震源组合对高精度勘探的影响分析

1、震源组合对高精度勘探的影响分析张学银崔宏良王金宽金海福陈敬国王泽丹谢永红（东方地球物理公司东部勘探事业部华北经理部，河北任丘062552）【摘要】随着各富油凹陷勘探开发程度的提高，针对复杂断块、地层岩性圈闭、低幅度构造、薄储层等 油气藏的勘探已进入了精细勘探阶段，因而，对新采集地震资料的成像精度要求也越来越高。目前国内可控 震源勘探均采用多台组合的形式进行，这种方法从理论上来说对勘探精度是有一定影响的，因为组合会产生 时差问题，影响剖面的成像精度。本文开展震源空间组合对静校正及剖面成像精度的影响分析，并提出应对 方法。【关键词】可控震源组合方式初至差值静校正同相轴成像效果1引言可控震源与炸药震

2、源相比，具有安 全、环保、成本的优势，可适合多种复 杂地表条件作业。随着可控震源勘探技 术的迅速发展，特别是大吨位可控震源 技术日益成熟，可控震源作为地震资料 采集的激发源越来越被更多的石油公 司所青睐。多年来在二连探区可控震源施工 常用的组合方式为5台线性组合，由组 合基距产生的组合效应将会影响到剖 面的精细成像，本文将开展震源空间组 合对静校正及剖面成像精度的影响分 析。2震源组合对初至的影响（1）理论分析首先以两台震源为例，讨论阵列震 源的方向性。两台可控震源间距为d， 它们离地下观察点P的距离分别为r1 和r2,震源2比震源1领先相位角&。 这里，先假定单个震源产生的地震波是 无方向的

3、。由于观察点P离震源较远， r1和r2均远大d,所以可以把由震源1 与2到P点的射线看成是平行的。在考 虑P点的场强振幅时，可以认为r1=r2, 但在考虑场强相位时、则不能忽略r1 和r2之间微小的差别，因为正是这个 微小差别造成了两震源间波程差和相 位差（图1）。图1两台震源震列的方向性示意图两震源到P点的射线与震源阵列法线的夹角记为e，轴向夹角记为？，二先相位为：y/= 先相位为：y/= kd sin 3 + p（1）者互余。由图可知，两射线间的波程差 为rl-r2=dsin0 ，由波程差引起的场的 空间相位差为kdsin0，再考虑到震源 2比震源1领先相位角6，所以震源2 相对于震源1在

4、P点的地震波场总的领图3图3不同组合基距单炮初至差值对比同理，假设震源由n个单震源组成， 沿直线以等间距d共线均匀排列，显然， 各震源激发的地震波在到达观察点 P 时，来自震源2的地震波的相位要比来 自震源1的地震波超前一个相位角甲， 来自震源3的地震波又比来自震源2的 地震波相位超前甲，而比来自震源1的 地震波相位超前2甲，其余可依此类推 2（2）正演分析利用正演软件进行类模拟，分别在 5个点激发（见图2），分别拾取初至 进行对比，可以发现激发点点距越大， 初全的差值也就越大，5炮垂直叠加后 与单炮点也存在初至差值：（1）当高速顶界面较为稳定时， 初全的差值也较为稳定；（2）当高速顶界面变化

5、较为剧烈 时，初全的差值也变化剧烈（见图3）。（3）实际资料分析5台2次与1台2次初至差值对 比对比三种组合方式分别与单台震 源在远、中、近排列的初至差值（见图 4、图5、图6、图7）。斜交排列差值 最大，差值变化范围0-49ms，垂直排列 差值变化范围0-45ms，平行排列差值规 律性较强，变化范围0-33ms。图4二连探区常用震源组合方式图5不同方向组合远排列接收初至对比图6不同方向组合中排列接收初至对比SiPkk-SIPkk图7不同方向组合近排列接收初至对比图4二连探区常用震源组合方式图5不同方向组合远排列接收初至对比图6不同方向组合中排列接收初至对比SiPkk-SIPkk图7不同方向组

