辽河坳陷经过近50年的勘探开发，已经进入高成熟勘探阶段。地震勘探工作在辽河油田增储建产过程中发挥了突出的作用，先后成熟应用了模拟地震、数字二维和数字三维等地震勘探方法。1985—2000年，辽河坳陷进行了第一轮三维地震采集，施工方法为：覆盖次数20~30次、面元25m×50m、最大炮检距3000~3300m、激发方式以单井固定井深为主。通过第一轮三维地震勘探深化了对二级构造带的认识，部分解决了断块和复式油气藏的勘探问题。2001—2013年，辽河坳陷进行了第二轮三维地震采集，施工方法为：覆盖次数60~175次、面元25m×25m、最大炮检距3000~5000m、激发方式为最佳岩性激发，基本达到宽方位角、高覆盖次数、适当面元采集^[1-3]。其间还在曙光和欧北地区实施了高密度的三维地震采集工作。第二轮三维地震勘探资料品质提高较大，资料信噪比较高，构造成像精度高，构造形态、断层清楚，火山岩特征明显，地层接触关系、潜山顶界清晰，强化了构造区带和有利圈闭精细评价的精度，对这一时期潜山、火山岩及岩性油气藏的发现起到了至关重要的作用。但目的层地震资料频带宽度为6~65Hz左右，主频为25Hz左右，资料分辨率低，而且容易发现的具有一定规模、构造简单、油层厚度较大的油气藏已勘探开发殆尽，资料无法满足当前油藏评价开发工作对微构造、小断层、小断块、薄储层等进行精细刻画的要求，无法满足评价井、水平井、开发井部署精确描述油层空间展布和提高油层钻遇率的需求。为此，辽河油田在青龙台地区开展了基于数字检波器的高密度全数字的三维地震采集攻关，以获得高信噪比、高分辨率和高保真度的地震资料，并形成具有辽河探区特色的高密度全数字地震采集方法。

1 地质背景

青龙台地区构造上位于辽河坳陷东部凹陷北段，钻井揭露地层依次为太古宇，古近系房身泡组、沙河街组沙三段、沙一段、东营组，新近系馆陶组、明化镇组及第四系，其中沙三段、沙一段为含油气目的层。沙三段储层为冲积扇—泛滥平原沉积，沙一段为三角洲平原及泛滥平原沉积。研究区横跨青龙台和茨榆坨两个断裂背斜构造带，东侧主体形成青龙台油田。青龙台油田已投入开发30余年，面临着含水高、采出程度高、层间矛盾突出、井况损坏严重、剩余油分布零散等问题，近期在油田主体西侧又发现了龙618油气富集区块，因此青龙台地区成为评价增储、二次开发建产的稀油重点区块。青龙台地区具有构造复杂、微构造和小断层发育、油气层薄、横向变化大的特点，需要提高地震资料的分辨率以达到识别小断层、微构造，以及预测薄层单砂体或砂层组的能力。青龙台地区油气藏埋藏浅，一般在1300~2000m；油气层薄，单层均在10m以下，构造—岩性油气藏发育，是高密度全数字地震采集方法攻关比较适宜的地区。

2 采集难点与技术对策

(1) 构造复杂、断裂发育，需要宽方位观测，改善构造复杂区成像精度，提高地震资料多方位断层识别能力。

(2) 数字检波器采用单点接收，野外不组合，压制噪声能力弱，需要提高覆盖次数来压制干扰。

(3) 表层结构复杂，需要精细表层结构调查，逐点设计井深，实现最佳岩性激发，提高地震激发子波高频能量。

(4) 地表条件复杂，需要井炮与可控震源结合激发，以及变观测系统设计。

(5) 油气层薄、小断层发育, 需要利用数字检波器宽频接收，拓宽原始资料频带；需要小面元勘探，拓宽资料频带，提高薄层砂体与小断层的分辨能力。

(6) 数字检波器具有动态范围大、信号畸变小、灵敏度高的优势，对高、低频信息均具有较强的录制能力，因此野外抗噪能力较弱^[5-6]，需要强化数字检波器的耦合程度。

(7) 各种干扰波发育，需要高覆盖次数压制干扰；采用夜间放炮，低噪声接收。

3 地震采集方法设计和施工方法

根据青龙台地区地震地质条件、下步评价开发目标、采集难点与技术对策，综合提出小面元、宽方位、高覆盖、单井最佳岩性和可控震源结合激发、单点数字检波器接收的高密度全数字的三维地震采集方法^[7-8]。

3.1 观测系统参数设计

针对单点数字检波器接收特点和叠前偏移处理需求，根据4个论证点参数、二维模型、模型照明、实际地震资料等方面，对面元大小、覆盖次数、最大炮检距、横纵比、接收线距和最大非纵距进行论证，设计了青龙台地区高密度全数字采集的观测系统（图 1、表 1）。

3.2 激发参数

青龙台地区地表条件复杂，农田占78%，河套区占2.3%，障碍区（村镇、厂矿、鱼池、大棚）占19.7%。根据地表状况分区确定激发参数，农田区和河套区等正常地表采用井炮激发，障碍区采用可控震源激发，尽量保证激发点位布设的均匀性。

3.2.1 井炮激发

提高激发子波的能量和信噪比，拓宽激发子波的绝对频宽，是保证提高分辨率的重要环节。在高速层顶面以下激发，炸药与大地波阻抗耦合较好，激发子波的能量较强；而且减弱了疏松表层对高频弱小信号的吸收，有利于拓宽激发子波的有效频宽，同时也减弱了面波和折射波干扰。因此在表层结构调查的基础上，结合点试验结果，确定农田区激发井深为高速层顶界面下1m，河套区激发井深为高速层顶界面下3m，激发药量为3kg。

