高精度三维采集技术在江汉水网地区的应用

周芝旭，姚本全，刘国雄

（中国石化石油工程地球物理有限公司江汉分公司，湖北 潜江433119）

引 言

江汉平原是在古凹陷的基础上，由长江、汉江及其支流流经此处经过多次洪积、湖积和三角洲沉积等组成的近代平原［1］，位于湖北省的中南部。江汉油田主要的开发区块在江汉平原，经过近40年的勘探开发，油田的大部分地区经历了二维、三维多次地震采集工作，对地下地质构造有了较清楚的认识。江汉平原主要分布有长江、汉水、东荆河等河流，因防汛等工作的需要，沿主要河流地表修筑有堤坝。由于地表条件和采集设备的限制，特别是长江和汉水的影响，在原有采集的地震剖面上，沿长江和汉水的地方，浅层总会留下较大的缺口。

近年来，随着采集设备的更新，如428地震采集仪、空气枪的应用，物探技术取得了长足的进步，特别是高精度三维采集技术的全面推广应用，为老油田增储上产提供了技术保障，对原有的一些勘探禁区，也可以进行精细的地震资料采集工作，对油藏进行精细的刻画。

2008－2010年，江汉油田沿潜北断裂带先后部署了马王庙、潜北、潭口等三个区块的高精度三维地震勘探工作，三个区块均跨越汉水；2011年春和2012年冬－2013年春，又在江陵凹陷分别部署了横跨长江的资北、金家场高精度三维勘探。中石化地球物理公司江汉分公司承担了所有地震资料采集任务，采用了炸药激发、可控震源、水炮、空气枪等各种类型的震源，累计完成采集工作量近90 000炮，1 000多平方释放千米，积累了丰富的采集经验，形成了一套适合陆上不同类型震源联合采集的地震采集技术，本文以资北高精度三维勘探为例进行介绍。

1 基于地理信息系统的炮检点优化施工技术

资北位于湖北省荆州市境内，部署满覆盖面积172 km2，施工面积459.75km2。从资北高精度三维地表地形卫星图（见图1）可以发现，工区地表主要为平原水网，长江斜穿工区西部，长江水域宽2km～4km、面积约29.41 km2；长江两岸大堤禁炮区1km，禁炮区面积33.5km2。对于长江水域部分，不能摆放检波器，可以在水深2m～4 m以上的地方布设空气枪激发点。在禁炮区范围内，因为防汛安全的原因，不能钻井进行井中炸药激发，只能采用可控震源作为激发源，可以摆放检波器。

由于长江水面与禁炮区的不规则性，造成空气枪点位、震源点位、检波点位的分布没有规则，同时，由于空置的点位较多，造成地下覆盖次数变化较大，部分地方出现空缺；为了达到高精度采集要求，保证全面获取相应的地震资料，在设计过程中，采用基于地理信息系统优化设计软件，在地理信息的基础上，结合现场实际测量数据，对炮点、检波点进行了全面优化设计。

图1 资北高精度三维地表地形卫星图

主要特点包括三方面:

1）换线改桩方法增加接收道数

充分利用排列线间的空间，增加排列线，也就是在原有相邻的排列线之间，以道间距为单位，将排列线插入到正常的排列线之间，增加了接收的道数。

2）多震源互补

充分利用禁炮区和长江水域可以施工的点位，采取大吨位的可控震源（M－28）和容量较大的空气枪激发，用以补充禁炮区的井炮点。同时，对部分空缺的检波点，采用以炮补道的方法进行补充。

3）多束总体设计，分区分步实施

利用基于地理信息系统优化设计软件对炮点和检波点进行总体优化设计，在增加浅层覆盖次数，保证覆盖次数均匀的条件下，确定增加的排列道数、全区井炮点位、禁炮区可控震源及水域部分的激发点位。为了提高施工效率，在全部井炮与震源点施工完成后，集中施工长江中的空气枪，采取单束拓宽排列线接收施工方案。由于先前的整体设计，避免了可能出现的后续质量问题。

