全 文 ：1 9 86年 2 月 孟 i由城 球海 理 乡探 第21 卷 第 工期
冀中拗陷榆科地区的野外地震方法
阂 琳 怡月州闷 」二几 盛口
摘 要
阎世信 : 冀中拗陷榆科地区的野外地展方法 , 《石油地球物理勘探》 , 21 ( 1)
19 8 6
:
54~ 6 4
冀中物陷榆科地 区是一个较老的探 区 , 据电测和 声测资料揭示 , 本区 下第
三 系内各 主要地层界 面上都 可产生 良好的地震反射波 。 适成本区 以往地震 资料
质量不好的原因主要是该 区表层结钩复杂所致 , 本区表层沉积不均匀 , 分上下
两层低降速带 , 下降速层的存在严重地影响着地衰波的激发和传播 。 本区主要
有四 组 面波 , 其主 频都小 于 10 H z 。 本区的次生干扰比较突 出 , 形成本 区 的 主
要干扰波 。 鉴于这些特点 , 对本区的野外工作进行 了科学的设计和实地试脸 ,
认为采用 18 一 cZ m 井深 、 sk g 炸药量激发 , 偏移距选用 20 0一 3 0 m , 四 串检
波器平行组合 , 24 次覆盖等参数 , 能够得到较好的结果 。
A B S T R A C T
Y a n S h i x l n : F i e l d s e i s m i e m e t h o d f o r Y u k e a r ae i n m i d H e b e i d e P r e , s i o n
夕
《 O G P 》 , 2 1 ( 1 ) 1986 : 5 4一 6 4
Y u k e a r e a i n m i d H e b e i d e P r e s s i o n 15 a P r o s P e e t w h e r e m o r e e x P l o
-
r a t i o n h a v e b e e n d o n e
。
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i n t e r f a e e s i n p a l e o g e n e f o r m a t i o n s a r e g o o d r e f l e e t o r s
.
T h e g e n e r a l 比a e t o r
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t h e e o m P l i e a t i o n o f n e a r s u r f a e e s t r u e r u r e
。
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-
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。
T h e d e e P e r o n e e a u s e s
g r e a t i n f i u e n e e o n t h e g e n e r a t i o n a n d P l o P a g a t i o n o f s e i s m i e w a v e s
.
I n t h i s a r e a o e e u r f o u r k i n d s o f s u r f a e e w a v e w 犷 o 3 e d o m i n a n t f r e q u e n -
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e o n d a r y w a v e s
, t h e m a i n n o i s e s
, a r e q u i t e
s t r o n g i n t h i s a r e a
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F i e l d e x P e r i m e n t s w e r e s e i e n t i f i e a l l y m a d e o n t h e
b a s i s o f g e o l o g i e a l a n d g e o P h y s i e a l e o n d i t i o n s
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N o w w e
, v e d e e m e d t h a t
g o o d s e i s m i e d a t a e a n b e o b t a i n e d u s i n g t h e f i e l d P a r a m e t e r s
: 1 8一 2 0m
术文于 1 9 8 5年 3月 1 日收到 .
DOI : 10. 13810 /j . cnki . i ssn. 1000 -7210. 1986. 01. 007
第 2 1卷 第 1期 阎世信: 冀申拗陷榆科地区的野外地震方法
sh o t dep t h
, s k g o f e h a r g e
, 2 0 0一 3 0 o m In 一 l i n e O f f s e t , 2 4 f o l d s , t h e g e o -
Ph o n e a r r a y e o n s i s t i gn
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P a r a l l e l s t r i n g s a n d 5 0 o n
.
