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物探与化探, 2025, 49(3): 548-558 doi: 10.11720/wtyht.2025.0041

地质调查资源勘查

渭河盆地氦气资源勘探地震数据处理难点及对策——以华州—华阴地区为例

蔡鑫磊,1, 李谦益1, 沈鸿雁,2,3,4, 张阳1, 杨飞龙2,3,4, 张国强1, 张宇航2,3,4, 李萌瑶1

1.陕西燃气集团有限公司,陕西 西安 710016

2.西安石油大学 地球科学与工程学院,陕西 西安 710065

3.油气智能地球物理探测陕西省高等学校重点实验室,陕西 西安 710065

4.陕西省油气成藏地质学重点实验室,陕西 西安 710065

Difficulties and countermeasures of seismic data processing for helium resource exploration in Weihe Basin:Exemplified by Huazhou-Huayin area

CAI Xin-Lei,1, LI Qian-Yi1, SHEN Hong-Yan,2,3,4, ZHANG Yang1, YANG Fei-Long2,3,4, ZHANG Guo-Qiang1, ZHANG Yu-Hang2,3,4, LI Meng-Yao1

1. Shaanxi Gas Group Co.,Ltd.,Xi'an 710016,China

2. School of Earth Sciences and Engineering,Xi'an Shiyou University,Xi'an 710065,China

3. Shaanxi Provincial Key Lab of Intelligent Geophysical Exploration for Oil and Gas Resources,Xi'an 710065,China

4. Shaanxi Key Laboratory of Petroleum Accumulation Geology,Xi'an 710065,China

通讯作者: 沈鸿雁(1979-),男,教授,主要从事地球物理信号处理、成像及正反演方面的研究工作。Email:shenhongyan@xsyu.edu.cn

第一作者: 蔡鑫磊(1969-),男,正高级会计师,主要从事氦气勘探地质研究及矿产经济学工作。Email:caixinleiwh@163.com

责任编辑: 叶佩

收稿日期: 2025-02-25   修回日期: 2025-03-29  

基金资助: 国家自然科学基金项目“黄土介质瑞雷面波响应机理及浅地层关键物性参数反演”(42474195)
陕西省地勘基金“陕西省渭南市华州—华阴地区地热水及氦气普查”(61202110374)

Received: 2025-02-25   Revised: 2025-03-29  

摘要

渭河盆地氦气资源丰富,大力开发盆地内的氦气资源,对于国家发展和社会进步具有重要意义。然而,渭河盆地地理环境因素和地质构造背景复杂,致使地震成像处理及解释存在极大的挑战性,严重制约了富氦天然气圈闭寻找与储层预测。本文以华州—华阴地区的地震数据处理为例,深入探讨了地震数据处理面临的困难和挑战,在明确地震勘探目标的基础上,针对地震数据处理难点,制定出有效的地震数据处理流程,并采取了有针对性的技术对策。研究结果表明,通过拟三维层析静校正、全局寻优剩余静校正、多域多种方法串联组合去噪、多种振幅补偿及子波校正、叠前时间偏移等技术应用,有效提高了地震数据成像处理质量,为探区内的富氦天然气勘探开发提供了重要的技术支撑,同时也为盆地内其他地区的地震数据处理提供了重要的经验启示。

关键词： 渭河盆地; 氦气资源; 地震勘探; 地震数据处理; 偏移成像

Abstract

The Weihe Basin boasts abundant helium resources.Vigorously exploiting these resources is significant for national development and social progress.However,the complex geographical and geological conditions in the basin pose great challenges in seismic image processing and interpretation,severely hindering the identification of helium-rich natural gas traps and reservoir prediction.This study delved into the difficulties and challenges in processing the seismic data from the Huazhou-Huayin area.Based on the seismic exploration objectives,an effective seismic data processing workflow was developed,along with targeted technical solutions,to address the difficulties in seismic data processing.The results of this study demonstrate that the quality of seismic data processing can be effectively improved using techniques,such as pseudo-3D tomographic static correction,global optimization residual static correction,multi-domain and multi-method serial denoising,multiple amplitude compensation and wavelet correction,and prestack time migration.These improvements provide critical technical support for the exploration and production of helium-rich natural gas in the exploration area,and valuable insights for seismic data processing for other regions within the basin.

Keywords： Weihe Basin; helium resource; seismic exploration; seismic data processing; migration imaging

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本文引用格式

蔡鑫磊, 李谦益, 沈鸿雁, 张阳, 杨飞龙, 张国强, 张宇航, 李萌瑶. 渭河盆地氦气资源勘探地震数据处理难点及对策——以华州—华阴地区为例[J]. 物探与化探, 2025, 49(3): 548-558 doi:10.11720/wtyht.2025.0041

CAI Xin-Lei, LI Qian-Yi, SHEN Hong-Yan, ZHANG Yang, YANG Fei-Long, ZHANG Guo-Qiang, ZHANG Yu-Hang, LI Meng-Yao. Difficulties and countermeasures of seismic data processing for helium resource exploration in Weihe Basin:Exemplified by Huazhou-Huayin area[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2025, 49(3): 548-558 doi:10.11720/wtyht.2025.0041

0 引言

氦气是国防和高新科技领域的重要原材料,随着氦气资源需求的不断增长,全球供需矛盾日益突出,我国的氦气资源也十分紧缺,长期对外依存度居高不下[1-3]。研究结果表明,渭河盆地断裂系统发育,具备氦气富集及生、储、盖成藏基本条件[4-14]。此外,渭河盆地基底分布面积广泛的花岗岩系,为富氦天然气成藏提供了充足的氦气源[15]。近年来,在盆地内的多口地热井中发现了不同含量的富氦天然气[16-22],通过对这些地热井中的氦气成因分析及地质研究,基本明确了渭河盆地具备一定规模的氦气资源潜力[3,9,19-20,23-26]。