图2是全区炮点排列分布与满覆盖次数图。从图可见，激发点分布比较均匀，很好地利用了江中沙洲设计激发点和排列，长江两岸变线改桩设计合理，适当地增加了接收道数。满覆盖次数基本在60次以上，最高242次，满足设计要求，江中空道处的覆盖次数部分地方达到了200次左右。

图2 全区炮点排列分布图与满覆盖次数

2 不同类型震源匹配处理技术

正如前面所述，在长江和汉水等不利施工区域中进行地震采集时，采用了井炮、可控震源等作为激发源。由于井炮、可控震源具有不同的子波特征，井炮子波是最小相位，在记录上初至是负极性起跳；而震源是零相位子波，初至是正极性起跳，子波波形在相位上存在明显的差异（见图3）。在资料处理过程中，不同形态的子波进行叠加处理，可能会影响叠加效果。因此，在地震资料处理时，就必须要分别对待，采取适当的技术，把不同子波特征的地震资料做匹配处理。

图3 左为可控震源子波特性，右为井炮子波特性

图4是经过匹配滤波和反褶积后子波自相关图，从图中可见，可控震源与井炮子波基本一致。

图4 子波匹配后的震源子波与井炮子波

3 资料效果分析

通过采用井炮、可控震源与空气枪等不同震源联合施工，同时优化设计观测系统，以适应不同地表条件，有效地减少了剖面的缺口，基本上保证了浅层资料的完整性；在子波分析的基础上，消除了不同类型震源子波的差异，保证了一致性，不同类型震源激发的资料可以一起进行处理，资料品质较好。

图5是一条典型的过江剖面，中间方框部分是井炮、空气枪和可控震源激发资料经过处理而成，剖面浅层缺口在500ms附近，对主要目的层没有影响，优化设计观测系统后，有效减小了长江段剖面缺口，剖面资料信噪比高，反射能量强，剖面波组特征清晰，主要目的层层间信息丰富，能较好地完成地质任务。

图5 过江剖面：井炮（Ⅰ）、震源（Ⅱ）、空气枪（Ⅲ）

2012年冬－2013年春，中石化地球物理公司江汉分公司在江陵凹陷金家场三维地震资料采集过程中，针对金家场三维跨越长江的特点，采用本文中所述方法，通过井炮、可控震源，空气枪3种震源相结合，采集资料质量大幅提高，过江部分缺口明显减少。

图6是金家场三维新采集地震资料叠加剖面inline 1736线和老测线96－629线的偏移剖面的对比图。

图6 金家场三维地震资料采集对比图

图6中，两条剖面处于相同的位置，只是采集的时间与采用方法有差异，新采集的剖面为现场的处理剖面，96－629测线剖面为偏移处理剖面。

从图6中可见，新剖面较老剖面波组特征明显，信噪比高、连续性好，过江部分缺口明显减少，浅层资料的缺口控制在0.6s以内。

4 认识与结论

1）采用不同震源联合施工并优化采集方法，是解决江、河水网地域禁炮区地震勘探的有效方法。

2）基于地理信息系统的三维观测系统优化设计，是复杂地段采集工作的技术关键。换线改桩、以炮补道方法可以有效地减少采集空缺区，增加浅层的覆盖次数，保证目的层资料不受影响。

3）不同类型的震源子波存在差异，采用子波匹配技术措施可以有效地消除差别，使不同类型的子波进行联合处理，地震资料的品质不受影响，通过对剖面分析，地震剖面信噪比高，反射层次丰富，连续性较强。

4）对复杂地段进行总体设计、分段施工是保证采集质量，提高效率的重要措施。

［1］戴世昭.江汉盐湖盆地石油地质［M］.北京:石油工业出版社，1997.

［2］陆基孟.地震勘探原理［M］.东营:石油大学出版社，1980.