可控震源在塔里木盆地地震勘探中可行性應(yīng)用及效果

塔里木盆地地表條件多為戈壁和沙漠，生態(tài)環(huán)境脆弱，地震勘探采集成本高，資料信噪比低，安全環(huán)保要求嚴，傳統(tǒng)的炸藥震源采集方法較為成熟，然其生產(chǎn)效率已達極限。皮山三維地震勘探資料采集項目，是中國石化集團首次在高流動性沙漠區(qū)，大規(guī)模采用可控的震源采集技術(shù)，該項目經(jīng)歷了激發(fā)參數(shù)試驗、寬線試驗、高效采集三個階段，項目的成功實施填補了可控震源高效激發(fā)的技術(shù)空白，對推動塔里木盆地油氣勘探開發(fā)進程具有重大意義。

　　1 工區(qū)勘探難點分析

　　工區(qū)位于新疆皮山縣境內(nèi)，該區(qū)域地震勘探具有以下四個方面難點：

　　第一，部分區(qū)域地表起伏較為劇烈，靜校正問題突出。第二，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地層不整合面多，目的層埋深大，成像效果差。第三，激發(fā)、接收條件差，信號衰減嚴重，資料信噪比低。第四，首次實施規(guī)模高效采集，無成熟經(jīng)驗借鑒。

　　2 可控震源施工優(yōu)點

　　與炸藥震源相比，可控震源具有以下優(yōu)勢：

　　第一，輸出信息人為可控，可適時根據(jù)地質(zhì)條件調(diào)整，有利于提高資料品質(zhì)。第二，生產(chǎn)投入成本低、安全風(fēng)險低，對環(huán)境影響小。

　　3 激發(fā)參數(shù)優(yōu)選

　　可控震源采集作業(yè)是一個涉及生產(chǎn)效率、采集質(zhì)量、經(jīng)濟效益、設(shè)備性能、安全環(huán)保等多方面的綜合性工程，其激發(fā)參數(shù)的選擇是多方平衡、優(yōu)化的結(jié)果?？煽卣鹪吹募ぐl(fā)參數(shù)主要包含：臺次、掃描頻率、掃描長度、出力、掃描方式等等參數(shù)。

　　3.1 臺次

　　使用多臺震源多次振動是加強向地下發(fā)射掃描信號能量的重要手段，統(tǒng)計效益分析表明，振動次數(shù)相當(dāng)于垂直疊加次數(shù)，N次振動對隨機干擾的壓制能力提高倍。盡管如此震源臺數(shù)和振動次數(shù)并不是越高越好，隨著震源臺數(shù)的增加，激發(fā)能量和資料信噪比逐漸增強，當(dāng)震源臺數(shù)增加到一定數(shù)量時，主要目的層能量增速減緩，信噪比的提升有限，諧波成分增多;隨著振動次數(shù)的增加，在壓制資料隨機干擾信號、提升目的層信噪比的同時，會使得反射波的主頻降低，影響了資料的分辨率;振動臺次的增加也會發(fā)生降低生產(chǎn)效率和增加經(jīng)營成本的問題。

　　3.2 出力

　　出力通常以靜載荷壓重的百分比表示，出力的增加可以有效提升資料信噪比，壓制隨機干擾，然而隨著出力的增大也會造成子波畸變、震源驅(qū)動振幅的穩(wěn)定性下降。

　　3.3 掃描頻率

　　掃描頻率直接影響著地震信號的分辨率和信噪比，起始頻率的選擇應(yīng)充分考慮有效波和干擾波特點，塔里木盆地目的層埋深較深，深層反射波充滿低頻分量，所以應(yīng)該降低信號頻率，然而當(dāng)起始頻率小于檢波器自然頻率時，低頻段的振幅急劇衰減，震源花費在這一頻段的掃描時間太長，無形中浪費了部分能量，當(dāng)震源能產(chǎn)生的最低頻率，低于性能頻率時，振動對震源自身損害也較大。終止頻率的選擇在保護目的層高頻信息的同時，還要考慮高頻畸變、頻寬對分辨率的影響，掃描頻率寬度應(yīng)不小于兩個倍頻程。

　　4 可控震源應(yīng)用效果分析

　　通過論證及野外試驗效果分析，確定了適用本工區(qū)具體激發(fā)參數(shù)，如下表所示：

　　從工區(qū)新老剖面對比情況來看：新老剖面構(gòu)造形態(tài)基本一致，可控震源采集的剖面目的層反射波組相位強弱分明，連續(xù)性較好，波組特征明顯，層間信息豐富，其信噪比和分辨率有了一定提高。

　　5 結(jié)束語

　　可控震源采集生產(chǎn)通過提前設(shè)計、嚴格管理、科學(xué)試驗、精細施工是能夠獲得較為理想的資料的，其獨具的優(yōu)點對于在新疆塔里木盆地推動高密度、高品質(zhì)、高效率、安全、環(huán)保、經(jīng)濟的采集技術(shù)具有重要意義。