近地表精细地质模型及探测技术

勘探领域技术有哪些？~

目前我国已形成了以我国陆相沉积盆地为特色的石油、天然气地质理论及研究方法，居世界领先水平，其具体内容包括如下几方面。
（1）中国裂谷盆地有机地球化学和成烃理论，包括成烃母质类型及丰度、热演化机理与成烃门限、排驱条件及生烃资源定量评价等。近年来提出了低熟油、未熟油和煤成油的成烃理论，研究发展了有机演化实验与计算机技术相结合的烃源岩快速定量评价技术，把陆相生油机理发展为系列化理论。
（2）天然气形成理论，包括煤成气理论以及生物气、无机气形成理论，发展了天然气盖层综合评价及封存箱、深盆气等气藏理论。
（3）陆相地层学、沉积及储层评价方法与理论。运用层序地层学、古生物学与地球化学、地质事件学相结合，现代沉积、古代沉积与岩相古地理学相结合，与沉积作用和成岩与后生作用相结合的理论和方法，研究地层划分对比、沉积类型和结构以及油气储层定量评价。
（4）沉积盆地构造演化理论，把大陆板块构造理论与盆地演化理论相结合，形成了我国东部拉张型裂谷盆地、西部挤压型克拉通盆地与前陆盆地形成的理论和应用方法。
（5）油气藏形成与油气系统理论，综合油气地质各学科、专业以及成果，形成了中国陆相沉积盆地复式油气藏形成理论、隐蔽油藏形成理论，探索了海相克拉通多旋回盆地成藏理论，初步形成定量、动态成藏模型及油气系统的研究方法。
但是，在成盆研究方面，国外从全球板块构造的演化，分析盆地的形成时间（定时）和所处古纬度的位置（定位），来评价盆地的油气资源潜力方面较先进。而国内以盆地为油气生成、运移、聚集的基本地质单元，多年来仅限于研究盆地内的建造与改造，缺乏从全球板块演化角度研究盆地形成的定时定位问题。另外，盆地分析的基本方法我们都已掌握，差距主要表现在进行项目研究的人员组织和配合上，即缺乏综合研究的管理能力。
在成烃方面，我国和国外的研究侧重点不一样，国外以海相地层为主，研究较系统，对陆相烃源岩和海相交互相烃源岩（煤系地层）及低—未熟油研究相对较少。而我国以陆相烃源岩为主，研究较系统，对煤成烃和低—未熟油研究也具特色。在海相烃源岩的研究起步较晚，与国外有差距。
在成藏方面，国外主要以含油气系统、封存箱和异常压力带理论研究成藏机理，对成藏条件和过程的综合评价还处于起步阶段。我国在利用先进的模拟实验装置，进行油气成藏物理模拟综合研究方面取得了重大进展，已居于国际先进水平。
在含油气系统方面，国外对含油气系统的研究正在向动态描述和定量化方向发展，国外大油公司已开始建立全球含油气系统数据库，用于全球范围的类比和评价。而我国与国外对比，差距是对油气系统理解的深度、工作的规范化和创新不够。
地质理论领域的发展趋势包括如下几个方面，即深化研究盆地演化与资源评价技术，发展油气藏成藏机理及预测技术，其发展趋势不仅仅局限于海洋石油或者陆地石油，对于我国的石油工业具有重要意义。
一、盆地演化与资源评价方面
沉积盆地作为油气聚集的重要单元，从早期关注盆地类型到后期探讨盆地形成的动力学机制，都取得了明显进展。由于盆地的形成与其周缘造山带的演化具有内在关联性，因此，盆地-山脉耦合作用的研究成为更深层次探讨盆地发育演化的重要内容并取得新的认识。对于经过多期成盆改造的叠合盆地优质烃源岩的分布及其在复杂演化过程中的生烃机理及评价指标体系，资源评价方法等方面都有实质性进展。该方面需要发展的技术包括：（1）含油气沉积盆地形成的动力学机制研究；（2）复杂地质条件下的生烃机理及热演化史研究；（3）油气资源分布及潜力评价。
在该方面的发展趋势为：从大陆动力学的角度探讨壳-幔相互作用、盆地-山脉耦合作用，恢复复杂演化盆地的原型；烃源岩的分布及其生烃机理，热演化史恢复为资源评价提供更为可靠的基础；在利用定量盆地模拟和油气资源评价的方法确定了油气资源分布、明确可采油气资源、评价油气资源有效性的基础上，明确圈闭发育的地质规律，通过油气成藏要素的综合研究来勘探油气资源是今后开发利用油气资源的方向。
二、油气成藏机理与预测方面
油气成藏机理一直是石油与天然气地质学研究的核心和难点。近年来，油气成藏从宏观上温度场、压力场、应力场（三场）对油气分布的控制作用，到微观上油气成藏的动力、油气运移的输导体系等方面的研究都有显著进展，特别是发现有别于传统油气成藏概念的突发式成藏的发现，丰富了油气成藏理论。随着油气勘探向复杂条件拓展，成藏机理研究出现了下列发展趋势。
（1）隐蔽油气藏的成藏机理受到高度重视并建立了不同类型盆地隐蔽圈闭分布模式：随着构造油气藏勘探程度的提高，隐蔽油气藏成为很多盆地的主要勘探领域。隐蔽圈闭的研究是隐蔽油气藏成藏机理研究的基础，研究的方向包括层序地层学方法及其拓展应用，地层岩性圈闭的油气成藏条件综合研究，针对不同沉积盆地类型建立层序地层模型和隐蔽圈闭预测模型，工业化的地层岩性圈闭综合评价及其应用等方面的技术将得到深入研究与发展。
（2）海相碳酸盐岩层系复杂介质（基质孔隙—裂隙网络—溶洞复杂体系）的油气运移聚集机理成为国际研究前沿：近年来，砂岩孔隙介质中油气和流体的运移过程和机理得到高度重视，国内外学者进行了大量模拟实验、数值模拟和实例分析，目前，碳酸盐岩层系复杂输导介质条件下流体流动和油气运移的研究尚十分薄弱，其关键科学问题包括不同复杂程度的输导介质中流体和油气的运移方式（线性、非线性）和速率、碳酸盐岩层系油气的优势运移通道及其控制因素和示踪技术。
