適用于疏松砂巖區(qū)地震勘探的采集技術(shù)

適用于疏松砂巖區(qū)地震勘探的采集技術(shù)

1地震勘探方向及難點(diǎn)柴達(dá)木盆地三湖區(qū)的地表相對(duì)平坦，但地下低速帶的厚度發(fā)生了很大變化。該區(qū)氣田屬于典型疏松砂巖氣藏。多年勘探實(shí)踐及研究成果表明,該區(qū)地下構(gòu)造幅度較小,斷裂極不發(fā)育,但是特殊地質(zhì)條件給地震勘探帶來(lái)極大困難:①地層疏松,巖性細(xì),儲(chǔ)層與圍巖差異小,難以采集到高品質(zhì)地震資料;②該區(qū)儲(chǔ)層粒級(jí)細(xì),以砂泥巖薄互層為主,儲(chǔ)層厚度大多為1~5m,對(duì)地震勘探分辨率提出挑戰(zhàn);③該區(qū)氣層埋藏相對(duì)淺,由含氣異常區(qū)引起的低速異常區(qū)易在地震剖面上形成“低速、低頻和同相軸下拉”現(xiàn)象。在20世紀(jì)90年代以前,由于受到裝備及勘探條件限制,地震采集方法主要為大道距、小道數(shù)接收、組合激發(fā)及組合接收,地震資料品質(zhì)不高。2000年后開展了高分辨勘探,主要采用較小道距、多道及覆蓋次數(shù)不高的觀測(cè)系統(tǒng)和組合激發(fā)、組合接收方式。該區(qū)地震資料品質(zhì)取得大幅度提高,但是氣異常區(qū)及低速異常區(qū)地震資料信噪比仍然不高,異常區(qū)邊界成像不清,難以準(zhǔn)確識(shí)別低幅度構(gòu)造氣藏。此外該區(qū)一直未能全面開展表層調(diào)查工作,靜校正問(wèn)題較突出,因此剖面普遍存在近地表異常引起的地震異常現(xiàn)象,使真假氣異常難以識(shí)別,造成許多探井落空?；谠搮^(qū)目的層特點(diǎn)及地震勘探難點(diǎn),開展了針對(duì)疏松砂巖儲(chǔ)層的地震采集技術(shù)試驗(yàn)。嘗試采用小道距、高覆蓋觀測(cè)技術(shù)提高氣區(qū)成像分辨率和信噪比;采用精細(xì)地表調(diào)查技術(shù)查明表層巖性、速度及厚度變化規(guī)律,為優(yōu)選激發(fā)巖性和靜校正提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù);采用優(yōu)選激發(fā)巖性、數(shù)字檢波器接收方式提高資料主頻、拓寬頻帶范圍;采用折射靜校正技術(shù)較好地消除了近地表異常引起的地震異常。綜合應(yīng)用上述四套技術(shù),疏松砂巖地區(qū)地震資料品質(zhì)有明顯的改善。2不同道距和覆蓋次數(shù)的對(duì)比小道距觀測(cè)可減少空間假頻,提高氣區(qū)成像分辨率。圖1是過(guò)氣藏區(qū)單炮記錄的F-K譜,可看到道距10m時(shí)能較好地區(qū)分有效波與干擾波,確保有效信號(hào)不被影響。隨著道距增大,有效信號(hào)與假頻出現(xiàn)重疊,F-K譜變得模糊不清。圖2是過(guò)氣藏區(qū)的不同道距的疊加剖面,從中可看出,采用10m道距采集時(shí)氣區(qū)成像更清楚。隨著道距增加,氣區(qū)成像品質(zhì)(從淺到深)都受到影響。通過(guò)提高覆蓋次數(shù)可以有效改善疏松砂巖含氣異常區(qū)地震資料的信噪比。圖3是不同覆蓋次數(shù)試驗(yàn)線的疊加剖面,對(duì)比可見高覆蓋對(duì)氣區(qū)刻畫更清晰,氣區(qū)邊界更清楚,波組連續(xù)性更好,有利于氣區(qū)識(shí)別。隨著覆蓋次數(shù)降低,深層有效反射同相軸連續(xù)性變差。