潜江凹陷马王庙地区高精度三维地震采集方法研究

曾 伟

（中石化地球物理勘探有限公司江汉分公司，湖北 潜江433199）

潜江凹陷马王庙地区位于湖北省境内的仙桃市和天门市，西起毛场，东至麻洋潭，南抵麻港乡，北达岳口镇。其构造位于潜江凹陷东部毛场构造带的主体马王庙鼻状构造带。潜江凹陷东部、东南部位于通海口凸起带，东北接岳口低凸起，西南邻近潜江凹陷主要生油向斜之一的总口生油向斜。该区是江汉盆地资源丰度最高、单块储量最多的地区，并且油藏类型多，构造以复杂构造油藏、构造－岩性油藏为主，西翼以岩性油藏为主。

1 采集难点分析

1）地表条件复杂。研究区的地表障碍总体可分为湖泊、公路、江河、城镇等。北部主要为汉江，自西北向东绕行贯穿马王庙三维工区，禁炮区面积约占25% ；318国道与汉宜高速公路横穿研究区中部；通信光缆、国防光缆和天然气管道总体形成一个东西向横穿整个研究区的狭长障碍区带；南面排湖区面积约占全区施工面积的1／4；全区分布了众多的油田开采设备、密集的电网和村镇居民区等。

2）激发岩性多变。该区水系及古湖泊发育。现存水系主要为汉江及通顺河，古湖泊主要位于研究区南部的排湖。由于古河道及湖泊的冲刷和改道，浅表层沉积复杂多变，地表以下浅表层为厚薄不等的淤泥、流沙、粘土形成的互层；河道、湖泊及其周缘地带以流沙为主，纵横向上岩性变化较大，激发、接收条件也随之变化。区内表层激发岩性主要分为四类:胶泥、泥、沙质泥、沙。复杂多变的激发条件给钻井设计带来较大的困难。

3）目的层埋深变化大。根据马王庙区块1990－1991年度地震资料，区内主要T8′的下第三系新沟咀组上段底界可见反射，全区埋深0.48～2.52s，变化极大，给观测系统设计带来较大的困难。

4）原采集方法的认识。1996年马王庙三维由于受当时采集、处理装备和技术手段的限制，采用了4线6炮和6线4炮（具体参数见表1）块状施工以及6台DFS－V仪器联合采集的方案。全区共175个数据块，其中，规则数据块130个，不规则数据块45个。通过对一次采集施工工艺和所获资料进行深入的分析研究，发现以往资料主要存在以下问题:① 观测系统的炮检距分布不均匀，导致深层速度谱能量团存在多解性，从而影响了速度分析精度；② 覆盖次数偏低，不利于提高中、深层及层间弱反射资料的信噪比；③ 面元尺寸过大，叠前偏移噪声大，不利于成像；④ 组合基距较大，高频段的有效信号受到很大的压制，不利于提高地震资料的分辨率；⑤采用统一井深激发，相邻单炮能量、频率、品质差异大。

表1 1996年马王庙三维采集观测系统参数表

2 技术对策的应用

2.1 基于地质任务的观测系统设计技术

高精度三维地震采集项目的主要任务就是研究该区结构、构造以及沉积演化特征，寻找新下段、沙市组及白垩系构造圈闭，进而寻找岩性油藏。通过对各项地质任务的具体分析，决定本次主要勘探目标就是复杂断块油藏和构造－岩性油藏。因此，观测系统的设计以提高资料频率、信噪比为目的，以取全、取准浅层资料为准则（具体参数见表2）。

表2 2008年马王庙高精度三维观测系统参数表

马王庙区块地处潜江凹陷、岳口低凸起、通海口低凸起接壤三角带，深层地质构造复杂，目的层埋深横向变化较大，总体呈南深、北浅，西深、东浅的构造形态。潜江凹陷东北部与岳口低凸起接合带目的层埋深在800～1 000m左右，向南过渡到汉江以南目的层埋深在2 000m左右，东南部与通海口接合带埋深达到2 800m，自西向东由3 500m过渡到2 500m～2 000m，再到1 500m左右（见图1）。

图1 研究区主要目标层埋深层

基于全区目的层埋深变体建立的地质模型（见图2），以马30井和马25井之间的东西向断层为界，由南向北分别采用12L24S168C和12L24S140C2种束状砖墙式观测系统，并在2种观测系统变换区内设置1.5km的2种观测系统的过渡带区（单线接收道数由168道逐渐减少到140道，当接收道数低于144道时，炮排距由300m变为250m），以避免炮排距突变引起马30井和马25井之间部分区段的覆盖次数突变的问题，从而保证了目的层有效覆盖次数随深度变化的均匀性。