然而,受秦岭褶皱带影响,盆地后期改造强烈,加之新生界地层厚度大[6],截至目前,对渭河盆地新生代的沉积格局和新生界氦气成藏潜力还没有进行过较为系统和全面的研究,而对于前新生界分布特征的认识不足已成为制约盆地内富氦天然气勘探与评价资源潜力的关键所在。为此,近年来,陕西燃气集团有限公司在华州—华阴地区部署了多条地震测线,拟通过地震勘探,全面落实探区内的断裂系统,进而寻找富氦天然气圈闭和开展富氦天然气储层预测。鉴于渭河盆地特殊的近地表地震—地质因素及复杂的地下地质构造条件,地震数据成像处理存在特殊性,为了有效开发利用渭河盆地的氦气资源,本文以华阴—华州地区的地震数据处理为例,试图通过技术攻关,建立适用于渭河盆地氦气资源勘探的地震成像处理技术体系,为渭河盆地氦气资源勘探开发提供有力的技术支撑。

1 地震—地质条件分析

1.1 大地构造背景

渭河盆地坐落于秦岭、扬子、华北板块相互碰撞与俯冲的交接过渡带,处于中国东西、南北构造分区的交汇处。在漫长的地质时期,盆地历经复杂的构造运动与演化,其诞生和发展,与不同大地构造单元的变迁紧密相连。受这些构造体系影响,渭河盆地内发育出一系列断裂、褶皱,奠定了南深北浅的箕状断陷构造格局[12](图1)。

图1

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图1   渭河盆地大地构造简图(a)及探区地震测线布设(b)

Fig.1   Schematic of the geological structure of Weihe Basin(a) and layout of seismic lines in the survey area(b)


1.2 表层地震—地质条件分析

华州—华阴探区北部紧邻渭河,南部为秦岭华山山地,地势南高北低,海拔300~450 m,相对高差10~150 m。工区属冲积平原,为新生界地层沉积物,黄土层较厚(可达100~300 m),浅表层物质结构具有明显差异,在现代河谷及两侧附近为河漫滩和阶地沉积,主要为松散状泥质、砂质,河谷以南至秦岭山前则以洪积砂砾为主,局部有基岩出露,严重影响了震源激发和地震波的传播。此外,探区内,县城、城镇、村庄分布较为密集,道路交通发达,地震测线穿过多条高速、高铁、河流等障碍物,野外地震数据采集干扰源较多,表层地震—地质条件较为复杂。

1.3 深层地震—地质条件分析

渭河盆地为新生代断陷盆地,沉积盖层为古近系、新近系、第四系,沉积地层最大厚度接近7 km[16,22]。自古近系始新统至第四系全新统,整体特点为南厚北薄,自南而北逐层超覆[6]。除南部拗陷带上新统张家坡组发育较厚的黑色、绿灰色泥岩和古近系渐新统发育有碳质页岩及煤系沉积地层外,其余地层均为红色碎屑沉积,岩性横向变化较大(表1)[19]。

表1   渭河盆地固市凹陷区盖层岩性及沉积相简表[19]

Table 1  Brief table of lithology and sedimentary facies of the cover layer in Gushi depression,Weihe Basin

地 层厚度/m岩性描述沉积相
界系统群组代号
新生界第四系中-上更新统秦川群Q2-3Q700浅黄—灰黄色黏土、松散细砂岩、砂砾互层洪积相、河湖相
下更新统三门组Qp1s500浅黄—浅棕黄色黏土层、砂质黏土层与浅
灰色色粉、细砂岩不等厚互层		河湖相为主
新近系上新统永乐
店群		张家
坡组		N2z800暗色—灰绿—浅棕—红色泥岩,夹松散
灰色粉砂岩		河湖相—湖相
蓝田—
灞河组		N2l+b500下部黄棕色、紫褐色泥岩与砂岩、砂砾岩互层;
上部深红色黏土及棕红色、灰白色砂岩、砾岩		洪积相—河流相
中新统高陵群N1g700褐色泥岩与浅灰—灰白色细—中砂岩,
灰白色砾岩、含砾砂岩不等厚互层		河流相—河湖相
古近系渐新统白鹿
塬组		E3b500灰白色块状粗—中砂岩,夹黄棕色、褐色泥岩河流相为主
始新统红河组E2h200紫红色泥岩,夹灰黄—灰绿色砂岩、
粉砂岩		洪积相—河湖
相—河流相

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渭河盆地广泛分布第四系沉积地层,受沉积时期气候及地理环境的变化,盆地内岩性以风积黄土和冲洪积、湖积形成的砂砾卵石沉积层为主,局部分布有坡积物及滑塌堆积物。受构造活动影响,盆地内第四系地层与下伏新近系地层成不整合接触,第四系沉积地层厚度差异大,整体厚度从西北到东南呈逐渐增厚的趋势,盆地沉积中心第四系厚度一般可达700~800 m,最大可达1 300 m,盆地内河谷区厚度一般大于400 m,黄土台塬沉积厚度介于100~300 m[6]。从前人的研究结果来看,盆地中、深层存在有6组地震反射界面,分别是三门组、张家坡组、蓝田—灞河组、高陵群、白鹿塬组和基底顶界面[21-22,27]。渭河盆地为边断、边陷、边沉积的断陷盆地,南部受控于秦岭北缘多条正断层的控制,北侧则随着盆地的发展和演化,也相继发育了一系列南倾的正断层[6,28],由此导致盆地内断裂系统发育,因此深层地震—地质条件较为复杂[5,29]。

2 原始地震资料分析

2.1 噪声分析

噪声压制是地震数据处理的重要基础工作,噪声压制是否彻底将直接影响到地震成像处理的质量和效果[30-31]。从原始单炮地震记录来看(图2),本探区发育的噪声主要包括面波、单频干扰、随机干扰等。面波干扰分布于全区,面波频带主要集中在2.5~15 Hz之间(图3);单频干扰的特点是在频率域能量比较集中,在时间域从浅层到深层其频率、相位、振幅基本保持不变,但能量极强,影响邻近多道。由于野外地震数据采集时,采用了中间放炮、两边接收的观测系统,因此近炮点强干扰也较发育,其特点是能量强,而且频率分布范围广。此外,探区穿越了多个城镇、村庄和工厂,房屋密集、人流量大、建筑工地多,导致由环境因素引起的随机噪声较发育,这类噪声分布较广、频带宽,严重降低了原始地震数据的信噪比。从典型单炮地震记录的频谱分析来看,低频面波和高频干扰噪声主频均与有效反射波主频带存在重合(图3),加之深层反射能量较弱,导致地震资料的信噪比较低。

