高品质震源激发技术浅析

高品质震源激发技术浅析

王姗姗

地球物理有限公司胜利分公司 山东 东营 257000

摘要：目前陆上地震勘探工程中，炸药震源是最常用的震源，国内外许多的地球物理学家一直都非常关注炸药震源的合理使用问题，并做了大量的理论研究和试验工作。随着油气资源勘探开发的不断深入，地震勘探更加突出地震资料高信噪比、高分辨率和高保真度的要求。作为目前陆上地震勘探工程的主要震源，在野外地震采集施工过程中使炸药震源在最佳激发介质中激发，从而提高地震子波能量、拓展地震子波的频宽，这对于进一步的提高深层油气藏、岩性油气藏和隐蔽性油气藏的地震资料品质，改善勘探效果有重要的现实意义。

关键词：激发 能量 子波 信噪比 分辨率

根据适用地区的不同，地震勘探主要包括炸药、可控震源和气枪三种震源。由于国内陆上地震勘探80%以上使用的是炸药震源，因此，炸药震源技术近几年发展较快。

1、炸药震源激发的特点

炸药震源操作灵活，能在多数复杂地表条件下施工，适用于高精度地震勘探，相比可控震源，炸药震源的爆炸性能、炸药性能、爆炸能力等属性更容易控制和改进，而且炸药震源能够在近地表的高速层中激发，而且激发的整个频带范围为全频带范围。但是炸药震源也有它自身局限性，自身存在安全隐患，噪音污染，环境破坏，地表无法钻井的区域也无法使用炸药震源激发施工，对于不同的激发介质爆炸机理不容易完全掌控。

高精度地震勘探技术要求激发工作能产生足够能量和频宽的弹性波，提高地震激发有效波能量的转换率。通过对炸药爆速、震源结构、传爆机理等影响地震激发效果因素的研究，如何研制出以宽频带、高能量、低干扰的延时叠加震源来有效地提高了地震资料分辨率和信噪比。

2、炸药类型的选择

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杂地表区尤其是城镇地区地震波激发，不仅要考虑压制干扰波、提高有效波的下传能量，而且要解决水泥地面常规震源无法激发、减弱震源对地面设施的破坏作用。其关键是如何实现既“安全”又“有效”的地震激发，不仅要考虑地质任务的完成，更要考虑安全、环保因素。通过对炸药环保特性和爆炸速度、能量等参数研究，复杂城区勘探采用了高能环保炸药，该药型在激发后所产生的化学物质为无污染的氨气和水，既提高了资料品质，又保护了地下水不受污染。由于城区内大部分地区为水泥地面，使用常规炸药震源无法打井，是城区勘探的一大难点，为了解决这个难题，使用可控震源，采用炸药和可控震源联合施工的方法。同时通过研究应用VIBRA-@安全距离测试仪，用于测量震源激发后质点振动的速度，保证城区安全高效激发。

图1 可控震源距离速度图表

通过对表层和深层地震地质条件的详细分析，结合采集要求针对激发参数的选择，我们选取了陆家堡交里格地区内具有代表性的试验点，通过详实的试验工作，确定了不同构造位置的施工参数，为采集工作的完成提供可靠的依据。受虚反射的影响，井深选择在高速层以下优选好的激发岩性进行激发。药量根据实际地形情况，在确保安全的前提下尽量选择足够满足最深目的层反射要求的炸药能量，确保激发效果。

3、应用效果分析

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对不同工区的近地表特点，形成了基于近地表模型的激发配套技术和工艺流程。传统的激发参数选择强调小药量、潜水面下和选择好的激发岩性等三个方面的因素；当今的做法则强调精细的近地表结构探测、虚反射界面的精确确定和沿空间方向逐点设计井深的方法；为改进激发耦合效果，发展完善的激发耦合工艺，已成为当今炸药激发工序中一项必不可少的环节。

图2 优选激发岩性激发

总之，在激发震源技术方面，理论上由以往基于岩石的单一激发理论，探索了基于岩土的激发理论，并在地震与制药边缘学科结合方面做了大量的试验研究；在震源类型方面，由过去的单一的常规震源药柱，研制形成了延迟迭加震源、超速聚能震源、地表减震震源、高能宽频震源等震源系列；在激发技术方面，由过去主要考虑基于低降速带和虚反射界面选择井深激发，发展到现在主要优选激发岩性，保证激发效果。

4、结论与认识

根据以往的研究成果和本文的分析, 在炸药震源激发因素的选择上有以下几点建议和认识供参考。

在地震勘探中，不宜选择低能的大药量或破坏力很强的炸药，应选择威力大、破碎程度小的高能小药量炸药，能够激发出较强能量的弹性波。爆炸空洞接近球形为宜, 药柱不宜过长, 细长药柱不可取。为确保激发效果，要保证炸药的几何耦合,所选药柱的直径尽量接近井孔直径，做好井口回填和闷井工作。在野外采集中,激发因素的对比试验也是必不可少的重要内容,应充分考虑和利用以往的研究成果, 结合工区的实际情况, 有针对性的、科学合理的设计试验。这样既可以节约成本, 避免不必要的工作量, 又可以提高试验效果, 得到科学可信的结论。

参考文献

[1] 地震勘探新技术，北京.石油工业出版社，1999，10。

[2] 王卫华，纵波勘探中的炸药激发方式分析，石油地球物理勘探，1999,34(3):249~259。

[3] 凌云等，激发药量与药型分析，石油地球物理勘探，2001,36(5):584~590。

[4] 张永刚，油气地球物理技术新进展，北京.石油工业出版社，2003，9。