塔北油区地震采集干扰分析

王 剑，毛哲巍，李 涛，姜翠苹，周小伟，邸江伟.

(中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司，河北涿州 072751)

塔北油区地震采集干扰分析

王 剑，毛哲巍，李 涛，姜翠苹，周小伟，邸江伟.*

(中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司，河北涿州 072751)

塔里木探区油气勘探逐步进入开发阶段，为了研究三维采集过程中密集的油田设施和大钻干扰对资料品质的影响，本文以塔北油区为目标区，以噪音空采试验为基础，对区内主要干扰源进行调查录制。通过分析总结其分布及衰减特征，认为影响该区域资料成像的主要干扰为大钻干扰。通过模拟不同能级干扰到正演模型数据的叠前偏移处理和分析，得到大钻干扰的能量超过目的层有效反射能量1倍时，缝洞体成像逐渐受到影响的结论。通过模拟不同能级干扰到实际地震资料数据的叠前偏移处理和分析，认为塔北地区正在钻进的大钻干扰能量大于200 μV时即直径700 m范围内，对溶洞体周边裂缝预测影响较大。

油区；水平井；大钻干扰；公路干扰；噪音模拟

随着塔里木探区油气勘探逐步进入开发阶段，高密度、高效三维采集项目越来越多。作为塔里木盆地最大的产油区块，塔北地区管网、井位分布密集，城镇道路较多。油区大钻作为主要的固定干扰源、大型过往车辆作为主要的随机干扰源，对资料品质和施工效率都有一定影响。研究这些干扰的表现特征、传播规律及影响范围，对在确保施工效率的情况下提高资料品质具有相当重要的意义[1-3]。

本文以塔北A三维采集过程中进行的486炮无警戒情况下施工区域内的噪音空采试验为基础，对采集到的主要干扰源进行分析，添加不同能级噪音到正演数据及实际地震资料中，通过处理分析其对地下地质体的影响程度，得到塔北油区主要干扰在采集工作中的控制指标。

1 干扰调查区域

采集噪音共涉及20排炮，接收排列CrossLine方向30条，InLine方向407道(道距50 m)，获得可分析资料面积235.48 km2(图1)。该施工区域内主要分布的干扰源包括：大钻干扰(某井位正在进行水平井钻进)和公路行车干扰(横穿工区北部，多为载重油罐车)。地表为浮土和小沙覆盖；低降速带厚度一般在10 m左右，相对比较稳定；低降速带速度集中在360～550 m/s，相对变化较小；目的层奥陶系埋深约7100 m；灰岩顶是一组强反射轴，容易实现连续追踪。从地物分布到深层结构，均满足研究内容的需求[4]。

图1 塔北A三维噪音采集炮检点分布Fig.1 Distribution of shot point and detection point for 3D noise acquisition in A area of Tabei

2 干扰波特征分析

对采集到的干扰数据，从能量、频率和衰减特征等多个方面进行特征分析。

2.1 能量分析

选取同一单炮的不同排列(近不同干扰源)做能量对比(图2)。从记录上来看，公路干扰能量明显大于大钻干扰。

2.2 频率分析

选取公路干扰和大钻干扰近道接收道作为分析窗口，得到整道的频率曲线(图3)。从频率曲线图可以看出，车辆干扰车辆干扰频率多在10 Hz以下；大钻干扰有两个主频峰值，分别在13 Hz和25 Hz左右，对应地面机械干扰和地下目的层附近钻进干扰；大钻干扰25 Hz部分频段与地震勘探有效反射波频段重合。

2.3 干扰衰减特性分析

从日检记录的干扰能量分布来看，公路上重型车辆的行车干扰范围要远大于大钻干扰，距离重型车辆中心约2.4 km的干扰值才可以衰减到20 μV左右，而较小的车辆干扰(查排列车辆)衰减到20 μV左右需要到1 km左右；读取大钻一侧近道的干扰值，大钻干扰衰减到200 μV(塔北目的层能量值)的距离是350 m，衰减到20μV的距离大约是1.5 km[5](图4)。从监视记录上来看，大钻干扰在四个排列之后基本衰减到了一个很低的水平，而重型车辆干扰依然较重(图2)。

2.4 处理手段对干扰的去除对比

选取A三维正常采集资料的同一单炮不同排列段(对应车辆和大钻干扰源)进行去噪处理[6-9]，其结果可以看出：对于车辆干扰可以有效去除。对于大钻干扰，去噪处理前后，大钻干扰影响变化不大(图5)。

