油田城鎮(zhèn)區(qū)近地表結(jié)構(gòu)的探地雷達(dá)調(diào)查

油田城鎮(zhèn)區(qū)近地表結(jié)構(gòu)的探地雷達(dá)調(diào)查

隨著油氣勘探和開(kāi)發(fā)的發(fā)展，油田市政當(dāng)局已成為重要的油氣勘探區(qū)。由于油田城鎮(zhèn)區(qū)復(fù)雜的表層地震地質(zhì)條件和廣泛分布的油田設(shè)施和建筑物,嚴(yán)重制約了地震勘探采集工作,影響測(cè)線的完整和資料的質(zhì)量,制約了信噪比和分辨率的進(jìn)一步提高。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì),優(yōu)選和改善激發(fā)、接收條件,以及嚴(yán)格的現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制,單炮記錄的信噪比和分辨率得到了提高,達(dá)到了工程設(shè)計(jì)要求的信噪比和分辨率等技術(shù)指標(biāo),圓滿地解決了在油田城鎮(zhèn)區(qū)難以開(kāi)展地震資料采集的技術(shù)難題。1地面地下空間1)觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)困難主要目的層埋深較淺,在750～1500m;油田城鎮(zhèn)區(qū)的地面建筑物區(qū)域面積大,炮檢點(diǎn)布設(shè)困難,如研究區(qū)的廠區(qū)南北長(zhǎng)3680m,東西寬2600m,施工面積約9.01km2)環(huán)境噪音和次生噪音發(fā)育油田城鎮(zhèn)區(qū)內(nèi)公路四通八達(dá),地下輸油氣、輸水管線密集,地上抽油機(jī)密布,高壓輸電線縱橫交錯(cuò);人、車(chē)走動(dòng)等產(chǎn)生的環(huán)境噪音異常發(fā)育。這些地上地下設(shè)施,在激發(fā)時(shí)易產(chǎn)生強(qiáng)烈的次生干擾,嚴(yán)重降低資料的信噪比和分辨率。3)激發(fā)和接收條件差油田城鎮(zhèn)區(qū)內(nèi)均為混凝土地面、建筑物規(guī)模大,炮、檢點(diǎn)無(wú)法正常布設(shè);在油田開(kāi)發(fā)建設(shè)過(guò)程中,近地表又受到了不同程度的改造和破壞,改變了表層的原有特性,對(duì)地震波吸收、衰減嚴(yán)重,激發(fā)和接收條件極差。2技術(shù)方案2.1垂疊炮點(diǎn)垂疊技術(shù)對(duì)施工區(qū)精細(xì)踏勘和反復(fù)測(cè)量,在進(jìn)行安全評(píng)估和試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,為了增加覆蓋次數(shù),提高資料信噪比,我們將檢波線由原來(lái)的12條增加到24條;同時(shí)采用加密可控震源點(diǎn)的方法施工,解決廠區(qū)內(nèi)無(wú)法布設(shè)炮井的難題;在廠區(qū)內(nèi)9個(gè)空地內(nèi)布設(shè)井炮激發(fā)點(diǎn)。其中3個(gè)空地按30m×30m網(wǎng)格距布設(shè)(不用于炮點(diǎn)垂疊),6個(gè)空地按5m×5m網(wǎng)格距布設(shè)(用于炮點(diǎn)垂疊)。1)在精心論證的基礎(chǔ)上,采用炮點(diǎn)垂疊的方式施工。在接收上,由80道×12線變?yōu)?20道×12線固定排列接收,以記錄更多的有效信息。將現(xiàn)場(chǎng)垂疊試驗(yàn)記錄按最佳井?dāng)?shù)和形式,進(jìn)行重新組合處理成新的炮集記錄。在炮點(diǎn)垂疊等處理過(guò)程中,嚴(yán)格遵循了4個(gè)技術(shù)原則:①對(duì)共反射面元進(jìn)行選排與面元優(yōu)化;②保證垂疊后的垂疊炮有較高的信噪比和分辨率;③在炮點(diǎn)垂疊的過(guò)程中,抽取的方式靈活多樣。如在G子區(qū)施工時(shí),既可以沿Inline方向,按A形式抽取5炮組合成一炮,也可以沿Crossline方向,按B形式抽取5炮組合成一炮;④對(duì)可控震源和井炮激發(fā)的物理點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化組合。2)在廠區(qū)東、西兩側(cè)加密炮點(diǎn),加密的點(diǎn)盡量向廠區(qū)內(nèi)逼近。這樣既能保證剖面開(kāi)口最大限度地減小,又可以增加廠區(qū)邊緣的覆蓋次數(shù)。