图2

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图2   典型原始单炮地震记录

Fig.2   Typical original single-shot seismic records


图3

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图3   典型的原始单炮地震记录频谱分析

Fig.3   Spectral analysis of typical original single-shot seismic records


2.2 振幅一致性分析

在地震勘探中,产生振幅一致性问题的因素众多,主要包括震源类型、激发能量、接收耦合条件、地震波传播过程中的球面扩散、地层吸收、散射等[32-33]。本探区的表层因素类型复杂,不同表层因素类型对地震激发子波、激发能量、吸收衰减和子波改造能力差异较大,产生了严重的地表非一致性问题,由此导致地震数据中的炮与炮之间、道与道之间、深层与浅层之间、高频与低频信号之间存在严重的能量差异和子波差异(图2和图3)。

3 地震数据处理难点剖析

在地震—地质条件分析和原始地震资料分析的基础上,本文明确了华州—华阴探区的地震资料处理难点,具体包括如下4个方面。

3.1 静校正问题突出

由于探区位于渭河盆地东南角,结合表层地震—地质条件的分析结果可知,探区内的地形起伏相对较大(最大相对落差接近150 m),浅地层速度和厚度变化也较大,从而导致低降速带横向变化明显。从原始单炮地震记录来看,初至波存在错断、扭曲等现象(图2a),因此本探区的地震资料静校正问题较为突出,如果静校正解决不好,将会严重影响深部构造形态的准确落实。

3.2 干扰噪声严重

从原始单炮地震记录来看,本探区的规则噪声主要是面波,在地震记录中还存在低频振荡、虚反射等噪声以及由工业电缆引起的单频噪声,随机噪声也比较发育(图2)。低频面波和高频干扰噪声主频均与反射波主频带存在重合(图3),加之深层反射能量较弱,导致地震资料的信噪比较低。因此,有效提高地震资料的信噪比是决定本探区目标层成像精度的关键因素之一。

3.3 振幅和子波一致性差异大

由于探区涉及平原、山地、河滩等多种地表类型,导致不同地表类型获得的地震资料的能量和子波存在较大差异,尤其山地与平原、山前带之间的地震数据能量差异尤为突出(图2)。这些差异与地下地质信息无关,如果振幅补偿和子波一致性处理不好,必将导致地震成像精确程度下降,进而导致地震资料解释陷入误区。

3.4 复杂构造带成像困难

由于工区地处山前断裂带,地下构造十分复杂,加之原始资料的信噪比低,城镇、村庄、工厂等地表环境导致观测系统变化大,造成覆盖次数不均匀等问题,这对地震精确成像构成了极大的挑战。

4 地震数据处理对策

围绕华州—华阴探区富氦天然气勘探的地质任务,基于已形成的陆地地震数据处理经验[34-35],针对本探区的地震数据处理难点,采用GeoEast地震数据处理系统,通过地震数据处理目标分析及质量控制测线处理实验(图4),制定了适用于本探区的地震数据处理流程(图5)。地震资料处理工作主要围绕查明探区内的地层展布、构造形态、断裂特征,落实探区内主要目的层构造、断裂特征及埋深状况等,为富氦天然气藏的圈闭寻找、储层预测提供依据。地震数据处理过程中,以提高地震资料信噪比和高质量成像为重点,在保证信噪比的前提下,最大限度提高地震资料的分辨率,同时兼顾拓宽资料频带和振幅高保真处理。针对地震资料的处理难点,采取的对策如表2所示。

图4

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图4   地震数据处理目标分析流程

Fig.4   Flowchart of seismic data processing target analysis


图5

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图5   地震数据处理流程

Fig.5   Flowchart of seismic data processing


表2   地震数据处理难点及对策

Table 2  Difficulties and countermeasures in seismic data processing

地震数据处理难点地震数据处理技术对策
难点1:静校正问题突出技术对策1:拟三维层析静校正+全局寻优剩余静校正技术
难点2:干扰噪声严重技术对策2:多域多种方法串联组合去噪技术
难点3:振幅及子波一致性差异大技术对策3:球面扩散补偿+地表一致性振幅补偿+剩余振幅补偿+地表一致性反褶积+脉冲反褶积技术
难点4:复杂构造带成像困难技术对策4:叠前时间偏移成像技术

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4.1 静校正策略

针对华州—华阴探区的静校正问题,结合工区地震—地质条件、测线布设情况及原始地震资料特点,制定了静校正处理策略。尽管野外地震数据采集使用了二维观测系统,但二维测线布设成近网格状,因此本文选用拟三维层析静校正技术来解决由近地表条件变化引起的长波长和部分短波长静校正问题,该技术不仅可以有效利用相交测线各自在交点附近的正则化约束条件,而且还可以有效消除测线之间交点闭合的问题。对于残存的高频静校正量则采用全局寻优剩余静校正技术来解决。全区选择海拔600 m作为水平基准面,替换速度取2 000 m/s。

从测线18的静校正处理结果来看,在静校正处理前,水平叠加剖面中的反射波同相轴畸变严重、信噪比低(图6a),表明存在严重的静校正问题;静校正处理后,水平叠加剖面中的反射同相轴清晰可见,反射同相轴连续性较好、信噪比得到了显著提高,构造特征明显,能够揭示出真实的地下构造形态(图6b),这说明采用拟三维层析静校+全局寻优剩余静校正的技术策略能够较好地解决本探区的静校正问题。

图6

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图6   测线18静校正处理前(a)后(b)效果对比

Fig.6   Comparison of effects before(a) and after(b) static correction processing on line 18