3利用近地表整體解剖氣田表層模型該區(qū)近地表結(jié)構(gòu)異常區(qū)表層巖性主要為膠泥層中含結(jié)晶鹽夾層,局部地區(qū)鹽堿層以下具有連續(xù)介質(zhì)特征,巨厚疏松的低降速帶速度變化劇烈。針對(duì)不同地表特點(diǎn),我們采用了分區(qū)表層調(diào)查技術(shù):層狀介質(zhì)區(qū)采用小折射調(diào)查;連續(xù)介質(zhì)區(qū)采用層析表層調(diào)查;結(jié)晶鹽夾層區(qū)采用小折射—微測(cè)井聯(lián)合調(diào)查;低降速帶巨厚區(qū)采用超深微測(cè)井調(diào)查。采用模型迭代調(diào)查技術(shù)對(duì)初次調(diào)查地表模型進(jìn)行綜合分析,對(duì)初次模型不合理區(qū)域采取加密控制點(diǎn)或進(jìn)行二次調(diào)查,再加入新調(diào)查數(shù)據(jù)重新建立模型。采用這種重復(fù)迭代方式可提高表層調(diào)查精度(圖4)。通過(guò)近地表整體解剖技術(shù)建立氣田表層模型。首先綜合利用小折射、微測(cè)井、野外近地表巖性調(diào)查,以及地物地貌等資料,查明表層結(jié)構(gòu)基本特征,理清表層巖性、速度分布規(guī)律;然后對(duì)比地震大炮資料,搞清表層巖性與剖面上異常對(duì)應(yīng)關(guān)系;最后與大炮初至反演模型相結(jié)合,通過(guò)對(duì)比分析,弄清近地表結(jié)構(gòu)變化規(guī)律,檢驗(yàn)表層模型的合理性(圖5)。圖6是某測(cè)線近地表整體解剖實(shí)例。根據(jù)小折射、微測(cè)井、野外近地表巖性調(diào)查及地物地貌等資料繪制詳細(xì)巖性剖面和近地表模型剖面;再利用大炮初至反演近地表模型;最后利用疊加剖面、近地表模型和巖性剖面進(jìn)行綜合判別所構(gòu)建模型的合理性并甄別可疑異常。從圖中可看出,某氣區(qū)南側(cè)條帶狀分布的地震異常對(duì)應(yīng)著低降速帶相對(duì)較厚,該條帶狀異常區(qū)域?qū)?yīng)著低降速帶厚度較厚的砂體,在調(diào)查中也發(fā)現(xiàn)該區(qū)域含水量較多,頻率衰減嚴(yán)重,是受低降速帶和含水量?jī)煞N因素影響的表層結(jié)構(gòu)異常區(qū)。通過(guò)有效應(yīng)用這些技術(shù)措施,建立該區(qū)精確的近地表結(jié)構(gòu)模型,為靜校正和優(yōu)選激發(fā)巖性提供可靠的模型約束條件。4激發(fā)對(duì)比試驗(yàn)針對(duì)疏松砂巖巖性氣藏的勘探特點(diǎn),不僅要確保地震資料有較高的分辨率,而且要保護(hù)含氣層的低頻信息。激發(fā)方式主要采用單井激發(fā),在精細(xì)表層調(diào)查基礎(chǔ)上,選擇最佳激發(fā)巖性,提高地震資料縱向分辨率。通過(guò)表層巖性調(diào)查,查明該區(qū)近地表巖性主要由沙土和膠泥構(gòu)成。地表巖性由淺至深大致分為鹽堿殼、沙土、結(jié)晶鹽層、膠泥層等四類。低降速帶速度和厚度變化范圍較大:速度是400~1600m/s,厚度為4~150m;高速層速度較穩(wěn)定,為1800~2400m/s。針對(duì)地表巖性和表層結(jié)構(gòu)速度變化等特征,在含氣區(qū)附近開展激發(fā)對(duì)比試驗(yàn)。氣區(qū)地表為鹽堿地,巖性為沙土和膠泥。激發(fā)對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果表明膠泥高速層激發(fā)的單炮記錄信噪比、分辨率最高,其次為膠泥降速層,沙土層信噪比和分辨率均較低(圖7、圖8)。