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在多年的勘探實踐中，中國石油東方地球物理公司吐哈物探處通過大量的理論分析和現場試驗，2005年和2006年在國內率先提出了可控震源拆分振次和交替掃描技術，在之后的幾年中，發展并應用了拆分振次和交替掃描聯合應用技術，2011年在國內又首次成功試驗了滑動掃描技術，2012年利用KZ34重型震源和滑動掃描技術研究并應用了拆分臺次技術。上述技術的應用，大大地降低了單炮激發成本，為高密度、高覆蓋、寬方位三維地震勘探技術的應用提供了經濟支撐。與此同時，也探索出了一套諧波壓制和基于勘探目標的可控震源參數優化設計技術。這些技術的應用，大幅提高了生產效率，為觀測系統優化提供了廣闊的空間，使得高密度三維地震勘探技術得到工業化應用與推廣，地震資料品質大幅提升，獲得了良好的勘探成果。同時將這些技術應用到探區外的地震采集項目中，也見到了明顯的效果。
目前，國內可控震源高效采集技術主要有拆分振次技術、交替掃描技術和滑動掃描技術，這些技術已在國內油氣勘探中得到普遍應用。
1.拆分振次技術
以往可控震源施工中，多采用4臺8～12次振動，生產效率很低。根據疊加原理可知，不同路徑共反射點的水平疊加（多次覆蓋）效果優于相同路徑多次振動的垂直疊加，根據近年來的生產實踐和試驗，筆者認識到振動次數對資料品質影響很小，而震源組合臺數影響較大。在此認識和試驗的基礎上，提出了可控震源“拆分振次”的概念，即將一個炮點的多次振動拆分成多個炮點的一次振動（圖1），同時適當增加震源組合臺數，拆分后面元成倍縮小，炮點密度成倍增加，而激發成本并未增加，甚至還有所降低。這樣，就較好地解決了方法和成本之間的矛盾。該技術2005年首次應用到了TH盆地油田開發地震項目中。
2.交替掃描技術
在常規可控震源施工中，當震源從一個點搬到下一個點期間，儀器就要等待，如果區內障礙物多，震源搬遷時間長，儀器等待的時間會更長，這樣將大大降低施工效率。為此，筆者首次提出并應用了兩套震源交替掃描的施工方法。交替掃描是指使用兩組或多組震源交替作業，一組震源掃描時，另一組震源移動搬點，待第一組掃描記錄結束后，第二組震源已經到位并開始掃描，這樣就實現了儀器不間斷記錄，從而縮短了由于震源搬點帶來的生產間隙停歇，大大地提高了生產效率。
3.拆分振次和交替掃描聯合應用技術
拆分振次技術的應用大大降低了單炮的掃描時間，而震源搬點時間對施工效率的影響就凸顯出來。為此，在拆分振次和交替掃描兩項成熟技術的基礎上，筆者把它們有機結合起來，成功地應用到勘探生產中，生產效率又上了一個新臺階，實現了平均日效678炮、最高日效1407炮的高效生產。2007年以后，該技術在油氣勘探項目中得到推廣應用。這兩項技術的結合應用，填補了國內大噸位可控震源高效采集的技術空白，使國內可控震源施工效率取得了突破性進展，生產效率大幅提高。
4.滑動掃描技術
