高精度观测系统设计技术浅析

高精度观测系统设计技术浅析

程文业 刘新楠 张小琴

中石化地球物理公司胜利分公司 山东东营 257086

摘要：根据近几年高精度二次地震采集等技术攻关，基本形成了“基于地下地质目标、着眼后续处理要求、考虑地表近地表条件和全波场采集”的观测系统设计理念，重视正演模拟的作用，形成了基于模型的正演和波动方程照明设计技术、基于成像效果和迭前偏移处理的参数设计技术、基于 3S的复杂地表逐点设计技术等高精度观测系统设计技术。能够熟练地在综合设计的基础上，在相应部位和区段精细设计出灵活、有效、动态、便于实施的观测系统。

关键词：观测系统 高精度 观测系统设计

根据近几年高精度二次地震采集等技术攻关，基本形成了“基于地下地质目标、着眼后续处理要求、考虑地表近地表条件和全波场采集”的观测系统设计理念，重视正演模拟的作用，形成了基于模型的正演和波动方程照明设计技术、基于成像效果和迭前偏移处理的参数设计技术、基于 3S的复杂地表逐点设计技术等高精度观测系统设计技术。能够熟练地在综合设计的基础上，在相应部位和区段精细设计出灵活、有效、动态、便于实施的观测系统。

其中基于模型的正演和波动方程照明设计技术，是指针对复杂地质目标构建精细地质模型，开展正演模拟、射线追踪、量化目的层CRP覆盖次数分析和不同位置的照明分析，设计优化观测系统参数论证和选取。

图1 基于模型的正演和波动方程照明设计技术

针对常规照明分析是地面激发、地面接收，只能考察地下是否有照射盲区，不能指导参数选择。而基于成像效果和迭前偏移处理的参数设计技术是建立精细地质模型，把震源放在地下目标位置激发，根据波动理论在地表记录地震波场，再将其成像回到地下激发点，根据成像效果分析采集参数对成像效果的影响，定量确定采集参数。

复杂地表区观测系统设计关系到地震勘探成败，是统关全局的核心技术。针对复杂地面目标，在规则观测系统的基础上，根据数字卫片、GIS成果、GPS定位成果进行设计，逐点优化点位布设，逐点匹配激发接收参数，形成了新的设计流程和技术方法。

①按工区设计规则观测系统；

②利用数字勘测成果，对规则观测系统进行调整；

③观测系统属性分析,确定合理的观测系统。

通过以上三步完成观测系统设计，确定施工预案。

复杂地表区观测系统设计技术的创新在于打破了以往的观测系统设计的种种约束，实现了灵活的激发点、接收点的布设；决定复杂地表区观测系统的不是理论设计，而是地表障碍物的分布结构，唯一能控制的就是这种复杂地表决定的观测系统能不能满足地质任务要求，否则，就要进行适当的调整，以保证地质任务的完成。

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2基于3S技术的观测系统设计

“目标设计、目标采集”是针对复杂地质条件最有效的方法。针对复杂地质勘探目标的构造特征和构造样式，建立准确的地质模型，针对不同构造部位、不同反射层、不同的油气藏类型等，通过正演模拟，分析共反射面元道集的方位角、覆盖次数和炮检距等观测系统属性分布特征，优化选择观测系统。如：针对潜山勘探。在山脚以不对称或端点放炮为主，以大道距、大排列得好中深层资料，以小道距、小排列得好中浅层，在潜山顶部采用正常观测系统中间对称放炮。四扣地区、渤深6、渤古1、于家庄等工区由于复杂地质体的影响资料较差，在设计时有针对性地提高了局部覆盖次数。

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3 针对潜山的正演模拟设计

滩浅海地区的观测系统设计和论证技术与陆地不同之处是受滩浅海地表条件和滩浅海设备条件限制较大，滩浅海观测系统设计原则是根据其地表差异以及地下构造的需要，设计出既能满足地表条件又能满足地下地质构造的观测方式。同时,还要考虑设备能力，有利于野外施工，保证施工质量，确保得好过渡带的地震资料。滩浅海地震勘探观测系统综合设计包括基础采集参数量化分析技术、观测系统综合属性分析技术、以地质模型为基础的正演模拟技术。

滩浅海观测系统设计要考虑以下两点：

(1) 满足地下构造需要的观测系统。根据地下构造的需要，采用多种观测系统，同一地区采用两种观测方式；同一测线采用不同的观测系统，但观测系统属性不要相差太大。

(2) 适应地表需要的观测系统。设计出满足地下地质构造要求的观测系统后，还要考虑该观测系统在地表条件下是否有利于施工。在过渡带地区施工时，检波器的布设相当困难，由于滩浅海地区潮汐变化大，落差一般在2m—3m左右，退潮用速度检波器、涨潮用压电检波器。因此，滩浅海地区施工常采用较少检波器道数，较多炮数的观测系统。例如减少接收线，增加炮线法：该方法一般要保证两种观测系统基本属性不变，保证同一工区内资料不受观测系统变化的影响（如在孤东地区的海堤附近施工时，采用少布线多放炮的方法，海堤内观测系统是6L*9S，堤外利用激发的灵活性而采用3L*17S）。排列渐减法：在炮线设计不变，排列采用逐渐减少，但保持了满覆盖次数不变，此方法一般在检波器无法摆放的地区使用。过障碍物变观测系统，通常在滩海地区的虾池、盐场地区使用。