前 言
冀中拗陷榆科地区是一个较老的探区 , 面积约 3 o ok m ’ , 部分地段上测网已加密到
1 x I k m线距 。 但是 , 由于设备条件及技术手段的限制 , 已获得的地震资料中大 多 数都
是质量较差的 , 尤以 T Z一几 , (下第三系地层 ) 层之间的反射不连续 。 一多数 地震剖面只
能反映界面轮廓 , 个别剖面甚至出现无反射空 白区 , 因此导致榆科地区的地下地质情况
不清 。 最近新钻的榆 3井和榆 4井都相继落空就是明证 。 所以 , 重新研究该区的野外工作
方法 , 就成了改善地震资料质量的关键 。
榆科地区的地震地质条件
深层地屁地质条件
本区深层属陆相碎屑岩建造 , 经钻井电测曲线揭示 , 下第三系 东 营 组 ( E d ) 、 沙河
街组 ( E s )有40 多个岩性突变点 , 横向岩性比较稳定和连续 。 根据井径校正 后 的 声波测
愉科地区下第三系主要地层界面反射系数表 表 1
N g
O
。
1 8 3
E d {内
0
。
1 0 8
E d 3底
0
。
2 1 0
E s全内
0
。
1 3 9
E s {内
0
。
0 2 5 0
全内
1 4 3
E s r内
0
。
0 7 5
E s Z
0
。
16 4
E s么内
0
。
3 1 0
E s弘内
0
。
2 8 2
E s 各内
0
。
2 5 3
井曲线换算的反射系数普遍较大 (表 1 ) ,
下第三系内各主要地层界面上都可 以产生
好的地震反射波 , 这说明深部地震地质条
件是 良好的 。
图 1为工区偏北部泽 69 井人工合成地
震记录 (采用主频为 3 OH z 的子波与 反射
系数褶积 ) , 它与 WQ 一 8 2一 9 01 测线过井处
的反射记录 (图 2 )比较 吻合 。 实践说明 ,
即使在野外直接接收的单 张 记 录 上 (图
3 )
, 也明显可见下第三系的反射同相轴 。
综上所述 , 榆科地区在客观上具备良
好的深层地震地质条件 , 有可能得好地震
反射 。
表层地屁地质条件
榆科地区地形平坦 , 属山前冲洪积和 图 1 泽 69 井合成地衰记录
石油 地 .粼玲物￡罄助 探 了弱分牟
井 、 - - 、入 祥心 丫 一吸 -一冲湖积相第四系乎科 相对高等夺“ m道较多 , 表层沉积不均匀 , 除亚砂土 、
东西向 s o m深的表层地质翻面图。
左右 。 工区地处撑沱河 、 盗阳河交错地带 , 古何
亚粘土外 , 还有砾石 、 砂堆 、 缺瑰、 图 4 为禾医
第1 2卷 第 1 期 阎世信: 冀中拗佑榆科地区的野外地震方法
为了详细地了解本区表层的各种物性特征 , 查清表层效应对地震响应的影响 , 选择
最佳的激发井深 , 、 我们在 2 2 o km 飞的面积上共做了 1 24 个小折射点和 1 12 个微测井 , 获得
了丰富的表层资料 。 其中低速带速度为 4 50 一60 om ,s/ , 厚度为 5一 Ro . 与本区的潜水面
深度大致相当 。 第一降速带速度一般为 1 1 0 0
一 13 0 0m / , , 厚度一般为 9一 l m , 全区低降
速层厚为、 1。甸 高速层顶面速度为 1 60一 Z 0 0 0m / s, 一 在工区中部 , 此低降速层沿东
西方向呈条带状分布 , 厚度可达 1腼 , 其形翼鸳黔翼黔魏蕊鑫靡暑
约为 2 一2 9m 。 第二降速层的存往护里地赘
图 扩一表层结衬丧气
响着地震波的激爱和传播 。 表层结构模式如图 。所示 。 由此可见 , 本区的表层结构是比
较复杂的 。
榆科地区的干扰波特征
在本区已认识到的干扰波有如下几种类型 : 浅层折射波 、 面波 、 声波及次生干扰波
等 (图6) 。 面波大体上分为四组 , 现以图 6为例 , 其视速度分别为 6 60 一 720 m / s , 5 8 0一
6 2 0m /
, , 4 2 0一 5 8 0m / s , 3 2 0一 4 6 0m / s , 相应的各组面波的主 频为 z o H z , s H z , 6 H z ,