3.2.2 可控震源激发

村庄、厂矿、鱼池和皮毛动物养殖区等障碍区井炮布设困难，应选用可控震源激发^[9]。通过井炮和可控震源在能量、频谱、子波等方面的一致性对比，确定了可控震源的激发参数（表 2）。

3.3 接收参数 3.3.1 检波器类型

本次采集攻关重点是提高分辨率，因此采用单点数字检波器接收。本次使用的428DSU数字检波器的频率响应在0~800Hz，动态范围高达120dB，信号畸变小于0.003%，抗电磁干扰能力强，有利于接收宽频的地震信息^[10-11]。

3.3.2 仪器因素

采用的数字地震仪型号为428XL，采样间隔为1ms，记录长度为7s，前放增益为12dB，记录格式为SEG-D。

3.4 施工方法 3.4.1 数字检波器埋置方法

数字检波器为站、线、检波器一体，一道一只，灵敏度高，为确保耦合效果和降低环境噪声影响，制定了严格的数字检波器埋置方法^[12-14]。

(1) 正常地表：铲除30cm内的杂草及浮土，用打眼机打眼后把检波器尾锥全部插入眼中，用土掩埋好检波器及耳线，确保耦合效果，增强抗干扰能力。

(2) 硬地面：水泥地面、柏油路、冰面使用水泥坨插放，检波器上用沙袋压实，确保水泥坨与大地耦合良好。

3.4.2 低噪声接收方法

青龙台地区噪声主要包括环境噪声、作业噪声及风干扰等。通过不同时间段噪声监测分析（图 2），8：58至14：03噪声较大，16：18至7：14噪声较小，据此优选作业时间段，放炮时间主要集中在18：30至7：00，夜间采集单炮占总炮数的98.06%。并且在风速大于2级时，停止施工^[15]。

3.4.3 施工预案技术

青龙台地区地处经济发达区，村庄多、河流宽、养殖区密集，技术方案实施率受到一定程度影响，本次通过施工预案技术保证了障碍区技术方案实施率。首先通过购买卫星图片和数字地图进行室内激发点布设，再结合野外实际踏勘情况，进行二次室内模拟方案调整。障碍区周边最大限度布设井炮，障碍区内最大限度布设可控震源，震源数量为井炮数量的两倍，二者相结合以提高障碍区激发点密度，保证了资料完整性，有效提高了资料品质。

4 采集效果 4.1 单炮记录

通过新老单炮记录分析对比（图 3），本次数字检波器采集的单炮频带宽度比以往模拟检波器采集的单炮频带宽度有大幅度拓宽，层间反射信息丰富，目的层反射清晰，抗电磁干扰效果明显；但噪声发育，信噪比不高。经过对23个点新老单炮频带宽度的分析统计（表 3），本次采集的单炮中东营组频带宽度拓宽25Hz，沙一段频带宽度拓宽23Hz；沙三段频带宽度拓宽21Hz。

4.2 叠加剖面

将2014年数字采集三维现场处理叠加剖面与2005年二次采集成果叠加剖面进行对比可以看出 (图 4)，两者信噪比相近，断层清晰程度和构造成像精度基本一致。但高密度全数字采集的叠加剖面层间信息更加丰富，视分辨率提高明显。从3条新老叠加剖面频谱分析统计结果可以看出（表 4），高密度全数字采集叠加剖面频带宽度与老资料相比拓宽明显，东营组拓宽14Hz，沙一段拓宽14Hz，沙三段拓宽12Hz。

4.3 应用效果

运用精细处理的新地震资料，对青龙台地区龙618块进行构造解释。从新老构造图对比来看（图 5），四周边界大断层基本保持一致，但块内构造变化明显，小断层增多，龙618块被小断层切割成多个小断块，说明高密度全数字三维地震资料提高了分辨率，能够识别小断层和微构造，可以基本满足油藏评价开发工作的需要。经过评价开发工作，部署实施开发井18口均获工业性油气流，并上报探明石油地质储量300多万吨。

5 认识

(1）青龙台地区高密度全数字三维地震是辽河油田第一个全数字采集项目，获得了信息丰富的原始资料^[16]。单炮和叠加剖面资料品质较好，各层段频带宽度均得到拓宽。通过试验和技术攻关形成了以小面元、高覆盖、宽方位、炸药震源与可控震源结合激发、单点数字检波器接收、低噪声接收的高密度全数字三维地震采集技术，成为老油田油藏评价及中后期开发的重要技术手段。运用新地震资料解释和评价龙618块，发现和落实了多条小断层和微构造，并取得较好的评价开发效果。

(2）高密度全数字三维地震采集是一项庞大的系统工程，通过项目实施和所获资料评价，认为还有一些问题有待探索、完善和强化。

① 由于数字检波器单点接收，需要小道距、高覆盖次数、宽方位的观测系统，因此接收道数比常规采集明显增加，生产成本相应提高。因此高密度全数字三维地震采集应针对老油田提高分辨率的目标，并尽量优化观测系统参数。

② 由于数字检波器野外不组合, 对噪声压制效果差，因此数字检波器适用于信噪比较高、噪声干扰小的地区。在野外采集和室内资料处理的过程中应加强工区噪声的监控和放炮时间优选，加强数字检波器埋置管理；加强室内针对性压噪处理技术研究，达到提高分辨率和保真度的目的。