（3）油气藏的调整改造和保存机理成为制约复杂叠合盆地油气勘探的重大难题：随着油气勘探由单旋回盆地向复杂叠合盆地拓展，“定凹探边”的传统勘探思路已难以有效地指导叠合盆地的油气勘探。多期构造叠加、多套源岩多期生排烃、多期成藏、多期调整、改造甚至破坏是叠合盆地油气成藏的最重要特征。从多期构造的叠加、干涉特别是晚期构造对早期构造的叠加改造入手，以多元多期生烃作用和输导体系的演化研究为基础，以油气藏的调整改造过程为核心，研究叠合盆地油气成藏机理和分布规律并发展相应的预测、评价技术，是叠合盆地油气勘探迫切需要解决的重大难题，也是油气成藏机理研究的又一重要前沿研究领域。
（4）强化系统论思想和历史分析方法在油气成藏与分布预测研究中的应用：含油气系统是与一个有效的生烃灶相联系的烃类流体系统，包括了油气藏形成所必需的一切地质要素与地质过程及在成因上相关的所有油气。含油气系统理论实际上体现了对油气成藏规律进行动力学综合分析的思想和研究方法。通过对油气成藏条件和成藏作用相关学科的深入研究，含油气系统及理论和方法逐步完善，主要表现在盆地动力学过程与含油气系统演化、油气运移机理、油气成藏年代学及流体历史分析、盆地热体制及热流体活动、断层对流体的封闭和疏导作用、盆地流体流动样式与成藏效应、成藏动力机制分析等方面。
（5）从盆地动力学背景分析油气藏形成条件：1990年代以来，国际上含油气盆地的研究进入动力学研究阶段，对盆地演化、大陆造山与深部过程及三者之间耦合关系的动力学研究构成了地球动力学研究的前沿领域。其中，岩石圈深部过程与近地表构造过程耦合的精细描述更是成为近年的研究热点和难点。
（6）开展烃源灶形成演化与油气成藏期次研究：烃源灶（source kitchen）是含油气系统的核心，它是油气藏形成过程中实际提供烃源的区域。混源油气识别及油气的成因是解析复杂油气藏最基本的问题。对于复杂叠合盆地多期混源油气成藏，开展混源油气对比、厘定油气成藏期次，进而开展有利富集区预测，依然是今后研究的重点。
三、地震技术发展趋势
油气藏地球物理探测理论与技术发展经历了不同阶段：（1）地质构造成像；（2）岩性及物性参数识别；（3）储层中流体类型识别。
由于地球物理场对地质目标性质的反应能力差异，地球物理探测理论与技术最广泛的用途是地质构造成像，其次是储层识别，再者是流体识别。理论与技术发展成熟度、结果置信度的次序也是如此。所以油气藏地球物理探测总体发展趋势是从构造成像向储层识别和流体性质识别发展。
同时，复杂地区油气勘探的地球物理技术和地球物理信息在油气田开发中的应用是油气地球物理探测理论与技术发展急需解决的两个根本问题，前者是如何寻找新的油气田；后者是解决如何在已经投入开发的油气田中尽量经济有效地提高油气采收率问题。地球物理探测技术的发展依赖于三个基本科学问题的解决，也反映了地球物理探测理论的发展方向。
（1）揭示复杂勘探目标的地球物理场响应特征：地球物理场响应特征是探测和识别地质体空间展布、物理参数和所含流体类型的基础。现行地球物理勘探理论是以均匀介质或水平层状介质等简单地质模型的地球物理响应特征为基础所建立发展起来的，显然已无法适应目前复杂地表、复杂构造、复杂储层油气勘探开发的需要。剖析复杂地表、复杂构造、复杂储层的地质特征可归纳为几何尺度与地球物理探测波长相当的基本地质单元，以基本地质单元为块体，构建地球介质的块体地质模型，以期突破现行地球物理所依托的均匀介质或水平层状介质模型的理论范畴（K.M.Hock，1996）。对于远小于地球物理探测波长的地质目标可用统计方法研究其响应特征，如岩心分析与模拟等，对于远大于地球物理探测波长的地质目标可用渐近解理论研究，如地震波和电磁波的射线理论，对于近于地球物理探测波长量级的地质目标尚缺乏成熟的理论，且缺乏对该量级地质目标的地球物理场响应特征的系统认识。通过物理和数值模拟的深化研究，认识该尺度下复杂地质体的地球物理响应特征，揭示含流体岩石的地球物理场变化规律，为复杂勘探目标的识别奠定基础（Nur等，1995）。
（2）复杂地表和复杂地质条件下地震波传播与成像理论：地震成像是利用在地面观测到的地震波场数据，借助于波场的反向传播，实现波场向地下延拓，来推断地下地质体的空间展布与物理属性。描述波场反向传播的单程波动方程是地震波成像的基础，单程方程描述波场沿特定方向的传播规律，是波动方程的近似解。现行单程波动方程的构建和解法可分为两类，其一是波动方程的差分解，其二是波动方程的积分解。波动方程差分解的差分格式构建是以多种域内波动方程的单点泰勒展开为基础的，仅能准确描述泰勒展开点周围块体中地震波的传播规律，波动方程积分解是以高频渐近解为基础而实现的，仅能描述远大于波长尺度的块体中地震波的传播规律。因此，两类方法对近于波长尺度的块体均无法准确成像。借鉴辛几何和黎曼几何的研究成果，构建准确描述整个空间内波传播规律的单程波动方程，以此为基础，深化噪声压制理论研究，发展复杂地质体地震波成像理论与技术，已成为油气地球物理勘探的重要发展趋势。
（3）由单一地球物理方法向综合地球物理方法发展：不同的地球物理信息从不同侧面反映了地质体特征，为实现地下地质目标的完整刻画，需综合多种信息。不同地球物理信息在反映地质体时存在着尺度和物理属性的内在差异，如何利用不同尺度、不同类型信息实现同一地质体物理属性的最佳一致性估计，是地球物理信息融合的基础，是实现地质目标综合地球物理研究的途径。地球物理探测作为反问题，多种信息的综合利用，可大幅度减弱其不适定性、降低其多解程度。以复杂地质目标的地球物理场响应特征为基础，借鉴信息融合理论的研究成果，研究地球物理数据融合的实现途径，为复杂油气藏的综合地球物理解译奠定理论基础。

