塔西南前陆盆地喀什北区块复杂山地地震采集新进展

2014-09-21范增辉蒲莉萍李洪刚陈燕辉

重庆科技学院学报（自然科学版） 2014年2期

范增辉王健游浩蒲莉萍李洪刚陈燕辉

(1.川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司，成都 610213;2.辽河油田分公司锦州采油厂地质研究所，辽宁凌海 121209;3.西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，成都 610500)

喀什凹陷喀什北区块在区域上位于塔西南前陆盆地喀什凹陷，目前已发现油气田(藏)包括:和田河气田、柯克亚油气田、阿克莫木气田、鸟山气藏和柯东1气田。喀什凹陷是塔里木盆地塔西南坳陷的一个次级构造单元，是塔里木盆地最西北端的一个新生代山前断陷凹陷，位于天山褶皱带与塔里木板块西南缘的接合部位。该区以往的地震资料具有信噪比低、成像差的特点，构造解释和建模困难，圈闭落实不理想，致使勘探目标难以定位，严重制约了油气勘探进程。本文简要分析影响前陆盆地复杂山地地区地震采集质量的主要因素，以期针对性地解决问题，提高资料和成果质量，降低成本，提高经济效益。

1 地质概况

喀什凹陷喀什北区块位于新疆克孜勒苏柯尔克孜州乌恰县、疏勒县境内，面积约5000～6000 km2。区域构造位置属于塔西南前陆冲断带，为盆山耦合的复杂区带。地表类型主要为山地、戈壁砾石区、砾石山和农田村庄，冲沟发育，且山高谷深、地层倾角大，地形相对高差最大逾1200 m，具有典型的复杂山地地形地貌特点。构造类型主要为断层相关褶皱、盐相关构造以及断层三角带。区内主要出露地层有石炭系、二叠系、侏罗系、白垩系、第三系和第四系等地层，岩性大体为灰岩、砂岩、砂泥岩，表层为砾石山和黄土层。由于地表条件和地下构造复杂，时间域偏移成像不准，因而造成高点偏移。此外目的层以上速度场异常复杂，地表岩层倾角较陡，地震波场复杂，目的层成像难度较大［1］。

为了进一步探索和评价塔西南前陆盆地前陆冲断带的油气勘探潜力，近些年曾在该区部署过一些二维测线进行技术攻关，取得了重要进展。如果要进一步更好地取得该区地震资料，首先要明确影响该区地震资料采集质量的主要因素，探求改善地震采集资料质量的方法，才能最终提高地震资料的采集质量。

2 影响地震资料采集质量的主要因素

地震资料采集是一个系统工程，包括地震波激发、接收以及观测系统设计等。所以，采集质量取决于地震勘探作业各环节设计和施工的合理性及实用性。所以，该区表层结构调查工作是一项基础性的工作，它直接影响到激发井深、药量、激发岩性和激发速度等激发参数，以及组合接收参数的确定和观测系统的设计原则［2］。通过对喀什北区块二维采集全过程的分析研究，认为影响该区地震资料采集质量的因素有:(1)复杂的地表、地下地震地质条件是造成喀什北区块地震资料采集质量差的主要原因;(2)该区干扰波发育、激发岩性耦合性差是造成喀什北区块地震采集质量差的客观原因;(3)激发、接收参数以及观测系统优化的程度，也是制约喀什北区块地震资料质量的重要原因。

本区地震资料品质较差，通过提高构造主体部位反射能量，提高资料的信噪比和分辨率，在原始单炮记录中识别有效信号等措施，从而确保中、深层的反射能量，以满足构造圈闭识别以及储层横向预测的需要，是我们当前面临的采集重点和难点。

3 改善地震资料采集新技术

地表起伏大、低降速带变化剧烈的表层结构是制约喀什北地震勘探进程的根本原因。解决好表层问题是解决深层问题的基础，包括确定激发参数、观测系统设计、压制噪声、静校正以及地表一致性问题等。改善本区地震资料采集质量大致应该从以下几个方面入手。

3.1 精细表层调查、高速层激发技术

喀什北区块处于盆山过渡带，表层地震地质条件复杂，近地表岩性厚度和速度变化剧烈，因此低(降)速带调查工作必须认真全面地进行，从而为逐井下达钻井参数提供依据，为处理地震资料提供较准确的低(降)速带静校正量。有鉴于此，查清表层低降速带与高速层的厚度、速度、岩性及地层断裂或破碎程度，建立准确的表层地质结构模型，是一项重要的工作。

(1)精细编制地质横剖面图。结合区域地质调查、野外露头踏勘对地层岩性、地层产状、构造形态、断裂发育等表层地层结构等特点进行综合分析，并沿各条测线绘制反映表层结构的地质横剖面图。

