震源組合對高精度勘探的影響分析

1、震源組合對高精度勘探的影響分析張學(xué)銀崔宏良王金寬金海福陳敬國王澤丹謝永紅（東方地球物理公司東部勘探事業(yè)部華北經(jīng)理部，河北任丘062552）【摘要】隨著各富油凹陷勘探開發(fā)程度的提高，針對復(fù)雜斷塊、地層巖性圈閉、低幅度構(gòu)造、薄儲層等 油氣藏的勘探已進(jìn)入了精細(xì)勘探階段，因而，對新采集地震資料的成像精度要求也越來越高。目前國內(nèi)可控 震源勘探均采用多臺組合的形式進(jìn)行，這種方法從理論上來說對勘探精度是有一定影響的，因為組合會產(chǎn)生 時差問題，影響剖面的成像精度。本文開展震源空間組合對靜校正及剖面成像精度的影響分析，并提出應(yīng)對 方法?！娟P(guān)鍵詞】可控震源組合方式初至差值靜校正同相軸成像效果1引言可控震源與炸藥震

2、源相比，具有安 全、環(huán)保、成本的優(yōu)勢，可適合多種復(fù) 雜地表條件作業(yè)。隨著可控震源勘探技 術(shù)的迅速發(fā)展，特別是大噸位可控震源 技術(shù)日益成熟，可控震源作為地震資料 采集的激發(fā)源越來越被更多的石油公 司所青睞。多年來在二連探區(qū)可控震源施工 常用的組合方式為5臺線性組合，由組 合基距產(chǎn)生的組合效應(yīng)將會影響到剖 面的精細(xì)成像，本文將開展震源空間組 合對靜校正及剖面成像精度的影響分 析。2震源組合對初至的影響（1）理論分析首先以兩臺震源為例，討論陣列震 源的方向性。兩臺可控震源間距為d， 它們離地下觀察點(diǎn)P的距離分別為r1 和r2,震源2比震源1領(lǐng)先相位角&。 這里，先假定單個震源產(chǎn)生的地震波是 無方向的

3、。由于觀察點(diǎn)P離震源較遠(yuǎn)， r1和r2均遠(yuǎn)大d,所以可以把由震源1 與2到P點(diǎn)的射線看成是平行的。在考 慮P點(diǎn)的場強(qiáng)振幅時，可以認(rèn)為r1=r2, 但在考慮場強(qiáng)相位時、則不能忽略r1 和r2之間微小的差別，因為正是這個 微小差別造成了兩震源間波程差和相 位差（圖1）。圖1兩臺震源震列的方向性示意圖兩震源到P點(diǎn)的射線與震源陣列法線的夾角記為e，軸向夾角記為？，二先相位為：y/= 先相位為：y/= kd sin 3 + p（1）者互余。由圖可知，兩射線間的波程差 為rl-r2=dsin0 ，由波程差引起的場的 空間相位差為kdsin0，再考慮到震源 2比震源1領(lǐng)先相位角6，所以震源2 相對于震源1在

4、P點(diǎn)的地震波場總的領(lǐng)圖3圖3不同組合基距單炮初至差值對比同理，假設(shè)震源由n個單震源組成， 沿直線以等間距d共線均勻排列，顯然， 各震源激發(fā)的地震波在到達(dá)觀察點(diǎn) P 時，來自震源2的地震波的相位要比來 自震源1的地震波超前一個相位角甲， 來自震源3的地震波又比來自震源2的 地震波相位超前甲，而比來自震源1的 地震波相位超前2甲，其余可依此類推 2（2）正演分析利用正演軟件進(jìn)行類模擬，分別在 5個點(diǎn)激發(fā)（見圖2），分別拾取初至 進(jìn)行對比，可以發(fā)現(xiàn)激發(fā)點(diǎn)點(diǎn)距越大， 初全的差值也就越大，5炮垂直疊加后 與單炮點(diǎn)也存在初至差值：（1）當(dāng)高速頂界面較為穩(wěn)定時， 初全的差值也較為穩(wěn)定；（2）當(dāng)高速頂界面變化

5、較為劇烈 時，初全的差值也變化劇烈（見圖3）。（3）實際資料分析5臺2次與1臺2次初至差值對 比對比三種組合方式分別與單臺震 源在遠(yuǎn)、中、近排列的初至差值（見圖 4、圖5、圖6、圖7）。斜交排列差值 最大，差值變化范圍0-49ms，垂直排列 差值變化范圍0-45ms，平行排列差值規(guī) 律性較強(qiáng)，變化范圍0-33ms。圖4二連探區(qū)常用震源組合方式圖5不同方向組合遠(yuǎn)排列接收初至對比圖6不同方向組合中排列接收初至對比SiPkk-SIPkk圖7不同方向組合近排列接收初至對比圖4二連探區(qū)常用震源組合方式圖5不同方向組合遠(yuǎn)排列接收初至對比圖6不同方向組合中排列接收初至對比SiPkk-SIPkk圖7不同方向組

