過德州市城區(qū)地震勘探中的變觀設(shè)計(jì)

過德州市城區(qū)地震勘探中的變觀設(shè)計(jì)

合理的變觀方案不僅是穿越城市的主要障礙，也是地震采集的重要課題。1三維觀測(cè)系統(tǒng)的變換設(shè)計(jì)1.1地震地質(zhì)目的層川西凹陷是一個(gè)非常重要的油氣成熟勘探區(qū),德陽地區(qū)地處成都平原,構(gòu)造位置處于川西坳陷東斜坡帶構(gòu)造弱變形區(qū),構(gòu)造圈閉及斷層普遍不夠發(fā)育。此次三維勘探以侏羅系、三疊系上統(tǒng)須家河組為主要勘探目的層,兼顧三疊系中統(tǒng)雷口坡組。根據(jù)勘探地質(zhì)任務(wù)的要求,充分借鑒鄰區(qū)三維勘探經(jīng)驗(yàn),并選取本區(qū)內(nèi)具有代表性的前期二維地震資料,求取地球物理參數(shù),建立相應(yīng)地球物理及近地表模型,分別對(duì)激發(fā)和接收參數(shù)進(jìn)行分析、論證,從中選出最佳的地震采集參數(shù),再利用鉆井、測(cè)井等資料對(duì)求取的參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證,確保其準(zhǔn)確1.2城市核心內(nèi)地震區(qū)地質(zhì)點(diǎn)布設(shè)探區(qū)遍布城鎮(zhèn)及各類工業(yè)設(shè)施等障礙物,以往受采集裝備及技術(shù)條件的限制,存在城區(qū)地震資料空白區(qū)。由于使用炸藥作為激發(fā)源,選擇激發(fā)點(diǎn)與接收點(diǎn)都十分困難,致使激發(fā)與接收條件變差,導(dǎo)致不能合理布設(shè)物理點(diǎn);同時(shí)城區(qū)內(nèi)各種環(huán)境噪聲干擾嚴(yán)重,且復(fù)雜多變。德陽市城區(qū)位于技術(shù)設(shè)計(jì)滿覆蓋范圍內(nèi),城區(qū)面積69.48km1.3地震采集方案設(shè)計(jì)(1)進(jìn)行精細(xì)踏勘,精確圈定城區(qū)及其邊緣每一個(gè)可以布設(shè)的激發(fā)、接收點(diǎn),詳細(xì)調(diào)查地面、地下設(shè)施分布情況,綜合利用各種地理信息(如:高清晰衛(wèi)星照片、城區(qū)交通圖等),充分了解地形、地物,針對(duì)地震勘探的目的層,利用先進(jìn)的采集論證軟件進(jìn)行地震采集參數(shù)論證和觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì),力求選擇最佳的地震采集方案。(2)在全工區(qū)統(tǒng)一的觀測(cè)系統(tǒng)基礎(chǔ)上,采用束間變觀或特殊觀測(cè)方式,通過設(shè)計(jì)分析軟件進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬,選擇既保證效果又經(jīng)濟(jì)可行的激發(fā)點(diǎn)和觀測(cè)方式。在城區(qū)內(nèi)加密接收線,能夠在炮點(diǎn)較少或缺失的情況下彌補(bǔ)炮檢距的不足,增加覆蓋次數(shù)和壓制環(huán)境干擾。(3)逐炮選點(diǎn),盡量逼近,充分利用城區(qū)空地采用深井小藥量激發(fā),主城區(qū)中的檢波點(diǎn)順街道設(shè)置,盡量不丟點(diǎn)。(4)在城區(qū)外圍加密炮點(diǎn),彌補(bǔ)城區(qū)內(nèi)大炮檢距資料的不足,同時(shí),在城區(qū)內(nèi)增加固定排列,在城區(qū)外放炮,提高資料深層信噪比及外圍資料的覆蓋次數(shù),確保疊加剖面不斷開,盡可能多地獲取城區(qū)反射資料,減少資料空白區(qū),保護(hù)中、淺層有效信息,同時(shí)確保激發(fā)安全。1.4涉及檢波線的束根據(jù)理論設(shè)計(jì)的炮檢點(diǎn)分布,本次采集在城區(qū)共涉及57束,涉及炮線50條,檢波線48條。為確保安全和接收效果,在檢波點(diǎn)放樣前,進(jìn)行地下管網(wǎng)和空洞探測(cè)和調(diào)查,放樣時(shí)避開這類障礙物,以便合理放樣和合理偏移。1.4.1小藥量激發(fā)激發(fā)炮井激發(fā)總體水平城區(qū)周邊炮點(diǎn)主要根據(jù)束內(nèi)調(diào)整和束間調(diào)整相結(jié)合的原則進(jìn)行布設(shè)。按照先移井后加井的原則,盡可能逼近德陽市城區(qū),在城區(qū)周邊、空地區(qū)域多布設(shè)炮井,逼近城區(qū)的炮井采用小藥量激發(fā)。德陽城區(qū)理論設(shè)計(jì)炮點(diǎn)3110個(gè),通過多次協(xié)調(diào),共移炮1126個(gè),在城區(qū)內(nèi)空地加炮1375個(gè),比理論炮數(shù)僅少521炮,對(duì)保證大部分目的層剖面不斷開、減少主要目的層資料空白起到了重要作用。1.4.2檢波點(diǎn)偏移的限制條件比選考慮到城區(qū)環(huán)境的復(fù)雜性及檢波器埋置比較困難的實(shí)際情況,選用單點(diǎn)數(shù)字檢波器接收。按沿街靈活放樣、就近調(diào)整的原則進(jìn)行布設(shè)(見圖3)。