和掌握该区表层变化特点，为解 决野外山地静校正提供较好的基础。 3 3 3 加强现场施工方法的研究 施工方法，包括测量方法、地震钻井施工、排列施工等，直接关系 到资料采集的效果，应加强在这些方面的研究，以改善激发、接收效果， 提高原始单炮质量【1 2 1 。 1 6 中国石油大学( 华东) 硕士论文第4 章地震采集方法论证 4 0 l 论证步骤 第4 章地震采集方法论证 地震采集方法论证的过程首先是进 行地质模型模拟，建立地质模型，然后进 行基础采集参数论证，确立基本的采集因 素，再进行激发、接收、仪器等相关采集 参数分析，形成初步的采集方案，供下一 步进行详细的采集参数试验和验证。 4 2 地质模型的建立 4 - 2 1地质模拟参考点的建立 图4 _ l 模型建立点位置示意图 由于l 区块山地地表环境的复杂多变 性，南、北差异较大，地表高差、悬崖的构成、走向上都有所不同，所以 为了能够进行最佳的地质模拟，需要选择具有代表性的试验点，建立较多 的地质模拟论证参考点本区块一共选择了3 个论证参考点，其中，北部2 个，位于预探井的附近，主测线和联络测线各一个；南部1 个，位于n 幽d i 井的附近( 见图4 1 ) 。 4 2 2 地球物理模型参数 各论证点地球物理模型参数见表4 - i 、4 屹、4 - 3 所示。 1 7 巾嚣石油大学( 华东) 矮士论文第4 章琏震采集方法论证 表4 - ! a m k 9 1 - 0 0 3 线论证点地球物璜模型参数 双糕时叠船速层速度蠼渫 地层 趣震层倥地覆屡垃撅蹙 主顿 蕊( s )度( m s )( m s )( 盈诳z ) 如 t k 2萨尔蛆磁界面o 7 6 42 7 7 42 7 7 41 0 6 0 2 3 2 张l 阿奏组底羿面1 3 3 3 3 甜53 3 俺 2 043 0 t s a b a t a y n 萨巴塔因筑底界蕊1 6 l l 3 2 4 04 0 4 4 2 6 1 0 52 4 t g 株罗蒹腻界箍 2 0 6 93 4 糟4 2 1 63 6 0 051 8 表4 2a m k - 9 1 1 0 6 线论证点地球物理模型参数 双程时叠加速层造度蠖漾 避蒺 圭虢 地麓岩搜她壤簇泣额毙 简( m $ )度( m s ) ( m s )( 砧( h z n 戡2 萨承组顶界面 0 8 3 32 7 6 12 7 6 11 1 5 023 0 强l珂奏组筑暴露 1 33 0 4 63 4 9 71 9 8 022 8 t s a b a t a y n萨巴塔喇缀底界蕊 l 。6 23 2 3 8 。32 6 22 4 t g 徕箩系筑界面1 鲁i3 5 6 0 5 垂l3 4 0 02l g 表4 3a m k - 9 1 - 0 6 0 线谂涯点地球物理模型参数 双程游叠船速爱逮嶷壤澡 地碰 圭频 f 地麓层位地质层位 颤措 问( m s )度( m s ) ( m s )( m ) ( 1 j z ) 0 t k 2 萨尔缝鞭弄耐 o 舯2 8 1 l2 8 nt 2 3 023 2 札l 阿奏缀艨彝面 1 2 52 9 7 63 3 2 8 1 8 鑫02 3 0 t s a b a t a y n 萨巴塔豳组底界面 1 s 53 1 4 83 7 8 3 2 4 4 0 22 4 f t g 稼箩系底赛囊 l 。雌63 5 7 3 5 1 3 7 3 3 21 8 4 。3 基础地震采篡方法参数论谖 采繁参数设诗主要考惑遮矮任务，表瑟移深瀑避震她艨条传、速度参 1 8 中国石油大学( 华东) 硕士论文第4 章地震采集方法论证 数、有效波等因素，采用方法设计论证软件进行综合论证分析，力求得到 最佳的野外采集参数。 采集方法论证中主要对纵横向分辨率、最大炮检距、道距以及覆盖次 数、激发接收参数进行计算分析【1 3 】0 4 1 1 5 1 。 4 3 1纵横向分辨率分析 纵向分辨率：分辨地层最小厚度即最小波长的四分之一定义为纵向分 辨率【1 6 1 。根据各目的层的最大频率和地震波的层速度，纵向分辨率为： v ：上l 4 厂嘣 v 为纵向分辨率； v 。为目的层层速度； f m 。为目的层的最大频率。 横向分辨率：两个绕射点的距离如果小于最高频率的一个空间波长， 它们就是不可分开的，即最高频率的一个空间波长定义为横向分辨率。根 据各目的层的最大频率和地震波的层速度，横向分辨率为： h ，：善 ，啪1 而。为横向分辨率； v 。为目的层层速度； 为目的层的最大频率。 