4.2 噪声压制策略

从原始地震资料分析结果可知,由于地震—地质条件、采集因素等条件的制约,获得的原始地震资料信噪比较低,干扰噪声类型多样(图2),为了在最大限度上保护有效反射信息及其相对能量关系的前提下,压制干扰波,突出有效波,提高地震资料的信噪比,本文采用了多域多方法串联噪声衰减技术的策略来压制干扰噪声。具体来说,通过人工剔除坏炮和坏道,利用分频叠代自动统计技术剔除极大值脉冲、强能量干扰和野值干扰,采用自适应50 Hz工频干扰滤波技术剔除50 Hz工频干扰及其他单频噪声,应用K-L变换+面波自适应衰减技术压制面波,通过自动识别与压制技术压制线性干扰噪声,采用高能干扰分频压制技术压制声波等。

从叠前的单炮记录去噪前后对比结果(图7)来看,尽管去噪后的地震记录中仍然残存一些不规则的干扰噪声,但面波、单频干扰等强能量噪声得到了有效的压制,弱能量的反射波双曲线同相轴已凸显出来,说明地震资料的信噪比得到了显著的提高。叠前噪声压制后残存的不规则噪声可通过水平叠加来进一步压制,从测线11的水平叠加剖面(图8)来看,去噪前,干扰噪声能量强,几乎完全淹没了有效反射波,剖面整体频率较低,无法识别地下地质构造特征(图8a);多域多种方法串联去噪+水平叠加后,干扰噪声得到了有效压制,信噪比提高明显,反射波同相轴特征和构造形态得到了清晰呈现(图8b),充分说明,采用多域多种方法串联组合去噪技术的应用,能够较好地解决本探区的地震资料去噪问题。

图7

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图7   叠前噪声压制前(a)后(b)单炮地震记录效果对比

Fig.7   Comparison of single-shot seismic record effects before(a) and after(b) pre-stacked noise suppression


图8

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图8   测线11噪声压制前(a)后(b)水平叠加剖面效果对比

Fig.8   Comparison of horizontal stacked section effects before(a) and after(b) noise suppression on line 11


4.3 振幅及子波一致性处理策略

在去噪净化处理的基础上,本文采用了球面扩散补偿+地表一致性振幅补偿+剩余振幅补偿+地表一致性反褶积+脉冲反褶积相结合的技术策略来解决振幅和子波不一致的问题。具体来说,利用球面扩散补偿技术解决地震波传播过程中因球面扩散导致的能量损失问题,采用地表一致性振幅补偿技术解决激发和接收中因地表地震—地质条件不一致等造成的炮间和道间能量不一致性问题。球面扩散补偿+地表一致性振幅补偿后,水平叠加剖面在横向空间上和纵向时间上的能量分布均得到了有效的改善,但仍然残存剩余振幅补偿问题,为此,本文通过剩余振幅补偿技术来解决该问题。此外,由于本探区的激发和接收岩性变化较大,造成原始地震资料的波形、频率、相位等存在不一致性问题(图2),本文采用了地表一致性反褶积技术进一步拓宽有效反射信号的频带,消除由近地表激发、接收因素引起地震振幅、频率差异;在成像剖面中,采用脉冲反褶积技术进一步提高地震资料的分辨率。

从测线11的振幅一致性处理结果来看,振幅一致性处理前(图9a),水平叠加剖面中,深层能量较弱,不同地震道之间的能量也存在明显差异;组合振幅补偿处理后(图9b),不同道之间的能量基本一致,地震剖面中的深层能量得到了有效恢复,浅层强能量得到了一定的抑制,纵、横向上的能量强弱表现出一致性、均一性和光滑性等特征。从测线18的子波一致性处理结果(图10)来看,采用地表一致性反褶积+脉冲反褶积进行子波整形后,不仅有效消除地表因素横向变化引起的地震子波波形畸变,压缩了子波的延续时间,提高了纵向分辨率,而且基本实现子波一致性,进一步校正了地表条件的非均一性对反射振幅的影响。这说明,通过多种振幅补偿及子波校正技术的联合应用,有效解决了本探区地震资料的振幅和子波不一致问题。

图9

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图9   测线11振幅一致性处理前(a)后(b)水平叠加剖面效果对比

Fig.9   Comparison of horizontal stacked section effects before(a) and after(b) amplitude consistency processing on line 11


图10

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图10   测线18子波一致性处理前(a)后(b)效果对比

Fig.10   Comparison of effects before(a) and after(b) wavelet consistency processing on line 18


4.4 复杂构造带准确成像策略

渭河盆地夹持于秦岭造山带和渭北隆起之间,盆地两侧块体的掀斜运动是该地区显著的构造变形特点[6,28,36],由此导致盆地内的断裂系统较发育。断裂系统的存在,一方面为富氦天然气提供了重要的运移通道,同时也为构造成藏创造了条件;另一方面则为精确的地震成像处理带来了困难。华州—华阴探区地处渭河盆地东南缘,紧靠华山山地,地下构造十分复杂,为此,本文选用Kirchhoff叠前时间偏移成像技术来解决本探区的地震成像问题,原因是Kirchhoff叠前时间偏移算法比较成熟,而且对低信噪比资料具有更强的适应性。在进行叠前时间偏移成像时,需要重视提高成像速度模型构建的精度,原因是即使选择了良好的成像方法,但速度场的准确与否将会直接影响偏移成像的质量。

从探区内两条测线的处理结果来看,无论南北向的测线15还是东西向的测线22,与水平叠加剖面(图11a和图12a)相比较,在叠前时间偏移成像剖面(图11b和图12b)中,陡倾角导致的偏移量得到了有效校正,不均匀体和起伏基底引起的绕射波得到了正确归位,成像剖面的信噪比均较高。从地震成像结果来看,沉积盖层的地震反射特征与基底及秦岭造山带的地震反射特征存在明显差异,由多组近水平反射层组成,波组特征明显,同相轴光滑连续、能量均匀,局部存在明显错断或形态突变、反射能量较强、形态起伏变化明显的地层界面的反射结果,反映出新生代以来,渭河盆地稳定持续的断陷沉积过程。说明地震成像质量较高,采用Kirchhoff叠前时间偏移成像技术有效解决了探区内的复杂构造带成像问题,地震数据处理结果完全能够满足地质解释的需要。

