利用组合震源激发提高黄土塬地区地震勘探分辨率的方法

摘要

本发明公开了一种利用组合震源激发提高黄土塬地区地震勘探分辨率的方法。它是沿着检波线方向，在每一个激发位置钻15口深度在12～15m的井，井的间距为2～3m；之后，将带有引爆雷管的药量为2～3kg的炸药柱放进每口井的井底，利用黄土等将井封好；最后，将15口井中的炸药同时引爆，利用地面埋置好的检波器进行接收，即可获得高分辨率的地震资料。本发明利用小药量、多井组合同时激发相当于一个平面波挤压地层，与单井大药量激发方式相比，增强了地震波下传能量，采用组合震源激发方式使得黄土塬地区采集的地震数据无论是在优势频带宽度上还是反射波能量上都得到了较大幅度提高的预期效果，提高了黄土塬地区地震采集资料的品质。

说明书

技术领域

本发明涉及地震勘探方法，尤其是涉及一种利用组合震源激发提高黄土塬地区地震勘探分辨率的方法。

背景技术

我国西部黄土塬地区地下油气等资源极为丰富，但是工区地表发育有典型的黄土山地地貌，储层以低孔、低渗的薄层砂体或低幅度构造为主，地震地质条件异常复杂。由于地表松散的厚黄土层的影响，多年来地震勘探所采用的单井大药量激发方式造成了对围岩的破坏，激发能量用于对围岩做功，有效下传的能量减少，以至于地震采集资料的信噪比和分辨率远远无法满足地质勘探的需要，严重制约了油气勘探开发的步伐。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种利用组合震源激发提高黄土塬地区地震勘探分辨率的方法。

提高黄土塬地区地震勘探分辨率的组合震源激发方法包括如下步骤：

1)钻井

采用人工钻井或机器钻井的方式，沿着检波线方向，在每一个激发位置钻15口深度在12～15m的井，井的直径为60mm～65mm，井的间距为2～3m，15口井分布在一条直线上；

2)埋置震源

利用爆炸杆，将带有引爆雷管的药量为2～3kg的炸药柱放入每一口井的井底，炸药柱的直径为60mm，炸药的爆速为4500m/s、密度为1.2g/cm³，然后将地表黄土填入井中，进行封井，封井时需要将雷管的引线露出地表，以便下一步进行引爆；

3)组合震源激发

15口井全部封好后，利用爆炸机，将15口井中的炸药同时引爆，即完成了一个激发位置处组合震源的激发，按照这种激发方式依次将每一个激发位置处的组合震源进行激发，并利用在地表布置好的检波器进行地震波的接收，即可获得高分辨率的地震资料。

本发明具有的有益效果是：

本发明利用小药量、多井组合同时激发相当于一个平面波挤压地层，与单井、大药量激发方式相比，增强了地震波下传能量，采用组合震源激发方式使得黄土塬地区采集的地震数据无论是在优势频带宽度上还是反射波能量上都得到了较大幅度提高的预期效果，提高了黄土塬地区地震采集资料的品质，为解决我国黄土塬地区地震波激发能量下传问题提供了一个有效的实施方案。

附图说明

图1是不同药量激发对应地震资料的能量分析结果。

图2是不同药量激发对应地震资料的频谱分析结果。

图3是不同组合井间距采集的地震单炮数据的能量分析结果。

图4是不同组合井间距采集的地震单炮数据的频谱分析结果。

图5是不同组合井个数采集的地震单炮记录对比。

图6是组合震源野外施工示意图。

图7是单井激发方式采集的单炮记录。

图8是组合井激发方式采集的单炮记录。

图9是图7对应地震数据的频谱。

图10是图8对应地震数据的频谱。

具体实施方式

提高黄土塬地区地震勘探分辨率的组合震源激发方法包括如下步骤：

1)钻井

采用人工钻井或机器钻井的方式，沿着检波线方向，在预先设计好的每一个激发位置钻15口深度在12～15m的井，井的直径为60mm～65mm，井的间距为2～3m，15口井分布在一条直线上；