根据地质任务中对采集的要求和对以往资料的分析，运用求取的地球 物理参数进行分析论证，分别计算出不同目的层所能达到的纵横向分辨率 和最高保护频率，从论证数据上看能够满足各地质层位构造解释的纵横向 分辨率要求，结果见表4 4 、4 5 、4 - 6 所示图4 - 2 、4 - 3 为各论证点纵、横 1 9 中嚣石漶大学( 肇寒) 矮七论文第4 紫地震粟簇秀法论诞 囱分辨率示意图。 袭4 4a m k - 9 1 - 0 0 3 线论涯患分瓣攀婴袋话冀结象 层速度缴向分辨率横向分辨生频 地震层位地质层位 & s )( 搬)率锄 ( 珏z ) t k 2 萨尔维顶羿瑟 2 7 7 41 5 3 6 13 2 弧c i # 酵奏愿褒赛嚣 3 3 7 5i 9 9 8 03 0 萨巴塔因组 t s a b a t a y n 4 0 4 42 9 81 1 9 2 4 底界词 豫 像爹系底莽磊 4 2 1 64 1 41 6 61 8 袭4 - 5a m k - 9 1 - 1 0 6 线论证点分辨率要求计算结果 鼹速度毅向分辨率横向分辨主频 连震屡霞媳质屡位 ( m s )( m ) 翠( m )( h z ) t k 2 萨尔组项界面 2 粥l1 6 46 63 0 t k l # 碍奏组底界面 3 4 9 72 2 18 8 2 8 萨爨塔巍缀 t s a b a t a y n 3 8 0 32 81 1 22 4 疯界麟 t g 侏罗系底界面5 0 9 1 5 02 0 01 8 表4 击a m k - 9 1 - 0 6 0 线谂涯窳分辨攀要求诗磐缝累 痿速度缀蠡分辨翠援蠢势辨主额 地震层貔地质屡使 ( m s )钿) 率轴) ( 珏z ) 熊2 萨苯缓璎弊蘧 2 8 1 ll 器+ 56 23 2 棘l 辫奏组疯巽瑟 3 3 2 81 9 ，67 8 3 0 萨巴塔闲组 l s a b a t a y n 3 7 8 32 7 + 9l l l2 4 底界面 t g 侏罗系底莽箍 5 1 3 75 0 52 0 21 8 中国石油大学( 华东) 硕士论文第4 章地震采集方法论证 2 l 图4 - 2 各论证点纵向分辨率示意图 图4 3 各论证点横向分辨率论证示意图 中国石油大学( 华东) 硕七论文第4 章地震采集方法论证 4 3 2道距的选择 道距的确定，是根据面元尺寸来决定的，而面元尺寸一般主要考虑三 个方面的因素，即最高无混叠频率的影响和横向分辨率的影响以及主要目 的层的有效覆盖次数。 1 ) 、考虑满足最高无混叠频率的要求时，面元尺寸应满足最高无混叠 频率法则，这样在叠加剖面偏移时才不会产生偏移噪音，计算公式为： 矿 肚雨0 丽 d 为c m p 间距； v m t 为上一层层速度； f m a x 为最高无混叠频率； o 为地层倾角。 2 ) 、考虑横向分辨率时，即面元尺寸要小于最小有效波视波长的一半， 计算公式为： d ： 匕鲤 2 f m d 为c m p 间距； v i n t 为上一层层速度； f d 。为反射层视主频。 根据上述两个公式计算出各层位所对应的c m p 间距，详见表4 7 、4 8 、 4 - 9 ( 表中仅列出考虑横向分辨率时的面元尺寸，一般主要考虑这一项) 。 考虑横向分辨率，道距为4 0 米就可以满足地质勘探的要求，但是考虑 到提高主要目的层的有效覆盖次数，道距不宜过大。综合勘探成本和满足 本次采集横向分辨率的具体要求，并结合该区以往勘探的采集方法及经验， 中国石油大学( 华东) 硕士论文第4 牵地震采集方法论证 本次采集道距应不大于3 0 米。 表4 - 7a m k - 9 1 - 0 0 3 线论证点c m p 间距分析表 层速度地层倾角主频考虑横向 地震层位地质层位 ( m s )( o )( h z )分辨率 t k 2 萨尔组顶界面2 7 7 423 24 3 3 6 t k l 阿奏组底界面 3 3 7 543 05 6 2 6 t s a b a t a y n萨巴塔因组底界面4 0 4 452 48 4 2 7 t g侏罗系底界面 4 2 1 651 81 1 7 1 2 表4 - 8a m k - 9 1 1 0 6 线论证点c m p 问距分析表 层速度地层倾角主频考虑横向 地震层位地质层位 ( m s )( 0 )( h z )分辨率 t k 2 萨尔组顶界面 2 7 6 123 04 6 0 2 t k l 阿奏组底界面 3 4 9 722 86 2 4 5 t s a b a t a y n 萨巴塔因组底界面 3 8 0 322 47 9 2 3 t g侏罗系底界面 5 0 9 121 81 4 1 4 3 表4 - 9a m k - 9 1 - 0 6 0 线论证点c m p 间距分析表 层速度 地层倾角 主频考虑横向 地震层位地质层位 ( m s )( o )( h z )分辨率 t k 2 萨尔组顶界面 2 8 1 12 3 2 4 3 9 3 t k l阿奏组底界面3 3 2 823 05 5 4 8 t s a b a t a y n 萨巴塔因组底界面3 7 8 3 2 2 4 7 8 8 l t g 侏罗系底界面 5 1 3 721 81 4 2 7 4 3 3最大炮检距的选择 利用论证点的地球物理参数计算最大炮检距时应重点考虑以下因素： a 满足动校拉伸的需要； b 满足速度分析精度的误差要求： c 有效反射不被干扰波切除时切除掉： 中国石油大学( 华东) 硕士论文第4 章地震采集方法论证 d 保证反射系数稳定； e 一般接近于最深目的层深度。 