图11

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图11   南北向测线15水平叠加剖面(a)与叠前时间偏移成像剖面(b)对比

Fig.11   Comparison of horizontal stacked section(a) and pre-stack time migration imaging section(b) on line 15 in north-south direction


图12

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图12   东西向测线22水平叠加剖面(a)与叠前时间偏移成像剖面(b)对比

Fig.12   Comparison of horizontal stacked section(a) and pre-stack time migration imaging section(b) on line 22 in east-west direction


5 结论

在地震—地质条件及原始地震资料分析的基础上,本文制定出适用于华州—华阴地区的地震数据成像处理流程;针对探区内的地震成像处理难点,给出了有针对性的地震数据处理技术对策。研究结果表明,最终的地震成像质量较高,为探区内的断裂系统落实、富氦天然气圈闭寻找及储层预测奠定了良好的基础。取得的结论与认识具体如下:

1)针对探区地表复杂、低降速带物性差异大等问题,鉴于二维地震测线布设呈近网格状,采用拟三维层析静校正技术建立近地表速度模型,有效解决了原始地震资料野外静校正问题;采用全局寻优剩余静校正技术,解决了野外静校正残余的问题,明显改善了地震资料的品质。

2)针对探区内原始地震资料信噪比低、面波发育,噪声主频及频宽与反射波存在重叠的问题,通过多域多种方法串联组合去噪技术,有效提高了地震资料的信噪比。

3)针对探区表层条件变化大、施工条件不一致且变观测系统严重的情况,导致原始地震资料的振幅及子波一致性问题突出且覆盖次数分布极不均匀等问题,通过球面扩散补偿、地表一致性振幅补偿、剩余振幅补偿、地表一致性反褶积、脉冲反褶积等方法组成的解决方案,有效消除了探区内的振幅及子波一致性差异大的问题。

4)针对探区地下构造复杂的问题,采用Kirchhoff叠前时间偏移成像处理技术,有效解决了山前断裂带精细成像的问题。

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[J]. Progress in Geophysics, 2010, 25(4):1280-1287.

[本文引用: 1]

任隽, 冯希杰, 王夫运, 等.

深地震反射剖面揭示的渭河盆地西安坳陷的地壳精细结构

[J]. 地球物理学报, 2013, 56(2):513-521.

[本文引用: 1]

Ren J, Feng X J, Wang F Y, et al.

Fine crust structures of Xi’an sag in the Weihe basin revealed by a deep seismic reflection profile

[J]. Chinese Journal of Geophysics, 2013, 56(2):513-521.

[本文引用: 1]

王建强, 刘池洋, 高飞, 等.

陕西渭河盆地前新生界地质特征及其油气意义

[J]. 地质通报, 2015, 34(10):1981-1991.

[本文引用: 5]

Wang J Q, Liu C Y, Gao F, et al.

Pre-Cenozoic geological characteristics and oil-gas significance in Weihe basin,Shaanxi Province

[J]. Geological Bulletin of China, 2015, 34(10):1981-1991.

[本文引用: 5]

李玉宏, 王行运, 韩伟.

渭河盆地氦气资源远景调查进展与成果

[J]. 中国地质调查, 2015, 2(6):1-6.

Li Y H, Wang X Y, Han W.

Progress and achievements of helium gas resources survey in Weihe basin

[J]. Geological Survey of China, 2015, 2(6):1-6.

李玉宏, 张国伟, 周俊林, 等.

氦气资源调查理论与技术研究现状及建议

[J]. 西北地质, 2022, 55(4):1-10.

Li Y H, Zhang G W, Zhou J L, et al.

Research status and suggestions on helium resource investigation theory and technology

[J]. Northwestern Geology, 2022, 55(4):1-10.

李玉宏, 周俊林, 张文, 等. 渭河盆地氦气成藏条件及资源前景[M].修订版. 北京: 地质出版社, 2022.

[本文引用: 1]

Li Y H, Zhou J L, Zhang W, et al. Conditions of helium accumulation and resource prospect in Weihe basin[M].Revised ed.ed. Beijing: Geological Publishing House, 2022.

[本文引用: 1]

李正, 张阳, 李萌瑶, 等.

渭河盆地圈闭特征研究及勘探展望

[J]. 天然气技术与经济, 2016, 10(5):19-22,81-82.

DOI:10.3969/j.issn.2095-1132.2016.05.005     

圈闭研究是油气地质研究的重要组成部分,能够划分油气藏类型,反映油气藏的成因,是评价含油气盆地勘探潜力的重要指标。为了进一步认识渭河盆地油气资源特征,借鉴东部断陷盆地圈闭研究经验,在前人勘探认识的基础上,结合盆地构造、沉积发育史和地热井钻测井等资料,分析认为渭河盆地发育有众多圈闭类型,包括构造圈闭、岩性圈闭、地层圈闭以及复合圈闭等4种主要圈闭类型。构造圈闭主要发育背斜圈闭和断层圈闭,岩性圈闭发育上倾尖灭型岩性圈闭和砂岩透镜体岩性圈闭,地层圈闭仅发育地层超覆圈闭,复合圈闭发育构造 — 岩性复合圈闭和构造 — 地层复合圈闭,各圈闭类型分布在不同的区域和层位。深层高成熟度裂解甲烷气与氦气圈闭勘探重点位于盆地南部陡坡区,发育的主要圈闭类型为断层圈闭及其复合圈闭;浅层生物气圈闭勘探的重点应在固市凹陷北部斜坡区,该区域主要发育岩性圈闭。

Li Z, Zhang Y, Li M Y, et al.

Characteristics of trap development and exploration prospects,Weihe basin

[J]. Natural Gas Technology and Economy, 2016, 10(5):19-22,81-82.

