正反向照明分析在高陡构造地震采集中的应用_成云.pdf
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1、第 33 卷第 1 期2023 年 3 月安徽地质Geology of AnhuiMar.2023Vol.33 No.1文章编号:1005-6157(2023)01-0引言川东南地区的高陡构造发育,成排、成列展布,评价高陡构造是页岩气战略选区的重要工作任务。高陡构造地层的岩性横向变化大,速度变化快,地表激发、接收条件差,高陡构造断层发育,造成内幕波场复杂,反射微弱,单炮品质差,资料信噪比低,内幕照明效果较弱,深部成像不清。在该类地区进行地震勘探,查明高陡构造区及落实构造细节,评价地区页岩气勘探潜力,开展页岩地质目标勘探,难度较大。近年来,波动方程数值模拟与地震照明技术的快速发展为复杂地区观测系
2、统优化设计提供了技术手段1。通过正反向照明分析,针对目标阴影区,分析照明能量展布特征,优化地震采集观测系统参数,从而进一步改善成像效果。1照明分析基本方法照明分析是在设计已知地质模型和给定观测系统的情况下,以地震波波动方程传播理论为基础,面向特定地质目标,采用正演模拟方法认识和研究地震波场传播过程;通过照明分析尽可能消除地下目的层阴影区,得到最佳照明的地震数据,达到最佳的成像效果2。照明度就是在已知地质模型、地层速度和观测系统条件下获得地下反射界面上地震波场的能量分布、波场能量大小,代表照明的强弱。根据波场能量关系,把震源点在二维空间(x,z)处的照明度定义为:I(x,z,)=u(x,z,)u
3、(x,z,)(1)式中:I为照明度;为入射波的角度;为二维窗;u*为波场共轭。则M个震源点在空间(x,z)处的照明度等于每个震源点照明度的叠加和2,即总照明度可表示为:I(x,z,)=i=1MIi(x,z,)(2)在采集设计中可以通过调整观测系统,加强部分区域的激发接收,改善阴影区的照明情况,并以此改善阴影区的成像品质。正向照明是以激发点作为照明源,分析地质构造的照明能量分布;反向照明则以目标靶为照明源,分析优势激发炮点范围3。复杂山地高陡构造发育,高陡构造处如何科学设计观测排列的最大炮检距和变观炮点布设方案,是圆满完成地质任务的重要因素。本文以高陡构造建立地质模型,先后采用正向照明和反向照明
4、分析确定高陡构造处的最佳观测系统设计。2地质模型建立本区自武陵造山运动扬子区统一的基底形成以后,历经了多旋回多期次的沉积构造发展,印支运动正反向照明分析在高陡构造地震采集中的应用正反向照明分析在高陡构造地震采集中的应用正反向照明分析在高陡构造地震采集中的应用正反向照明分析在高陡构造地震采集中的应用正反向照明分析在高陡构造地震采集中的应用正反向照明分析在高陡构造地震采集中的应用正反向照明分析在高陡构造地震采集中的应用正反向照明分析在高陡构造地震采集中的应用正反向照明分析在高陡构造地震采集中的应用正反向照明分析在高陡构造地震采集中的应用正反向照明分析在高陡构造地震采集中的应用正反向照明分析在高陡构
5、造地震采集中的应用正反向照明分析在高陡构造地震采集中的应用正反向照明分析在高陡构造地震采集中的应用正反向照明分析在高陡构造地震采集中的应用正反向照明分析在高陡构造地震采集中的应用正反向照明分析在高陡构造地震采集中的应用正反向照明分析在高陡构造地震采集中的应用正反向照明分析在高陡构造地震采集中的应用正反向照明分析在高陡构造地震采集中的应用正反向照明分析在高陡构造地震采集中的应用正反向照明分析在高陡构造地震采集中的应用正反向照明分析在高陡构造地震采集中的应用正反向照明分析在高陡构造地震采集中的应用正反向照明分析在高陡构造地震采集中的应用正反向照明分析在高陡构造地震采集中的应用正反向照明分析在高陡构
6、造地震采集中的应用正反向照明分析在高陡构造地震采集中的应用正反向照明分析在高陡构造地震采集中的应用正反向照明分析在高陡构造地震采集中的应用正反向照明分析在高陡构造地震采集中的应用成云,徐磊(中石化石油工程地球物理有限公司华东分公司,江苏南京210009)摘要:川东南地区的构造复杂区地震资料品质较差,下伏地层成像不理想,为了解决这一难题,我们依据以往资料构建了二维地质模型,在高陡构造区域进行模拟激发接收,开展波动方程照明,进行最大偏移距和激发位置范围优化。本文通过正向照明分析技术,论证最佳的最大炮检距长度,利用反向照明分析技术确定特定目标体的优势激发点位,优选激发范围。通过调整地质目标体的照明能
7、量属性,分析照明效果,进一步优化了高陡构造区野外采集观测系统,改善了地震采集资料品质,提高了地质勘探效果。关键词:地震采集;照明分析;炮检距;观测系统中图分类号:P631文献标志码:B收稿日期:2022-7-15基金项目:中石化川东南綦江地区地震勘探项目(编号:18-FW0301-0007)资助作者简介:成云(1969),男,安徽巢湖人,高级工程师,主要从事地震资料采集方法研究。E-mail:027-5安徽地质2023年以前为海相沉积构造旋回发展阶段,印支运动使得扬子区两侧的秦岭和江南隆起褶皱造山得以整合统一,海水全部退出扬子区,结束海相沉积历史,开创了前陆盆地发展演化的新纪元。本区处于四川盆