(2)科学合理选择试验点。根据地质横剖面图和地质员井位单，合理选择表层结构调查点。对于喀什北区块而言，通过已有微测井资料解释发现，其低、降速带厚度的横向变化梯度平均约为每千米11%，部分区段的变化可高达20%以上。而低、降速带和高速层的平均速度横向变化梯度依次为每千米12%、10%和6%。在这种厚度和速度变化梯度下，若表层结构调查实验点采用2 km间距进行部署，所获得的表层结构模型调查结果的精度很难满足地震资料采集观测系统设计以及静校正量计算。

(3)综合运用表层结构调查方法。本区表层结构调查主要采用了常规的单井微测井和少量的深井微测井方法。在复杂地表区，我们需要使用信息更丰富的表层结构调查方式，使用微测井结合大炮初至波法或者层析法，来设定构造、岩性异常段的边界条件。这种表层调查方法已用于塔里木盆地KC地区生产实践，应用效果较好。

3.2 高精度遥感选线技术

通过高精度地震遥感配套技术辅助测线部署，由于高精度遥感信息整合了包括地表湿度、地表松散度、激发岩性等地表级浅层地质信息，运用于宽线施工，使丢炮(道)率控制在允许范围内;逐点优化设计激发、接收点位置，提高激发、接收效果;逐点设计检波器组合方式;避开障碍物，在安全区内作业等优点。比较地面踏勘，收集到的地面地质信息更加丰富准确，对于解决复杂山地地区的测线部署，提高资料品质，缩短测线部署周期十分有利。

通过卫星遥感照片，优选测线位置，利用条带合理偏移。如图1所示，KS09－01K测线向东平移，降低高程、坡度，调整后的测线避开了陡峭的主峰，地形明显减缓，平均高程由原来的2076.5 m降至调整后的2037.1 m，平均坡度也由原先的16.26°降至调整后的11.9°，炮点分布程度大幅减弱。

图1 KS09－01K线调整测线部署图

3.3 宽线观测大组合接收技术

喀什北区块经受了南天山和昆仑山强烈的造山运动，断裂发育，进一步导致地震波场复杂，成像困难。这些问题的存在导致本区构造主体地段地表砾石区地震激发能量吸收和衰减作用明显，推滑断裂对地震射线的散射作用显著，激发和接收条件差，单炮信噪比较低，地震剖面品质差［3］。在这种情况下，常规二维单线地震勘探技术，已经很难解决目的层构造区域的精确成像问题，必须进一步优化观测系统和强化接收方法［4］。

为此，我们坚持“宽线观测 +大组合接收”的指导思想。采用宽线观测系统有两方面的好处:一是利用横向上的叠加来压制横向干扰(包括侧面干扰)，突出有效信号的能量;二是利用横向面元叠加来提高覆盖次数。该方法在沙漠、黄土、山地等地区都得到了较好的应用。实践表明，在信噪比偏低、散射干扰严重的地区，该方法效果比较明显。采用大基距组合接收，可以进一步有效地压制各种横向干扰波，提升弱反射信号的能量。

在喀什北区块，KS09－01K测线采用宽线+大组合接收技术。比较KS05－01测线单跑及剖面质量，从单炮品质可以看出，通过大组合接收方式可以更多地压制侧面干扰，提高单炮信噪比(图2)。从叠加剖面看，主要目的层的覆盖次数、信噪比都有了大幅度提高，构造主体中浅层可见有效反射，深层成像质量在以往剖面基础上得到了有效提高(图3)。

图2 KS05－01线与KS09－01K线中戈壁单炮组合接收资料对比

3.4 合理的激发点和接收点优选技术

复杂山地勘探实践表明，选点要综合考虑地形、坡度、高程、地表岩性、相对湿度、地表疏松度、地面障碍物等因素，根据这些信息的不同权重进行叠加，制作合成地貌评价值，评价值越大，说明激发、接收条件越佳。

(1)选择接收点时，除比较其评价值外，坡度的计算面以检波器组合面积为依据，纵、横向分别计算，同组内高差、组合基距同时作为判断是否能够展开埋置的约束条件。野外施工时，疏松地带挖坑，山体基岩出露区采用“钢钎引眼”，农田和牧场等特殊地区采用检波器直插方式埋置，以确保检波器与地表耦合良好。

(2)选择激发点时，除比较评价值外，坡度的计算面以设计点位为中心，东西南北取5 m间隙，同时考虑周围环境(地貌特征、地面障碍物、安全距离)的影响，以此判断钻机能否正常摆放，尽量布在沟谷和山前地形平坦处。在山顶和陡坡的激发点，可以移井到激发条件较好的沟谷或山前平地中，因为沟谷或平地激发具有波场简单、下传能量强，次生干扰弱以及钻井作业较容易等优点，可以通过变观技术来达到目的层的满覆盖次数。野外施工按炮点和检波点向相反方向等距离移动，这样既可以保证地震反射CMP位置不变，也避免了在山顶激发。