结合以上对录制噪音的分析，对车辆和大钻两种主要干扰源的干扰特征总结如下：

(1)车辆干扰：能量强，衰减慢，频率低，处理系统易识别；

(2)大钻干扰：能量相对弱，衰减相对快，频率与地震采集主频段有重复，处理系统不易分离。

图2 干扰源在各排列记录上的能量分布情况Fig.2 The energy distribution of interference sources in the arrangement of seismic records

图3 空采噪音不同干扰源频率曲线对比Fig.3 Comparison of frequency curves of different noise sources

图4 日检记录能量平面分布Fig.4 Energy plane distribution of daily inspection records

图5 两类干扰源去噪情况对比Fig.5 Comparison of noise reduction by two kinds of interference sources

综上所述，后续针对资料品质影响的主要分析对象应为大钻干扰。

3 主要干扰源对资料品质的影响分析

以采集到的干扰数据为基础，根据干扰能量的衰减特性，将其模拟到任意地震采集的数据体当中，分析其对地下地质体的影响。主要干扰源对资料品质影响的分析主要在正演模拟和野外三维采集两类数据基础上进行，为了保证干扰数据模拟的科学性，首先确认大钻干扰的衰减规律，依据衰减规律分别进行两类数据的噪音模拟分析工作。

3.1 大钻干扰衰减规律分析

整理相同排列多日日检记录，在这些记录中有部分异常的大值，比相邻道大几倍甚至几十倍，影响拟合曲线的整体形态和精度。对这部分异常值进行剔除处理以后，大钻干扰单一方向上的衰减曲线公式可以确定为以下幂函数形式：

y=cxn

(1)

式中y——大钻干扰的能量值，μV；

X——衰减距离(接收点距离干扰源的距离)，m；

c——常数；

n——与衰减强度相关的系数[10-11]。

3.2 大钻干扰模拟正演模型分析

了解大钻干扰衰减规律之后，依据衰减特性将大钻干扰模拟到正演模型结果上，来分析大钻干扰对地下地层及地质体的影响。

3.2.1 模型正演

根据塔北地区地下主要地层的埋深和速度统计，建立简单地层的二维地质模型，并在对应上奥陶系位置设置不同大小的缝洞体，缝洞体自中间向两边各布设6个，前4个间距1 km，后2个间距2 km。为了尽可能精细地分析大钻干扰对较小地质体的影响，缝洞体的设置应尽可能小，综合考虑塔北地区有效波视波长约160 m，而小于1/4波长的地质体无法被有效识别，设置缝洞体的大小分别为80 m和40 m。为方便后续满足大钻干扰衰减距离的要求，正演模型设置满覆盖15 km，观测系统为7475-25-50-25-7475；50 m道距、300道，50 m炮点距；覆盖次数150次。

3.2.2 正演结果与空采噪音归一化处理

正演结果所得单炮与实际资料在能级上有所差别，为了使干扰噪音模拟到正演结果上时符合野外实际情况，必须对其进行归一化处理。随机选取A三维不受干扰源影响的两个生产炮，目的层位置输出真值，与模型正演结果对比，计算每炮11道的真值统计结果。考虑到模型不同采样点能量的差异较大，选取最大振幅值对比作为归一化因子。

3.2.3 模拟干扰噪音合成正演结果分析

经过归一化处理的正演结果与野外采集的干扰数据进行道运算，即可合成主要层位和干扰特征与野外相类似的单炮数据，合成后的波形特征仍能反映原有模型数据特征，地层有效反射信号与噪音的能量比为4∶1左右。再对其进行不同能级处理并合成到正演单炮中，用以分析影响目标地质体属性分析的干扰强度。(图6)

图6 不同能级的大钻干扰模拟到正演结果的单炮Fig.6 Forward modeling data single-shots with different energy levels interference

分别对以上合成不同能级干扰的数据进行叠前时间偏移处理并放大显示(图7)，看到当大钻干扰的能量超过目的层有效反射1倍时，即目的层信噪比小于1∶1时，缝洞体成像逐渐受到影响。

3.3 大钻干扰在实际资料中的对比分析

为了更清晰地验证大钻干扰对地下地质体的影响，选取B井三维来模拟大钻干扰的影响。B井位置在已有三维地震数据体属性图上有明显的“串珠”，上奥陶系存在清晰的缝洞体，并且数据体采集背景干净，有利于大钻干扰分析。同样的思路，将大钻干扰放大不同能级模拟到B井三维中，按照正常处理流程进行叠前时间偏移处理(图8)。

