雷揚(yáng)，吳聞靜，李穎，周德帥，劉勝

（1.中石化石油工程地球物理有限公司南方分公司，四川成都610041；2.中石化石油工程地球物理有限公司南方分公司德陽中心，四川德陽618000）

川西龍門山地區(qū)受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，呈現(xiàn)出典型的地表、地腹“雙復(fù)雜”的地震地質(zhì)特征，獲得能夠較好反映地下構(gòu)造特征的地震資料難度較大。復(fù)雜的地表結(jié)構(gòu)導(dǎo)致干擾波異常發(fā)育，種類繁多，能量差異相對(duì)較大，其中以面波、散射波等次生線性噪音最為典型，這類強(qiáng)干擾波頻率從低至高、能量從弱至強(qiáng)均不同程度存在于單炮記錄中，對(duì)有效反射壓制明顯，這類地區(qū)干擾波發(fā)育是影響地震資料品質(zhì)的重要因素之一，針對(duì)龍門山山前帶，開展了多期次地震采集攻關(guān)，但是在解決龍門山及山前帶隱伏構(gòu)造區(qū)成像問題上仍然具有較大缺陷，尤其是作為關(guān)鍵基礎(chǔ)環(huán)節(jié)之一的大組合基距接收技術(shù)一直因大山區(qū)對(duì)組合高差限制而未獲得有效突破，龍門山地區(qū)剖面成像效果極差，構(gòu)造解釋不可靠。

本輪地震采集工作重點(diǎn)針對(duì)大組合基距接收的瓶頸組合高差限制開展了攻關(guān)，憑借前人認(rèn)識(shí)、經(jīng)驗(yàn)及理論計(jì)算公式進(jìn)行了理論分析；建立了符合區(qū)域特征的理論模型，開展理論模型的正演模擬記錄對(duì)比分析；在現(xiàn)場(chǎng)開展了一系列系統(tǒng)化的組合高差對(duì)比試驗(yàn)，并進(jìn)行了定性、定量的對(duì)比分析；結(jié)合理論分析、模型分析、實(shí)際資料分析總結(jié)出了龍門山地區(qū)組合高差的適應(yīng)范圍可放大到25m，為大組合基距接收技術(shù)奠定了基礎(chǔ)，大大促進(jìn)了剖面成像效果改善，增強(qiáng)了龍門山山前帶構(gòu)造解釋精度；通過理論分析、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析，總結(jié)了龍門山地區(qū)最大組合高差計(jì)算中速度、波長(zhǎng)范圍的合理值。

1 組合高差理論計(jì)算

根據(jù)目前的勘探規(guī)范要求：同一組合內(nèi)，檢波器最大組合高差小于視波長(zhǎng)的1/4。即：Δh=V0/(4Fdom)；近年來，李慶忠院士觀點(diǎn)：大多數(shù)情況下實(shí)際起作用的表層速度是降速層速度V1，甚至是高速層速度V2。即：Δh=V1/(4Fdom)，或Δh=V2/(4Fdom)；在很多目的層主頻不是很高而次生干擾波非常發(fā)育的地區(qū),做到組內(nèi)時(shí)差只要沒有超過視周期的1/2就可以得到信噪比較高的低頻資料。另外,在處理過程中所做的水平疊加處理還可以進(jìn)一步校正個(gè)別道上的波形失真。因此組合高差計(jì)算采用的公式為Δh=V1/(4Fdom)，或Δh=V2/(4Fdom)(Fdom為目的層主頻)，這樣就會(huì)使野外組合高差允許值增加數(shù)倍,進(jìn)而使得垂直測(cè)線大距離拉開組合成為可能,壓制次生干擾波的能力也會(huì)大大增強(qiáng)。而根據(jù)西南石油大學(xué)尹成教授對(duì)漸變地表及突變地表組合高差的理論研究認(rèn)為：突變地表情況下，最大組合高差限制應(yīng)為視波長(zhǎng)的3/8，而漸變地表情況下，最大組合高差限制則可放大到視波長(zhǎng)的3/4。

根據(jù)龍門山地區(qū)實(shí)際情況，需要保護(hù)的主頻相對(duì)較低，僅在30Hz左右，組內(nèi)時(shí)差沒有超過視周期的1/2就可以得到信噪比較高的低頻資料，試算了工區(qū)的實(shí)際最大組合高差（表1）：

