三维VSP观测系统设计研究

 三维VSP观测系统设计取决于地面炮数、井下可利用检波器数目、井源距、检波点深度、炮点分布和检波点分布等方面，设计合理的观测系统能够改善井孔附近地层的三维成像效果。通常可以通过覆盖次数和井源距等面元属性参数来衡量三维VSP观测系统设计的合理性。本文研究了井源距和检波点深度、炮点和检波点的分布对纵波和转换波的观测范围、覆盖次数的影响，通过计算与分析，得出以下认识：①检波点深度越小、井源距越大，则观测面积越大；②PS波观测面积小于PP波观测面积；③在检波器个数和炮点分布固定的情况下，适当增加检波点间距有利于覆盖次数均匀；④在炮点呈环形分布或束状分布且炮点间距与炮线间距相当时覆盖次数较为均匀，PP波、PS波覆盖次数的均匀程度基本相当。     

三维观测系统属性均匀性的定量分析

在三维观测系统设计中,面元内覆盖次数、炮检距分布和方位角分布等直接影响观测系统属性均匀性。若相邻面元内覆盖次数相同、炮检距分布不均匀,则面元内的叠加振幅就存在差异。目前对观测系统属性均匀性的分析多以定性分析图表示,本文在借鉴已有方法的基础上引入均值、方差及加权因子概念,改进了三维观测系统炮检距均匀性的定量分析方法;利用该改进方法分析了三维观测系统参数对炮检距均匀性的影响,还通过模型正演评估了观测系统参数对叠加成像剖面的振幅和频率均匀性的作用。研究结果表明,炮检距均匀性与振幅或频率均匀性吻合较好,因此本文改进方法能有效分析和评价三维观测系统属性均匀性。     

炮检距属性的非均匀性系数分析

三维地震观测系统中炮检距均匀分布一直是野外地震采集设计的目标,炮检距分布对速度分析和叠加成像精度都有很大影响。目前人们对三维地震观测系统属性进行定性分析和评价的主要手段是炮检距分布属性图。本文将炮检距分布与覆盖次数和最大炮检距联系起来,提出了定量化分析公式和非均匀性系数的新概念,用以描述每一个面元炮检距分布的均匀性状况。通过对四种不同类型束状观测系统和四种不同横纵比正交观测系统的炮检距非均匀性系数分析,定量地推断出炮检距相对最为均匀的观测系统,为地震勘探观测系统设计中炮检距均匀分布评价提供了新的方法和手段。     

三维观测系统与采集脚印

 产生采集脚印的因素分为非观测系统和观测系统两类。本文从炮检距分布和叠加组合响应分析入手，讨论了由观测系统因素形成采集脚印的机制及消除对策，并得出以下认识：①在相近的覆盖次数下，即使双奇偶观测系统相邻面元炮检距分布不均匀，其叠加组合响应效果还是明显优于常规观测系统。②随着面元尺寸的增加、面元内覆盖次数提高及采样间距减小，双奇偶观测系统时间切片上的采集脚印现象逐渐减弱。炮检距分布均匀的常规观测系统的叠加组合响应极差，噪声泄漏严重，致使以含有噪声干扰的实际二维CMP道集为输入数据的叠加响应时间切片上出现了严重的采集脚印。③在低覆盖次数观测时，在高信噪比地区由于随机干扰较弱，宜采用炮检距规则分布的观测系统（此时叠加组合响应曲线上极大值呈周期性分布，压制源致线性噪声的效果要优于压制随机噪声）；在低信噪比地区宜采用炮检距不规则分布的观测系统（此时叠加组合响应呈随机分布，且极大值较小，有利于压制源致线性噪声和随机噪声）。     

溶洞型储层地震采集参数与成像关系研究

覆盖次数、面元尺寸、炮检距、炮排关系等地震采集参数的选择,既决定了野外采集资料的质量,又直接关系到采集成本.根据TH地区地质特点,对溶洞型储层进行了三维正演模拟;结合该区实际地震资料处理,重点探讨和分析了面元、覆盖次数、炮检距对溶洞型储层成像的影响.研究结果表明:①面元尺寸主要影响串珠的横向分辨率,该区面元边长以15m~30m为宜; ②覆盖次数主要影响剖面能量强弱及信噪比,对溶洞的成像分辨率影响很小,该区宜选取140~180次(实际采集中的352次覆盖略显偏大); ③炮检距越大,速度谱能量团越收敛,综合考虑仪器接收道数和排列长度,该区最大炮检距约为6000m即能满足速度分析和成像要求.     