8、地川东褶皱带,区内从晚震旦世开始到侏罗纪,除晚志留世到早石炭世外,各时代地层发育较齐全。从邻区以往剖面可以看出地层平缓区各沉积地层较稳定,地震反射界面连续性好,波组特征明显,浅、中、深层均可见连续稳定反射波组。高陡构造带资料信噪比和连续性明显降低,断裂发育,上下结构不协调,成像难度较大(图1)。图1邻区以往剖面Figure 1.Previous sections in the adjacent area该区主要目的层速度分别是:T3x(上三叠统须家河组)速度为4 300 m/s,T1j(下三叠统嘉陵江组)速度为4 800 m/s,P2(上二叠统)速度为5 180 m/s,P1(下二叠统)速度为
9、 5 228 m/s,S(志留系)速度为 5 628 m/s。根据以往邻区剖面主要目的层趋势结构,我们构建二维地质地震模型(图2)。模型长度为20 000 m,深度为10 000 m。图2高陡构造地质模型(深度域)Figure 2.Geological model of the high and steep structure(depth domain)3正向照明论证最大炮检距在采集参数的论证中,可以利用照明分析对不同最大炮检距的接收排列进行照明分析对比,为最佳观测排列长度的确定提供科学、直观的依据4。现对图2确立的模型,采用正向照明分析,分析不同接收排列长度的照明能量差异,确定最佳观测长度。
10、3.1 照明方案观测系统参数:道距20 m,炮点距60 m;照明方案如下:方案一:最大炮检距为5 030 m(即504道接收),观测系统:5 030-10-20-10-5 030;方案二:最大炮检距为5 230 m(单边增加10道,即 514 道接收),观测系统:高陡构造左翼 5 230-10-20-10-5030,高陡构造右翼5030-10-20-10-5230;方案三:最大炮检距为5 430 m(单边增加20道,即 524 道接收),观测系统:高陡构造左翼 5 430-10-20-10-5030,高陡构造右翼5030-10-20-10-5430;方案四:最大炮检距为5 830 m(单边增加
11、40道,即 544 道接收),观测系统:高陡构造左翼 5 830-10-20-10-5030,高陡构造右翼5030-10-20-10-5830;方案五:最大炮检距为6 030 m(单边增加50道,即 554 道接收),观测系统:高陡构造左翼 6 030-10-20-10-5030,高陡构造右翼5030-10-20-10-6030。3.2 照明效果根据地质任务,划定地质目标阴影区,对比正向照明分析方案中针对阴影区照明强度的变化。图3为图3不同最大炮检距照明强度差值Figure 3.Difference in illumination intensity at differentmaximum o
12、ffsets28第33卷第1期不同最大炮检距照明强度,其中图3A是照明方案三,可以看出采用最大炮检距为5 430 m照明能量差值在目标阴影区处较大;图3B是照明方案四,可以看出采用最大炮检距为5830m对目标阴影区的贡献差别很小。因此,根据五种方案的照明差值看,随着高陡构造两翼排列道数的增加,照明强度能量也在增加,但增加的幅度在减小。当最大炮检距从5 830 m(544道)的基础上增至6 030 m(554道)接收时,目标阴影区的照明强度增量变化已趋于不明显。利用目标阴影区提取照明能量平均值加权后制成能量强度变化曲线(图4)。从图4可以看出,随着排列最大炮检距从5 030 m(504道)增至5
13、 830 m(544道),照明能量增加幅度相对较大;最大炮检距从5 830 m(544道)增至6 030 m(554道)时,照明能量增加不明显。因此在该区高陡构造下倾方向,最大炮检距采用5 830 m比较合适。图4目标区照明强度增量变化曲线Figure 4.Incremental change curve of illumination intensityin the target area另外,在项目生产中我们进行了03 800 m、04 800 m、05 800 m炮检距范围的叠加资料处理。从不同偏移距范围叠加成像效果图(图5)中,可以看出,炮检距达到5 800 m时,中、深层反射同相轴的
14、信噪比和连续性好,中深层层间弱反射信息得到提高,远偏移距对剖面成像效果改善明显。图5不同偏移距范围叠加成像效果Figure 5.Overlay imaging effect of different offset ranges4反向照明确定最佳加炮激发范围通过对高陡构造段进行正向照明,正常观测系统的激发炮点对地层不同构造处的照明强度不同。图6为正反向照明变观验证对比,其中图6A为正向照明变观验证,图6B为反向照明变观验证,从目标阴影区处追踪分析进行反向照明,根据反射照明结果,获得针对该目标阴影区处照明贡献最多的炮点位置范围,并设计变观加炮方案,最后进行变观炮的照明分析验证,对比变观加密炮5前后
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