塔里木盆地顺托果勒南区块地震接收技术研究

胡 啸，张政威，杜 衡，王 栋，颜晓霞，杨 军

（1．中国石化地球物理勘探公司河南分公司，河南南阳473132；2．中国石化河南油田分公司石油勘探开发研究院）

塔里木盆地顺托果勒南区块位于塔中Ⅰ号断裂带下盘，顺托果勒低隆与古城墟隆起西段的结合部位，毗邻满加尔坳陷成藏系统，处在塔中北东向构造带发育区，发育加里东中期Ⅰ幕（T74面）风化壳溶蚀作用面，具备良好的油气成藏地质条件。但该区目的层埋藏深，上覆有多套强反射界面，碳酸盐岩风化壳岩溶储集体和碎屑岩薄储层反射能量弱，极易受区内发育的各种干扰波影响，使得反射资料信噪比低，成像难度较大；同时该区地表被新近系巨厚松散沙层所覆盖，地震波在其间穿行时间长、吸收衰减严重，使所采集到的原始地震资料信噪比低，不利于后期属性提取和叠加成像研究。为此，通过表层结构调查资料的精细解释，研究了低降速带不同层速度对沙层吸收衰减影响规律，并通过逐点设计检波点组内高差，实施组内高差可视化监控，较好地压制了地震干扰波，使地震资料采集品质得到较大幅度的提高。

1 地震接收技术

1．1 通过准确界定高速层顶界面，提高表层资料解释精度

针对高大沙丘，由于压实作用和含水性差异，使表层速度随地表深度增大呈逐渐增大趋势，沙丘越大这种渐变趋势越明显〔1〕，从而导致在微测井资料的时距曲线解释图上，出现多个速度拐点，影响到高速层顶界面的精确分层。为了准确界定出高速层顶界面，通过研究得出三种界定方法。

1．1．1 虚反射界面界定方法

图1为一双井微测井的井口检波器接收到的抽道波形记录，横轴最小刻度值1表示来自激发井的第一个激发点，其对应的激发深度为49 m，纵轴显示的为各激发点激发后的波形记录，从中可较清楚地看出，距井底第9个激发点对应的41 m深度处，在记录显示上是一个初至拐点，其右侧显示地震波频率高，左侧频率低。这是虚反射影响造成的，在该微测井调查点地表以小于41 m激发时，井口接收道既可接收到上行的直达波（由深到浅初值时间渐小），也可接收到经虚反射界面反射后的下行波（由深到浅初值时间渐大），所以在波形记录上出现两次初至，其交汇点对应的深度界面就是虚反射界面。

图1 双井微测井井口抽道记录显示

图2为该双井微测井的井口检波器道接收的时距曲线解释图件，其解释成果为高速层顶界面埋深41．4 m，这个解释成果与虚反射图上对应的虚反射界面深度41 m误差较小，两者成果比较吻合，说明通过双井微测井的虚反射界面初至拐点分析，可以较好地用来验证时距曲线的解释成果，从而准确地界定出高速层顶界面。

图2 微测井井口检波器的时距曲线

1．1．2 波形图界定方法

在表层结构调查中，由于双井微测井成本高、施工效率低，难以做到在每个表层调查点都进行双井微测井，所以一般采用单井微测井调查。但在进行资料解释时，有时仅依靠时距曲线法，难以准确地界定出高速层顶界面，也影响到低降速带的速度分层。有时同一口微测井资料得出两个差别较大的解释结果，不能满足微测井资料精细解释的需要。

为了提高解释精度，研究结果表明，对微测井资料进行抽道后所形成的波形记录、波形的频率特征，就可较好地分辨出高速层顶界面位置，如图3所示。横轴刻度值31表示井中激发的距离地表第5个激发点，对应的激发深度为2 m纵轴为各激发点对应的记录波形，从图上可以较清楚地看出，高速层顶界面应该在2 m附近，由此证明，该点通过时距曲线方法解释成2层结构比较合理，因此，通过波形图件〔2〕也可用来准确界定高速层顶界面。

图3 微测井抽道波形记录

1．1．3 定量分析界定方法

该方法是依据微测井调查资料，将野外采集到的数据体由SEG－2格式转化成SEG－Y格式，并借助GRISEIS数据处理软件进行解编，形成一个炮集记录，然后通过定量分析专用软件，进行能量分析找出能量拐点，该能量拐点所属的激发点深度应对应于高速层顶界面位置，从而也可用来验证微测井时距曲线解释成果的合理性。

1．2 通过研究吸收衰减与近地表速度关系，指导设计组内高差

为了研究沙丘吸收衰减规律与地震采集接收效果之间的关系，对该区块内井底接收的微测井资料进行了研究。研究结果表明，地震波能量衰减与表层速度密切相关，在高速层（1751 m／s）中衰减较慢，在降速层（765 m／s）中能量衰减较快，在近地表速度较低（403 m／s）的沙层内能量衰减最快〔3〕。在小于30 m的低降速层厚度内能量衰减近25 dB，而在近地表速度较低的2 m沙层内能量衰减近15 dB。

由于塔里木盆地沙漠区高速层顶界面（沙漠的潜水面）是一个比较平滑的界面，影响速度差异的主要因素是沙丘规模。若将沙丘高度按20 m为单位划分为小层，然后计算各层的层速度，就可发现，如果将检波器组合分布在沙丘高度为40～60 m的范围内，则沙丘中对组内高差起主要作用的层速度为900～1000 m／s，而不是350 m／s的表层速度（图4）。因此，在对微测井资料进行时距曲线法解释时，需要对高速层界面以上的速度进行精确的分层，以便更准确地计算组内高差范围。

