過德州市城區(qū)地震勘探中的變觀設計

過德州市城區(qū)地震勘探中的變觀設計

合理的變觀方案不僅是穿越城市的主要障礙，也是地震采集的重要課題。1三維觀測系統(tǒng)的變換設計1.1地震地質目的層川西凹陷是一個非常重要的油氣成熟勘探區(qū),德陽地區(qū)地處成都平原,構造位置處于川西坳陷東斜坡帶構造弱變形區(qū),構造圈閉及斷層普遍不夠發(fā)育。此次三維勘探以侏羅系、三疊系上統(tǒng)須家河組為主要勘探目的層,兼顧三疊系中統(tǒng)雷口坡組。根據(jù)勘探地質任務的要求,充分借鑒鄰區(qū)三維勘探經(jīng)驗,并選取本區(qū)內(nèi)具有代表性的前期二維地震資料,求取地球物理參數(shù),建立相應地球物理及近地表模型,分別對激發(fā)和接收參數(shù)進行分析、論證,從中選出最佳的地震采集參數(shù),再利用鉆井、測井等資料對求取的參數(shù)進行驗證,確保其準確1.2城市核心內(nèi)地震區(qū)地質點布設探區(qū)遍布城鎮(zhèn)及各類工業(yè)設施等障礙物,以往受采集裝備及技術條件的限制,存在城區(qū)地震資料空白區(qū)。由于使用炸藥作為激發(fā)源,選擇激發(fā)點與接收點都十分困難,致使激發(fā)與接收條件變差,導致不能合理布設物理點;同時城區(qū)內(nèi)各種環(huán)境噪聲干擾嚴重,且復雜多變。德陽市城區(qū)位于技術設計滿覆蓋范圍內(nèi),城區(qū)面積69.48km1.3地震采集方案設計(1)進行精細踏勘,精確圈定城區(qū)及其邊緣每一個可以布設的激發(fā)、接收點,詳細調(diào)查地面、地下設施分布情況,綜合利用各種地理信息(如:高清晰衛(wèi)星照片、城區(qū)交通圖等),充分了解地形、地物,針對地震勘探的目的層,利用先進的采集論證軟件進行地震采集參數(shù)論證和觀測系統(tǒng)設計,力求選擇最佳的地震采集方案。(2)在全工區(qū)統(tǒng)一的觀測系統(tǒng)基礎上,采用束間變觀或特殊觀測方式,通過設計分析軟件進行動態(tài)模擬,選擇既保證效果又經(jīng)濟可行的激發(fā)點和觀測方式。在城區(qū)內(nèi)加密接收線,能夠在炮點較少或缺失的情況下彌補炮檢距的不足,增加覆蓋次數(shù)和壓制環(huán)境干擾。(3)逐炮選點,盡量逼近,充分利用城區(qū)空地采用深井小藥量激發(fā),主城區(qū)中的檢波點順街道設置,盡量不丟點。(4)在城區(qū)外圍加密炮點,彌補城區(qū)內(nèi)大炮檢距資料的不足,同時,在城區(qū)內(nèi)增加固定排列,在城區(qū)外放炮,提高資料深層信噪比及外圍資料的覆蓋次數(shù),確保疊加剖面不斷開,盡可能多地獲取城區(qū)反射資料,減少資料空白區(qū),保護中、淺層有效信息,同時確保激發(fā)安全。1.4涉及檢波線的束根據(jù)理論設計的炮檢點分布,本次采集在城區(qū)共涉及57束,涉及炮線50條,檢波線48條。為確保安全和接收效果,在檢波點放樣前,進行地下管網(wǎng)和空洞探測和調(diào)查,放樣時避開這類障礙物,以便合理放樣和合理偏移。1.4.1小藥量激發(fā)激發(fā)炮井激發(fā)總體水平城區(qū)周邊炮點主要根據(jù)束內(nèi)調(diào)整和束間調(diào)整相結合的原則進行布設。按照先移井后加井的原則,盡可能逼近德陽市城區(qū),在城區(qū)周邊、空地區(qū)域多布設炮井,逼近城區(qū)的炮井采用小藥量激發(fā)。德陽城區(qū)理論設計炮點3110個,通過多次協(xié)調(diào),共移炮1126個,在城區(qū)內(nèi)空地加炮1375個,比理論炮數(shù)僅少521炮,對保證大部分目的層剖面不斷開、減少主要目的層資料空白起到了重要作用。1.4.2檢波點偏移的限制條件比選考慮到城區(qū)環(huán)境的復雜性及檢波器埋置比較困難的實際情況,選用單點數(shù)字檢波器接收。按沿街靈活放樣、就近調(diào)整的原則進行布設(見圖3)。