自以来，主持或参加了物探公司的所有地震采集领域重大的技术攻关和研究工作，包括：高分辨率地震采集技术攻关、松辽盆地深层火山岩复杂构造地震采集技术研究、海拉尔复杂构造地震采集技术、外围低信噪比地区地震采集技术、青海柴北缘采集方法攻关、物探首块印度尼西亚Jeflo-Salawati地震采集项目攻关等。（一）高分辨率地震采集方面：“九五”、“十五”期间，一直从事高分辨率地震采集技术的研究工作，并在如下关键技术方面有较大的贡献：一是提出优化观测系统及施工现场特观设计技术，对大庆长垣东西两侧的油田设施、采油厂、城镇的地震采集提供了技术保证；二是总结出精细优选激发井深技术，并为公司形成激发井深综合设计技术奠定了基础和理论依据；三是使用记录品质的量化分析和质量控制技术，通过研究总结出高时间采样、高空间采样、高次覆盖技术等高分辨率地震资料采集技术系列，并已经在大庆探区广泛使用。（二）深层勘探采集方面自“八五”开始积极参与了深层复杂构造地震勘探的现场试验和研究工作。通过近十年的研究，总结出三项关键地震采集技术。如：中大药量组合激发技术；多道、大炮检距、高覆盖观测技术；中低自然频率检波器串并联组合接收技术等。目前，深层复杂构造地震采集技术系列已经成为公司一个招牌的关键技术。（三）青海柴北缘复杂地表地震采集方面在具有世界性物探技术难题的青海柴达木盆地逆掩推覆构造地震采集技术攻关中，总结出柴北缘逆掩推覆构造地震采集技术系列1、多种钻具联合应用技术2、基于地质模型的观测系统设计技术3、高空间采样、大炮检距、高覆盖宽线观测技术4、近地表结构调查及静校正技术5、现场处理质量监控技术6、实时监控及记录品质定量分析技术7、中密度炸药、大药量激发技术（四）技术推广2000-2002年研究成功的综合利用微测井的波动力学和动力学特征以及岩性录井进行激发井深综合选择技术，首先在2002年海拉尔贝尔西北工区推广使用并取得优秀的地质效果；同时在大庆探区内进行全面的推广应用并逐渐形成大庆物探特有的技术系列，成为近几年物探技术和资料质量大幅度提高的重要保证。2000年研究成功的试验资料定量分析技术，在青海柴北缘工区首先进行了推广应用，取得很好的勘探效果；同时在大庆探区的所有勘探开发区块进行推广应用，有效地保证了勘探效果。2000年试验成功的观测道间激发技术,在青海柴北缘工区推广应用,有效地保证了柴北缘逆掩推覆勘探难题的突破。目前在大庆探区得到广泛使用。2000年研究成功的油田区三维特观技术在大庆探区进行推广并得到广泛使用，解决了几年来大庆探区油田区、城镇、自然保护区等极其复杂地表条件下的物探采集技术难题。

