地震共反射点多次叠加技术的试验推广

2022-12-01 15:02:00

20世纪50年代至60年代前期,在我国东部中新生代陆相沉积盆地的油气重大突破中,地震勘探作为查明简单背斜及局部隆起类型的构造圈闭的主要手段,发挥了重要的作用。而有些地区的地震工作也遇到了严重的困难,主要因为那些工作地区的地质条件较为复杂,地震工作方法及其达到的勘探精度远远不能满足要求。为此,地质部物探局于1963年9月在郑州召开的地震工作技术会议上首先明确提出,为了解决华北断块发育地区的石油勘探问题、地震工作要解决勘探断层的技术关。

当时苏北平原的地震工作,使用原有的光点地震仪和工作方法,在大片地区无法获得重要勘探目的层第三系阜宁组的可用地震反射资料,使得地震野外生产不得不于1963年开始停顿而转向试验研究。在对该区已有资料经过一个时期的深入分析研究后,发现这里地震勘探工作的主要难点在于火山岩(玄武岩和辉绿岩)地层所形成的多次反射波十分发育,形成强烈的干扰和能量屏蔽。严重地妨碍了对深部阜宁组构造的勘查。为了解决这一问题,工作初期也曾在光点地震技术的基础上对压制多次波干扰的方法进行过多种探索,都未能取得明显的效果,不得不转而另辟蹊径。促进了地震共反射点多次叠加技术在我国的发展。

地震共反射点多次叠加技术是在50年代末国外开始产生的一种新的地震勘探方法。也是随着磁带地震仪的问世而迅速发展起来的一项革新性技术,它在压制多次反射波、改善资料的信噪比、提高地震的勘探精度方面有着特别明显的效果。将这项先进技术引进到我国的是地质部第六物探大队。他们看准了技术发展方向,坚持数年的努力,从开展野外试验到经验的总结和技术的推广应用都做了大量有决定性意义的工作。从而有力地推动了我国地震勘探技术在70年代中期实现了重大转变,即用共反射点多次叠加技术完全取代了传统的地震工作技术方法,使得地震勘探的精度和效果迈上一个新台阶。

这项地震勘探技术被引入我国的过程,应该追溯到1963年9月召开的郑州地震工作技术会议。物探局领导在会议的总结发言中强调指出,为了探明更多的石油储量,尽快改变我国石油资源分布不平衡的状况,需要石油物探工作解决更为复杂的技术问题,要摸清我们现有技术水平与世界先进水平的差距,一定要赶上去,会后物探局将这一“找差距”的调研任务正式下达给第六物探大队。

1964年,在六物技术负责人的组织下,开展找与国际石油物探技术先进水平差距的情报调研工作。当第六物探大队情报室从美国《Geophysics》杂志1962年第6期上次见到有关地震共反射点水平叠加技术的文章(MayneW·H·)后十分重视,由汪虹文全文翻译发表在《石油物探》1965年第1期上,在吴晖写的调研报告‘磁带地震记录及回放’(《石油物探》1964第5期)中介绍了这项技术在多次反射波和改善回放记录的信噪比方面所起的重要作用。

然而,要将这项技术付诸实施,使它在油气勘探中发挥作用,必须要有能够录制可供室内多次反复处理的野外记录磁带地震探仪器,以及有的处理设备。1965年,我国由法国进口的两台模拟磁带地震仪中的一台分配给地质部,不久即调归第六物探大队使用。为充分发挥这台先进设备的作用,没有将它当作一般光点地震仪在野外做简单连续的地震测量,而是用来解决油气勘查过程中的物探技术问题。他们为克服苏北地区广泛存在的严重多次反射波干扰,提高深部反射资料的清晰度,用这台机器进行了地震共反射点多次叠加方法试验,于1966年11月在苏北花家庄、殷家庄工区正式开展工作。由于对共反射点多次叠加技术当时只能从国外杂志上见到一点非常概略的介绍,因而整个试验工作一直是在摸索中前进。在这期间,管理和担负野外试验工作的大队生产组与641队经过两年多坚持不懈的艰苦努力,取得了初步成效,于1969年5月写出了国内第一份地震多次叠加专题试验报告——HY·工区共反射点多次叠加试生产报告,总结了前一阶段的研究成果,对于多次叠加技术的方法原理、工作设计、压制多次反射波的效果,以及断裂勘探成果都作了介绍。