图7 不同能级的大钻干扰模拟到正演数据的叠前时间偏移结果Fig.7 Prestack time migration profiles of forward modeling data with different energy levels interference

图8 不同能级的大钻干扰模拟到实际资料的叠前时间偏移结果对比Fig.8 Prestack time migration profiles of real data with different energy levels interference

可以看到，干扰能量扩大至5倍以上时，即干扰的能量超过目的层有效反射1倍时，强反射缝洞成像基本不受影响，但剖面背景逐渐变乱，影响断裂成像。塔北主要目的层反射能量值约为200 μV，前面已经得到大钻干扰值大于200 μV的道数为7道(图4)，因此以大钻为中心，在干扰范围直径700 m内，大钻干扰会对成像产生较大影响。

4 结论与认识

(1)塔北地区主要干扰源是公路上的重型车辆和正在钻进的大钻。公路车辆干扰属于随即干扰且频率较低，可以通过处理手段有效去除，而大钻干扰由于部分频段与有效波频段重合而不能有效去除，因此大钻干扰是影响该地区资料品质的主要干扰。

(2)通过噪音模型波动正演分析，大钻干扰的能量超过目的层有效反射1倍时，缝洞体成像逐渐受到影响。

(3)噪音模型加载到实际资料表明，大钻干扰能量大于200 μV时(塔北主要目的层能量值)，对溶洞体强反射成像影响不大，但对溶洞体周边裂缝预测影响较大，这个干扰范围相当于大钻水平钻进时以其为中心直径700 m的范围。在地震资料处理时，可以对这个范围内的资料进行针对性处理。

[1] 胡汉军,张忠坡.二连盆地强干扰区地震采集方法探讨[J].油气藏评价与开发,2006,29(2):124-129.

[2] 宋本来.塔里木盆地塔河油田6-7区固定干扰源分析与认识[J].内蒙古石油化工,2010,36(9):56-58.

[3] 魏继东,李建军.野外采集阶段噪音的归类与衰减方法[J].地球物理学进展,2011,26(5):1632-1641.

[4] 罗岐峰,马立新,张立军,等.三维地震勘探部署与设计的经济指标分析[J].非常规油气,2015,2(6):9-16.

[5] 吕公河.地震勘探检波器原理和特性及有关问题分析[J].石油物探,2009,48(6):531-543.

[6] 魏燕,贾筱蓉,吕洪杨.油区地震采集机械干扰的压制[J].复杂油气藏,2013(4):29-33.

[7] 张占杰,陈茂根,龚定康,等.地震干扰波的衰减方法及其应用[J].海洋石油,2006,26(3):9-13.

[8] 周星合,乔琳.地震勘探中的常见地震干扰波及压制方法[J].西部探矿工程,2008,20(11):138-141.

[9] 王立歆,韩文功,吕小伟,等.地震资料中的大钻干扰波分析及压制方法[J].石油地球物理勘探,2007,42(5):526-534.

[10] 曹务祥.地震资料采集中的最大干扰距离计算[J].石油物探,2007,46(1):90-93.

[11] 李国顺,安燕燕,章多荣,等.有限警戒采集应用分析与评价[J].青海石油,2013(2):14-17.

AnalysisofSeismicAcquisitionDisturbanceinNorthTarimBasin

Wang Jian, Mao Zhewei, Li Tao, Jiang Cuiping, Zhou Xiaowei, Di Jiangwei

(BureauofGeophysicalProspectingInc.,CNPC,Zhuozhou,Hebei072751,China)

Oil and gas exploration of Tarim basin gradually stepped into the stage of development. In the process of seismic data acquisition, oil facilities and drilling rig being the largest interference sources affect the effective reflection seismic signal. So, the study of features and propagation law in these interference has very important significance to quality monitoring. For the target area in north Tarim basin, investigating the main interference sources to record and analysis its main features. On this basis, simulate different energy levels of interference to the forward model and real seismic data, analysis of its impact on the subsurface geological bodies. Whereby, we get the main interferences’ control indicator in seismic acquisition work of north Tarim basin.

oil region; horizontal well; drilling interference; road interference; noise simulation

王剑(1983—)，男，硕士，工程师，主要从事地震资料处理工作。邮箱：77613944@qq.com.

TE122

A