张春灌, 袁炳强, 李玉宏, 等.

基于重磁资料的渭河盆地氦气资源分布规律

[J]. 地球物理学进展, 2017, 32(1):344-349.

Zhang C G, Yuan B Q, Li Y H, et al.

Distribution of Helium resources in Weihe basin based on gravity and magnetic data

[J]. Progress in Geophysics, 2017, 32(1):344-349.

张瑾爱, 张林, 江桂, 等.

利用物探资料对西安凹陷和固市凹陷基底结构特征的研究

[J]. 物探化探计算技术, 2018, 40(5):667-673.

[本文引用: 1]

Zhang J A, Zhang L, Jiang G, et al.

Study on the characteristics of the basement structure of the geophysical data in Xi’an and Gushi depression

[J]. Computing Techniques for Geophysical and Geochemical Exploration, 2018, 40(5):667-673.

[本文引用: 1]

张才利, 张建伍, 蔡郑红, 等.

渭河盆地天然气资源前景

[J]. 成都理工大学学报:自然科学版, 2019, 46(5):532-540.

Zhang C L, Zhang J W, Cai Z H, et al.

Natural gas resource prospects of Weihe basin,China

[J]. Journal of Chengdu University of Technology:Science & Technology Edition, 2019, 46(5):532-540.

韩元红, 罗厚勇, 薛宇泽, 等.

渭河盆地地热水伴生天然气成因及氦气富集机理

[J]. 天然气地球科学, 2022, 33(2):277-287.

DOI:10.11764/j.issn.1672-1926.2021.09.009      [本文引用: 1]

渭河盆地地热水伴生气中氦气含量异常高，引起了国内学者的普遍关注，而伴生气中天然气成因及氦气富集机理是核心科学问题。采集渭河盆地典型井地热水伴生气样品，系统开展天然气组分、碳氢同位素组成及稀有气体氦、氩同位素比值分析。结果表明，渭河盆地地热水伴生天然气主体为煤成气，碳氢同位素组成与鄂尔多斯盆地石炭系—二叠系煤成气相似，主要来自上古生界煤系烃源岩；部分为生物气，来自新近系张家坡组泥岩的贡献。伴生气中稀有气体氦同位素比值显示，渭河盆地氦气主要为壳源氦，主要来自基岩中U、Th的放射性衰变。渭河盆地地热水中氦气与天然气可能是同源或异源，地热水伴生气中氦气百分含量虽高，但天然气和氦气的总体含量很低，现阶段以地热水为载体的氦气资源仍然不具有工业价值。按照天然气资源的勘探思路，在渭河盆地寻找天然气藏，可能是实现氦气规模建产的有效手段。

Han Y H, Luo H Y, Xue Y Z, et al.

Genesis and helium enrichment mechanism of geothermal water-associated gas in Weihe Basin

[J]. Natural Gas Geoscience, 2022, 33(2):277-287.

DOI:10.11764/j.issn.1672-1926.2021.09.009      [本文引用: 1]

The content of helium in geothermal water-associated gas in Weihe Basin is extremely high， which has attracted the attention of domestic scholars. The source and enrichment mechanism of helium becomes a focused scientific issues in recent years. The samples of geothermal water-associated gas from typical wells in Weihe Basin were collected， and the chemical composition， carbon and hydrogen isotopic compositions， helium and argon isotopic composition of these samples were systematically analyzed. The results show that most of the geothermal water-associated gases are coal-formed gas， the carbon and hydrogen isotopic compositions of the geothermal water-associated gas are similar to those of Carboniferous and Permian coal-formed gas in Ordos Basin， which were mainly from the contribution of source rock of coal series in Upper Paleozoic. The rest of the associated gas of geothermal wells is biogas， which is contributed by mudstone of Zhangjiapo Formation. The helium isotope ratios in geothermal water-associated gas show that the helium is mainly crustal source helium. It mainly originated from the U， Th radioactive decay of the basement granite. Although the helium content is high， the total content of natural gas and helium in geothermal water is very low. At present， the helium resource with geothermal water as the carrier still has no industrial value. According to the idea of natural gas exploration， looking for small and medium-sized natural gas reservoirs in Weihe Basin may be an effective means to break through the bottleneck of helium resource exploration in Weihe Basin.

董敏, 王宗秀, 董会, 等.

关中盆地花岗岩石英脉流体包裹体与氦气成藏特征研究

[J]. 西北地质, 2017, 50(3):222-230.

[本文引用: 1]

Dong M, Wang Z X, Dong H, et al.

Fluid inclusions characteristics of quartz vein in granite and helium accumulation in Guanzhong basin,Shaanxi Province

[J]. Northwestern Geology, 2017, 50(3):222-230.

[本文引用: 1]

薛华锋, 朱兴国, 王润三, 等.

西安地热田伴生富氦天然气资源的发现及意义

[J]. 西北大学学报:自然科学版, 2004, 34(6):751-754.

[本文引用: 2]

Xue H F, Zhu X G, Wang R S, et al.

The discovery and significance of rich Helium natural gas resource in Xi’an geothermic field

[J]. Journal of Northwest University:Natural Science Edition, 2004, 34(6):751-754.

[本文引用: 2]

卢进才, 魏仙样, 李玉宏, 等.

汾渭盆地富氦天然气成因及成藏条件初探

[J]. 西北地质, 2005, 38(3):82-86.

Lu J C, Wei X Y, Li Y H, et al.

Preliminary study about genesis and pool formation conditions of rich-helium type natural gas

[J]. Northwestern Geology, 2005, 38(3):82-86.

张福礼, 孙启邦, 王行运, 等.

渭河盆地水溶氦气资源评价

[J]. 地质力学学报, 2012, 18(2):195-202.

Zhang F L, Sun Q B, Wang X Y, et al.

Evaluation of water soluble helium resources in Weihe basin

[J]. Journal of Geomechanics, 2012, 18(2):195-202.

张雪, 刘建朝, 李荣西, 等.