為了便于靈活布設城區(qū)內(nèi)檢波點,檢波點偏移的限制條件根據(jù)實際情況適當放寬,做到盡量不大于240m接收線距,不重線,不重點,不交叉。同時盡量將檢波點布設在學校操場、小區(qū)花園、街道綠化帶、花臺等接收條件相對較好的有土壤區(qū)域,在街道水泥地面則訂做埋置檢波器的專門磚坯,盡可能保證每一個檢波點的接收效果。整個城區(qū)未丟道,盡量保護了城區(qū)內(nèi)有效反射信息。1.4.3接收束間變觀為盡可能多地接收到城區(qū)內(nèi)的反射信號,涉及城區(qū)的炮點盡量采用中間對稱觀測系統(tǒng)排列接收(136+136點),即:北邊的炮點南邊接收點不少于136點,中間的炮點南、北兩邊接收點均不少于136點,南邊的炮點北邊接收點不少于136點。同時,為減少資料空白區(qū)域,增加有效覆蓋次數(shù),選取了1584炮采用13條或14條檢波線接收束間變觀方式。且一部分炮點布設在接收排列內(nèi),另一部分炮點布設在接收排列外(見圖4)。1.5技術措施效果一個理想的變觀方案應確保各目的層有效覆蓋次數(shù)相對均勻;炮檢距分布合理,具有較合適的方位角分布范圍。因此,在變觀方案確定后,應對有效覆蓋次數(shù)、炮檢距及方位角等屬性的合理性進行分析。對不同范圍的炮檢距對應的覆蓋次數(shù)進行模擬,并與理論設計相比較,結果如表1。從最小炮檢距分布情況可以看到(見圖5),理論設計小炮檢距分布范圍為44.7~330m;禁炮后,禁炮區(qū)內(nèi)小炮檢距缺失較多,小炮檢距分布范圍大多超過了3400m(圖中黃色、橙色、紅色區(qū)域),部分區(qū)域甚至出現(xiàn)了炮檢距空白區(qū)(圖中白色區(qū)域);采取技術措施后禁炮區(qū)內(nèi)的小炮檢距得到有效補償,消除了炮檢距空白區(qū),絕大部分區(qū)域最小炮檢距小于3000m,小部分區(qū)域最小炮檢距在3000~4000m,個別面元超過4000m。從觀測系統(tǒng)炮檢距、方位角玫瑰圖和方位角分布對比(圖6)可以看出:變觀后方位角分布比理論設計寬,炮檢距基本呈對稱分布。玫瑰圖中優(yōu)勢方位角的分布范圍較寬,小炮檢距變化較均勻、方位角分布呈現(xiàn)較快變化的趨勢。2現(xiàn)場監(jiān)控資料采集德陽地區(qū)是川西重點油氣生產(chǎn)勘探區(qū),城區(qū)地震資料以往為空白區(qū),不利于對該區(qū)作出總體評價。通過使用新設備新技術,德陽三維采集項目得以成功實施,使得該區(qū)與周圍地區(qū)可以進行三維資料聯(lián)片處理和解釋,奠定了整體綜合研究的基礎。對穿越德陽城區(qū)排列外放炮的典型單炮(13條線接收)進行分析,從原始單炮資料來看,近炮線接收能量較強,面波及折射波干擾嚴重,淺、中深層反射信息豐富;遠炮線接收小炮檢距資料極少(淺層資料),但中深層反射連續(xù)性較好(見圖7)。資料采集結束后,對穿越德陽城區(qū)聯(lián)束采集數(shù)據(jù)進行了全三維疊加監(jiān)控處理。分別作了變觀前(沒有加載增補的炮點)和變觀后疊加監(jiān)控處理,疊后抽取中間滿覆蓋等間距的INLINE線進行顯示。根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)控處理疊加剖面分析,變觀前城區(qū)最大時間缺口約為2100ms(圖8a),三疊系上統(tǒng)須五以上資料缺失;變觀后城區(qū)最大時間缺口約為1700ms(圖8b),勘探目的層侏羅系上統(tǒng)資料缺失,中統(tǒng)部分資料缺失,而侏羅系下統(tǒng)及以下目的層沒有受到影響。從現(xiàn)場監(jiān)控處理初疊變觀后剖面來看,主要勘探目的層信噪比高,連續(xù)性好,波組特征清晰,淺層反射特征清楚;層間反射信息豐富,深層資料反射能量強,可以連續(xù)對比追蹤,達到了采集任務的要求。3觀測系統(tǒng)變觀設計的實踐認識類似德陽城區(qū)這樣的特大型障礙物區(qū)進行三維地震勘探時,合理的變觀方案是完成地震采集任務的關鍵。通