三维观测系统设计优化在何家坪工区应用

    龚贵阳

    摘要：镇泾区块何家坪工区蕴藏着丰富的油气资源，为了解决鄂尔多斯盆地复杂油气藏勘探、开发难题，进行三维地震勘探非常必要。早期黄土塬地震勘探效果较差，地震资料普遍存在信噪比低、连续性差、频带范围窄、地震剖面缺口大等问题，近年来，随着以小药量组合激发、基于高精度矢量化卫片的三维观测系统设计优化技术为代表的黄土源地震勘探技术的发展，大大改善和提高地震资料的信噪比和分辨率，得到了勘探预期效果。

    关键词：三维地震勘探；三维观测系统设计；地震剖面；信噪比

    何家坪工区属于典型黄土塬地貌，地形起伏较大，经过长期冲蚀，形成塬、沟、梁、坡及峁等特有的复杂地貌。巨厚的黄土、淤泥及砾石等沉积导致地震激发和接收条件较差，且干燥疏松的黄土层侵蚀洞、缝发育，孔隙度大，对地震波吸收衰减严重，同时原生和次生相干干扰极其严重，地震资料品质差，信噪比低，频带范围窄等问题，为了解决这些方面问题，华北分公司于2013年在镇泾区块何家坪工区部署三维地震勘探工作量为551.958km2，部署炮数52419炮。通过改进三维观测系统设计优化技术，解决资料品质差等方面问题，在何家坪工区发现新的含油气断块。

    1三维观测系统设计优化技术措施

    1.1三维观测系统采集方法研究

    该地区以往地震勘探工作程度较低，观测系统单一，覆盖次数低，不能满足勘探需求，经过软件馍拟论汪，试验分析，确定以下适合本工区观测系统。

    观测系统类型：32L3S140T160F常规束线观测系统，束间滚动重复31条线

    激发方式：中间激发、对称接收

    CMIP面元：20m（Inline）20m（Crossline）

    覆盖次数：10（纵）16（横）=160次接收遭数：32线140道/线=4480道

    道间距：40m接收线距：120m炮点距：40m炮线距：280m

    最大非纵距：1900m纵向最大炮检距：2780m最大炮检距：3367.254m

    横向滚动距：120m纵向滚动距：280m横纵比：0.68

    1.2黄土塬区激发技术研究

    黄土塬区上巨厚黄土层对地震波的吸收衰减作用强，以往资料品质较差，信噪比较低，主要从以下几个方面进行激发技术优化：（1）在以往资料基础上进行详细的试验，获取最佳施工因素，提高采集效果。（2）进行详细的表层调查和岩性录井，并采用垂向阶梯式微测井对黄土塬速度空间结构进行精细调查，绘制最佳激发深度平面图，斜坡区等无真正胶泥层的区域以速度作为井深设计的关键因素，用于指导激发井井深逐点设计。（3）斜坡上的炮点尽量往沟中、塬上和缓坡上布设，以改善采集效果，避免在窄粱和孤立山包上激发。（4）购买高清卫片及高程矢量数据，在高精度的卫星矢量图上做初步避障优化设计，再派专人对炮点按照“五避五就（避高就低、避虚就实、避黄就红，避陡就缓、避干就湿）”的方法进行定位，并进行二次测量，如不理想可重复多次测量。

    1.3过城镇障碍区激发、接收技术研究

    何家坪工区过崇信县城、水资源保护区、龙泉寺国家4A级旅游风景区、柏树乡和9个古墓群等，主要涉及工区1600炮障碍物。其中崇信县城城区4.5平方公里，城内高楼林立，房屋密集目.危房较多，道路纵横交错，干扰大，路面水泥化严重，炮检点布设非常困难；崇信县水源保护区6平方公里，当地规定—级保护区100m禁炮，二级保护区500m范围内禁炮；龙泉寺国家4A级风景区（5平方公里）和古墓群（最大的于家湾古墓群1.5平方公里）文物局及旅游局禁止放炮，炮检点布设准度大，激发和接收主要从以下几个方面进行优化：（1）城区内采用高清卫片合理布设炮点，然后测量逐点进行实测，再进行优化设计，兼顾安全和质量，合理布设城区内、外炮点，采用分层激发技术即城区内采用单深井小药量逼近障碍物，获得浅层资料，减小剖面缺口；城区外围逐渐恢复组合井大药量，确保获得丰富的深层信息。经过分析论证，全反射最低覆盖次数134次，满足设计要求5/6。此外城区针对目的层长81（2240m）覆盖次数分析看，覆盖次数达99次，达到设计要求的5/6。（2）龙泉寺风景区被视为当地政府龙脉（风水），经过工农协调人员和政府多次协商，仍然禁止施工，只允许摆放检波点；为了减小剖面缺口把龙泉寺炮点均匀加密到龙泉寺周围，并尽可能在向龙泉寺内延伸的深沟内加密炮点，然后再采用在该区域增加接收线，以道补炮的方式增加禁炮区覆盖次数。共增加测线22条，线距120m，995个检波点，深层全反射到达设计要求。此外龙泉寺区域针对目的层长81（2240m）履盖次数分析看，覆盖次数最低99次，满足设计要求。（3）古墓群范围内，地方政府禁止放炮；在崇信县城水资源保护区，经过多次协商水源—级、二级保护区放宽，200m内禁炮；技术人员把禁炮区内炮点均匀加密到禁炮区外围，合理变观后，经过分析论证，水源保护区及古墓群能满足设计要求。经过以上技术优化，分析论证，覆盖次数最低达到5/6，满足了设计要求。

    2勘探效果分析

    通过观测系统设计优化，解决了黄土塬地区采集难题，取全取准了浅中深层地下信息，所获取资料较以前有较大改善，单炮记录能量强，信噪比高，频带宽，地震剖面波组特征明显，浅、中、深层有效波组齐全，同相轴连续性好，信噪比较高，构造部位有明显的构造显示，基底清晰，断面波、绕射波、接触关系清楚，过渡自然，能较好的满足构造解释需要，发现和落实一大批断鼻、断块构造，发现多个含油气区块，部署2口探井井位，取得了十分显著地地质效果和经济效益，为该区下—步勘探和开发提供了坚实的基础资料。

    结束语：通过观测系统设计优化，解决了黄土塬区以前资料品质差，信噪比低、剖面缺口大等问题，查明中生界延安组、延长组地层展布及构造发育特征，精确落实局部构造细节，查明中生界主要烃源岩空间分布情况，发现多个含油气区块，部署2口探井井位，经钻探取得显著经济效果。