以往常规三维地震勘探只对采集工区的近地表进行简单的小折射、单井微测井或双微测井调查，简单求取试验点位的表层速度、速度界面和潜水面等资料，而且试验点密度稀疏、精度低，不利于指导后续的激发和静校正处理。高精度地震勘探对野外地质调查工作要求越来越高：不仅要求查清近地表速度和厚度界面，还必须查清近地表介质的岩性、吸收衰减品质因子、物性参数等变化。因此，研究和总结一套精细近地表调查方法十分必要。

（一）冲积平原表层介质特性及地震响应

1.近地表因素对地震波场的影响

地表到低速带底界包含了地表自由面、低速带底界的强反射面和低速地层。

1）低速带对波场结构的影响

低速带底界是速度差较大的界面，一方面会产生折射波，同时也使激发波场复杂化。地震勘探通常选择在此界面附近激发。激发点与离界面的距离不同，则近源波场不同，因为点震源激发出的波为球面波。若震源离水平反射面很近，球面与水平面相互作用，产生明显的首波效应，形成Schmidt波，其中既包含均匀波，又包含非均匀波，如图4-1所示，该模型上层速度为800m/s、下层速度为2000m/s。

图4-1 折射面对激发波场的影响

2）低速带对地震波下传能量的屏蔽作用

设计一个三层约30m近地表模型，层速度分别为514m/s、1005m/s和1538m/s，下伏地层速度2200m/s。模型及其模拟结果如图4-2所示。低速带引起能量的屏蔽，造成下传能量变弱，同时引起地表噪声，自由表面加剧了这一现象，使得地震资料质量变差。

