可控震源在塔里木盆地地震勘探中可行性应用及效果

塔里木盆地地表条件多为戈壁和沙漠，生态环境脆弱，地震勘探采集成本高，资料信噪比低，安全环保要求严，传统的炸药震源采集方法较为成熟，然其生产效率已达极限。皮山三维地震勘探资料采集项目，是中国石化集团首次在高流动性沙漠区，大规模采用可控的震源采集技术，该项目经历了激发参数试验、宽线试验、高效采集三个阶段，项目的成功实施填补了可控震源高效激发的技术空白，对推动塔里木盆地油气勘探开发进程具有重大意义。

　　1 工区勘探难点分析

　　工区位于新疆皮山县境内，该区域地震勘探具有以下四个方面难点：

　　第一，部分区域地表起伏较为剧烈，静校正问题突出。第二，地质构造复杂，地层不整合面多，目的层埋深大，成像效果差。第三，激发、接收条件差，信号衰减严重，资料信噪比低。第四，首次实施规模高效采集，无成熟经验借鉴。

　　2 可控震源施工优点

　　与炸药震源相比，可控震源具有以下优势：

　　第一，输出信息人为可控，可适时根据地质条件调整，有利于提高资料品质。第二，生产投入成本低、安全风险低，对环境影响小。

　　3 激发参数优选

　　可控震源采集作业是一个涉及生产效率、采集质量、经济效益、设备性能、安全环保等多方面的综合性工程，其激发参数的选择是多方平衡、优化的结果。可控震源的激发参数主要包含：台次、扫描频率、扫描长度、出力、扫描方式等等参数。

　　3.1 台次

　　使用多台震源多次振动是加强向地下发射扫描信号能量的重要手段，统计效益分析表明，振动次数相当于垂直叠加次数，N次振动对随机干扰的压制能力提高倍。尽管如此震源台数和振动次数并不是越高越好，随着震源台数的增加，激发能量和资料信噪比逐渐增强，当震源台数增加到一定数量时，主要目的层能量增速减缓，信噪比的提升有限，谐波成分增多;随着振动次数的增加，在压制资料随机干扰信号、提升目的层信噪比的同时，会使得反射波的主频降低，影响了资料的分辨率;振动台次的增加也会发生降低生产效率和增加经营成本的问题。

　　3.2 出力

　　出力通常以静载荷压重的百分比表示，出力的增加可以有效提升资料信噪比，压制随机干扰，然而随着出力的增大也会造成子波畸变、震源驱动振幅的稳定性下降。

　　3.3 扫描频率

　　扫描频率直接影响着地震信号的分辨率和信噪比，起始频率的选择应充分考虑有效波和干扰波特点，塔里木盆地目的层埋深较深，深层反射波充满低频分量，所以应该降低信号频率，然而当起始频率小于检波器自然频率时，低频段的振幅急剧衰减，震源花费在这一频段的扫描时间太长，无形中浪费了部分能量，当震源能产生的最低频率，低于性能频率时，振动对震源自身损害也较大。终止频率的选择在保护目的层高频信息的同时，还要考虑高频畸变、频宽对分辨率的影响，扫描频率宽度应不小于两个倍频程。

　　4 可控震源应用效果分析

　　通过论证及野外试验效果分析，确定了适用本工区具体激发参数，如下表所示：

　　从工区新老剖面对比情况来看：新老剖面构造形态基本一致，可控震源采集的剖面目的層反射波组相位强弱分明，连续性较好，波组特征明显，层间信息丰富，其信噪比和分辨率有了一定提高。

　　5 结束语

　　可控震源采集生产通过提前设计、严格管理、科学试验、精细施工是能够获得较为理想的资料的，其独具的优点对于在新疆塔里木盆地推动高密度、高品质、高效率、安全、环保、经济的采集技术具有重要意义。