利用虚反射界面确定激发深度方法研究

来源:用户上传      作者: 石影君

　　摘要：随着地震勘探区域地表条件复杂化，确定最佳激发因素越来越困难。本文阐述了利用微测井资料确定虚反射界面的具体方法，分析了复杂地表条件下虚反射界面对地震波激发的影响，建立了利用虚反射界面确定最佳激发井深的经验法则，经实际应用获得了良好的效果，地震资料的品质得到明显改善。
　　关键词：虚反射界面　激发深度　微测井高速层　地震子波
　　
　　
　　一、引言
　　
　　随着地震勘探技术的飞速发展，对地震勘探精度的要求也越来越高。就地震资料采集而言，为了最大限度地提高资料信噪比、分辨率及保真度，施工因素选择应尽可能做到准确化、精细化。
　　在地震资料采集中，激发参数的选择对保证地震资料品质至关重要。其中激发深度的选择更是关键。通常激发深度选择是在表层调查之后通过试验，一般在潜水面以下并避开虚反射干扰。已有的研究表明，激发点距虚反射界面距离越大，虚反射对高频信号影响越明显。只有在虚反射界面以下且距虚反射界面较近时，方可得到具有较高频率和较大频宽的地震记录。但为了提高下传能量必须考虑爆炸半径等因素，同时出于避免破坏潜水面等环保问题，爆炸点距虚反射界面的距离并非越近越好。同时由于表层条件的复杂，常常存在多个虚反射界面，使得最佳激发深度的选择更加困难。
　　
　　二、虚反射界面的测定方法
　　
　　1　利用双井微测井测定虚反射界面
　　在表层调查方法中，双井微测井确定虚反射界面最直观、最准确。虚反射波与直达波的交点所对应的深度就是虚反射界面位置。虚反射波与直达波的交点在横坐标上的投影即为虚反射界面的位置。但虚反射界面有的是单一的，有的则表现为多个界面。
　　2　利用单井微测井及潜水面调查测定虚反射界面
　　在表层结构复杂情形下单井微测井反映存在两个或多个虚反射界面，但二者确定的虚反射界面方法基本一致。虚反射界面的强弱主要是通过上、下介质的波阻抗差异大小决定的，当上、下介质的密度差异相对较小，其强弱程度可以简单近似为由速度差异决定的。速度差越大，则产生的虚反射波越强，反之，速度差越小，则产生的虚反射波越弱。
　　
　　三、地震虚反射界面的影响分析
　　
　　吕公河(2002)研究指出：在虚反射界面下方产生的地震子波是下行一次波与虚反射波叠合的结果，二者时差大小与激发子波的频率和能量有直接关系。地震波激发效果与虚反射界面的反射系数、表层衰减强度以及震源距虚反射界面距离有关。但事实上反射系数为正的情况更为普遍。一般在高速层内激发，高速层顶面就是正反射系数的虚反射界面。李套山等讨论了虚反射的理论时距曲线特点、信息的采集方法，也指出了虚反射的存在对地震信号具有低频响应影响，但不够直观。
　　为了更直观地反映虚反射对地震信号的影响，笔者设计了一个虚反射界面模型，利用激发井深模拟软件(DMOEs)对地震子波的激发效果进行了模拟。从结果不难看出，虚反射对地震子波的影响非常明显。随激发深度的增加，虚反射对地震子波波形畸变越严重，地震波主频和频宽显著下降，但子波能量略有增强。直到激发点与虚反射面之间的距离大于子波半渡长时，虚反射才基本不影响子波形状。由此可知，虚反射面对激发井深的选择是很重要的，应加以利用。
　　
　　四、用虚反射界面选择最佳激发井深的方法
　　
　　要想采集优质地震资料，必须先获得优质的震源子渡，同时尽量减少虚反射影响。下面对2008年松辽盆地某三维工区两个具有代表性的微测井点进行分析，阐述利用虚反射界面选择井深的方法。
　　1　单一强虚反射界面