接收因素主要采用數(shù)字檢波器,因?yàn)閿?shù)字檢波器有利于拓寬地震資料頻帶范圍,同時(shí)較好保護(hù)低頻信息。從圖9中相同觀測(cè)系統(tǒng)、相同激發(fā)因素和不同檢波器接收方式的原始單炮對(duì)比可以看出,數(shù)字檢波器接收的地震記錄分辨率明顯高于模擬檢波器(組合)。圖10是單炮記錄頻譜分析圖,采用單個(gè)數(shù)字檢波器接收資料的頻寬大于模擬檢波器,數(shù)字檢波器在-20dB能量位置,其頻譜范圍可達(dá)160Hz,模擬檢波器在-20dB能量位置,頻譜跨度只有80Hz,說(shuō)明數(shù)字檢波器資料比模擬檢波器資料高頻能量強(qiáng)得多,拓寬了資料頻帶范圍。圖11是相同觀測(cè)系統(tǒng)、激發(fā)因素及處理流程、不同檢波器接收方式的疊前時(shí)間偏移對(duì)比剖面,可見數(shù)字檢波器剖面反射波主頻高,反射細(xì)節(jié)清楚,而模擬檢波器剖面主頻較低,缺少反射細(xì)節(jié)。5靜校正量精度該區(qū)以往主要采用高程靜校正,導(dǎo)致很多近地表異常地區(qū)地震剖面質(zhì)量較差。經(jīng)近年勘探實(shí)踐,認(rèn)識(shí)到該區(qū)低降速帶變化劇烈,且存在較多局部低降速帶異常。選用折射靜校正方法較適用于該區(qū)的靜校正計(jì)算,能提供高質(zhì)量的中、長(zhǎng)波長(zhǎng)校正分量,且短波長(zhǎng)靜校正量精度較高。折射靜校正技術(shù)優(yōu)點(diǎn)包括:①能準(zhǔn)確建立近地表模型,為折射靜校正提供合理模型約束;②對(duì)大炮初至質(zhì)量較差地區(qū),采用濾波處理方法可提高初至質(zhì)量和靜校正計(jì)算精度;③在小炮檢距范圍內(nèi),采用不同炮檢距折射層速度掃描法可優(yōu)選折射層速度;④采用延遲時(shí)延拓和延遲時(shí)組合算法計(jì)算延遲時(shí),可同時(shí)對(duì)比層析反演模型,并確定合理靜校正計(jì)算標(biāo)志層,最大限度地解決好該區(qū)靜校正問(wèn)題。圖12是高程靜校正和折射靜校正方法剖面對(duì)比。從該圖可看出,異常Ⅰ是表層結(jié)構(gòu)異常區(qū),它是低降速帶厚度較大的砂體,含水較多,頻率衰減嚴(yán)重,受低降速帶和含水兩種因素影響。異常Ⅱ是氣田氣異常區(qū)。高程靜校正未解決好表層異常Ⅰ引起的靜校正問(wèn)題,而折射靜校正能有效消除表層異常Ⅰ;氣異常區(qū)Ⅱ仍然存在,同時(shí)也驗(yàn)證識(shí)別表層異常的可靠性。6檢測(cè)數(shù)據(jù)處理圖13是同一位置采用以往采集方法與采用本次試驗(yàn)方法獲得的時(shí)間偏移對(duì)比剖面。從該圖可看出,以往方法采集的剖面信噪比和分辨率較低,特別是1.0s以下波組反射連續(xù)性較差,而本次試驗(yàn)方法所獲剖面的信噪比和分辨率高,同相軸連續(xù)性有明顯改善。圖14是相同位置采用以往采集方法和采用本次試驗(yàn)方法獲得的分頻掃描對(duì)比偏移剖面。從該圖可看出:前者主頻為25~30Hz,優(yōu)勢(shì)頻帶范圍是10~60Hz;后者主頻為40~45Hz,優(yōu)勢(shì)頻帶范圍是6~80Hz。7氣區(qū)地震勘探方向通過(guò)以上分析,可得出如下結(jié)論:(1)通過(guò)采用小道距、高覆蓋觀測(cè)技術(shù),氣異常區(qū)成像信噪比和分辨率得到明顯提