（1）按李慶忠院士的觀點(diǎn)，要保護(hù)主頻30Hz的有效波，組內(nèi)高差應(yīng)控制在25m左右。

表1 龍門山大山區(qū)最大組合高差理論計(jì)算一覽表

（2）按尹成教授的觀點(diǎn)，要保護(hù)主頻30Hz的有效波，在地表高程漸變區(qū)，組內(nèi)高差應(yīng)小于40m。

2 理論模型正演記錄組合高差分析

基于龍門山近地表實(shí)際情況，建立了相應(yīng)的近地表結(jié)構(gòu)模型，正演模型地表為高程連續(xù)變化，從0m逐漸變化到60m，地下為水平層狀模型，建立了低速層（V0=600m/s,H0=10m）、降速層（V0=1600m/s,H0=20m）、高速層1（V1=2500m/s,H1=500m）、高速層2（V2=4000m/s,H2=500m）、高速層3（V3=5500m/s,H3=500m）,在正演模型地表布設(shè)了組合高差為5m的接收點(diǎn)共計(jì)13個(gè)，激發(fā)點(diǎn)高程為0m。

對(duì)理論模型（圖1）不同組合高差波形特征進(jìn)行定性分析認(rèn)為：最大組合高差限制在25m以下，波形無明顯畸變，25m以上不同深度目的層有效反射波形出現(xiàn)了明顯畸變（圖2）。

3 實(shí)際資料組合高差分析

圖1 組合高差正演分析理論模型

圖2 理論模型正演最大組合高差定性分析（T0=1200ms）

選擇泥盆系灰?guī)r裸露區(qū)進(jìn)行最大組合高差限制試驗(yàn)。通過野外實(shí)際布設(shè)的組內(nèi)高差5m、最大組合高差60m的檢波器組合方式進(jìn)行接收。將試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行室內(nèi)組合，組成0～60m、組合高差間隔5m記錄，進(jìn)行波形變化的定性分析。通過定性分析認(rèn)為：從淺至深目的層最大組合高差限制在25m以下，波形保持較好，變化不明顯（圖3、圖4）。

圖3 實(shí)際測(cè)試資料最大組合高差定性分析（1800～2600ms）

4 最大組合高差理論公式適應(yīng)性分析

根據(jù)理論模型及實(shí)際資料分析認(rèn)為：最大組合高差限制在25m以下，波形變化不明顯。選取0～25m組合高差記錄的固定深度進(jìn)行頻譜分析，獲得主頻范圍，通過統(tǒng)計(jì)尋找到固定深度需要保護(hù)的主頻，反算出最大組合高差限制因素選擇條件（表2），并與實(shí)際組合高差對(duì)比分析認(rèn)為：

圖4 實(shí)際測(cè)試資料最大組合高差定性分析（3800～4600ms）

（1）龍門山大山區(qū)采用降速層速度V1計(jì)算最大組合高差與實(shí)際情況吻合度較高，低速層速度V0計(jì)算出來的最大組合高差限制較實(shí)際組合高差小，不利于施工過程中大組合基距的實(shí)施，而通過高速層速度V2計(jì)算的最大組合高差限制過大，容易導(dǎo)致波形畸變，同時(shí)也不利于對(duì)高頻信號(hào)的保護(hù)。

（2）按照傳統(tǒng)的1/4波長(zhǎng)、李慶忠院士提出的1/2波長(zhǎng)以及尹成教授提出的3/4波長(zhǎng)進(jìn)行最大組合高差計(jì)算認(rèn)為：傳統(tǒng)的1/4波長(zhǎng)計(jì)算最大組合高差限制較實(shí)際情況較小，與龍門山地區(qū)組合高差限制實(shí)際情況不吻合；而尹成教授提出的3/4波長(zhǎng)計(jì)算出來的最大組合高差限制較實(shí)際資料分析結(jié)果明顯偏大，過大的組合高差易導(dǎo)致波形畸變、高頻信號(hào)損失；而李慶忠院士提出的1/2波長(zhǎng)計(jì)算最大組合高差限制與實(shí)際情況較吻合，尤其是針對(duì)淺層需要保護(hù)的主頻相對(duì)較高的情況下，實(shí)際高差組合分析結(jié)果正好落在1/4波長(zhǎng)與1/2波長(zhǎng)計(jì)算結(jié)果之間，所以認(rèn)為：龍門山地區(qū)最大組合高差限制采用李慶忠院士提出的1/2波長(zhǎng)計(jì)算公式較好。