4H z
。 次生千扰主要包括次生折射波和次生面波 , 它们是严重影响本区地震反射 记录质
量的干扰波 , 其视速度可高达 1 5 0 0一 s 0 0 0m s/ , 工区西南 部 速 度 偏低 , 东北部速度偏
高 。
图 b 偷什 J也 区 的宁扰汲 }己永
图 7为直角排列获得的干扰波记录 , 图中侧面波也是次生干扰波 , 相当 发 育 。 L图中
石 拍 地 球·豚理 :.勘 一探 J日8啤
至少存在玉组次生面波 , ’ 从 2一 4秒的亡 、 习洲组视速度为舫 O斗韶晌尹b和协心自 23 恤 s/ ,
其强度妻比原生面波 八、 珍大约衰减 25 d岛动根」据留 , 中天组面赛 运角矢量合成法则 , 粼
定 c 一组次生干扰可能来自位于、 1一 24 道排列左侧 12 。夹角范围内庵第 . 1 , :道大约1 37 ` 处的
干扰源 (图8) 。
图 了 直角排列的干扰波记录
哺
幻 侈 5道盈合
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1
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1
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图 8 次生源的计葬
共中心点道集动校正对离速次生干扰的影响 表 2
炮检距 ( m )
动校前速度 ( m / s )
动校后速度 (m / s )
增加率 ( 肠)
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3
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5 (
s
)
1 0 0 0
7 8 7
80 0
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2 6 0 0
4 0 8
4 1 7
3
本表采用浅层折射波速度为 , 70 om / s , 次生懒逢债肠如、 s/ 计算 .
在 2 4次覆盖的情况下 , 曲们设计两个模型计箕规则高速和低速次生干扰 , 在共中心
第 2 1卷 第 1期 阎世信 : 冀中拗陷榆科地区的野外地震方法
点道集校正后视速度增加约 1一 5纬 ( 表 2, 表 3) , 其中 3秒以下的深层视速 度基本不
变 。 因此 , 道集动校正叠加对规则低速 (或高速 ) 次生干扰来讲 , 相当于线性组合 , 组
合点数相当于覆盖次数 , 道距相当于组内距 , 当这种干扰波的波数落在组合特性曲线的
通放带时 , 其能量就得到一定程度的加强 。 如果某个千扰波的波长等于二倍道距 , 共中
心点道集动校正后由于实行 同相叠加 , 此干抚波也就得到加强 。 以往榆科 地 区 多采用
5 0m道距的工作方法 , 这对于波长为 s om和 1。。m 的干扰波 , 都起加强作用 (图 9) 。
共中心点道集动校正对低速次生干扰的影响 表 3
一 ” ’ 一 ’ 一 ’ 一 ’ “ 一 ’卜赫…一 ” 户。 ( S门 一 ` ·扇 一 ’ -炮竺粤`m) . 1`。“ 。 2 6 。。 …, ” 。“ 2` 。。 { ` 2。” 2 6“ O…“ ” 。 2 6。”动校丽速度 ( m / s ) … “ 2 3 “ 2 0 … “ 2 3 “ 2 , { “ 9 7 3 2` 1 “ 9 7 ” 2`动校于速界`m / s , { 3 3” 3“ { 3 2 7 3 3 3 } `。。 32 8 { 3” 9 3 2`竺生竺 )一 , J_ . !_ __ _立一公二二 .~止.` _ _ _二 曰 二 _兰一 ~ J _ _点_ _一立止J _ _王_ _ _ .三
本表采用较强原生面波速度为40 m / s ; 合成次生波的速度为270 m s/ 计算。
图 9 s o m 道距的地宋时间剖面
最佳野外工作参数的选择