2)埋置震源

利用爆炸杆，将带有引爆雷管的药量为2～3kg的炸药柱放入每一口井的井底，炸药柱的直径为60mm，炸药的爆速为4500m/s、密度为1.2g/cm³，然后将地表黄土填入井中，进行封井，封井时需要将雷管的引线露出地表，以便下一步进行引爆；

3)组合震源激发

15口井全部封好后，利用爆炸机，将15口井中的炸药同时引爆，即完成了一个激发位置处组合震源的激发，按照这种激发方式依次将每一个激发位置处的组合震源进行激发，并利用在地表布置好的检波器进行地震波的接收，即可获得高分辨率的地震资料。

详细工作过程如下：

一、组合井施工参数的确定：

黄土塬地区近地表地层主要由干燥黄土层、含胶泥黄土层、潮湿黄土层构成，试验表明，与干燥黄土层和潮湿黄土层相比，炸药在含胶泥黄土层激发产生的地震波有效频带要高出10～15Hz，因此，选择深度在12～15m的含胶泥黄土层作为激发地层。

在含胶泥黄土层埋置炸药，采用单井激发方式，选择1kg、2kg、3kg、4kg等药量进行激发试验，并对不同药量采集的地震资料进行能量和频谱分析，分析结果如图1、图2所示；从图1可以看出1kg药量对应地震数据的能量最低，因此予以放弃；从图2可以看出，2kg和3kg药量对应地震数据的有效频带比4kg药量对应地震数据有效频带宽2～8Hz，因此从能量和频率两方面综合考虑，药量选择在2～3kg。

采用3kg药量，利用5口井进行组合井间距参数的试验。选择组合井间距为1m、2m、3m等参数进行激发试验，图3、图4是不同井间距对应地震数据的能量和频谱分析结果，从能量和频谱综合分析来看，3m井间距对应的地震单炮能量最强、频带最宽，所以确定组合井间距为3m。

理论上来说，采用的组合井个数越多，所激发的地震波的能量会越强，但是成本也越大，因此在能够满足地质勘探需要的前提下，应该采用最少的组合井个数才能获得最大的经济效益。采用3kg药量和3m井间距，在同一地点分别对5、7、9、12、15口组合井进行了激发试验，试验结果如图5所示。从图5可以看出，随着组合井个数的增大，目地层段的地震反射波、即1.2s～1.5s之间的反射波的能量逐渐增加，但是直到15口井时，才能清晰的采集到目地层段的反射波，因此将组合井数定为15。

二、野外实施方法：

图6为野外施工示意图。首先采用人工钻井或机器钻井，沿着检波线方向，在预先设计好的每一个激发位置钻15口深度在12～15m的井，井的直径为60mm～65mm，井的间距为2～3m，15口井分布在一条直线上。然后利用爆炸杆，将带有引爆雷管的药量为2～3kg的炸药柱放入每一口井的井底，炸药柱的直径为60mm。放好炸药后，将地表黄土填入井中，进行封井，封井时注意需要将雷管的引线露出来，以便下一步进行引爆。利用爆炸机，将每一个激发位置处的15口井中的炸药同时引爆，完成组合震源的激发，按照这种激发方式依次将每一个激发位置处的组合震源进行激发，并利用布置好的检波器进行地震波的接收，即可获得高分辨率的地震资料。

三、结果分析：

图7、图8分别是在黄土塬地区利用单井大药量激发、利用组合井激发采集的单炮资料；图9、图10分别是图7、图8所示地震数据的频谱。由图7、图8可以看出，采用组合井激发采集的地震资料反射波比较清晰，而且连续性较好、分辨率和信噪比较高；采用单井激发采集的地震单炮记录上反射波信息明显减少，分辨率和信噪比较低。由图9和图10可以看出，采用组合井激发获得的地震资料频带宽度在5～50Hz，而采用单井激发获得的地震资料频带宽度在5～37Hz，组合井激发展宽了地震数据的优势频带宽度，从而提高了地震数据的分辨率。

因此，组合震源激发方法比常规单井激发方式提高了地震下传能量，所接收的地震信号无论在能量上还是在频率上都有明显的优势，较大程度上提高了黄土塬地区地震采集资料的品质。