6、合近排列接收初至对比通过对比分析不难看出，平行排列 在远、中、近排列上的规律较强，基本 呈线性变化规律，远排列误差小，近排 列误差大。而斜交排列与垂直排列不仅 在远、中、近排列上无规律可循，而且 在排列的左右两边也有剧烈的变化。5台2次、5台1次、2台2次 初至差值对比对比5台2次、5台1次、2台2 次单炮初至差值，分析结果表明5台2 次与5台1次差值较小，在5ms以内； 而与2台2次相比均存在较大差值，差 值变化范围在0-20ms，这进一步说明初 至拾取差值与震次无关，而与组合的台 数关系较大。尤其在近炮点差值较大 （见图8、表1）。0dJ)2:（3）0dJ)2:（3）图10 2台与5台静校

7、正量差值分析表1 5台2次、5台1次及2台2次初至差值统计表5*2Pick-5*2Pick-5*lPick-桩号5*lFick?B围2*2PickC2264线)范围2*2Pick整2四批）范围Gns)Gns)Gns)51052-2-5-20-5-2051552. 5-2. 5-5-17-3 T25205D-50-105255Q-52. 5T55T553052. 5-2. 52. 5-1053555-2. 50-1054055-55T55T554555-50-15小结：分析结果表明，组合基距越 大，对初至时间影响越大。3震源组合对静校正的影响折射波时距方程为1T=X + ts（2）其中：T为从炮

8、点到检波点的总旅 行时X为炮点到检波点的距离Vr为折射界面的速度tr为检波点的延迟时ts为炮点的延迟时利用延迟时我们可以求出该点的低降速带厚度，即将其转化为与延迟时的关系则有单台与5台不同组合方式的对比从上面的表层静校正量公式可以 看出，如果vw和vr均为定量，则静校正 量只与延迟时有关。因此我们可以利用 这个公式进行静校正量误差的分析。对比单台与不同组合方式的静校正量差值（见图9），我们可以看到它 们之间存在明显的差异，斜交、垂直排 列组合方式的误差较小，平行排列的组 合方式误差较大，但平行排列的组合方 式的规律性较强。2台与5台不同组合方式静校正量差 值对比对二者单炮的静校正量分析，可以

9、看出最大误差绝对值达到20ms，相对误 差达到了 35ms （见图10）。图9单台与不同组合方式静校正量差值分析对比单炮交叉应用静校正量的效果表明，2台应用了 2台的静校正量后效果明显变好，而2台应用5台的静校 正量后单炮记录出现明显的扭曲（图 11），应用效果变差。从共偏移距剖面 看，2台2次静校正效果要好于5台2图12 2台与5台共偏移距剖面对比小结：5台不同组合方式与单台之 间存在明显的静校正量差值，同时对5 台2次与2台2次静校正量应用结果表 明，2台2次与5台2次的静校正量存 在差别，2台2次效果好于5台2次。 综合分析说明，震源组合存在着静校正 量的误差，组合基距越小误差也越小。

10、4震源组合对成像效果的影响（1）对动校正的影响对二连探区常用的三种组合方式 单炮记录的折射波速度进行分析（见图 4），以中间第4号车（即组合中心） 为标准进行对比，可以看出不同组合方 式的单炮记录浅层折射速度存在较大 差异，平行排列差异较小，而斜交排列 的差异最大。利用2400m/s速度对不同 组合方式进行线性动校，以第四号车为 标准，可以看出动校后的记录存在较大 差异，其中平行排列效果较好，其他两 种效果最差（见图13）。图13不同组合方式线性动校正记录 小结：对不同组合方式单炮记录的 速度分析及动校结果表明，不同组合方 式对地震波的传播、接收有一定的影 响，导致单炮记录存在较大差异，从而

11、也会影响最终剖面的成像效果。（2）对叠加成像的影响利用SH地区5台2次、1台2次叠 加剖面对不同构造位置的同相轴进行 差值对比（见图14）通过对5台2次和1台2次剖面不同位置、不同产状的 同相轴差值分析，产状较为平缓时差值 范围0-14ms，产状较为陡峭时差值范围 0-24ms，倾角越陡产生的差值越大（见 图 15）。图14选取不同构造位置的同相轴以有效地解决组合效应产生的问题，是 未来的发展方向。致谢 在本项目的研究过程中，得到了 东方公司科技发展部、东部勘探事业 部、华北油田公司勘探部、油藏评价部 有关领导和专家的大力支持和帮助，在 此表示衷心的感谢！参考文献1 Mike Cox著，李培明等译.反射地震勘探静校正技术.北京：石油工业出版社，2004图15图15不同构造位置同相轴对比差值姜弢.基于相控震源的地震波定向方法研究.中国博士学位