近期中石化上海海洋油气分公司先后在南海北部湾盆地北部坳陷涠西探区钻获多口工业油气流井，发现具有商业开采价值的涠洲油田。然而勘探开发面临着新的复杂地质问题，主要表现为：该构造断层纵横交错、储层横向变化大，给储层预测、井位部署带来了很大的困难。要解决复杂的地质问题以及进行精细油藏描述、油藏建模都需要高信噪比、高分辨率、高保真度的地震资料^[1-2]。利用高密度三维地震采集技术，通过优化选择合理的采集、激发及接收参数，采集得到的原始地震资料品质得到较大提高^[3-4]，为涠洲油田的评价提供了可靠的数据基础

1 概况 1.1 存在主要问题

涠洲油田位于北部湾盆地北部坳陷涠西南低凸起西坡涠11-5W构造^[5](图 1)，2005年在该地区完成了三维地震采集，2016年又对其进行了重新处理，但是，受限于原始地震资料的品质，处理成果无法满足目前油田精细评价的要求。涠11-5W构造为复杂断鼻圈闭，圈闭受3号断层控制，被多条断层切割分成多个断块，该构造非常复杂，如图 2所示：构造高部位目的层段小断层交错，断面不清晰，地层的地震反射波组杂乱、连续性差，一些微构造在重新处理三维地震剖面上很难识别。

因此，为了提高复杂断块的构造成像，进一步落实构造，提高地震的分辨率及储层预测的精度，为开发评价及部署提供可靠的地震资料。

1.2 地质任务

本次高密度地震采集的地质任务是提高复杂地块构造成像质量，进一步落实构造，并提高地震分辨率，改善储层的分辨率，从而提高储层的预测精度，为开发评价及开发部署提供可靠的地震资料。本次部署高密度三维地震采集工区见图 1。

如图 2所示涠11-5W东块断裂复杂，一些微构造在原始三维地震资料上很难进行识别，因此，为了进一步提高该区的成像质量，本次地震采集主要从以下几个方面进行了技术改进：(1)优化观测系统设计，采用双源八缆方式进行地震采集；(2)采用目前业界最先进的435CI气枪阵列，该气枪阵列激发的子波初泡比较大，低频段较光滑，没有明显的低频陷波，方向性较好，能量分布均匀；(3)进一步优化接收参数及采用新的硬件设备，减少作业时的流动噪音和振动噪音。

2 采集参数优化 2.1 面元尺寸选择及分析

面元尺寸是指设计CDP网格的边长大小，主要考虑目标体大小、最高无混叠频率和横向分辨率(表 1)。

(1) 目标地质体大小。按照经验，面元边长可选为目标地质体大小的三分之一。

(2) 最高无混叠频率。每个倾斜同相轴在偏移前都有一个最高无混叠频率f_max，如果频率高于这个值就会发生混叠，造成同相轴不能连续追踪。这个无混叠频率与倾角、目的层速度和面元尺寸有关：

$ {f_{\max }} \le \frac{{{V_{{\rm{层}}}}}}{{4 \times b \times \sin \theta }} $

(1)

所以

$ b \le \frac{{{V_{{\rm{层}}}}}}{{4 \times {f_{{\rm{max}}}} \times \sin \theta }} $

(2)

式中：f_max为最大有效波频率，Hz；V_层为反射层速度，m/s；b为面元尺寸，m×m；θ为地层倾角，°。

(3) 横向分辨率。按照横向分辨率第二种算法计算横向分辨率偏大，用于限定面元尺寸也就更为保守，此时满足每个反射波的波长取2个样点：

$ b \le \frac{{{V_{{\rm{层}}}}}}{{2 \times {f_{{\rm{主}}}}}} $

(3)

式中：b为面元尺寸，m×m；V_层为反射层速度，m/s；f_主为反射层主频，Hz。

面元尺寸越小越好，空间采样越密对应的最大无混假频就越高。纵向面元尺寸受限于道间距，目前海上电缆道间距一般为12.5 m，对应的纵向面元尺寸为6.25 m；横向面元尺寸受限于电缆间距和震源间距，电缆间距越小，发生缠绕的风险越高，电缆间距常规是100 m，受限于海上施工安全作业，拖缆6 000 m，电缆间距最小减至75 m，相应的震源间距，从50 m减小为37.5 m，对应的面元尺寸为6.25 m×18.75 m。

