大王庄地区激发技术研究与探讨

蒋玲

摘 要 胜利东部老区大部分地区经历了二次采集，目前已进入开发地震阶段，获取高分辨率的地震资料是当前的首要任务。胜利黄河冲积平原覆盖区近地表环境具有潜水面埋深差异大与沙泥岩性互层的特点，高品质激发是提升地震资料品质的关键。众所周知，潜水面与岩性界面是激发出强振幅地震子波、拓宽频带宽度的两个关键因素。本文以DHW地区开发地震资料为基础，对虚反射产生的反射振幅-频率进行了理论分析与试验验证，结合不同岩性中激发的地震子波研究，提出了潜水面下3-7m深度范围内粉质粘土中激发的认识，其对于东部老油区开发地震中激发因素的选取具有指导意义。

关键词 潜水面 虚反射 激发深度 激发岩性 岩性探测

中图分类号：TE121.1 文献标识码：A

1潜水面对下传地震波能量的影响

1.1虚反射的基本原理

我们研究药柱爆炸所形成的地震波叠加原理。理论推导之前，需要给定三个假设条件：（1）潜水面以下为均匀介质；（2）虚反射波从激发点-潜水面-地下某一点的传播过程中，吸收衰减忽略不计；（3）仅考虑虚反射地震波最短传播路径的情况。

1.2近地表参数理论计算

对于地震波来说，不同频率的地震波下传能量达到最大值所需要的激发深度h1是不一样的，因此，只需求出虚反射函数振幅对激发深度h1的导数，并令其等于零。

通过微测井调查，得到DWZ工区潜水面上下介质的地震波速度分别为v0=500m/s，v1=1750m/s，虚反射系数R=0.56，我们以频率为自变量，计算出在潜水面以下3，5，7，9，11，13m时的虚反射振幅-频率的关系曲线，讨论潜水面下激发深度的选择问题。

（1）潜水面下激发深度为0，即药柱顶面位于潜水面时，无论频率大小，其下传能量都为最小，因此，激发深度h1不能夠选择为零。

（2）使下传能量达到最大的激发深度有多个，实际工作中要结合潜水面下的激发岩性合理选择某一深度范围进行激发。

（3）在满足下传能量最大化的激发深度中，距离潜水面距离越近，越容易获取宽频带的地震信号。

潜水面下3m与5m两个激发深度在0-150Hz范围内仅有一个通放带，7m激发深度通放带高频端达到100Hz，这意味着在潜水面下3m激发，55-150Hz的地震能量得到增强；潜水面下5m激发，30-150Hz的地震能量得到增强；潜水面下7m激发，25-100Hz的地震能量得到增强。从潜水面下13m激发深度振幅特性曲线来看，12-55Hz和85-120Hz两个频段的地震能量得到增强，55-85Hz这一频带的地震能量受到压制，而这一频率范围恰是我们所期望的。

总之，潜水面下激发深度越大，高频地震信号受潜水面虚反射改造越严重，造成野外生产中出现“假高频”现象。

2激发岩性对地震波频率的影响

2.1微测井井口道频率分析

为了分析不同岩性中激发的地震子波特征，我们进行了34m井深的微测井试验，每次激发采用5发雷管，距离井口20m以下每2m激发一次，距井口5m以下每1m激发1次，距井口5m以上每0.5m激发1次。同时，根据岩性探测与岩性取心记录每次激发时对应的激发岩性。

对每次激发时的井口道进行子波提取与频率分析，做出频率变化的柱状图，按激发深度进行排序，结合激发岩性在纵向上的分布，可以直观的显示不同岩性中激发产生的地震子波差异。

（1）在潜水面上方激发，地震子波受到潜水面的虚反射改造作用，无论在何种岩性中激发，信号频率都较低；

（2）在潜水面下方的同种岩性中激发，信号频率具有相似的特征，粉质粘土中激发，地震子波更加“尖锐”，子波频率高于在粉土中激发；

（3）优选潜水面下的激发岩性对虚反射效应有一定的补偿作用。相较于潜水面附近的粉土、粉砂等岩性来说，选择在距离潜水面“远一些”的粉质粘土中激发，更能获取高频地震信号。

2.2试验资料分析

根据岩性探测结果，我们在DWZ地区S2试验点进行了潜水面下粉土与粉质粘土两种岩性的激发试验。在粉质粘土中激发，获得了更多的高频地震反射，尤其是在1.2-1.5s，反射同相轴的连续性具有明显的优势。

对1.2-1.5s时窗进行子波提取与频谱分析，我们可以看出，在粉质粘土中激发的地震子波比粉土中激发的地震子波要“瘦”得多；从频带宽度来看，粉土中激发的子波频带范围在0-100Hz左右，粉质粘土激发的子波频带宽度达到0-135Hz。

3结论

（1）潜水面下激发深度的选择与要保护的频率密切相关，所要保护的频率越高，要求激发深度越小。目前开发地震所要保护的最高频率一般在60-120Hz，因此潜水面以下激发深度应宜选择在潜水面以下3-7m。如果选择的激发深度大于7m，100Hz以上的高频信号将会受到潜水面的改造。

（2）在不同的岩性中激发的地震子波频带宽度有较大的差异，在粉土中激发的地震子波较“胖”，而粉质粘土中激发的地震子波较“瘦”，激发岩性对频带宽度影响的极大，是影响分辨率的主要因素。开发地震野外生产中必须进行较高密度的岩性取心与岩性探测试验，选择在粘性介质中进行激发。

（3）潜水面与岩性界面对地震子波都具有改造作用，实际生产中，在潜水面下3-7m范围内选择粘性介质激发是最佳选择。如若3-7m深度范围没有粘性介质，内考虑到激发岩性对虚反射效应的补偿作用，可以适当加大井深寻求最佳激发岩性，但究竟加大到何种程度需要根据工区近地表参数理论计算与激发岩性试验结果共同分析确认。

参考文献

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