图2 1996年马王庙177测线深度剖面模型

2.2 基于岩性调查的激发技术

研究区内激发岩性主要有黄胶泥、灰色软胶泥、泥和水质泥4类。根据其不同岩性进行的激发试验对比分析结果（见图3），在0.6s处和1.2s处，黄胶泥和灰色软胶泥可见明显的连续反射，而灰色泥和沙质泥所激发的单炮较差，只有1s以上可见有效反射。总体对比激发效果明显，不同的岩性激发差异较大，表明岩性是决定该区资料品质的主要因素，应采用以寻找胶泥层为目标的动态井深设计来设计激发井深。但是，以往平原水网勘探所采用的12.5m的统一井深设计却未考虑岩性对资料品质的影响，从而造成单炮品质不稳定。

图3 不同激发岩性30－60Hz分频单炮记录

全区1km×1km密度岩性录井资料分析显示，该区总体岩性横向变化大，但呈一定的规律性分布（见图4）。汉江以北的大号段总体为黄胶泥，沿岸岩性较为复杂，从黄色硬胶泥到灰色软胶泥和泥都有出现，主要是汉江洪积物。区内通顺河对沉积也有较大的影响，沿河一带有近1km的窄条带式沙层，甚至在通顺河以北1.5km和通顺河以南2.5km附近发现层内有腐蚀质及贝壳类沉积。

图4 激发岩性分布平面图

根据前期的全区岩性调查结果，在不同的岩性分布区选择适合的井深以确保能在较为理想的岩层中激发，以此保证单炮品质。针对沙质泥区段采用双井激发以减小能量衰减过快的不利因素。

2.3 汉江区段过障碍技术

2.3.1 变线改桩接收过障碍技术

汉江段资料为重点采集区段。通过对炮、检、叠加关系的研究，认为采用变线改桩接收技术措施可以充分利用排列，将汉江水域排列就近偏移至陆地上的理论排列点接收以减少水域空道的影响（见图5），提高水域浅层覆盖次数，增加水域区域的信噪比。从全反射与浅层有效反射对比分析来看，变线改桩接收虽不能明显改善浅层缺口问题，但能有效地提高浅层覆盖次数。

图5 马王庙Inline 469线江汉段剖面

2.3.2 多种震源联合激发过障碍技术

工区禁炮区范围约40km2，而可控震源涉及面积广。因此，如何提高禁炮区内资料的频率、信噪比并减小浅层缺口是关键。以往三维采集也采用了井炮、水炮、可控震源联合施工，但由于欠缺多种震源激发点的优化组合设计，尤其是欠缺窄方位的观测系统运用，导致过水域的部分纵向测线（Inline）方向测线资料缺口最大在1s以上，目的层信噪比低。本次高精度三维采集中井炮、水炮、可控震源施工运用了优化组合设计技术，尤其是宽方位角的观测系统运用，进一步减小了汉江浅层缺口。

3 二次采集效果分析

3.1 浅层缺口分析

原马王庙三维资料由于采用了数据块施工，观测系统方位角也小，炮点设计上不连续，覆盖次数低，使得部分纵向测线方向的共中心点（CMP）测线剖面浅层炮检距缺失或很少，浅层缺口超过1 000ms以上（见图5）。高精度采集注重炮检对分布的均匀性，以保证浅层有效覆盖次数，尽量减小缺口。通过精细观测系统设计，采用井炮、水炮、可控震源联合施工，有效地解决了汉江禁炮区等复杂地表条件的影响，取全、取准了浅层资料，而且比老资料有了很大的提高，资料基本无缺口，对T1目的层可连续追踪（见图5）。

3.2 分辨率分析

马王庙高精度三维采集的地震剖面信噪比明显高于老三维资料。与老三维资料相比新三维地震资料的波组特征清楚，地震剖面的断点、小断层、小幅度构造识别能力强。利用马王庙高精度二次采集地震剖面能准确识别10m左右的小断层和面积0.2km2、幅度10m～30 m的小构造（见图6）。

图6 马王庙Inline 269剖面

5 认识

1）基于目的层有效覆盖次数均匀性追踪的变观测系统设计能有效增强剖面成像效果；

2）基于岩性调查的优选胶泥层激发技术是提高原始单炮资料品质的关键；

3）采用多种震源激发和变线改桩接收技术以及针对提高CMP浅层炮检对数的优化观测系统技术能减小整个工区时间切片缺口；

4）基于小面元、宽方位、高覆盖的观测系统设计技术能有效提高小断层、小构造的分辨率。

［1］陆基孟.地震勘探原理［M］.北京:石油大学出版社，1996:76－90.

［2］Gijs J.O.Vermeer.三维地震勘探设计［M］.北京:石油工业出版社，2008:187－192.

［3］隋荣亮、段云卿、于富文.油田开发区二次三维地震采集效果分析［J］.石油地球物理勘探，2005，40（6）:4－5.