由于当时取得的地震成果对于多次波的压制效果还不十分明显,深层反射不够清晰,而野外工效又极低,于是就有人提出是否还继续试验多次叠加方法问题。在1969年下半年六物召开的一次生产技术会议上,经过充分的讨论,决定继续坚持试验提高。会后641队在各方面的大力支持下,不懈努力,坚持探索,为了提高野外工作效率,技工班仪器组人员根据3年来的实践经验,针对排列转移效率特别低的问题,大胆提出采用“排列转换面板”的设想,在大队修配厂的积极配合下,于1969年研制成功,为多次叠加技术的试验成功和推广应用取得了一项突破性的进展。同时,641队还在野外施工组织管理和磁带资料回放处理等方面陆续解决了一系列的难题,使野外工效和处理质量得到大幅度提高。获得了一批优质的地震剖面。至1970年,通过500多公里的多次叠加试生产工作量,说明这项方法技术的试验研究已取得成功。后来他们使用这套技术二进高邮凹陷,在以往因多次波发育而未能获得可靠的第三系反射资料的地区,取得了质量较高的深层反射资料,完成了该区真武构造的地震详查,为苏北第二次油气突破和真武油田的发现做出了重要贡献。

在地震多次叠加方法试验基本上取得成功后,六物从1970年开始即着手将该方法试验应用的成功经验进行总结,陆续在《石油物探》杂志上公开发表。为了在国内推广这一技术,又组织了一定的力量进行系统的总结和深化提高。1971年,进一步作了大量公式推导数据计算、分析整理和补充工作,编写出以多次叠加技术为中心、内容较全面系统、约40万字的《磁带地震勘探》,于1972年印刷出版。这本书的问世,对于地震共反射点多次叠加技术在全国的推广应用发挥了重要的作用。自1970年开始,这项地震勘探技术首先在我国东部海域和苏北平原得到推广,不久即逐步推向全国,包括西部的黄土高原,沙漠地带和丘陵山区,为我国石油地震勘探技术的发展提高以及油气勘查工作的深入开展起到了积极的推动作用。

地震共反射点多次叠加技术的推广应用必须要有相应的野外记录仪器和室内资料处理设备。50年代后期问世的模拟磁带地震仪和模拟地震计算机(回放仪)是这项技术应用初期的物质基础。模拟地震仪与光点地震仪相比具有许多优点,除可利用它所记录的野外磁带作多次回放叠加处理外,由于它的动态范围、频带宽度和信噪比等均明显地优于光点地震仪器,因而有利于地震资料质量和精度的进一步提高。

我国地震勘探工作由光点仪时代向磁带模拟仪时代的过渡是在70年代中期完成的。走的是一条国产化的道路。在60年代中期,安排地质仪器厂进行研制、地质部重庆地质仪器厂于1967年拿出了24道调频式模拟地震仪的第一台样机,经野外技术鉴定稍加改进后,投入了批量生产。上海地质仪器厂和北京地质仪器厂也都先后研制生产过调宽式模拟地震仪。用来装备野外地震队。这样,在一个不太长的时间内(1969—1975年),地质部门的石油地震队全部完成了仪器换装,使用的都是国产仪器,实现了地震勘探的模拟磁化。我国第一台与模拟地震仪配套使用的模拟回放仪,也是在20世纪60年代中期由地质部自行研制的。地质部重庆地质仪器厂于1968年完成技术设计,1970年在国内首先研制成功了七鼓地震模拟计算机(回放仪),先后共生产了12台,满足了地质部门石油地质系统生产的全部需要。

在模拟地震仪推广使用的过程中,江苏地区曾出现回放处理能力不能满足野外生产需要的局面,由于有回放设备对野外磁带的校正转录只能一道一道地进行,工效低。为了解决这一矛盾,第六物探大队于1971年成立了试制组,在南京大学数学系和南京无线电厂的协助下、1972年研制成功一台数字式动、静校正仪,使回放效率提高3~4倍,缓解了上述矛盾。

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