5 應(yīng)用效果

表2 龍門山地區(qū)實(shí)際資料反算最大組合高差一覽表

結(jié)合上述分析，在龍門山地區(qū)將檢波器組內(nèi)最大高差放大，控制在25m左右，增加檢波器的最大組合基距，獲得了信噪比較高的原始記錄，同時(shí)對(duì)剖面成像效果改善明顯，尤其是山前隱伏帶等重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域構(gòu)造特征更加明顯（圖5）。

6 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

圖5 新老資料剖面成像效果對(duì)比（上：新資料，下：老資料）

通過理論計(jì)算、理論模型的定性分析、組合高差試驗(yàn)資料定性分析、試驗(yàn)資料定量分析、最大組合高差反算后與實(shí)際資料再進(jìn)行對(duì)比等方法，獲得以下認(rèn)識(shí)：

（1）龍門山雙復(fù)雜區(qū)，重點(diǎn)是提高原始資料信噪比，改善剖面成像效果，所以有效波的低頻信息為重點(diǎn)保護(hù)對(duì)象，檢波器大組合基距對(duì)有效波不會(huì)造成較大傷害。

（2）結(jié)合龍門山大山區(qū)近地表情況對(duì)組合高差限制進(jìn)行理論計(jì)算、對(duì)理論模型進(jìn)行定性分析以及對(duì)組合高差試驗(yàn)資料進(jìn)行分析認(rèn)為：龍門山大山區(qū)最大組合高差限制應(yīng)控制在25m以內(nèi)。

（3）根據(jù)理論試算及試驗(yàn)資料對(duì)比分析結(jié)果認(rèn)為：龍門山地區(qū)采用降速層速度V1計(jì)算最大組合高差更加合理。

（4）根據(jù)最大組合高差定量分析結(jié)果認(rèn)為：龍門山地區(qū)采用李慶忠院士提出的1/2波長(zhǎng)計(jì)算最大組合高差更加合理。

（5）合理檢波器組合高差是大山區(qū)實(shí)施大組合基距檢波器接收的基礎(chǔ)，更加有利于壓制噪音，提高資料信噪比，改善剖面成像效果，落實(shí)區(qū)域構(gòu)造特征。

[1]吳希光，李亞林，張孟，等.復(fù)雜地區(qū)地震資料低信噪比的原因及對(duì)策(一)——表層散射波是導(dǎo)致地震資料低信噪比的根本原因[J].天然氣工業(yè)，2012，32(1):27-30.

[2]吳希光，李志榮，李正佳，等.復(fù)雜地區(qū)地震資料低信噪比的原因及對(duì)策(二)——表層散射波的基本性質(zhì)及形態(tài)特征[J].天然氣工業(yè)，2012，32(2):38-42.

[3]吳希光，李志榮，張曉斌，等.復(fù)雜地區(qū)地震資料低信噪比的原因及對(duì)策(三)——表層散射波壓制的技術(shù)方法[J].天然氣工業(yè)，2012，32(3):57-61.

[4]李慶忠.論地震次生干擾——兼論困難地區(qū)地震記錄的改進(jìn)方向[J].石油地球物理勘探，1983，18(3):207-225.

[5]李慶忠.論地震次生干擾(續(xù))——兼論困難地區(qū)地震記錄的改進(jìn)方向[J].石油地球物理勘探，1983，18(4):295-314.

[6]羅岐峰，胡杰，張立軍，等.柴達(dá)木盆地復(fù)雜山地組合壓噪特性分析[J].青海石油，2013，31(2):7-13.

[7]羅仁澤，黃元溢，曾俊峰，等.寬線大組合地震接收原理及實(shí)踐[J].天然氣技術(shù)與經(jīng)濟(jì)，2011，5(1):21-23.

[8]吳超，彭更新，雷剛林，等.寬線加大組合地震技術(shù)在庫車坳陷中部勘探中的應(yīng)用[J].勘探地球物理進(jìn)展，2008，31(4):290-295.

[9]李慶忠，魏繼東.論檢波器橫向拉開組合的重要性[J].石油地球物理勘探，2008，43(4):375-382.