3)選用品質(zhì)好的可控震源點(diǎn)參與疊加,選用品質(zhì)一般震源點(diǎn)的近、中炮檢距道集參與面元疊加。經(jīng)過(guò)以上技術(shù)處理后,廠區(qū)內(nèi)主要目的層覆蓋次數(shù)得到了提高,具體覆蓋次數(shù)如下:①?gòu)S區(qū)內(nèi)T1層有效覆蓋次數(shù)22～100次,比理論的12～13次高9～88次。②廠區(qū)內(nèi)T2層有效覆蓋次數(shù)78～160次,比理論的38～40次高38～122次。2.2表改造激發(fā)井深設(shè)計(jì)由于采用可控震源施工,區(qū)內(nèi)的近地表結(jié)構(gòu)對(duì)信號(hào)吸收嚴(yán)重,資料品質(zhì)不好,記錄的信噪比和分辨率低。分析原因如下:①可控震源激發(fā)子波頻帶窄,若提高震源高頻端頻率將造成極低的信噪比;②混凝土路面與下伏地層是連續(xù)震動(dòng)質(zhì)量體,造成能量散失快,次生干擾強(qiáng),有效信號(hào)能量難以下傳;③在油田建設(shè)過(guò)程中,近地表改造嚴(yán)重,難以激發(fā)出高頻子波。1)用地質(zhì)雷達(dá)解剖近地表結(jié)構(gòu)為了全面掌握廠區(qū)內(nèi)近地表結(jié)構(gòu),優(yōu)選激發(fā)點(diǎn)和接收點(diǎn),我們?cè)趶S區(qū)內(nèi)的主要街道和樓區(qū)間空地上進(jìn)行了152個(gè)點(diǎn)的地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)(圖1)。從探測(cè)記錄上看,0.5m以上為混凝土路面和“五合土”;0.5m左右反射特征穩(wěn)定,是凍土層;5m以下仍為穩(wěn)定的強(qiáng)反射,連續(xù)性比較好,是原始沉積地層。從記錄上還可以看出,埋深0.5～5m之間為雜亂反射,沒(méi)有明顯的反射界面,可以斷定主要為建筑垃圾、松散粘土,以及鋪設(shè)的油氣管線和水管線等導(dǎo)致的。由探地雷達(dá)解釋成果及以上分析可知,在廠區(qū)內(nèi)用可控震源激發(fā)達(dá)不到工程設(shè)計(jì)的要求。2)用微測(cè)井精細(xì)表層調(diào)查為了保證激發(fā)井深設(shè)計(jì)合理,每個(gè)子區(qū)均有微測(cè)井控制,精細(xì)解釋,為井深設(shè)計(jì)提供可靠的依據(jù)。3)采用炮點(diǎn)垂直疊加解決樓房區(qū)不能布井和記錄能量弱的問(wèn)題在遠(yuǎn)離樓房的地方采用2kgX3組合井激發(fā),在樓房周?chē)捎?kg的小藥量激發(fā),進(jìn)行炮點(diǎn)垂直疊加,提高記錄能量。共放992炮,其中抽出垂疊點(diǎn)226個(gè)。2.3檢波器的使用和埋置為了克服廠內(nèi)十分復(fù)雜的近地表對(duì)地震波接收的影響,提高接收能量,同時(shí)壓制強(qiáng)隨機(jī)噪音,提高信噪比,我們?cè)诮邮辗矫娌扇×艘韵录夹g(shù)方法:①在15、16兩束測(cè)線重復(fù)的檢波線上使用12個(gè)×4串40Hz地面檢波器接收,采用正方形面積組合,組內(nèi)距5m,組合基距30m。②廠區(qū)內(nèi)其它檢波線采用8只CSG-40檢波器菱形組合下井接收(廠區(qū)外圍正常施工時(shí)采用4只同樣的檢波器),其組合形式與外圍一致。③在檢波器的埋置上,一是就近找能挖坑的地方刨坑埋置,能挖坑埋置的必須挖坑埋置,然后實(shí)測(cè)檢波點(diǎn);二是在無(wú)法刨坑的地方用沙袋埋置檢波器,即將檢波器插到上、下沙袋之間,最大限度地提高檢波器與地面的耦合度。2.4做好信源測(cè)量工作影響油田城鎮(zhèn)區(qū)資料采集資料品質(zhì)的因素很多。除了常規(guī)的測(cè)量、現(xiàn)場(chǎng)資料處理,以及激發(fā)和接收等方面的質(zhì)量控制措施之外,還必須要做好以下幾方面工作:①采用全站儀和RTK聯(lián)合放樣或采取最佳時(shí)段進(jìn)行物理放樣提高測(cè)量精度。②質(zhì)量監(jiān)督員對(duì)每一道工序進(jìn)行嚴(yán)格檢查和記錄。③采用現(xiàn)場(chǎng)資料機(jī)及時(shí)對(duì)監(jiān)視記錄進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控,設(shè)計(jì)人員根據(jù)資料質(zhì)量變化及時(shí)采取補(bǔ)救措施。3