图4-2 折射面对激发波场的影响

（弹性波垂直分量）

3）低速带对地震波场的吸收作用

当地层的品质因子小于50时，地层对地震波能量的吸收较严重。而当品质因子大于100后，地层吸收衰减作用变得很小。通过对胜利探区的研究和分析，得出了其速度和品质因子的拟合关系：中深层为Q=23.96×v^1.78，浅层为Q=4.93×v^4.45，可看出，浅层Q值随速度的变化比深层更剧烈。

综上所述，近地表吸收强、底界反射系数大，不利于能量下传。当然，表层速度低导致透射系数大，振幅加大，使入射线向垂直方向弯曲，垂直分量增强，并且振幅放大是全频带的，但它并不能弥补吸收作用的缺陷，因为吸收具有滤波效应，高频成分吸收严重。

2.近地表对地震波能量的吸收效应分析

在前面认识的基础上，针对研究区近地表Q值随深度变化规律，建立符合胜利探区的近地表Q值模型，并进行波场模拟。

图4-3中给出了3组Q值随深度变化关系，从Q值的变化规律可以看出：在研究探区内，存在Q值随深度跃变模型，存在Q值随深度渐变模型，也存在Q值随深度逐渐增加模型。根据上述数据设计了一个层状介质模型，其中地表模型分为5层，层厚度、P波速度、密度、Q值大小如表4-1所示。

图4-3 探区三组典型的Q值随深度变化曲线图

表4-1 模型层位数据

图4-4为模型波场快照和单炮记录，粘弹性介质考虑了实际介质对地震波的吸收衰减作用。可以看出，反射波振幅明显减弱，同相轴能量变弱，并且对高频的吸收作用比对低频的吸收作用强。

为了定量分析吸收衰减因子对地震波振幅能量的耗损程度，从单炮记录中抽取多道数据进行分析，见图4-5。可以看出，在相同激发中心频率情况下，正演波场能量都随着偏移距增大而减小，且含Q模型的衰减更快，在近地表速度场模型下，远道接收的波场能量大约是不含Q模型时能量的2.5倍，近道接收的波场能量大约是不含Q速度模型的1.5～1.8倍。

图4-4a 120ms波场快照

（左：不含Q模型；右：含Q模型）

图4-4b 主频60Hz单炮记录

（左：不含Q模型；右：含Q模型）

图4-5 各道振幅能量衰减变化图

（左：不含Q模型；右：含Q模型）

（二）精细近地表探测技术

表层结构调查方法分为多种，通过对各种方法进行分析比较，形成了速度分层技术、岩性探测技术、岩土物性参数岩性分层技术等高精度表层结构参数调查技术系列。依据工区特点优选一种或多种合适的近地表调查方法，充分发挥不同方式的优点，可以较好地获得低降速层的埋深、速度和岩性资料。

1.精细近地表岩性探测与分层技术

主要以动力岩性探测、静力岩性探测、近地表岩性测井进行综合探测标定。

目前地质勘探调查工作中所采用的动力探测浅层取心方法都是不完整和不连续的采样取心，取出来的泥心有相当程度的压缩和扰动，不满足地震勘探要求。通过对连续性、扰动性、压缩性等影响取心因素综合分析，结合野外实际施工条件和对取心器的使用要求，设计了半合管薄壁取心器作为连续取心器，它的拆装式半合管取心筒能非常方便快速地提取泥心。

静力探测是用静力将一个内部装有传感器的探头匀速地压入土中，传感器将大小不同的阻力通过电信号输入到记录仪记录下来，再利用贯入阻力与土的工程地质特征之间的相关关系确定土的岩土参数。适用于粘性土、粉土、砂土及含少量碎石的土层。根据阻力、摩擦力变化与岩土性质的关系对近地表岩性进行标定（表4-2）。