渭河盆地地热水溶气资源分布规律

[J]. 地质找矿论丛, 2014, 29(3):392-399.

[本文引用: 3]

Zhang X, Liu J C, Li R X, et al.

The distribution of gas soluble in geothermal water in Weihe basin

[J]. Contributions to Geology and Mineral Resources Research, 2014, 29(3):392-399.

[本文引用: 3]

张雪, 刘建朝, 李荣西, 等.

渭河盆地水溶性天然气层类型研究

[J]. 地质力学学报, 2014, 20(2):114-122.

[本文引用: 1]

Zhang X, Liu J C, Li R X, et al.

Research on classification of water-soluble gas in Weihe basin

[J]. Journal of Geomechanics, 2014, 20(2):114-122.

[本文引用: 1]

刘林, 芮会超, 陈宝赟.

渭河盆地天然气类型、成因特征及找矿远景分析

[J]. 地质力学学报, 2016, 22(2):256-268.

[本文引用: 1]

Liu L, Rui H C, Chen B Y.

The characteristics and types of the natural gas in the Weihe basin and its prospecting potential

[J]. Journal of Geomechanics, 2016, 22(2):256-268.

[本文引用: 1]

谢青, 曾忠诚, 张若愚, 等.

渭河盆地新生界水气资源储层特征及存在问题分析

[J]. 地质与资源, 2018, 27(6):566-572.

[本文引用: 3]

Xie Q, Zeng Z C, Zhang R Y, et al.

Analysis on the reservoir characteristics of Cenozoic water-gas resources in Weihe basin and problems in research

[J]. Geology and Resources, 2018, 27(6):566-572.

[本文引用: 3]

张阳, 蔡鑫磊, 王行运, 等.

渭河盆地地热水溶(氦)气资源前景展望

[J]. 天然气技术与经济, 2016, 10(4):23-26.

DOI:10.3969/j.issn.2095-1132.2016.04.006      [本文引用: 1]

水溶气是一种溶解于地下水中而富集成藏的非常规能源,其溶解度随地下温度、压力的升高而增大。当地下水被采到地表后,溶解在水中的伴生有用气体将会因压力与温度的降低而析出,成为与常规能源一样的工业燃料或原料。地热水溶（氦）气是一种新型非常规资源,因富集伴生有用气溶解于地热水中,故称之为“地热水溶（氦）气”,其不仅拥有丰富水溶可燃气、氦气等,而且具有可用于供暖、发电的可再生能源 —— 地热能,是狭义的水溶气。随着技术进步、科技发展,渭河盆地地热开发初具规模的同时,水溶可燃气、水溶氦气资源的勘探也取得了重大突破,多资源型盆地已初现端倪,“一热两气”的神秘面纱逐渐被揭示。通过研究、梳理及总结渭河盆地“一热两气”资源历史研究成果,以及近期的再勘探、再评价、再认识,宏观地陈述地热水溶（氦）气资源赋存状况和潜力,展望发展开发利用前景,对加快综合开发利用进程面临的挑战,提出了对策及建议。

Zhang Y, Cai X L, Wang X Y, et al.

Prospect of geothermal water-soluble(helium) gas resources in Weihe basin

[J]. Natural Gas Technology and Economy, 2016, 10(4):23-26.

[本文引用: 1]

张文, 李玉宏, 王利, 等.

渭河盆地氦气成藏条件分析及资源量预测

[J]. 天然气地球科学, 2018, 29(2):236-244.

DOI:10.11764/j.issn.1672-1926.2017.12.002     

渭河盆地氦气资源量在计算原理和参数选取上存在较大争议。据此，统计了渭河盆地101件油气井和地热井样品的气体成分和氦同位素数据，分析了该盆地的氦气成藏条件，并在综合选取和评估各项参数的基础上，估算了渭河盆地氦气资源量。结果表明，钻孔样品氦气体积分数平均为1.50%，最高达9.23%；氦源岩、地下水系统、载体气和断裂是氦气生成、运移和成藏的控制条件，其中盆地南缘花岗岩体和盆地内部隐伏磁性体是盆地最主要的氦源岩；根据盆地内地热流体储量、气水比、氦气体积分数估算出盆地内氦气资源量为21.30&times;10<sup>8</sup> m<sup>3</sup>；根据氦源岩有效面积、水循环深度、岩体密度、铀钍含量估算得出自花岗岩体形成、盆地断陷和储层形成后的生氦量分别为185.21&times;10<sup>8</sup> m<sup>3</sup>、37.58&times;10<sup>8</sup> m<sup>3</sup>和4.16&times;10<sup>8</sup> m<sup>3</sup>。综合认为渭河盆地的氦气资源勘探前景良好。

Zhang W, Li Y H, Wang L, et al.

The analysis of helium accumulation conditions and prediction of helium resource in Weihe Basin

[J]. Natural Gas Geoscience, 2018, 29(2):236-244.

DOI:10.11764/j.issn.1672-1926.2017.12.002     

<p>There are dispute on the calculation principle and parameters selection of helium resource prediction in Weihe Basin.Here gas compositions and helium isotopes data of 101 oil & gas wells and geothermal wells in Weihe Basin were collected；helium accumulation conditions analyzed；the helium resources calculated on the basis of comprehensive selection and evaluation of various parameters.The results showed that the volume fraction of helium is 1.50% in average and 9.23% to maximum.Helium source rocks，groundwater systems，carrier gases and fractures are the control conditions of helium production，migration and accumulation，in which the granite body in southern margin of the basin and concealed magnetic body interior basin are most likely the helium source rocks.Evaluation of helium resources in Weihe Basin are as follows:(1)the helium resource is calculated to be 21.30&times;10<sup>8</sup> m<sup>3&nbsp; </sup>on the basis of the geothermal fluid reserves，the gas-water ratio，the volume fraction of helium gas；(2)according to the effective area of the helium source rocks，water cycle depth，rock density，uranium and thorium concentrations，the helium quantities produced since the formation of granite rocks，depression of the basin and formation of reservoir are 185.21&times;10<sup>8</sup> m<sup>3</sup>，37.58&times;10<sup>8</sup> m<sup>3</sup> and 4.16&times;10<sup>8</sup> m<sup>3</sup>respectively，showing the good helium resource prospect in Weihe Basin.</p>

李玉宏, 王行运, 韩伟, 等.

