搜索
宽线地震采集在镇巴地区的应用1引言镇巴区块构造上位于四川盆地东北的大巴山台缘断褶带，西邻米仓山、北靠秦岭造山带、南接四川盆地，处于盆山耦合的复杂带，构造展布形态上表现为向西南凸出的弧形，由巨型逆冲推覆褶皱带构成。构造类型主要为断层相关褶皱、迭瓦状构造及断层三角带。前期基础地质和沉积相综合研究表明，镇巴区块勘探潜力巨大，是攻克川东山前构造带勘探难题的重要靶区之一。镇巴区块内地形以高山、沟谷、造山破碎带等交互出现，形态起伏变化大，从三叠系灰岩出露区开始，灰岩区地形起伏更大，地表切割剧烈，多呈“V”字形山谷，坡度一般在40~50°之间，部分区段地表更陡，甚至达到直立，形成悬崖峭壁。这不仅不利于地震波的激发和接收，而且会严重改变地震波的射线路径，造成山顶炮和山谷炮资料品质的明显差异。工区地下构造复杂，古生代老地层直接裸露于地表，同时受到强烈的构造抬升、挤压作用，深浅层岩石破碎严重，岩性变化差异较大，断裂及断层众多，地层产状变化多端，倾角高陡、直立地层增多。断裂破碎严重，造成地震波传播过程中存在严重的散射损失，不利于地震波能量的传播。2工区地震采集技术难点地震资料质量的好坏很大程度上取决于地震采集各个环节的合理性和适应性，包括地震波的激发、接收以及观测方式等。对于镇巴山地碳酸盐岩区的地震勘探采集。主要有3大难题：2.1复杂山地地震勘探涉及的技术难题(1)信号激发难题：能量和频率的差异，不能完全保证在高速层内激发。(2)信号接收难题：检波器组合难以按设计的组合方式布设。(3)动、静校正问题：起伏地表产生野外静校正量大，近地表模型横向部连续带来的严重动、静校正问题。(4)干扰波问题：散射干扰严重发育。2.2碳酸盐岩裸露区所涉及的地震勘探难题(1)能量和信噪比问题：声阻抗大，反射和透射的纵波能量相当低，碳酸盐岩底和以下地层的反射波信噪比很低。(2)近地表溶蚀问题：近地表的大量溶洞，不仅吸收主要的弹性波能量，而且给钻井带来巨大的难度。(3)出露的碳酸盐岩经过成岩作用和喀斯特化，缝、洞发育，近地表均匀性差，一是导致有效波能量衰减严重；二是产生多种干扰波，干扰波能量强，波场复杂。(4)高速差异引起的NMO问题及地震成像问题：大速度差异产生大的速度非均匀性。2.3山前逆掩推覆带及高陡构造地震勘探难题(1)地震成像问题：山前复杂构造带的地质模型已不满足常规成像方法基于水平层状介质的假设，常规处理流程难以准确成像。倾斜地层的反射波超过临界角时，空间波数域的频带变窄，造成空间成像的模糊。(2)高速层能量屏蔽问题：强逆冲推覆作用下，上覆高速地层的屏蔽，透射能量弱，深层地震反射能量弱，资料信噪比低。(3)观测系统设计问题：在复杂构造带，按地面共中心点来设计覆盖次数与目的层反射点的覆盖次数是两个完全不能等同的概念。针对这些技术难点，通过宽线采集施工进行效果分析,可总结出适合该区碳酸盐区块的地震采集方法。3宽线采集方法及原理3.1技术方法提高山地地震资料品质无非从激发、接收、施工质量控制和观测方法等几个方面开展研究。镇巴地区地震采集重点从优选观测方式入手：①根据以往普查阶段的弯线采集资料经验,地下CMP点离散，影响叠加效果，二维采集要克服施工困难，坚持采用直线施工的方式；②增加覆盖次数是提高资料信噪比的重要手段，但通过减小道距和炮距、单纯增加接收道数和激发点数的做法会急剧增加成本，同时引起随机干扰的相干性增强，减弱叠加压制随机干扰和相干干扰的统计效应；③针对地下的复杂构造，单线的二维采集得不到任何侧面信息，不利于最终的偏移归位，因此野外采集方法采用“宽线观测、直线施工”方式。3.2实施方法宽线施工的线数、线距、炮数等参数取决于论证的覆盖次数和CDP点距、主要干扰波参数、施工成本及效益等。其目的是为了压制干扰波，获得高信噪比二维剖面。因此应在综合论证的基础上实施最佳的炮检组合方式。经过论证的观测系统主要参数为：最大炮检距6570m；道距20m；炮点距40m；CMP点距10m；单条线覆盖次数164次。根据已论证的参数，参考干扰波调查结果，根据线距ΔY=2b(n-1)和线距ΔY≥λ(n-1)来综合计算宽线线距。其中b、λ、n分别为CDP边长、干扰波波长、线数。表1主要干扰波统计表种类v（m/s）f(Hz)λ(m)面波Ⅰ171214122.3面波Ⅱ111411101.3面波Ⅲ750983.3折射波Ⅰ562536156.3折射波Ⅱ458328163.7综合考虑到地形横向变化大的具体情况，选择了20m道距、40m炮距、40m检波线距、80m炮线距、单线656道、4线3炮中点激发的观测系统。其优点是排列错开摆放，地下CMP点增加了不同的射线路径，避免纯粹的垂直叠加。可以分别处理出164、328、984、1312、1476、1968等不同覆盖次数的剖面进行比较。不同覆盖次数和叠加方式剖面的处理效果表明，带有侧面信息的宽线剖面信噪比提高明显。达到了观测系统灵活布设，实现最高性价比的要求。图1观测系统示意图3.3基本原理(1)宽线接收增加了覆盖次数，提高了压制干扰能力。最高覆盖次数可以达到1968次。(2)有利于覆盖次数的均匀，可以减少大坡度地段造成反射空白区的影响，相邻道叠加效应，可最大限度满足覆盖次数均匀的要求。(3)邻道叠加道集内增加了不同的传播路径，减少了干扰的相干性，增加了压噪能力。4采集效果通过精心设计、灵活实施的宽线采集观测系统,配合以激发因素和岩性的优选,加强了接收点耦合,获得了不错的野外原始记录。处理环节上进行了充分的流程、参数试验,重点抓好了层析反演静校正等关键处理手段,最终地震剖面波形活跃、反射波特征明显。无论是陡倾绕射信息,还是内部的构造形态均较清晰,能够较清楚地反映工区的构造构架及主要断层分布。在地震资料品质大幅度提高的基础上,可以开展较准确的构造解释和综合研究。图2ZBN2012-NE-2线4L3S观测系统的叠加剖面（叠次1968）图3ZBN2012-NE-2线1L1S观测系统的叠加剖面（叠次164）5结束语镇巴地区沟深坡陡、峰丛林立，引起地震波场复杂化的横纵向变化都很剧烈，一直是开展地震勘探最难的领域之一。在野外采集实施中，采用三维观测方式的宽线观测系统，可以大幅度提高采集资料品质，同时仅增加了排列工作量和设备投入，影响成本和效率最大的钻井工作量并没有增加，因此值得推广应用。山地宽线观测在实施中要更加注意线距、炮检点综合压制噪音效应的论证,处理中对叠加方式的选择也十分重要,需要在充分试验的基础上确定。