油田城镇区近地表结构的探地雷达调查

油田城镇区近地表结构的探地雷达调查

随着油气勘探和开发的发展，油田市政当局已成为重要的油气勘探区。由于油田城镇区复杂的表层地震地质条件和广泛分布的油田设施和建筑物,严重制约了地震勘探采集工作,影响测线的完整和资料的质量,制约了信噪比和分辨率的进一步提高。通过现场实时观测系统设计,优选和改善激发、接收条件,以及严格的现场质量控制,单炮记录的信噪比和分辨率得到了提高,达到了工程设计要求的信噪比和分辨率等技术指标,圆满地解决了在油田城镇区难以开展地震资料采集的技术难题。1地面地下空间1)观测系统设计困难主要目的层埋深较浅,在750～1500m;油田城镇区的地面建筑物区域面积大,炮检点布设困难,如研究区的厂区南北长3680m,东西宽2600m,施工面积约9.01km2)环境噪音和次生噪音发育油田城镇区内公路四通八达,地下输油气、输水管线密集,地上抽油机密布,高压输电线纵横交错;人、车走动等产生的环境噪音异常发育。这些地上地下设施,在激发时易产生强烈的次生干扰,严重降低资料的信噪比和分辨率。3)激发和接收条件差油田城镇区内均为混凝土地面、建筑物规模大,炮、检点无法正常布设;在油田开发建设过程中,近地表又受到了不同程度的改造和破坏,改变了表层的原有特性,对地震波吸收、衰减严重,激发和接收条件极差。2技术方案2.1垂叠炮点垂叠技术对施工区精细踏勘和反复测量,在进行安全评估和试验的基础上,为了增加覆盖次数,提高资料信噪比,我们将检波线由原来的12条增加到24条;同时采用加密可控震源点的方法施工,解决厂区内无法布设炮井的难题;在厂区内9个空地内布设井炮激发点。其中3个空地按30m×30m网格距布设(不用于炮点垂叠),6个空地按5m×5m网格距布设(用于炮点垂叠)。1)在精心论证的基础上,采用炮点垂叠的方式施工。在接收上,由80道×12线变为120道×12线固定排列接收,以记录更多的有效信息。将现场垂叠试验记录按最佳井数和形式,进行重新组合处理成新的炮集记录。在炮点垂叠等处理过程中,严格遵循了4个技术原则:①对共反射面元进行选排与面元优化;②保证垂叠后的垂叠炮有较高的信噪比和分辨率;③在炮点垂叠的过程中,抽取的方式灵活多样。如在G子区施工时,既可以沿Inline方向,按A形式抽取5炮组合成一炮,也可以沿Crossline方向,按B形式抽取5炮组合成一炮;④对可控震源和井炮激发的物理点进行优化组合。2)在厂区东、西两侧加密炮点,加密的点尽量向厂区内逼近。这样既能保证剖面开口最大限度地减小,又可以增加厂区边缘的覆盖次数。3)选用品质好的可控震源点参与叠加,选用品质一般震源点的近、中炮检距道集参与面元叠加。经过以上技术处理后,厂区内主要目的层覆盖次数得到了提高,具体覆盖次数如下:①厂区内T1层有效覆盖次数22～100次,比理论的12～13次高9～88次。②厂区内T2层有效覆盖次数78～160次,比理论的38～40次高38～122次。2.2表改造激发井深设计由于采用可控震源施工,区内的近地表结构对信号吸收严重,资料品质不好,记录的信噪比和分辨率低。分析原因如下:①可控震源激发子波频带窄,若提高震源高频端频率将造成极低的信噪比;②混凝土路面与下伏地层是连续震动质量体,造成能量散失快,次生干扰强,有效信号能量难以下传;③在油田建设过程中,近地表改造严重,难以激发出高频子波。1)用地质雷达解剖近地表结构为了全面掌握厂区内近地表结构,优选激发点和接收点,我们在厂区内的主要街道和楼区间空地上进行了152个点的地质雷达探测(图1)。从探测记录上看,0.5m以上为混凝土路面和“五合土”;0.5m左右反射特征稳定,是冻土层;5m以下仍为稳定的强反射,连续性比较好,是原始沉积地层。从记录上还可以看出,埋深0.5～5m之间为杂乱反射,没有明显的反射界面,可以断定主要为建筑垃圾、松散粘土,以及铺设的油气管线和水管线等导致的。由探地雷达解释成果及以上分析可知,在厂区内用可控震源激发达不到工程设计的要求。2)用微测井精细表层调查为了保证激发井深设计合理,每个子区均有微测井控制,精细解释,为井深设计提供可靠的依据。3)采用炮点垂直叠加解决楼房区不能布井和记录能量弱的问题在远离楼房的地方采用2kgX3组合井激发,在楼房周围采用2kg的小药量激发,进行炮点垂直叠加,提高记录能量。共放992炮,其中抽出垂叠点226个。2.3检波器的使用和埋置为了克服厂内十分复杂的近地表对地震波接收的影响,提高接收能量,同时压制强随机噪音,提高信噪比,我们在接收方面采取了以下技术方法:①在15、16两束测线重复的检波线上使用12个×4串40Hz地面检波器接收,采用正方形面积组合,组内距5m,组合基距30m。②厂区内其它检波线采用8只CSG-40检波器菱形组合下井接收(厂区外围正常施工时采用4只同样的检波器),其组合形式与外围一致。③在检波器的埋置上,一是就近找能挖坑的地方刨坑埋置,能挖坑埋置的必须挖坑埋置,然后实测检波点;二是在无法刨坑的地方用沙袋埋置检波器,即将检波器插到上、下沙袋之间,最大限度地提高检波器与地面的耦合度。2.4做好信源测量工作影响油田城镇区资料采集资料品质的因素很多。除了常规的测量、现场资料处理,以及激发和接收等方面的质量控制措施之外,还必须要做好以下几方面工作:①采用全站仪和RTK联合放样或采取最佳时段进行物理放样提高测量精度。②质量监督员对每一道工序进行严格检查和记录。③采用现场资料机及时对监视记录进行质量监控,设计人员根据资料质量变化及时采取补救措施。3