羌塘盆地多期高原隆升運動干擾波壓制方法

羌塘盆地多期高原隆升運動干擾波壓制方法

0干擾波屬性分析羌塘盆地托納木-興寧區(qū)位于青藏高原板塊。由于高原多期隆升的結(jié)構(gòu)運動，勘探區(qū)地下斷裂和褶皺發(fā)育，地表巖性復(fù)雜，不均勻性強，屬于典型的“雙向復(fù)雜”區(qū)。20世紀80年代,原石油工業(yè)部西藏石油地質(zhì)考察隊便對其進行過地震勘探,獲得的地震資料信噪比低,單炮記錄中干擾波發(fā)育,地震波連續(xù)性較差,疊加剖面成像效果較差,對地下地質(zhì)體的落實能力有限。在探區(qū)干擾波調(diào)查方面,通過前期進行的隨機干擾波半徑調(diào)查實驗,獲得了探區(qū)隨機干擾波的半徑大小,但對探區(qū)的干擾波缺乏全面的認識。筆者首先通過布設(shè)盒子波觀測系統(tǒng)的方法對探區(qū)的干擾波進行了全面的調(diào)查,然后通過雷達圖分析技術(shù)對影響資料品質(zhì)的主要干擾波進行了屬性分析,主要包括速度、入射角、相對能量、信噪比、頻率和波長等參數(shù),較全面地了解了探區(qū)主要干擾波的屬性,最后結(jié)合室內(nèi)抽取共接收點道集的方法討論了不同組合基距對干擾波的壓制效果。干擾波屬性分析為探區(qū)地震資料采集和后期室內(nèi)處理過程中壓制干擾波及提高地震資料信噪比奠定了理論基礎(chǔ),并提出了可行的方法。1干擾波壓制方法盒子波技術(shù)作為野外主要的干擾波調(diào)查方法之一,其主要特點是可利用雷達圖分析技術(shù)對采集資料進行定性與定量分析,獲得干擾波的速度、傳播方向及信噪比。盒子波方形觀測系統(tǒng)主要是應(yīng)用切比雪夫面積組合法壓制干擾波,增加反射信號的信噪比和分辨率切比雪夫面積組合法的優(yōu)點是衰減帶的峰值相同,因此采用切比雪夫面積組合法可對資料的信噪比進行估算,計算公式為式中:S式中:G將T式中:R為最小衰減率。分析式(3)中的T式中:σ為擴展因子;T在已知最小衰減率R和檢波器個數(shù)N時,式(4)可滿足衰減帶的峰值相同。求加權(quán)系數(shù)a式中:ε在已知干擾波最小波長和最大波長時,可算出元素間距離d、擴展因子σ和檢波器個數(shù)N。式中:λ通過式(1)—式(8)可計算出切比雪夫組合振幅衰減特性變化值,其振幅峰值衰減具有相同的組合效果2激發(fā)點間距及激發(fā)因素分析羌塘盆地托納木—笙根區(qū)塊為典型的地表巖性橫向變化快,地下褶皺和斷裂發(fā)育的“雙復(fù)雜”區(qū)。在前期勘探中,由于地表橫向非均質(zhì)性強,單炮記錄中干擾波發(fā)育,有效波信息不明顯,且疊加剖面整體成像效果較差。有效地進行噪聲壓制,提高資料的信噪比是落實區(qū)域構(gòu)造特征及地震屬性分析的必要前提。在壓制干擾波之前,需深入分析探區(qū)地震資料的干擾波類型和屬性特征,因此筆者提出利用盒子波技術(shù)調(diào)查干擾波的方法,通過全方位、多角度、定性和定量等多種分析方法對干擾波進行認識(1)前期“十字交叉法”隨機干擾波半徑實驗表明,探區(qū)的隨機干擾波半徑≤3m,因此本文盒子波觀測系統(tǒng)的接收點之間的距離必須>3m。前期采集過程中,曾采用8m的組內(nèi)距檢波器組合進行地震資料采集,但獲得的資料較差,主要是由于組內(nèi)距較大,相鄰道之間存在時間差和相位差。這不僅降低了有效波的頻率,而且不利于有效波的同相疊加,所以選擇縱橫向接收點距均為4m,可保證接收記錄既能壓制隨機干擾波,又不會因為接收點距過大而對地震波波組特征和同相疊加效果產(chǎn)生影響(圖1)。(2)前期對探區(qū)干擾波類型及屬性的分析認為,影響探區(qū)資料信噪比的干擾波主要為面波及隨機干擾波,而這2種干擾波波長均≤150m,但其傳播方向不明確。本文盒子波觀測系統(tǒng)縱橫向最大組合基距均應(yīng)>150m,才可達到壓制主要干擾波的目的?？紤]到設(shè)備配置及地表地形條件的影響,本文設(shè)計的盒子波接收網(wǎng)為41×41個點的三維方形接收網(wǎng),接收點距為4m,縱向最大組合基距與橫向最大組合基距均為160m,達到全平面和全方位接收干擾波的目的,每個接收點擺放1串共12個檢波器,埋置方式為點組合,以利于后續(xù)分析不同檢波器組合方式對干擾波的壓制效果(圖1)。