激发因素
图 1 0为两个试验点的激发井深对反射波真振幅值的影响曲线 , 显然在 18 m井深激发
得到的振幅值较大 , ` 且较平稳 , 可见昔 日在本区采用 23 m或 27 m 的深井激发 , 带有一定
的盲目性 , 得不好资料也是理所当然的 。
图 n 为不 同炸药量激发的真振幅值曲线 , 采用 s k g 炸药量激发除少数浅层反射外 ,
石 油 地 球 物 理 勘 探 1 9 8 6年
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四 工 . 9 0 0一 l宫so n l
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图 1 0 不 同激发井深的真振幅 曲线
( a ) 榆科西井深试验(炸药量 sk g ) ;
( b ) 封家庄井深试验 (炸药量s k g ) ·
中 、 深层反射彼的能量基本饱和 。
由以上可见 , 在榆科地区采用18 一 2 0m 井
深 、 8掩 炸药量激发是合适的 。 ` 采用这种激发
因素所得的单张监视记录 , _面貌比较清晰 、 信
噪比也比较高 (图 1 2 ) 。
偏移距
榆科地区的断层比较发育 , 采用过大的偏
移距势必加大最大炮检距 , 这样不仅使波的传
播路径复杂化 , 而且更易造成动校正后的波形
拉伸崎变 , 采用 2 0 一 3 0 m 偏移距 , 减小最大
炮检距可以收到较好的效果 。
筱盖次数
多次覆盖的次数对剖面的效果影响甚大 ,
图 13 是 WQ 一 8 2 一 9 2 6 测线的地震时间剖面 , 整
条测线采用 24 次覆盖 , 其中有四段因穿过居民
点 , 改变了观测系统 , 减少了覆盖次数 , 造成
剖面的质量明显地下降 (图 13 中方框内 ) 。 这
说明在本区采用 24 次覆盖观侧系统的必要性 ,
若条件许可 , 应尽可能采用 4 8次覆盖定会收到更好的效果 。
A ( 又 10 A ( 减 10 7乒
川3?.15鬼 欺 斗弩拷 1冷
Q ( kg )
①⑧ 工二 23 50一 22 5o m
③ 二 = 12 0 0一 22 0 0 m
毛 ① 二二 7 5 0一 2` o o m
Q ( k g ) ②二 二 70 0一 2 0 m
③ 七二 70 0一 24 o o m
④ 二 二 7 0 0一 26 00 m
图 1 1 不 同炸药量激发的真振幅值曲线
(
a
) 榆科西炸药量试验 (井深 23 m ) : ( b) 封家庄炸药量试验 (井深 23 m )
组合图形
以往确定野外组合的基距 , 往往侧重考虑压制千扰波 , 特别是面波 , 故选择大基距
组合 。 由于面波主频较低 , 当面波与有效波频谱能够分辨时 , 可通过高通滤波将其削弱
或滤除 。 所以应从保留有效信号 的观点出发 , 确定检波器的组合基距 , 尽量使反射波少
受改造 。
第21 卷 第 1 期 阎世信 : 冀中拗陷榆科地区的野外地震方法
图 1 2 采 用1 8 m井深 、 sk g 炸药量激发的单张监视记录
`叫 上 . ’ 丫 . ` 口自 甘 帆 寸占已币 ` 性 魂沪、 弓戈 . 西丢 矛℃; 刀` “ ,J 口尸 J万才长叫
(图中方框地段覆盖次数不足 24 次 )
当地层水平时 , 由图 14 可知组合基线长度
节△ t乙 = 一 - , 犷一下 -
S l n 不
考虑到组合长度 L应满足不等式 △ t < T / 2 = 1 / Zf 的要求 , 故上式改写为
L (
万
Zf s i n i
二 a x
“ 百i;夏不t漏盗力几*2
式 中: t g`m . : = X 口 a2
2 2 二 i二
v为勘探目的层上部地层的乎均速度 , xm ax为最大饱检距 , 枯. :为
石 油 地 球 物 理 勘 探 1 986年
最远道反射角 ; Z 二 :。 为最浅 目的层界面的法线深度 。
当地层倾斜时 , 由图 15 可知组合基线长度应满足
L (
, 几.