1 ) 、动校拉伸分析 资料处理时，动校正使波形发生畸变，尤其是在大偏移距时，因此在 设计接收排列长度时要考虑浅层、中层的有效波动校拉伸情况，要使有效 波畸变限制在一定的范围内n 7 1 。动校拉伸系数与排列长度的关系为： 扛寿 k 为拉伸系数# x 为炮检距； t o 为双程旅行时； v 为叠加速度。 图4 - 4 各论证点考虑动校拉伸论证示意图 2 4 中国石油大学( 华东) 硕士论文第4 章地震采集方法论证 为了满足动校拉伸的需要，在计算动校拉伸时，动校拉伸系数不宜超过 1 2 5 。实际计算的动校拉伸与排列长度关系见图4 4 所示，计算结果见表 4 1 0 、4 1 l 、4 1 2 所示。 2 ) 、速度精度分析 地震资料处理时，速度分析是根据反射同相轴的双曲面决定的，速度拾 取的精度一方面取决于地震资料品质好坏，另一方面要求反射同相轴的双 曲面有一定的长度，否则很难拟合出准确的速度，因此具有一定的远偏移 距是保证速度拾取精度的基本条件。速度精度分析就是分析速度精度与接 收排列长度的关系，基本计算公式为： l 艿， 意2 二- ，x2 v k 为速度精度； 6 。为速度误差； v 为精确速度； t o 为双程旅行时； f 为有效波主频； x 为炮检距。 一般为了满足速度分析精度的误差要求，速度分析精度的误差可以在 5 6 ，在此选择速度分析精度的误差为5 来计算炮检距。速度分析精度 与排列长度关系见图4 5 所示，计算结果见表4 1 0 、4 - 1 l 、4 1 2 所示。 中国石油大学( 华东) 硕士论文第4 章地震采集方法论证 图4 5 各论证点考虑速度精度论证示意图 3 ) 、干扰波分析( 初至切除) 当反射界面较浅时，直达波、折射波与反射同相轴相交，从而产生初 至波干扰，在地震资料处理时，为了保证叠加剖面有足够的信噪比，必须 切除直达波、初至折射波等干扰波，从而限制了最大炮检距。 折射波的干扰距离由以下反射波与折射波方程得到： 几，0 2 + 昔v，= 毒+ 型v 0 t 为双程旅行时o t o 为零炮检距双程旅行时； x 为炮检距； 中国石油大学( 华东) 硕士论文第4 章地震采集方法论证 v n 为叠加速度； v r 为入射层速度； o 为折射临界角； h 为折射界面深度。 直达波的干扰距由以下反射波方程与直达波方程得到： f 2 ：f 。2 + v ” x f = t 为双程旅行时； t o 为零炮检距双程旅行时； x 为炮检距； v n 为叠加速度； v d 为直达波速度； 在这里考虑到山地的静校正问题的复杂严重性，只靠单独的高程静校 正和基于l v l 浅层资料的模型静校正难以进行控制，必须通过折射静校正 等其他方法来进行进一步的控制，这尤其在后期处理工作中具有突出的作 用。而折射波在折射静校正中起重要的作用，所以在这里没有对折射波干 扰做过多的考虑，只是进行了直达波干扰距的分析。另一方面，由于山地 地区折射波的速度一般都比较高，折射波初至到达较早，对反射波造成干 扰的可能性也较小。结合老资料，直达波的速度取1 7 0 0 r a l s 左右，初至切 除与排列长度关系见图4 - 6 ，计算结果见表4 1 0 、4 1 l 、4 - 1 2 所示。 中国石油大学( 华东) 硕士论文第4 章地震采集方法论证 图4 - 6 各论证点考虑干扰波切除论证不意图 4 ) 、保证反射系数稳定 反射系数随排列长度的变化而变化，当设计采集排列时，需要考虑最 佳接收的范围。采集的目的不同，接收的范围是不一样的。在常规纵波勘 探时，要确保接收反射能量稳定。当反射界面入射角小于临界角时，反射 系数比较稳定，即可以根据反射系数的变化来确定排列长度的大小。 地震波入射到波阻抗界面时，地震波将随入射角的变化而发生不同程 度的透射损失和反射损失，其变化可由佐普里兹( z o e p p r i t z ) 方程求解得 到。经过计算，不同炮检距与反射系数关系见图4 7 所示。根据图中反射 系数曲线进入稳定的炮检距进行比较，从而提出适合于保证反射系数稳定 的炮检距，计算结果见表4 - 1