(3)由于干擾波具有一定的方向性,所以不同方向上激發(fā)的單炮記錄中干擾波的傳播特征往往不同。為了保持盒子波實驗中干擾波與生產(chǎn)中干擾波的傳播特征具有一致性,激發(fā)點采用二維測線的布設(shè)方向,即在盒子波方陣觀測系統(tǒng)中心點位置(第21條接收線位置)布設(shè)1條炮線,考慮到最終的共接收點道集道距必須與生產(chǎn)中的道距一致,所以炮點距設(shè)計與道距的大小一致。生產(chǎn)中最大炮檢距為7285m,本文設(shè)計的盒子波實驗最大炮檢距需與生產(chǎn)中最大炮檢距相當(dāng),才能更好地反映干擾波在生產(chǎn)中全排列的傳播特征,所以設(shè)計最遠炮點與方陣中心點的距離必須與生產(chǎn)中的最大炮檢距相當(dāng)。盒子波觀測系統(tǒng)布設(shè)的炮點距為30m,合計布設(shè)炮點241個,炮點距離中心點檢波器最小炮檢距為95m,最大炮檢距為7295m,滿足生產(chǎn)所需的最大炮檢距要求(圖1)。(4)通過前期激發(fā)因素實驗,炮點激發(fā)井深為高速層下3m,激發(fā)藥量為22~24kg,此時激發(fā)效果最好。為了保證盒子波實驗中干擾波與生產(chǎn)中單炮記錄干擾波的特征和能量相近,必須使激發(fā)點的井深及藥量與生產(chǎn)中的井深及藥量保持一致。3干擾波的識別通過對單點組合(矩陣中心點位的檢波道)接收的單炮記錄進行分析,對托納木—笙根區(qū)塊地震資料信噪比造成明顯影響的干擾波主要為隨機噪音、初至折射波、多次折射波、線性干擾波和面波。利用雷達圖對各類干擾波進行速度、入射角、相對能量、信噪比、頻率和波長分析,發(fā)現(xiàn)主要有1組隨機噪音、2組折射干擾波、2組面波和2組線性干擾波(表1、圖2)。4原始單炮記錄信噪比在對羌塘盆地托納木—笙根區(qū)塊各類干擾波的速度、入射角、相對能量、信噪比、頻率和波長進行分析的基礎(chǔ)上,通過室內(nèi)處理進行檢波點抽道組合,分析了不同檢波點組合基距對各類干擾波的壓制效果。單點接收時(組合基距為0m),各類干擾波基本無法被壓制,有效信號常淹沒其中,此時原始單炮記錄信噪比最低;隨著檢波點組合基距增加,對單炮記錄中干擾波的壓制能力逐漸增強,尤其當(dāng)檢波器組合基距超過部分干擾波波長時,對此類干擾波的壓制效果較好,如對高頻、低速、較短波長的隨機噪音、面波干擾的壓制效果逐漸變好;當(dāng)檢波器組合增加到41個檢波點組合接收時(組合基距達到最大,160m),對高頻、低速、較短波長的干擾波壓制效果達到最佳,如面波干擾的低頻、線性特征在單炮記錄中已經(jīng)不再明顯,而高頻的隨機干擾在單炮記錄中也得到了很好的壓制,有利于單炮記錄的品質(zhì)提高。但最大組合基距接收方案對高速、較長波長的干擾波壓制效果較差或基本無壓制效果,因為檢波器組合的最大組合基距僅為160m,未達到此類干擾波的一個波長長度,如單炮記錄中的線性干擾波、初至折射波及多次折射波均未被很好地壓制,導(dǎo)致單炮記錄中折射干擾波及線性干擾波更加凸顯(圖3)。5疊加剖面效果分析盒子波技術(shù)調(diào)查干擾波在托納木—笙根區(qū)塊的應(yīng)用獲得了適合探區(qū)的地震資料采集方法,并應(yīng)用于生產(chǎn)。TS2012-02線最終疊加剖面(圖4)表明,地震資料信噪比整體較高,白堊系—二疊系波組反射特征明顯,連續(xù)性較好,目的層相對較淺,有效波組反射基本在2.5s以上。由圖4可看出,托納木—笙根區(qū)塊深部地質(zhì)條件復(fù)雜,構(gòu)造復(fù)雜多變,整體褶皺嚴重,地層傾角較大,斷層相對發(fā)育。6干擾波壓制能力分析(1)通過盒子波技術(shù)調(diào)查干擾波實驗,認為影響羌塘盆地托納木—笙根區(qū)塊地震資料品質(zhì)的干擾波主要包括:速度為750~1400m/s的面波、速度為3000m/s左右的隨機干擾波、速度為3900~5600m/s的初至折射波及多次折射波、速度為5300m/s左右的線性干擾波。(2)通過抽取共接收點道集認識到,單點組合對干擾波的壓制能力有限,增大組合基距有利于對部分干擾波的壓制,如低速、短波長面波及隨機噪音等;但對長波長干擾波的壓制能力有限,即使組合基