6、合近排列接收初至對比通過對比分析不難看出，平行排列 在遠(yuǎn)、中、近排列上的規(guī)律較強(qiáng)，基本 呈線性變化規(guī)律，遠(yuǎn)排列誤差小，近排 列誤差大。而斜交排列與垂直排列不僅 在遠(yuǎn)、中、近排列上無規(guī)律可循，而且 在排列的左右兩邊也有劇烈的變化。5臺2次、5臺1次、2臺2次 初至差值對比對比5臺2次、5臺1次、2臺2 次單炮初至差值，分析結(jié)果表明5臺2 次與5臺1次差值較小，在5ms以內(nèi)； 而與2臺2次相比均存在較大差值，差 值變化范圍在0-20ms，這進(jìn)一步說明初 至拾取差值與震次無關(guān)，而與組合的臺 數(shù)關(guān)系較大。尤其在近炮點(diǎn)差值較大 （見圖8、表1）。0dJ)2:（3）0dJ)2:（3）圖10 2臺與5臺靜校

7、正量差值分析表1 5臺2次、5臺1次及2臺2次初至差值統(tǒng)計表5*2Pick-5*2Pick-5*lPick-樁號5*lFick?B圍2*2PickC2264線)范圍2*2Pick整2四批）范圍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小結(jié)：分析結(jié)果表明，組合基距越 大，對初至?xí)r間影響越大。3震源組合對靜校正的影響折射波時距方程為1T=X + ts（2）其中：T為從炮

8、點(diǎn)到檢波點(diǎn)的總旅 行時X為炮點(diǎn)到檢波點(diǎn)的距離Vr為折射界面的速度tr為檢波點(diǎn)的延遲時ts為炮點(diǎn)的延遲時利用延遲時我們可以求出該點(diǎn)的低降速帶厚度，即將其轉(zhuǎn)化為與延遲時的關(guān)系則有單臺與5臺不同組合方式的對比從上面的表層靜校正量公式可以 看出，如果vw和vr均為定量，則靜校正 量只與延遲時有關(guān)。因此我們可以利用 這個公式進(jìn)行靜校正量誤差的分析。對比單臺與不同組合方式的靜校正量差值（見圖9），我們可以看到它 們之間存在明顯的差異，斜交、垂直排 列組合方式的誤差較小，平行排列的組 合方式誤差較大，但平行排列的組合方 式的規(guī)律性較強(qiáng)。2臺與5臺不同組合方式靜校正量差 值對比對二者單炮的靜校正量分析，可以

9、看出最大誤差絕對值達(dá)到20ms，相對誤 差達(dá)到了 35ms （見圖10）。圖9單臺與不同組合方式靜校正量差值分析對比單炮交叉應(yīng)用靜校正量的效果表明，2臺應(yīng)用了 2臺的靜校正量后效果明顯變好，而2臺應(yīng)用5臺的靜校 正量后單炮記錄出現(xiàn)明顯的扭曲（圖 11），應(yīng)用效果變差。從共偏移距剖面 看，2臺2次靜校正效果要好于5臺2圖12 2臺與5臺共偏移距剖面對比小結(jié)：5臺不同組合方式與單臺之 間存在明顯的靜校正量差值，同時對5 臺2次與2臺2次靜校正量應(yīng)用結(jié)果表 明，2臺2次與5臺2次的靜校正量存 在差別，2臺2次效果好于5臺2次。 綜合分析說明，震源組合存在著靜校正 量的誤差，組合基距越小誤差也越小。

10、4震源組合對成像效果的影響（1）對動校正的影響對二連探區(qū)常用的三種組合方式 單炮記錄的折射波速度進(jìn)行分析（見圖 4），以中間第4號車（即組合中心） 為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比，可以看出不同組合方 式的單炮記錄淺層折射速度存在較大 差異，平行排列差異較小，而斜交排列 的差異最大。利用2400m/s速度對不同 組合方式進(jìn)行線性動校，以第四號車為 標(biāo)準(zhǔn)，可以看出動校后的記錄存在較大 差異，其中平行排列效果較好，其他兩 種效果最差（見圖13）。圖13不同組合方式線性動校正記錄 小結(jié)：對不同組合方式單炮記錄的 速度分析及動校結(jié)果表明，不同組合方 式對地震波的傳播、接收有一定的影 響，導(dǎo)致單炮記錄存在較大差異，從而

11、也會影響最終剖面的成像效果。（2）對疊加成像的影響利用SH地區(qū)5臺2次、1臺2次疊 加剖面對不同構(gòu)造位置的同相軸進(jìn)行 差值對比（見圖14）通過對5臺2次和1臺2次剖面不同位置、不同產(chǎn)狀的 同相軸差值分析，產(chǎn)狀較為平緩時差值 范圍0-14ms，產(chǎn)狀較為陡峭時差值范圍 0-24ms，傾角越陡產(chǎn)生的差值越大（見 圖 15）。圖14選取不同構(gòu)造位置的同相軸以有效地解決組合效應(yīng)產(chǎn)生的問題，是 未來的發(fā)展方向。致謝 在本項目的研究過程中，得到了 東方公司科技發(fā)展部、東部勘探事業(yè) 部、華北油田公司勘探部、油藏評價部 有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和專家的大力支持和幫助，在 此表示衷心的感謝！參考文獻(xiàn)1 Mike Cox著，李培明等譯.反射地震勘探靜校正技術(shù).北京：石油工業(yè)出版社，2004圖15圖15不同構(gòu)造位置同相軸對比差值姜弢.基于相控震源的地震波定向方法研究.中國博士學(xué)位