2.2 覆盖次数的选择

较小的炮间距可以增加覆盖次数，有助于提高信噪比，受限于空气压缩机供气限制，海上双源多缆采集常见的炮间距为18.75 m以及25 m。本次高密度采集采用的是18.75 m的炮间距，选择电缆的长短为6 000 m，在满足地质任务所需的高频段资料的基础上，采集的覆盖次数为80次，与原常规三维地震采集的覆盖次数40.5次比较，本次高密度采集的资料分辨率明显提高。

2.3 激发参数的分析

图 3为本次采集所用4350CI震源(沉放5 m)与2005年采集所用2250CI震源(沉放6 m)的子波和频谱对比图，根据对比结果进行了数据统计(表 2)。从对比数据可以看出，4350CI震源各项指标均优于2250CI震源，在有效频带范围内，能量整体提高了约3 dB。

2.4 电缆的沉放深度选择

对于地震资料接收系统而言，电缆及接收仪本身的仪器响应的频率通放带是很宽泛的。但是当气枪和电缆沉放于水中时，震源和电缆同时受到水层虚反射(鬼波)的影响。对应枪/缆虚反射(鬼波)的频率响应限制甚至是决定了整个采集系统的实际响应(图 4)，沉放深度越深，则响应频率通放带越窄。

在气枪沉放深度确定的条件下，电缆沉放深度的选择会影响地震信号的通频带，表 3中列出了不同沉放深度下电缆端的高、低截频以及频带宽度，由表可知，电缆沉放越浅，通频带越宽，但低截频也相对较高。2005年采集方案采用的是7 m的电缆沉放深度，为了提高浅部地层勘探精度，同时避免电缆过浅受噪音影响，本次采集选用6 m的沉放深度。较之前通频带宽度提高了近12 Hz。

2.5 采集方向

涠洲油田构造区断裂方向以北东东向和近东西为主(图 5)，沿倾向采集，对于倾斜地层可得到更小的空间采样。对比分析目的层段内的照明效果(图 6)，采集方向为0°/180°优于150.5°/330.5°。因此本次采集方向为0°/180°。

通过方法论证及野外试验，经以上采集参数优化选择，最终确定本次高密度三维地震数据采集的参数见表 4。

3 采集效果对比

高密度采集的地震数据采用同样处理流程经PSDM处理后，与常规(2015年处理)三维地震剖面比较，高密度三维资料的主频有所提高，在断点方面更加干脆。从频谱分析上可以看出目的层的地震资料分辨率有所提高，如图 7所示，高密度三维资料与常规三维地震资料比较频带拓宽大约7 Hz。图 8是常规三维地震资料和高密度三维资料地震剖面的对比，在涠11-5W高部位(红色指示区内)可以看出高密度地震剖面的信噪和分辨率得到了很大提高，剖面上波组连续，构造特征清晰，小断层断面清晰。图 9是常规三维地震资料和高密度三维资料在1 400 ms的时间切片，两者进行对比可以看出高密度资料中大断裂以及小断层的空间展布清晰，有利于重新识别刻画断层，落实组合断层及分析相互关系。由此可见，高密度地震资料提高了分辨率，有利于识别小的断层和落实复杂断块构造圈闭形态，为井位的部署提供了可靠的地震资料。

5 结论

高密度三维地震采集在涠洲油田地区获得了高质量的原始地震数据，处理后地震资料品质有较大的提升，为涠洲油田的评价研究提供了数据基础。相对于常规三维地震勘探，高密度三维地震勘探，对于复杂构造的小断层刻画以及提高地震资料分辨率等方面表现出了很大的优势。该采集技术的成功应用，为海域涠西探区复杂油气藏的三维地震数据采集提供了新的思路，具有借鉴意义。