图4 平均速度、层速度与沙丘厚度关系曲线

通过进一步研究该区沙丘分布形态特征，发现该区沙丘分布是有规则的垄状，不规则的蜂窝状或是二者的复合形态，一般宽约500～4000 m。那么，在计算组内高差时，就不能简单地采用低速层或降速层某一种速度，而应考虑到地震波能量衰减与表层速度密切相关，经研究采用低降速层的平均速度来代入组内高差计算公式比较合适。

1．3 逐点设计组内高差范围，提高采集资料品质

在计算检波器组合高差时，由于沙丘的层速度由上而下逐渐增大，所以，随着检波器组合中心高度的增加，组内高差也在增大，位于沙丘高部位的检波点可以允许的组内高差也在增大，也就是说，在沙丘不同部位的检波器组合，采用变动的组内高差，同样可以最大限度地达到保护有效波、压制干扰波的目的〔4〕。这样在获得较为精确的表层速度的前提下，通过插值拟合出工区每一检波点的表层速度，根据表层速度与高差的函数来逐点设计检波器组内高差，算式如下：

式中：Δtmax为同一检波道内高差最大的两个检波器之间的时差，s；Δhmax为同检波道内高差最大的两个检波器之间的地表高程差，m；Vi为该检波道近地表速度，m／s；F为主要勘探目的层主频，Hz；该区一般取目的层主频F≤50 Hz，于是根据表层速度Vi＝（V0＋V1）／2，就可计算出每个检波道对应的组内高差的范围。式中V0为低速层速度，m／s，V1为降速层速度，m／s。

为方便野外操作，根据计算出的结果取整后就可得到各检波点组内高差的范围（表1）。

表1 各表层速度对应的组内高差范围对应表

1．4 通过实施组内高差可视化监控，使野外质量大幅度提高

由于地震输入函数与信号的形状无关，与信号到达时间也无关，只与信号的频率，以及信号到达组内各检波器的相对时差有关（组内基距、组合点数和组内高差）。因此，对于高大沙丘区，组合基距越小，组合面积也越小，组内高差也就越小。若采用检波点避高就低，虽然可以避免近地表带来的先天不足，但所形成的弯线剖面地下反射点离散度高，处理中的偏移难以归位〔5〕，剖面就不能真实反映地下的地质特征。所以，对于沙坡地段一般采用组合图形的压缩，而这些压缩方式一般有2种：一是整体压缩，即将组合图形整体缩小，这样做其压制频率得到提高，低频段全通放，但因野外组合基距变小使压噪效果迅速减弱，也就几乎失去了压制噪音的效果；另一种是只在一个方向压缩，通过野外试验验证和采用分析软件进行的论证，组合图形在一个方向压扁后，压噪变得不均匀，但压噪效果依然明显。由此可见，野外组合原则是，至少在一个方向拉开才能压制噪音，保证信噪比。而对拉开后的组内高差进行监控是否超限，常规方法是目测，这种方式误差较大，难以实现有效监控。为做好这方面的量化控制，研制出一项监控组内高差是否超限的专用工具，为提高监控效果，将两个轻杆保持竖直向下的前提下，水平方向能够对中，所以实际采用了激光笔、带有小孔的面板，水平泡等附加设施。通过组内高差监控仪，就能最大限度地拉开组合基距，达到即保护有效波又压制干扰成分的目的。

2 应用效果

2012年新疆塔里木盆地顺南1井区三维地震采集工区内，地表全部为沙漠覆盖，近地表低速层速度265～553 m／s，高速层速度1 600～1 900 m／s，速度变化较大，而沙丘起伏剧烈，厚度变化较大，一般在1．5～81 m之间，从而引起道内时间延迟，且该区发育有规则的面波、折射波和线性等干扰波，部分高大沙丘区存在多次折射波和沙丘鸣震情况。在逐点设计组内高差和实施有效监控前，由于工区内多种干扰波发育降低了采集资料的信噪比，对记录品质造成较大影响，单炮记录上显示沙丘不同部位目的层同相轴连续性差别较大，沙丘的半坡和顶部接收效果较差（图5a）。通过逐点设计组内高差并实施量化监控后，将组合基距尽可能拉开并保证组内高差在严格的控制范围内，较好地提高了原始记录的信噪比，尤其使沙坡地段同相轴连续性得到明显的加强（图5b）。

图5 逐点设计（a）与采用统一基距单炮对比（b）

3 结论与认识

（1）高大沙丘区，检波器组合具有低通滤波作用，使得地震记录散射现象严重。

（2）组内高差专用工具可以精确地监控同道高差是否超限，使地震接受质量达到了量化控制，可以更好地满足同向叠加技术要求。

（3）组内高差的极限受地形、地震波波长、信噪比等因素影响。在复杂地区采用变动的组内高差方法，尽管有效波损失的程度会稍大一些，但如果干扰波被压制的程度更大，那么从提高信噪比的目标来衡量依然值得采用。

［1］胡啸，张华．麦盖提1区块地震采集技术及应用［J］．石油地质与工程，2012，26（2）：24－26．

［2］陆基孟．地震勘探原理［M］．山东东营：石油大学出版社，1993：121－123．

［3］魏继东，李庆忠．检波器组内高差对高频信息压制的理论分析［J］．石油地球物理勘探，2007，（5）：78－80．

［4］徐峰，熊军．复杂地区检波器组合高差限制分析［J］．西南石油大学学报（自然科学版），2009，31（3）：56－58．

［5］张伟，蔡加明．塔里木盆地塔中沙漠区高分辨率地震勘探效果［J］．中国石油勘探，2007，（3）：86－89．