过德州市城区地震勘探中的变观设计

过德州市城区地震勘探中的变观设计

合理的变观方案不仅是穿越城市的主要障碍，也是地震采集的重要课题。1三维观测系统的变换设计1.1地震地质目的层川西凹陷是一个非常重要的油气成熟勘探区,德阳地区地处成都平原,构造位置处于川西坳陷东斜坡带构造弱变形区,构造圈闭及断层普遍不够发育。此次三维勘探以侏罗系、三叠系上统须家河组为主要勘探目的层,兼顾三叠系中统雷口坡组。根据勘探地质任务的要求,充分借鉴邻区三维勘探经验,并选取本区内具有代表性的前期二维地震资料,求取地球物理参数,建立相应地球物理及近地表模型,分别对激发和接收参数进行分析、论证,从中选出最佳的地震采集参数,再利用钻井、测井等资料对求取的参数进行验证,确保其准确1.2城市核心内地震区地质点布设探区遍布城镇及各类工业设施等障碍物,以往受采集装备及技术条件的限制,存在城区地震资料空白区。由于使用炸药作为激发源,选择激发点与接收点都十分困难,致使激发与接收条件变差,导致不能合理布设物理点;同时城区内各种环境噪声干扰严重,且复杂多变。德阳市城区位于技术设计满覆盖范围内,城区面积69.48km1.3地震采集方案设计(1)进行精细踏勘,精确圈定城区及其边缘每一个可以布设的激发、接收点,详细调查地面、地下设施分布情况,综合利用各种地理信息(如:高清晰卫星照片、城区交通图等),充分了解地形、地物,针对地震勘探的目的层,利用先进的采集论证软件进行地震采集参数论证和观测系统设计,力求选择最佳的地震采集方案。(2)在全工区统一的观测系统基础上,采用束间变观或特殊观测方式,通过设计分析软件进行动态模拟,选择既保证效果又经济可行的激发点和观测方式。在城区内加密接收线,能够在炮点较少或缺失的情况下弥补炮检距的不足,增加覆盖次数和压制环境干扰。(3)逐炮选点,尽量逼近,充分利用城区空地采用深井小药量激发,主城区中的检波点顺街道设置,尽量不丢点。(4)在城区外围加密炮点,弥补城区内大炮检距资料的不足,同时,在城区内增加固定排列,在城区外放炮,提高资料深层信噪比及外围资料的覆盖次数,确保叠加剖面不断开,尽可能多地获取城区反射资料,减少资料空白区,保护中、浅层有效信息,同时确保激发安全。1.4涉及检波线的束根据理论设计的炮检点分布,本次采集在城区共涉及57束,涉及炮线50条,检波线48条。为确保安全和接收效果,在检波点放样前,进行地下管网和空洞探测和调查,放样时避开这类障碍物,以便合理放样和合理偏移。1.4.1小药量激发激发炮井激发总体水平城区周边炮点主要根据束内调整和束间调整相结合的原则进行布设。按照先移井后加井的原则,尽可能逼近德阳市城区,在城区周边、空地区域多布设炮井,逼近城区的炮井采用小药量激发。德阳城区理论设计炮点3110个,通过多次协调,共移炮1126个,在城区内空地加炮1375个,比理论炮数仅少521炮,对保证大部分目的层剖面不断开、减少主要目的层资料空白起到了重要作用。1.4.2检波点偏移的限制条件比选考虑到城区环境的复杂性及检波器埋置比较困难的实际情况,选用单点数字检波器接收。按沿街灵活放样、就近调整的原则进行布设(见图3)。为了便于灵活布设城区内检波点,检波点偏移的限制条件根据实际情况适当放宽,做到尽量不大于240m接收线距,不重线,不重点,不交叉。同时尽量将检波点布设在学校操场、小区花园、街道绿化带、花台等接收条件相对较好的有土壤区域,在街道水泥地面则订做埋置检波器的专门砖坯,尽可能保证每一个检波点的接收效果。整个城区未丢道,尽量保护了城区内有效反射信息。1.4.3接收束间变观为尽可能多地接收到城区内的反射信号,涉及城区的炮点尽量采用中间对称观测系统排列接收(136+136点),即:北边的炮点南边接收点不少于136点,中间的炮点南、北两边接收点均不少于136点,南边的炮点北边接收点不少于136点。同时,为减少资料空白区域,增加有效覆盖次数,选取了1584炮采用13条或14条检波线接收束间变观方式。且一部分炮点布设在接收排列内,另一部分炮点布设在接收排列外(见图4)。1.5技术措施效果一个理想的变观方案应确保各目的层有效覆盖次数相对均匀;炮检距分布合理,具有较合适的方位角分布范围。因此,在变观方案确定后,应对有效覆盖次数、炮检距及方位角等属性的合理性进行分析。对不同范围的炮检距对应的覆盖次数进行模拟,并与理论设计相比较,结果如表1。从最小炮检距分布情况可以看到(见图5),理论设计小炮检距分布范围为44.7~330m;禁炮后,禁炮区内小炮检距缺失较多,小炮检距分布范围大多超过了3400m(图中黄色、橙色、红色区域),部分区域甚至出现了炮检距空白区(图中白色区域);采取技术措施后禁炮区内的小炮检距得到有效补偿,消除了炮检距空白区,绝大部分区域最小炮检距小于3000m,小部分区域最小炮检距在3000~4000m,个别面元超过4000m。从观测系统炮检距、方位角玫瑰图和方位角分布对比(图6)可以看出:变观后方位角分布比理论设计宽,炮检距基本呈对称分布。玫瑰图中优势方位角的分布范围较宽,小炮检距变化较均匀、方位角分布呈现较快变化的趋势。2现场监控资料采集德阳地区是川西重点油气生产勘探区,城区地震资料以往为空白区,不利于对该区作出总体评价。通过使用新设备新技术,德阳三维采集项目得以成功实施,使得该区与周围地区可以进行三维资料联片处理和解释,奠定了整体综合研究的基础。对穿越德阳城区排列外放炮的典型单炮(13条线接收)进行分析,从原始单炮资料来看,近炮线接收能量较强,面波及折射波干扰严重,浅、中深层反射信息丰富;远炮线接收小炮检距资料极少(浅层资料),但中深层反射连续性较好(见图7)。资料采集结束后,对穿越德阳城区联束采集数据进行了全三维叠加监控处理。分别作了变观前(没有加载增补的炮点)和变观后叠加监控处理,叠后抽取中间满覆盖等间距的INLINE线进行显示。根据现场监控处理叠加剖面分析,变观前城区最大时间缺口约为2100ms(图8a),三叠系上统须五以上资料缺失;变观后城区最大时间缺口约为1700ms(图8b),勘探目的层侏罗系上统资料缺失,中统部分资料缺失,而侏罗系下统及以下目的层没有受到影响。从现场监控处理初叠变观后剖面来看,主要勘探目的层信噪比高,连续性好,波组特征清晰,浅层反射特征清楚;层间反射信息丰富,深层资料反射能量强,可以连续对比追踪,达到了采集任务的要求。3观测系统变观设计的实践认识类似德阳城区这样的特大型障碍物区进行三维地震勘探时,合理的变观方案是完成地震采集任务的关键。通