陕西渭河盆地固市凹陷渭热2井组甲烷气成因及其意义

[J]. 地质通报, 2013, 32(11):1790-1797.

Li Y H, Wang X Y, Han W, et al.

The genesis of methane in weire 2 well of Gushi depression,Weihe basin,Shaanxi Province,and its significance

[J]. Geological Bulletin of China, 2013, 32(11):1790-1797.

周俊林, 李玉宏, 魏建设, 等.

渭河盆地固市凹陷华州北地区氦气地质条件与富集模式

[J]. 西北地质, 2022, 55(4):33-44.

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Zhou J L, Li Y H, Wei J S, et al.

Geological conditions and enrichment model of helium in north Huazhou area of Gushi depression,Weihe basin,China

[J]. Northwestern Geology, 2022, 55(4):33-44.

[本文引用: 1]

刘志武, 周立发.

渭河盆地新生代构造—沉积格局与油气成藏潜力初探

[J]. 福州大学学报:自然科学版, 2015, 43(5):708-714.

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Liu Z W, Zhou L F.

The Cenozoic tectonic and sedimentary framework and preliminary study on the hydrocarbon accumulation potential of the Weihe basin

[J]. Journal of Fuzhou University:Natural Science Edition, 2015, 43(5):708-714.

[本文引用: 1]

邢作云, 赵斌, 涂美义, 等.

汾渭裂谷系与造山带耦合关系及其形成机制研究

[J]. 地学前缘, 2005, 12(2):247-262.

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Xing Z Y, Zhao B, Tu M Y, et al.

The formation of the Fenwei rift valley

[J]. Earth Science Frontiers, 2005, 12(2):247-262.

[本文引用: 2]

冯希杰, 李晓妮, 任隽, 等.

渭河断裂深、中、浅和近地表显示

[J]. 地震地质, 2008, 30(1):264-272.

[本文引用: 1]

渭河断裂是渭河盆地一条重要的隐伏断裂,对渭河盆地的形成和发展乃至盆地内的地震活动都具有一定的控制作用。文中基于横跨渭河断裂的深地震反射、浅层地震反射、钻孔勘探和槽探等勘探方法取得的探测结果,从深部、中部、浅部以及近地表4个深度,给出了渭河断裂的呈现特点,即最深切割层位、不同深度的产状变化、错距大小、断裂的最新活动时代和活动期次等。

Feng X J, Li X N, Ren J, et al.

Manifestations of Weihe fault at deep,middle,shallow and near-surface depth

[J]. Seismology and Geology, 2008, 30(1):264-272.

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沈鸿雁.

地震勘探波场分离与去噪处理思路

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Shen H Y.

Processing mentality with wave field separation and denoise for seismic exploration

[J]. West-China Exploration Engineering, 2012, 24(3):87-90,93.

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孙云鹏, 沈鸿雁, 杨晨睿, 等.

基于自适应时窗的矢量分解去噪方法

[J]. 石油物探, 2024, 63(5):933-945.

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Sun Y P, Shen H Y, Yang C R, et al.

Vector decomposition denoising based on adaptive time windows

[J]. Geophysical Prospecting for Petroleum, 2024, 63(5):933-945.

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沈鸿雁, 王鑫, 李欣欣.

近地表结构调查及参数反演综述

[J]. 石油物探, 2019, 58(4):471-485,540.

DOI:10.3969/j.issn.1000-1441.2019.04.001      [本文引用: 1]

如何消除近地表对地震波场造成的影响是高分辨率反射地震勘探需要解决的核心问题之一。复杂的近地表地震-地质条件不但会严重影响采集参数的选择,而且会引起地震波能量被强烈吸收和衰减,并导致严重的静校正问题,获得精细的近地表结构特征及准确的参数模型是解决这些问题的关键。概述了近地表基本地质特征及其对地震波场的影响,回顾了近地表结构调查的方法和手段,系统总结了当前近地表地震波能量吸收衰减与Q补偿、速度反演与近地表结构参数建模的研究现状,深入分析了目前近地表结构参数获取及建模存在的问题和面临的挑战,针对日趋复杂的近地表地震地质条件和地震资料&ldquo;三高&rdquo;处理要求的不断提高,指出未来仍然需要在近地表地震波场传播规律及能量吸收衰减机理、联合反演、全波形反演、反射资料中的面波成像等方面进行持续深入的研究,以期获得精度更高的近地表结构及参数模型,使近地表对地震波场造成的不利影响得到有效控制。

Shen H Y, Wang X, Li X X.

Near-surface structure survey and parameter inversion review

[J]. Geophysical Prospecting for Petroleum, 2019, 58(4):471-485,540.

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陈超群, 戴海涛, 高秦, 等.

复杂地表条件下地震资料一致性处理方法研究与应用

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Chen C Q, Dai H T, Gao Q, et al.

A processing method for seismic data consistency under complex surface conditions and its applications

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许建明, 都小芳, 徐海.

三维过渡带地震资料处理难点与对策

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Xu J M, Du X F, Xu H.

Difficulties and countermeasures of seismic data processing in three-dimensional transition zone

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赵邦六, 董世泰, 刘依谋, 等.

中国石油陆上高难度探区地震勘探突破与启示

[J]. 石油地球物理勘探, 2024, 59(1):169-184.

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Zhao B L, Dong S T, Liu Y M, et al.

Breakthrough and inspiration in seismic exploration of highly difficult exploration area on land of CNPC

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滕志宏, 王晓红.

秦岭造山带新生代构造隆升与区域环境效应研究

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Teng Z H, Wang X H.

Studies of the tectonic uplift at the Cenozoic era and the regionally environmental effects in the Qinling orogenic belt

[J]. Geology of Shaanxi, 1996, 14(2):33-42.

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