滑動掃描是一種更高效的可控震源采集技術，即使用多組可控震源同時進行作業，相鄰兩次震動時間間隔（滑動時間）原則上大于地震記錄長度即可，與交替掃描相比，相鄰的兩次振動（掃描），突破了第二次掃描必須等第一次掃描記錄結束才能開始的限制，壓縮了相鄰兩次掃描的間隔時間，可成倍地提高生產效率，圖2是滑動掃描原理及記錄分割示意圖。在滑動作業中，相鄰兩次的掃描間隔（滑動時間）一般較短，兩次掃描之間存在重疊，產生相互干擾，即諧波干擾[67]。對滑動掃描而言，諧波干擾是客觀存在的，但通過設計合理的掃描長度和滑動時間可以減弱諧波干擾。在一定的掃描長度下，滑動時間越長，諧波干擾越弱，但生產效率越低，當滑動時間大到掃描時間和聽時間之和時，諧波干擾消失，這時就變成了交替掃描。圖3是現場對比的不同滑動時間（6，8，10，14s）的相關記錄，圖4是與之對應的時頻圖。從圖3可知，干擾主要來自相鄰炮的二階諧波，隨著滑動時間的增加，諧波干擾逐漸減弱，在滑動時間6s的記錄上，諧波干擾最強；在滑動時間8s的記錄上，諧波干擾仍然很強；而在滑動時間10s的記錄上，諧波干擾相對較弱，只是干擾到近道排列深層位置，從時頻圖上看（圖4b），基波已經避開二次諧波干擾；滑動時間14s時，已經等于掃描長度，地震記錄上諧波干擾很弱，只有近道震源機械干擾。綜合效率和干擾水平，滑動時間10s在減弱諧波干擾和提高生產效率方面都是可以接受的。2011年，筆者采用全方位、高密度三維觀測系統，綜合應用上述可控震源高效采集技術，在國內首次實施了可控震源滑動掃描現場試驗，生產效率顯著提升，在80h時間內完成15288炮，平均日效3822炮，最高日效4560炮，生產效率是交替掃描的6～7倍。由于施工效率大幅提升，激發成本降低，全方位、高密度三維勘探技術具備了推廣應用的條件。在2012年TH盆地SKS三維項目中，應用該技術，在國內首次實現了全方位、高密度、高覆蓋（800次覆蓋）三維勘探技術的工業化生產。該項目平均時效達到了4239炮，創造了國內可控震源的最高生產記錄。
5.基于高覆蓋次數的拆分臺次技術
覆蓋次數是提高資料品質的最有效方法之一，可控震源拆分振次后，適當增加了震源的組合臺數來確保原始單炮品質。因此，拆分振次和滑動掃描聯合應用后，要占用大量的震源設備，給生產組織和成本帶來巨大壓力。試驗表明，多臺震源組合激發較2臺或單臺震源激發的原始單炮信噪比有較大的提高，但并沒有本質上的區別。剖面信噪比不僅受原始單炮品質影響，還與覆蓋次數、干擾強度等因素有關。通過提高覆蓋次數能夠彌補原始單炮品質上的不足，并且提高覆蓋次數也會在壓制干擾和改善三維面元屬性等方面帶來更大優勢，因此在大幅提高覆蓋次數的基礎上降低震源組合臺數或采用單臺震源激發，剖面品質也許會有所提高。根據這一認識，筆者提出了可控震源拆分臺次概念，即將一個炮點由多臺震源組合激發拆分成1臺激發或2臺組合激發，該技術在滑動掃描現場試驗項目中進行了應用，試驗中采用了1臺1次14s掃描長度等弱化的震源參數，雖然原始單炮品質較差，但由于應用了更高的覆蓋次數（900次），剖面信噪比和分辨率卻明顯提高，解決地質問題的能力遠遠優于常規方法獲得的剖面，如圖5所示。通過“拆分臺次”技術的應用，在不增加震源設備的情況下，通過減少每套震源組合臺數，增加了滑動掃描的組數，進一步提高了生產效率，配合高覆蓋次數三維觀測系統，既提高了資料品質，又降低了野外采集成本。#p#分頁標題#e#
6.可控震源諧振干擾壓制技術