表4-2 岩土岩性q_c-H、R_f－H曲线特征表

近地表测井方法是将静力探测技术和测井技术有机结合，获取q_c、R_f和GR值，进行近地表岩性的准确求取。

淤泥：q_c≤1.35，I_GR＞85%；

泥：R_f＞0.2973q_c+1.6，I_GR＞85%；

砂质泥：0.2973q_c+1.6≥R_f＞15.932f_s+0.5591，50%＜I_GR＜85%；

泥质砂：15.932f_s+0.5591≥R_f＞0.1013q_c+0.32，15%＜I_GR＜50%；

砂：R_f≤0.1013q_c+0.32，q_c＞2，I_GR＜15%。

2.近地表速度精细探测与分层技术

以往常规的小折射、微测井方法是根据纵波速度变化对近地表低速层、降速层、高速层进行划分，本书在常规方法的基础上完善了面波、横波微测井速度分析方法。

1）面波法

面波法是利用瑞雷面波的频散特性研究表层结构的方法。面波频散曲线反映了面波排列范围内面波波速随深度的变化，因此，对于不同类型的频散曲线进行分析解释，可推断其对应的近地表模型。在水平层状介质中，不同频率的瑞雷波有不同的波长，其相速度V_R的变化反映了不同深度内介质平均性质的改变。从观测的瑞雷波资料中提取瑞雷面波的频散曲线，确定表层介质的厚度和速度参数（图4-6）。

2）横波微测井

横波微测井一般采用单孔检测的地表激发孔中接收，即地面激发以产生弹性波，孔内由检波器接收弹性波。当地面震源采用叩板时可正反向激发，并产生S_h波，利用剪切波震相差180°的特性可识别S波的初至时间，在孔口附近垂向激发产生P波（图4-7）。

图4-6 面波资料分层解释图

图4-7 横波微测井单炮记录

（上：x分量；下：y分量）

P波与S波具有以下明显特征：①P波传播速度较S波快，P波为初至波；②在激振板两端分别作水平激发时，S波相位反向，而P波相位不变；③在距井口一定深度后，P波振幅变小，频率变高，而S波幅度相对较大，频率相对较低；④最小测试深度应大于震源板至孔口之间的距离，以避免浅部高速地层界面可能造成的折射波影响。

通过对三分量地震资料偏振分析，三分量地震资料从震源传到三分量检波器的第一个直达P波，其质点运动方向与波传播方向一致，在由震源和检波点确定的垂直平面内，这种直达P波的偏振是线性的，它在水平面内的投影也是直线。这样，就可以用直达波偏振方向在水平面内的投影作为参考，测出三分量检波器观测时水平分量的相对方位，并可将观测到的水平分量的信号转换到以直达P波偏振方向在水平面内投影为参考的一致坐标系，即在以直达P波偏振方向在水平面内的投影为参考的坐标系中完成纵、横波分离，从而计算出纵横波的速度和厚度参数。

3.近地表岩土参数测试与分析技术

地震勘探中，表层介质岩性对野外激发参数的选取具有很大的指导意义。

在计算土的物理性质指标时，通常认为土是由空气、水和土颗粒三相组成。实验室对岩性取心的土样进行含水率w、密度G_s、重度、干重比、孔隙比e₀、饱和度S_r、液限w_L、塑限w_p、塑性指数I_p、液性指数I_L、粘聚力c、内摩擦角、压缩系数a_1－2、压缩模量E_s等14种参数进行了测试，并进行了聚类回归分析。

1）近地表测量原始数据的交汇分析

对不同种类岩土岩性数据的两两交汇分析，挑选出近地表调查数据中与岩土岩性存在相关性的数据，进行后续聚类统计回归分析。对所有微测井数据进行了两两交汇分析，筛选出干重比、孔隙比、塑性指数、液性指数、压缩系数和压缩模量6组参数。

2）近地表调查测量数据的聚类统计回归分析

对上述6组参数进行聚类统计回归分析，得到以下统计经验关系式：

F(1)=3230.958A₁+25947.173A₂－100.413A₃+572.814A₄－176.199A₅－13.849A₆－33677.52

F(2)=3222.085A₁+25969.414A₂－99.182A₃+561.174A₄－153.138A₅－13.659A₆－33579.61

F(3)=3291.434A₁+26678.434A₂－103.223A₃+558.876A₄－110.215A₅－12.591A₆－35192.89

参数如下：F(1)，F(2)，F(3)为三种分类的概率。F(1)为粉土；F(2)为粉质粘土；F(3)为淤泥质粉质粘土；A₁：干重比；A₂：孔隙比；A₃:塑性指数；A₄：液性指数；A₅：压缩系数；A₆：压缩模量。

