精細(xì)勘察階段可控震源組合方向?qū)Τ上窬鹊挠绊?/h1>
2019-10-21 09:16:14王治中
科學(xué)與財富 2019年15期
王治中
摘 要：可控震源與炸藥震源相比，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)。隨著油田凹陷勘探開發(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。多臺可控震源平行、垂直、斜交排列的組合方式將會影響地震采集資料的精度，平行排列產(chǎn)生的誤差變化相對簡單，規(guī)律性較強(qiáng)，是一種相對較好的組合方法。多臺可控震源施工，采用初至靜校正方法時，可以利用中間的單臺震源先振一次，并單獨記錄數(shù)據(jù)并用于靜校正處理。
關(guān)鍵詞：油田凹陷勘探；可控震源；組合方向；成像精度； 地質(zhì)體
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。多年來在可控震源施工常用的組合式為5臺線性組合，組合效應(yīng)將會影響到剖面的精細(xì)成像，本文將開展可控震源組合方向?qū)o校正及地質(zhì)體成像精度的影響分析。
目前國內(nèi)可控震源勘探均采用多臺組合的形式施工，這種方法從理論上來說對地震采集的資料是有一定影響的，組合產(chǎn)生的時差問題會影響地質(zhì)體的成像精度。通過模型正演及實際的野外地震采集資料分析發(fā)現(xiàn)，可控震源組合方向?qū)o校正及地質(zhì)體成像精度有較大影響，若多臺震源組合，采用平行排列組合的方式所產(chǎn)生的誤差變化相對簡單，規(guī)律性較強(qiáng)，是一種相對較好的組合方式。
1 可控震源組合方向影響
1.1 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P的距離分別為r1和r2（圖1），震源2比震源1領(lǐng)先相位角β。這里先假定單個震源產(chǎn)生的地震波是無方向的。由于觀察點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點的射線看成是平行的。在考慮P點的場強(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）。兩震源到P點的射線與震源陣列法線的夾角記為θ，軸向夾角記為，二者互余。由圖1可知，兩射線間的波程差為r1-r2=dsinθ，由波程差引起的場的空間相位差為kdsinθ，再考慮到震源2比震源1領(lǐng)先相位角β，所以震源2相對于震源1在P點的地震波場總的領(lǐng)先相位為：
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，來自震源3的地震波又比來自震源2的地震波相位超前， 而比來自震源1的地震波相位超前2 ，其余可依此類推。
1.2 正演分析
利用正演軟件進(jìn)行類模擬，分別在5個點激發(fā)（圖2），分別拾取初至進(jìn)行對比，可以發(fā)現(xiàn)激發(fā)點點距越大，初至的差值也就越大，5炮垂直疊加后與單炮點也存在初至差值：（1）當(dāng)高速頂界面較為穩(wěn)定時，初至的差值也較為穩(wěn)定；（2）當(dāng)高速頂界面變化較為劇烈時，初至的差值也變化劇烈。
1.3 實際資料分析
5 臺2 次與1 臺2 次初至差值對比對比3種組合方式分別與單臺震源在遠(yuǎn)、中、近排列的初至差值，發(fā)現(xiàn)斜交排列差值最大，差值變化范圍為0～49ms；垂直排列差值變化范圍為
0～45ms；平行排列差值規(guī)律性較強(qiáng)，變化范圍為0～33ms。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)、、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。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。尤其在近炮點差值較大。分析結(jié)果表明，組合基距越大，對初至?xí)r間影響越大。
2 可控震源組合方向?qū)o校正的影響
對比單臺與不同組合方式的靜校正量差值，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)。對比單炮交叉應(yīng)用靜校正量的效果表明，2臺2次應(yīng)用了2臺2次的靜校正量后效果明顯變好，而2 臺2次應(yīng)用5臺2次的靜校正量后單炮記錄出現(xiàn)明顯的扭曲，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次。
3 可控震源組合對成像效果的影響
對二連探區(qū)常用的3種組合方式單炮記錄的折射波速度進(jìn)行分析，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)行線性動校正，以第4號車為標(biāo)準(zhǔn)，可以看出動校正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。由上述可知，對不同組合方式單炮記錄的速度分析及動校正結(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，從而也會影響最終剖面的成像效果。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。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為0～14ms，產(chǎn)狀較為陡峭時差值范圍為0～24ms，傾角越陡產(chǎn)生的差值越大。
參考文獻(xiàn)：