马厂油田高密度三维观测系统设计研究

马厂油田的地下地质构造复杂，以往采集的地震资料无法满足当前勘探开发的需要。针对这一问题，开展了高密度三维采集观测系统设计研究。基于马厂构造的地质构造特点，对观测系统的各类参数进行了分析试验，在此基础上设计了小道距、小炮点距、小接收线距和小激发线距的观测系统，并根据目标区实际地质构造特点，采用可变面元方式进行数据采集。高密度观测系统的特点是物理点密度较大，覆盖次数高，炮检距分布均匀。正演模拟和实际应用表明，采用高密度三维采集观测系统采集的资料，信噪比和分辨率较老资料有显著提高，特别是中、深层资料的信噪比得到了明显改善。     

基于面元炮检距均匀性相关系数的三维观测系统评价

面元炮检距分布的均匀性是三维观测系统的一个重要面元属性。本文用面元炮检距均匀性相关系数定量评价面元内的炮检距分布均匀程度,进而分析对造成观测系统采集脚印的影响。通过计算不同参数观测系统的面元炮检距均匀性相关系数,发现炮线距(纵向滚动距)、横向滚动距对采集脚印周期性影响较大,道间距、炮间距对其基本无影响。     

高密度三维观测系统设计及仪器联机应用

高密度三维采集可以帮助解决地质构造复杂地区的精细勘探问题,其中观测系统设计是一项关键技术。文章基于马厂构造的地质构造特点,设计了小道距、小炮点距、小接收线距和小激发线距的观测系统,并根据目标区实际地质构造特点,采用可变面元方式进行数据采集。高密度观测系统的特点是物理点密度较大,覆盖次数高,炮检距分布均匀。实际应用表明,采用高密度三维采集观测系统采集的资料,信噪比和分辨率较老资料有显著提高,特别是中、深层资料的信噪比得到了明显改善。通过对IMAGE SYSTEM一起的联机应用,达到了高密度采集的设备要求。     

一种经济高效的三维三分量观测系统设计方法

本文从研究地下介质中地震转换波的传播规律出发，提出了一种实用的三维三分量地震勘探采集设计方法。其基本思想是在三维三分量观测时，P波和转换波的接收窗口不一致，但在中等炮检距上两者均为最佳接收窗口，而为保护浅层资料，有利于AVO分析，还必须保留一部分大、小炮检距资料。为此，设计观测系统的有效窗口要使P波和转换波获取率均能达到85％，即三维三分量采集设计的双85％准则，实现了P波及PS转换波用一个排列片进行采集的设计方法，保证PS转换波的覆盖次数基本不出现周期振荡。此项研究成果已在生产中得到了成功应用。     

两种复杂地表变观方法探讨

本文针对胜利油田１９９８～１９９９年度两种复杂地表条件,通过研究特殊复杂区段的地表特点,提出了变观施工方法。在三维地震勘探观测系统的设计中,面元的属性是根据地质任务要求选择的,它包含炮检距和方位角两个重要因素。不同的观测系统有不同的炮检距和方位角,炮检距和方位角又取决于覆盖次数（影响炮检距分布的主要是纵向覆盖次数,而影响方位角分布的主要是横向覆盖次数）,因此,本文对观测系统的纵、横向覆盖次数进行了     

轮古38井三维VSP数据采集方法探讨

采集参数和观测系统设计是资料采集质量的根本保证，为此，对轮古38井三维VSP数据采集方法进行了探讨。首先以轮古38井区已有资料为基础，结合三维VSP所要解决的地质问题，建立了地质模型；然后利用射线追踪、波动方程正演模拟等方法对观测方式进行了分析论证，确定了最大偏移距、检波器的沉降深度、接收点距、震源位置和炮点间距等采集参数，探讨了这些参数对地下成像范围和覆盖次数的影响；最后利用成像范围、面元大小、覆盖次数、入射角等参数对设计的观测系统作了进一步论证评价，确定了最佳的三维VSP采集施工方案。轮古38井的应用实例表明，利用所设计的三维VSP观测系统获得的资料，信噪比和分辨率都要优于三维地面地震资料，成像更清晰。     

三维观测系统参数的退化性处理试验

地震观测系统参数对资料处理的结果和解释精度有很大的影响,而往往由于客观条件的限制以及对地下地质特征认识的不足,有些采集参数不能满足资料处理和解释的要求。利用新疆准噶尔盆地的一块高分辨率三维地震资料,进行了面元、炮数和排列长度等采集参数“退化性”处理试验,探讨了由于这些参数的改变对最终叠加剖面产生的影响。通过对试验结果的分析发现：①面元大小的改变会造成覆盖次数降低,影响叠加剖面的信噪比和分辨率；②激发炮数的减少,会造成覆盖次数降低,影响叠加剖面的信噪比,同时由于炮检距的分布发生了变化,使浅层反射信息的接收受到了影响；③排列长度的改变使炮检距发生了变化,对地震反射的能量会造成一定影响,同时还会影响速度分析的精度。     