　　当表层结构简单只有一个强虚反射界面，从单炮地震记录来看，在第一高速层顶面以下3～4m处激发效果最好。当距离过大时，有效波与虚反射叠加后对高频成分影响最大，导致记录品质最差。在第二高速层中的激发效果介于前两者之间。但由于三个高速层之间速度比较接近，而低速带和第一高速层速度差异又很大，因此，在最佳井深设计过程中可将其视为包含一个低速层和一个高速层的双层结构对待。
　　2　两个或多个强虚反射界面
　　当存在两个虚反射界面时，相应的表层介质表现为多层结构。出于减小震源产生的次声干扰以及虚反射界面影响的考虑，最佳井深应选择既要最大限度地减小主要虚反射界面对激发效果的影响，又能够保证不炸穿次要虚反射界面，避免了次生干扰的产生。从记录可以看出，在不同虚反射界面处激发的单炮记录品质较好。这说明采用双井微侧井资料确定虚反射界面位置的准确性，利用虚反射界面进行最佳激发井深的设计是非常实用的。
　　对表层结构为多层时激发深度的选择可按照如下原则进行：
　　(1)结合临近点表层结构，综合考察速度、岩性、厚度等地震、地质信息，选择稳定的高速层界面，
　　(2)当第一高速层厚度相对较大时，在第一高速层虚反射界面以下激发；当厚度相对较小且与第二高速层速度差别较大时，在第二高速层虚反射界面以下激发较为合适。
　　(3)当确定了需要保护的地震信号的最高频率后，虚反射波与一次波之间的时差应不超过1／4周期。
　　
　　五、应用实例
　　
　　在松辽盆地某三维工区应用效果证明了该方法的科学性。该区地表物性差异很大，通过合理的微测井解释、精细的井深设计和严格的施工质量控制，获得了非常理想的采集效果。与相邻工区相同位置以往剖面相比较，不仅纵、横向分辨率明显提高。而且浅、中、深层地震波特征明显且信息丰富。浅层同相轴能量适中且连续性更好，中层反射波组层间信息丰富、波组特征明显、断点清晰。深层反射能量较强，振幅均衡、且一致性较好。
　　
　　六、几点认识
　　
　　利用微测井资料不仅解决了精确井深设计的技术问题，而且减少了试验，节约了成本，提高了效益。
　　(1)激发点距虚反射界面越近激发地震子波的频带越宽。从保护分辨率考虑，为保证有效波与虚反射的良好叠加，爆炸点距虚反射界面的距离不可过大，但从降低爆炸震源次生干扰，增加下传能量，提高资料信噪比以及保护环境等考虑，最佳激发点位置应选在虚反射界面以下且至少应大于爆炸半径，
　　(2)在表层结构复杂地区，采用双井微测井资料确定最佳激发深度优干常规的基于单点试验记录选择最佳激发深度的方法。
　　(3)合理利用虚反射界面信息是精细井深设计的前提。适当增加双井微测井数量、提高微测井资料解释精度，不仅可以大大提高最佳井深选择的精度，而且可减少试验点，提高效率，节约成本。
　　(4)井深设计应以较强虚反射界面为主，以弱界面为辅，同时综合考虑强虚反射界面以下介质的速度、岩性等因素的影响。
　　
　　参考文献
　　宋玉龙地震勘探采集手册山东省地图出版社，2004，99～113。
　　吕公河，地震勘探虚反射界面的测定及其利用石油地球物理勘探，2002，37(3)：295～299
　　李套山等，虚反射信息的采集及其形成机制、频率响应的理论探讳石油物探，1997，36(4)：38～44刘艾奇，皇甫煊，激发井深选择的优化技术，石油物探，加04，43(6)：605～607
　　唐东磊，严峰，王新全潜水面以下激发深度选取的理论分析，勘探地球物理进展，2005，28(1)：36～41

转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-425299.htm