2 ·` `·
l一 , g (丛澎瓮黔 )〕 2
式 中劝为地层倾角。
对于榆科地区通常采用的参数 为 x m , 二 = 2 6 5 c一 2 6 7 5 m , Z m : 。 二 1 9 0 0 m ; 劝= 1 5 。 ; f 二
45 H z ; v = 2 5 3 Om s/
, 经计算 , 在上倾放炮条件下 , 组合基距不得 大 于 40 m , 在下倾放
炮条件下 , 组合基距可允许67 m 。
在本区采用单点接收的反射波主频为 4 o H z 左右 , 为要保护有效波的主频成分 而又
兼顾削弱部分面波能量和压制次生千扰及随机干扰 , 宜采用图 16 提供的组合图形 。
一一哪 -
}
}
}砂
图 1 4 水平地层时组合基
线长度的确定方法
图 1 5 倾奸地层时组合基
线长度的确定方法
」 目 目 目 目
一 尸七 尸、 . , 自J ` J 曰 目 以
, 尸 八 乃 门日 目 目 曰 目
尸、 户、 尸、 月气 自
O
O
白叫合es se o se 公
. 一一( 卜 - - 们卜
。 一哎卜一- 。 一~ 喊) 一一。 一~
O
_
一 一 ~ 测线
下|160ot |lwe土
卜一一一一 50 m一一一洲
图 1 6 检波器组合图形
根据深县地区的平均速度可以计算每个反射波的视速度 , 从而求出各种频率的反射
波在这些视速度点上的视波长 。 然后依据图 16 的组合振幅特 性曲线可求出组合衰 减系
数 。 图 17 表示下第三系反射波的各种频率在 1 . 8 、 2 . 1 、 2 . 5和 2 . 75 时以衰减 一 d3 B通放的
曲线簇 , 图中纵坐标表示地层的不 同倾角 。
图 18 为图 17 中不 同 t 。 时允许通过 的反射波所对应的最大炮检距曲线 。
第21 卷 第 1 期 阎世信
:冀中拗陷榆科地区的野外地震方法
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图 1 7 不 同反射波通放 的曲线簇
凡 . 7 OHz 凡二一o HZ
图 1 8 不 同反射波允许通过的最大炮检距 图
针对本区的次生干扰严重 , 以及避免可能出现的空间假频和便于利用二维滤波 , 适
应本区复杂断块勘探的需要 , 道距应选为 2 5m 。
勘探效果的对比
W Q
一 8 3 一 1 0 1 3测线的地震时间剖面是榆科地区能用于地质解释的一条 剖面 (图 1 9 ) ,
虽然采用 24 次覆盖观测系统 , 但由于使用 50 m 道距 , 整个地震时间剖面的信噪比是不高
的 。 w Q一 8 3 一 l o 1 3 A测线是与之重合的地震剖面 (图 2 0) , 仍然采用 24 次覆盖观测系统 ,
道间距改用 25 m , 但由于激发井深采用 14 m , 未能选用本区最佳激发井深 , 因而地震剖
面的效果没有得到多少改善 。
图 21 是按上述正确方法得到的地震剖面 , 采用 25 m 道距 , 50 m 基距的组合形式和合适
的爆炸深度 , 与此剖面相近的是一条模拟剖面 (图2 ) , 采用 s o m道距 , s om组合基距 ,
石 油 地 球 物 理 勘一探 拍邢年
图 2 1 W Q一 84 二 4浏 L线地震剖面
( s N 一 3 4 8, 2 4次覆盖 , 2 5m道距
S Om 组合基距 , 合适的井深 )
图 2 2 W Q 一 8 4 ~ 1 0 1 4浏线地襄剖面
( D z 一 7 31 , 24次硬盖 , 如 m道距 ,
s om 组合基距 , 2 3m 井深 )
23 m激发井深 。 比较图21 和图2 , 可以看到用新方法得到的地震剖面 , 反射能 量有了增
强 , 波组也较突出和连续 , 信噪比和分辨率都有了提高 。
〔1〕
〔2〕
〔3〕
参 考 . 文 献 .
佩顿 , C . E . 编 , 牛毓荃等译 : 《地震地层学》 , 石油工业 .出版社 , 均 78
李庆忠 : 论地震次生千扰 , 《石油地球物理勘探 》 , ( 3) 士983 : 2 07 ~ 2 25 , (4 )
1 9 8 3 : 2 9 5 or 3 1 4
迈斯内放 R , , 施特格奈 , L . 著 , 吴晖译 : 《实用地震勘探技术》 , 地质出版
社 , · 1% 2 奋 `