可控震源在塔里木盆地地震勘探中可行性應(yīng)用及效果

塔里木盆地地表?xiàng)l件多為戈壁和沙漠，生態(tài)環(huán)境脆弱，地震勘探采集成本高，資料信噪比低，安全環(huán)保要求嚴(yán)，傳統(tǒng)的炸藥震源采集方法較為成熟，然其生產(chǎn)效率已達(dá)極限。皮山三維地震勘探資料采集項(xiàng)目，是中國(guó)石化集團(tuán)首次在高流動(dòng)性沙漠區(qū)，大規(guī)模采用可控的震源采集技術(shù)，該項(xiàng)目經(jīng)歷了激發(fā)參數(shù)試驗(yàn)、寬線試驗(yàn)、高效采集三個(gè)階段，項(xiàng)目的成功實(shí)施填補(bǔ)了可控震源高效激發(fā)的技術(shù)空白，對(duì)推動(dòng)塔里木盆地油氣勘探開(kāi)發(fā)進(jìn)程具有重大意義。

　　1 工區(qū)勘探難點(diǎn)分析

　　工區(qū)位于新疆皮山縣境內(nèi)，該區(qū)域地震勘探具有以下四個(gè)方面難點(diǎn)：

　　第一，部分區(qū)域地表起伏較為劇烈，靜校正問(wèn)題突出。第二，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地層不整合面多，目的層埋深大，成像效果差。第三，激發(fā)、接收條件差，信號(hào)衰減嚴(yán)重，資料信噪比低。第四，首次實(shí)施規(guī)模高效采集，無(wú)成熟經(jīng)驗(yàn)借鑒。

　　2 可控震源施工優(yōu)點(diǎn)

　　與炸藥震源相比，可控震源具有以下優(yōu)勢(shì)：

　　第一，輸出信息人為可控，可適時(shí)根據(jù)地質(zhì)條件調(diào)整，有利于提高資料品質(zhì)。第二，生產(chǎn)投入成本低、安全風(fēng)險(xiǎn)低，對(duì)環(huán)境影響小。

　　3 激發(fā)參數(shù)優(yōu)選

　　可控震源采集作業(yè)是一個(gè)涉及生產(chǎn)效率、采集質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益、設(shè)備性能、安全環(huán)保等多方面的綜合性工程，其激發(fā)參數(shù)的選擇是多方平衡、優(yōu)化的結(jié)果?？煽卣鹪吹募ぐl(fā)參數(shù)主要包含：臺(tái)次、掃描頻率、掃描長(zhǎng)度、出力、掃描方式等等參數(shù)。

　　3.1 臺(tái)次

　　使用多臺(tái)震源多次振動(dòng)是加強(qiáng)向地下發(fā)射掃描信號(hào)能量的重要手段，統(tǒng)計(jì)效益分析表明，振動(dòng)次數(shù)相當(dāng)于垂直疊加次數(shù)，N次振動(dòng)對(duì)隨機(jī)干擾的壓制能力提高倍。盡管如此震源臺(tái)數(shù)和振動(dòng)次數(shù)并不是越高越好，隨著震源臺(tái)數(shù)的增加，激發(fā)能量和資料信噪比逐漸增強(qiáng)，當(dāng)震源臺(tái)數(shù)增加到一定數(shù)量時(shí)，主要目的層能量增速減緩，信噪比的提升有限，諧波成分增多;隨著振動(dòng)次數(shù)的增加，在壓制資料隨機(jī)干擾信號(hào)、提升目的層信噪比的同時(shí)，會(huì)使得反射波的主頻降低，影響了資料的分辨率;振動(dòng)臺(tái)次的增加也會(huì)發(fā)生降低生產(chǎn)效率和增加經(jīng)營(yíng)成本的問(wèn)題。

　　3.2 出力

　　出力通常以靜載荷壓重的百分比表示，出力的增加可以有效提升資料信噪比，壓制隨機(jī)干擾，然而隨著出力的增大也會(huì)造成子波畸變、震源驅(qū)動(dòng)振幅的穩(wěn)定性下降。

　　3.3 掃描頻率

　　掃描頻率直接影響著地震信號(hào)的分辨率和信噪比，起始頻率的選擇應(yīng)充分考慮有效波和干擾波特點(diǎn)，塔里木盆地目的層埋深較深，深層反射波充滿低頻分量，所以應(yīng)該降低信號(hào)頻率，然而當(dāng)起始頻率小于檢波器自然頻率時(shí)，低頻段的振幅急劇衰減，震源花費(fèi)在這一頻段的掃描時(shí)間太長(zhǎng)，無(wú)形中浪費(fèi)了部分能量，當(dāng)震源能產(chǎn)生的最低頻率，低于性能頻率時(shí)，振動(dòng)對(duì)震源自身?yè)p害也較大。終止頻率的選擇在保護(hù)目的層高頻信息的同時(shí)，還要考慮高頻畸變、頻寬對(duì)分辨率的影響，掃描頻率寬度應(yīng)不小于兩個(gè)倍頻程。

　　4 可控震源應(yīng)用效果分析

　　通過(guò)論證及野外試驗(yàn)效果分析，確定了適用本工區(qū)具體激發(fā)參數(shù)，如下表所示：

　　從工區(qū)新老剖面對(duì)比情況來(lái)看：新老剖面構(gòu)造形態(tài)基本一致，可控震源采集的剖面目的層反射波組相位強(qiáng)弱分明，連續(xù)性較好，波組特征明顯，層間信息豐富，其信噪比和分辨率有了一定提高。

　　5 結(jié)束語(yǔ)

　　可控震源采集生產(chǎn)通過(guò)提前設(shè)計(jì)、嚴(yán)格管理、科學(xué)試驗(yàn)、精細(xì)施工是能夠獲得較為理想的資料的，其獨(dú)具的優(yōu)點(diǎn)對(duì)于在新疆塔里木盆地推動(dòng)高密度、高品質(zhì)、高效率、安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的采集技術(shù)具有重要意義。