為了便于靈活布設(shè)城區(qū)內(nèi)檢波點(diǎn),檢波點(diǎn)偏移的限制條件根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)放寬,做到盡量不大于240m接收線距,不重線,不重點(diǎn),不交叉。同時(shí)盡量將檢波點(diǎn)布設(shè)在學(xué)校操場(chǎng)、小區(qū)花園、街道綠化帶、花臺(tái)等接收條件相對(duì)較好的有土壤區(qū)域,在街道水泥地面則訂做埋置檢波器的專門磚坯,盡可能保證每一個(gè)檢波點(diǎn)的接收效果。整個(gè)城區(qū)未丟道,盡量保護(hù)了城區(qū)內(nèi)有效反射信息。1.4.3接收束間變觀為盡可能多地接收到城區(qū)內(nèi)的反射信號(hào),涉及城區(qū)的炮點(diǎn)盡量采用中間對(duì)稱觀測(cè)系統(tǒng)排列接收(136+136點(diǎn)),即:北邊的炮點(diǎn)南邊接收點(diǎn)不少于136點(diǎn),中間的炮點(diǎn)南、北兩邊接收點(diǎn)均不少于136點(diǎn),南邊的炮點(diǎn)北邊接收點(diǎn)不少于136點(diǎn)。同時(shí),為減少資料空白區(qū)域,增加有效覆蓋次數(shù),選取了1584炮采用13條或14條檢波線接收束間變觀方式。且一部分炮點(diǎn)布設(shè)在接收排列內(nèi),另一部分炮點(diǎn)布設(shè)在接收排列外(見圖4)。1.5技術(shù)措施效果一個(gè)理想的變觀方案應(yīng)確保各目的層有效覆蓋次數(shù)相對(duì)均勻;炮檢距分布合理,具有較合適的方位角分布范圍。因此,在變觀方案確定后,應(yīng)對(duì)有效覆蓋次數(shù)、炮檢距及方位角等屬性的合理性進(jìn)行分析。對(duì)不同范圍的炮檢距對(duì)應(yīng)的覆蓋次數(shù)進(jìn)行模擬,并與理論設(shè)計(jì)相比較,結(jié)果如表1。從最小炮檢距分布情況可以看到(見圖5),理論設(shè)計(jì)小炮檢距分布范圍為44.7~330m;禁炮后,禁炮區(qū)內(nèi)小炮檢距缺失較多,小炮檢距分布范圍大多超過了3400m(圖中黃色、橙色、紅色區(qū)域),部分區(qū)域甚至出現(xiàn)了炮檢距空白區(qū)(圖中白色區(qū)域);采取技術(shù)措施后禁炮區(qū)內(nèi)的小炮檢距得到有效補(bǔ)償,消除了炮檢距空白區(qū),絕大部分區(qū)域最小炮檢距小于3000m,小部分區(qū)域最小炮檢距在3000~4000m,個(gè)別面元超過4000m。從觀測(cè)系統(tǒng)炮檢距、方位角玫瑰圖和方位角分布對(duì)比(圖6)可以看出:變觀后方位角分布比理論設(shè)計(jì)寬,炮檢距基本呈對(duì)稱分布。玫瑰圖中優(yōu)勢(shì)方位角的分布范圍較寬,小炮檢距變化較均勻、方位角分布呈現(xiàn)較快變化的趨勢(shì)。2現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控資料采集德陽地區(qū)是川西重點(diǎn)油氣生產(chǎn)勘探區(qū),城區(qū)地震資料以往為空白區(qū),不利于對(duì)該區(qū)作出總體評(píng)價(jià)。通過使用新設(shè)備新技術(shù),德陽三維采集項(xiàng)目得以成功實(shí)施,使得該區(qū)與周圍地區(qū)可以進(jìn)行三維資料聯(lián)片處理和解釋,奠定了整體綜合研究的基礎(chǔ)。對(duì)穿越德陽城區(qū)排列外放炮的典型單炮(13條線接收)進(jìn)行分析,從原始單炮資料來看,近炮線接收能量較強(qiáng),面波及折射波干擾嚴(yán)重,淺、中深層反射信息豐富;遠(yuǎn)炮線接收小炮檢距資料極少(淺層資料),但中深層反射連續(xù)性較好(見圖7)。資料采集結(jié)束后,對(duì)穿越德陽城區(qū)聯(lián)束采集數(shù)據(jù)進(jìn)行了全三維疊加監(jiān)控處理。分別作了變觀前(沒有加載增補(bǔ)的炮點(diǎn))和變觀后疊加監(jiān)控處理,疊后抽取中間滿覆蓋等間距的INLINE線進(jìn)行顯示。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控處理疊加剖面分析,變觀前城區(qū)最大時(shí)間缺口約為2100ms(圖8a),三疊系上統(tǒng)須五以上資料缺失;變觀后城區(qū)最大時(shí)間缺口約為1700ms(圖8b),勘探目的層侏羅系上統(tǒng)資料缺失,中統(tǒng)部分資料缺失,而侏羅系下統(tǒng)及以下目的層沒有受到影響。從現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控處理初疊變觀后剖面來看,主要勘探目的層信噪比高,連續(xù)性好,波組特征清晰,淺層反射特征清楚;層間反射信息豐富,深層資料反射能量強(qiáng),可以連續(xù)對(duì)比追蹤,達(dá)到了采集任務(wù)的要求。3觀測(cè)系統(tǒng)變觀設(shè)計(jì)的實(shí)踐認(rèn)識(shí)類似德陽城區(qū)這樣的特大型障礙物區(qū)進(jìn)行三維地震勘探時(shí),合理的變觀方案是完成地震采集任務(wù)的關(guān)鍵。通