[1]王光德. 可控震源源驅(qū)動技術(shù)的實現(xiàn)方法[J]. 物探裝備. 2012（02）
王治中
摘 要：可控震源與炸藥震源相比，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)。隨著油田凹陷勘探開發(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。多臺可控震源平行、垂直、斜交排列的組合方式將會影響地震采集資料的精度，平行排列產(chǎn)生的誤差變化相對簡單，規(guī)律性較強(qiáng)，是一種相對較好的組合方法。多臺可控震源施工，采用初至靜校正方法時，可以利用中間的單臺震源先振一次，并單獨記錄數(shù)據(jù)并用于靜校正處理。
關(guān)鍵詞：油田凹陷勘探；可控震源；組合方向；成像精度； 地質(zhì)體
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。多年來在可控震源施工常用的組合式為5臺線性組合，組合效應(yīng)將會影響到剖面的精細(xì)成像，本文將開展可控震源組合方向?qū)o校正及地質(zhì)體成像精度的影響分析。
目前國內(nèi)可控震源勘探均采用多臺組合的形式施工，這種方法從理論上來說對地震采集的資料是有一定影響的，組合產(chǎn)生的時差問題會影響地質(zhì)體的成像精度。通過模型正演及實際的野外地震采集資料分析發(fā)現(xiàn)，可控震源組合方向?qū)o校正及地質(zhì)體成像精度有較大影響，若多臺震源組合，采用平行排列組合的方式所產(chǎn)生的誤差變化相對簡單，規(guī)律性較強(qiáng)，是一種相對較好的組合方式。
1 可控震源組合方向影響
1.1 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P的距離分別為r1和r2（圖1），震源2比震源1領(lǐng)先相位角β。這里先假定單個震源產(chǎn)生的地震波是無方向的。由于觀察點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點的射線看成是平行的。在考慮P點的場強(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）。兩震源到P點的射線與震源陣列法線的夾角記為θ，軸向夾角記為，二者互余。由圖1可知，兩射線間的波程差為r1-r2=dsinθ，由波程差引起的場的空間相位差為kdsinθ，再考慮到震源2比震源1領(lǐng)先相位角β，所以震源2相對于震源1在P點的地震波場總的領(lǐng)先相位為：
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，來自震源3的地震波又比來自震源2的地震波相位超前， 而比來自震源1的地震波相位超前2 ，其余可依此類推。
1.2 正演分析
利用正演軟件進(jìn)行類模擬，分別在5個點激發(fā)（圖2），分別拾取初至進(jìn)行對比，可以發(fā)現(xiàn)激發(fā)點點距越大，初至的差值也就越大，5炮垂直疊加后與單炮點也存在初至差值：（1）當(dāng)高速頂界面較為穩(wěn)定時，初至的差值也較為穩(wěn)定；（2）當(dāng)高速頂界面變化較為劇烈時，初至的差值也變化劇烈。
1.3 實際資料分析
5 臺2 次與1 臺2 次初至差值對比對比3種組合方式分別與單臺震源在遠(yuǎn)、中、近排列的初至差值，發(fā)現(xiàn)斜交排列差值最大，差值變化范圍為0～49ms；垂直排列差值變化范圍為
0～45ms；平行排列差值規(guī)律性較強(qiáng)，變化范圍為0～33ms。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)、、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。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。尤其在近炮點差值較大。分析結(jié)果表明，組合基距越大，對初至?xí)r間影響越大。
2 可控震源組合方向?qū)o校正的影響
對比單臺與不同組合方式的靜校正量差值，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)。對比單炮交叉應(yīng)用靜校正量的效果表明，2臺2次應(yīng)用了2臺2次的靜校正量后效果明顯變好，而2 臺2次應(yīng)用5臺2次的靜校正量后單炮記錄出現(xiàn)明顯的扭曲，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次。
3 可控震源組合對成像效果的影響
對二連探區(qū)常用的3種組合方式單炮記錄的折射波速度進(jìn)行分析，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)行線性動校正，以第4號車為標(biāo)準(zhǔn)，可以看出動校正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。由上述可知，對不同組合方式單炮記錄的速度分析及動校正結(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，從而也會影響最終剖面的成像效果。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。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為0～14ms，產(chǎn)狀較為陡峭時差值范圍為0～24ms，傾角越陡產(chǎn)生的差值越大。
參考文獻(xiàn)：
[1]王光德. 可控震源源驅(qū)動技術(shù)的實現(xiàn)方法[J]. 物探裝備. 2012（02）