宽方位三维三分量地震资料采集观测系统设计——以新场气田三维三分量勘探为例

宽方位三维三分量勘探综合了宽方位纵波勘探和转换波勘探二者的优势，对于解决川西深层致密裂缝性气藏的勘探开发问题具有良好的应用前景。而宽方位三维三分量地震采集设计是三维转换波地震勘探在技术合理、经济可行的条件下，采集到高质量多分量原始资料的技术保障。为此，首先根据储层埋藏深、岩性致密的特点，结合地质任务要求，分析了宽方位三维三分量观测系统设计的难点；然后通过观测系统参数的分析论证，确定了同时适合纵波勘探和转换波勘探的面元尺寸、最大和最小炮检距、接收线距、束间滚动距等；通过针对目的层深度和纵、横波速度比的观测系统模板分析，确定了观测系统的类型。基于上述分析设计了3种观测系统方案，通过对3种方案观测系统的玫瑰图、CMP面元和CCP面元属性、最大炮检距分布等的分析，确定了适合新场地区的宽方位三维三分量观测系统，并利用正演模拟对其进行了验证。将该观测系统应用于实际地震资料采集，获得的三分量资料波组特征清楚，同相轴连续性好，反射信息丰富；PP波剖面和PS波剖面反射层次清楚，目的层反射特征明显，构造形态一致性好。     

三维观测系统聚焦性能分析技术及应用

三维观测系统聚焦性能分析是一种应用共聚焦理论(common focus point,CFP)进行三维地震采集观测系统设计评价的方法,通过对检波点与震源点进行聚焦成像,进而分析观测系统聚焦成像的分辨率和清晰度,指导观测系统设计。分析了三维观测系统的面元大小、覆盖次数、排列长度、检波点远近等因素对聚焦分辨率和聚焦清晰度的影响,从整体上评价了观测系统聚焦性能,为采集的资料具有最佳叠前偏移成像效果提供了保证。马场实际资料处理分析结果与应用聚焦性能分析技术分析的结果十分吻合,说明三维观测系统聚焦性能分析技术是科学合理的,可以用来指导观测系统设计。     

双奇偶小面元三维观测系统的设计及应用

双奇偶三维观测系统是国内是一种新的三维勘探方法,双奇偶三维观测系统是在单奇介系统的基础上,通过炮线间炮点的相互错动而形成的,该方法与常规线束状三维观测系统相比,有炮检距和方位更加均匀及施工投入少的优点,并可通过变面元处理为资料解释提供多种剖面,该方法适于在勘探程度较低的地区应用,本文通过实例说明了该方法可用显改善叠加剖面质量。     

全方位高密度单点接收地震采集技术

近年来,为满足小断距、低幅度构造和薄互储层勘探对地震成像精度及分辨率的要求,宽方位、高密度地震勘探采集技术得到持续的攻关。宽方位地震资料为不同角度的储层研究提供了可能,缩小面元尺寸、加密空间和时间域的数据采集密度,增加了目的层的有效覆盖次数,在提高资料信噪比的基础上提高地震资料的纵横向分辨率。在对信噪比、分辨率和空间采样等几个关键因素分析的基础上,论述了全方位高密度三维观测系统设计方法。对单点与组合检波器接收的优缺点、综合效果与效率进行了分析：长期以来,为抵抗噪音、提高地震能量和信噪比,地震采集接收技术研究侧重于组内距、组合基距、组合图形的比较。组合接收虽然提高了地震原始资料的信噪比,但造成的地震波失真也较大。而单点接收的地震波动态范围更大、频带范围更宽、地震分辨率也较高,适合高密度、小面元目标勘探的精细成像,并且可以通过高覆盖次数提高信噪比。大港油田于2014-2015年部署了针对致密储层的全方位、高密度单点接收采集试验,观测系统采用了10 m×10 m的面元、横纵比为1.0、炮道密度达到361万道,获得了高密度地震资料满覆盖面积56 km²。通过与常规三维地震资料的对比,展示了全方位高密度单点采集地震资料在薄互储层研究、致密储层各向异性分析等方面的潜力。     

我国陆上转换波质量评价

目前影响我国陆上三分量地震勘探广泛开展的一个重要原因是,人们普遍认为采集得到的转换波的能量和信噪比较低。但通过对近年来在我国一些工区所采集的三分量地震资料进行分析发现,共检波点道集上转换波同相轴清楚,连续性较好,这表明采集得到的转换波的能量和信噪比均比较高。因此,在转换波资料处理中,转换波静校正是一个很重要的问题,尤其是横波静校正量的计算。基于对部分现有资料的分析,本文认为不能仅用共炮点道集来评价转换波资料的品质,还应采用共检波点道集来进行评价。分析结果表明,对于井中激发的地震资料而言,共检波点道集上纵波同相轴的连续性优于共炮点道集上纵波同相轴的连续性。     

关于细分面元观测系统的讨论

本文基于野外二维试验的结果，对二维常规与细分面元观测系统进行分析与讨论，进而对三维细分面元观测系统进行了分析，得出以下认识：细分面元观测系统会造成相邻面元内最小炮检距、方位角甚至空间波场出现剧烈的跳跃变化；细分数目越多，则跳跃性、突变性越大，对地震资料的影响越严重。对于三维细分面元观测系统也有类似的结论，因此在进行细分面元观测系统设计时，不仅要注意面元本身的属性，包括炮检距及方位角的均匀分布，而且要考虑相邻面元间变化，注意采取相应的措施，如缩小排列线距、炮排距等，尽量减小空间的变化。通常二维以二分为宜，三维以四分为宜。