4.近地表连续追踪探测技术

随着地震勘探的不断深入，复杂地表条件和精细近地表建模要求激发参数逐点设计，这就需要对整个探区近地表结构进行连续调查。

1）地质雷达方法

地质雷达调查表层结构就是向地下介质发射一定强度的高频电磁脉冲，电磁脉冲遇到不同电性介质的分界面时即产生反射或散射，接收并记录这些信号，再通过进一步的信号处理和解释即可了解地下介质的情况。地质雷达信号处理和解释方法与反射地震法大体相同，前者为高频电磁波和物质的电磁特性，后者为弹性波和物质的弹性特性。地质雷达方法可以多次探测，通过叠加压制干扰，得到一个连续的剖面。通过剖面的解释，可以显示表层结构形态，再结合表层取心可以获得表层岩性特征。

2）地震映像方法

地震映像法采用的是地震反射波的共偏移距单道接收技术，野外数据采集时，采用单点放炮、单点或多点接收方式，每激发一次就记录一道，激发点和接收点沿着测线不断地同步移动，最后将记录存储，得到一张由多次观测得到的多道等偏移距的地震映像剖面。由于所选偏移距较小，因此它是一张近自激自收直接成像的地震反射时间剖面。另外一种方法是采用计算机对共炮点记录进行自动选排，也可以获得各种偏移距的共偏移距剖面(地震映像剖面)。

地震映像法采集的是近震源波场信息，因此可获得分辨率较高、反射能量较强的地震映像剖面，并能够清晰地反映出地下各岩层的起伏形态以及构造分布特征。图4-8是潍北地区一条地震映像剖面，野外施工道距1m、偏移距1m。根据剖面解释，低速层界面埋深约2.3～3.2m，降速层界面埋深约13.2～14.3m，结果与小折射、微测井、岩性取心对比，误差非常小（表4-3）。

5.探测方法适应性分析

通过分析认为，在冲积平原覆盖区，具备大面积、高密度推广使用的方法主要有小折射、单井微测井、岩性探测、近地表测井等。动力探测与双井微测井可作为辅助标定方法进行联合应用，岩土参数测试可以获得近地表物性参数，多波微测井可有效获取地震横波信息，是多波勘探的必要方法，地质雷达、地震映像可以进行近地表结构连续追踪（表4-4）。

图4-8 潍北地区地震映像60～120Hz滤波剖面

表4-3 潍北地区表层结构调查成果对比表

表4-4 不同表层调查方法评价表

（三）近地表多参数精细建模技术

近地表多参数精细建模是综合低降速带厚度、速度、潜水面、表层岩性、物性和吸收衰减等参数，构建精确的近地表多参数模型指导野外的激发和后续静校正处理工作。首先是建立精细的表层模型；其次是设计人员在表层模型上逐点设计激发参数，然后将每个井位的激发参数输出，指导野外施工人员钻井施工；另一方面，通过建立准确的近地表模型，为后续处理工作提供多属性静校正量，开展基于不同静校正模型的精细处理。

1.近地表速度、厚度、岩性模型

利用研究的工作流程，构建精细近地表厚度、速度、岩性模型，应用模型进行了激发参数的设计输出（图4-9、图4-10）。

图4-9 激发点地表位置

图4-10 激发井深设计

2.近地表吸收衰减Q值反演建模

近地表吸收衰减Q值反演主要对单井微测井和双井微测井资料进行进一步分析，在频散非常严重的粘弹介质中，频率对吸收的影响不可忽略。鉴于此，并考虑通过衰减与频率之间的关系进行衰减估计，质心频率偏移法更适合近地表的吸收衰减特征。通过计算震源点、接收点的质心频率及其方差，建立两者之间的关系式，利用质心频率偏移计算地震波衰减响应。结合近地表速度反演结果，利用所得的品质因子构建低降速带Q值模型，为后续近地表一致性高频补偿提供了准确基础资料。

通过对第四系冲积平原覆盖区发育和形成的研究，得到了冲积平原第四系地层沉积结构、沉积岩性及分布规律，建立了现代冲积平原浅层沉积模式。通过对多种近地表调查方法进行测试，岩性取心、双井微测井和静力触探在冲积平原覆盖区探测精度较高，使表层调查精度得到了提升，形成了一套精细近地表建模技术，建立的精细近地表结构模型，为激发井深的选取和静校正量计算打下良好基础。

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