可控震源激發產生的諧振干擾是影響資料品質的一個重要因素，在近幾年的勘探實踐中，探索了一套避開或減弱諧振干擾的技術措施。（1）合理選擇掃描長度：諧振干擾出現的時間與掃描長度呈線性關系，在諧振干擾發育的地區，增加掃描長度是避開諧振干擾的有效方法之一。根據這一認識，筆者建立了不同地區掃描長度和諧振干擾時間關系圖版，根據該圖版，在不同區域合理設計震源的掃描長度，使目的層反射有效避開諧振干擾的范圍。（2）優選掃描方式：在多種可控震源掃描方式中，通過試驗對比分析，線性升頻掃描是壓制諧振干擾有效的掃描方式之一。在其他掃描參數相同的條件下，與線性降頻掃描相比，線性升頻諧振干擾向后延遲，同時干擾范圍也明顯縮小。（3）基于勘探目標的掃描頻率優化：在線性升頻掃描方式中，降低終止頻率可以延遲諧振干擾的到達時間。在勘探目標有效頻帶內適當降低可控震源終止掃描頻率，對延遲諧振干擾有明顯的壓制效果。通過上述方法的應用，目的層有效地避開了諧振干擾，提高了剖面信噪比，如圖6所示，諧振干擾均出現在3s以下的非目的層區域。
應用效果
1.生產效率大幅提高
通過以上可控震源高效采集技術的應用，生產效率大幅提高。從TH盆地2005年以來所有可控震源施工的三維項目平均日效統計表（表1）可以看出，可控震源施工方法的每一次進步，都會帶來不同程度的效率提高，特別是滑動掃描技術的應用，生產效率大幅提高，為高密度、高覆蓋三維勘探技術應用提供了技術和經濟支持。
2.觀測系統得到充分優化
可控震源高效采集技術的發展與應用，大大降低了地震勘探中的激發費用，為致密砂巖氣藏目標勘探中的三維觀測系統優化提供了廣闊的空間。表2是TH盆地不同階段可控震源施工方法與觀測系統變化一覽表。從表中可以看出，可控震源施工方法的每一次進步，觀測系統都得到較大優化，隨著觀測系統的優化，從方位角寬度、橫向覆蓋次數、面元大小、面元內炮檢距分布的均勻性以及疊前時間偏移響應等方面均有很大提高，這對改善資料品質和偏移成像效果都有重要意義。如在2005年QL油田開發三維項目中，通過可控震源拆分振次技術的應用，實現了小面元、常規覆蓋次數觀測系統的應用；在2012年SL評價三維項目中，通過滑動掃描技術的應用，實現了高密度、高覆蓋、寬方位三維勘探。因此，可控震源高效采集技術的應用為觀測系統優化提供了廣闊的空間。
3.資料品質明顯提升
可控震源高效采集技術的應用，特別是滑動掃描技術應用以來，高密度三維地震勘探技術也得到了大范圍的推廣應用，使得資料品質有了顯著提高。圖7至圖9展示了TH油田致密砂巖油氣藏勘探的效果實例。從圖7可以看出，不僅剖面上中淺層信噪比明顯提高，同相軸連續性明顯增強，同時深層信噪比也有較大提高，特別是煤下和層間弱反射層的信噪比提高明顯，煤下砂層尖滅點位置清晰可靠；從圖8所示的時間切片看，前者較后者能量更強，構造形態更加清晰，不同方位時間切片上的構造細節有明顯差異；從圖9所示的裂縫密度檢測圖上看，前者對裂縫密度邊界刻畫更加清晰。因此，以可控震源高效采集技術為基礎的高密度三維勘探技術為致密砂巖氣藏目標勘探提供了高品質的地震資料。
結語
可控震源的拆分振次技術、交替掃描技術、滑動掃描技術、拆分臺次技術及諧波壓制技術的聯合應用，為全方位、高覆蓋、高密度的三維地震勘探提供了技術和經濟保障，也為三維地震采集觀測系統的優化提供了更大的空間，從而使全方位、高覆蓋、高密度三維地震勘探技術為西部戈壁、沙漠地區復雜構造與儲層的目標勘探提供了高品質的地震資料。（本文圖、表略）
本文作者：賀海洋 蒲曉東 王新全 安樹杰 孫夢 單位：天津塘沽中海油田服務股份有限公司 河北涿州中國石油東方地球物理公司
