地震采集观测系统的构建与优选

通过对采集参数分类,提出了候选观测系统全集的构建方法,建立了综合考虑均匀性、相似性、横纵比、采集成本等因素的定量观测系统评价法则,确立了观测系统定量优化的最佳流程,为观测系统设计提供了新的思路与方法。通过在塔里木盆地WN区块的应用,最终优选出12线4炮320道观测系统,经野外采集论证效果良好,证实了方法的可行性。     

一种优化的过渡带三维观测系统

过渡带地区三维地震资料采集所用的观测系统包括陆上和水上两种，涉及两种观测系统过渡的问题。通常陆上采用接收道数多激发炮点少的观测系统，水上则使用接收道数少激发炮点多的观测系统，理论上水上和陆上的观测系统可以实现无缝连接，实际上由于陆上放炮时，要求水上的排列数与陆上的相同而很难实现。为此，在理论设计的无缝连接观测系统基础上，根据炮检互换原理，提出了一种优化的适合过渡带施工特点的观测系统。应用实例表明，优化过渡带三维观测系统不仅解决了实际施工中水上排列不足而陆上排列闲置的问题，实现了陆上和水上观测系统的无缝隙连接，而且同时保证了水上和陆上地震资料属性分布的一致性。     

观测系统综合质量因子分析

观测系统的优劣决定地震采集数据的质量。目前用于地震勘探观测系统评价的大多是仅能反映观测系统某一方面特征的单一属性。为此,基于前人研究成果,综合观测系统中的覆盖次数、炮检距和方位角分布特征、炮检距非均匀性系数等几种属性,推出观测系统综合质量因子评价方法;通过对四种常用观测系统和四种不同接收线距的OBC观测系统实例做分析,探究综合质量因子的影响因素及其变化特征。结果证实本文方法可定量地评价观测系统质量,从而建立起观测系统定量评价与分析的新方法和新思路。     

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。     

面向叠前成像与储层预测的地震采集关键参数综述

野外地震采集是地震工作的源头,地震采集观测系统是获得高品质地震资料的保障,又关乎到勘探成本。随着地震勘探程度不断深入并向开发延伸,对地震资料提出满足叠前成像、储层预测和油气检测等技术应用的需求,使人们对采集方案优化提出了新的目标。阐述了面向叠前成像与储层预测的地震采集设计的技术理念和方法,从地下地质特征、地表吸收衰减、岩石物性分析入手,提取目标区地球物理参数,针对具体地震勘探任务和地质目标,以叠前成像和储层预测的技术需求为指导,优选观测系统面元、覆盖次数、炮道密度、线距等关键参数,优化地震勘探采集设计,为开展叠前成像和储层预测提供更为有效的基础资料。     

面向地质目标的地震采集设计优化方法

 本文简要回顾了济阳拗陷三维地震采集观测系统的发展历程，从济阳拗陷的地震地质条件出发，进行了面向地质目标的地震采集优化设计方法研究，并获得以下认识：①薄层模型单炮正演模拟表明，只有较高的地震子波主频才能分辨薄层，且随着炮检距增大，将发生薄层干涉现象，并导致地震子波主频降低。因此一定要充分利用中、近炮检距信息研究薄层，并进行分炮检距处理。②通过对缓坡带、洼陷带、中央断裂背斜构造带、潜山披覆构造、陡坡带等地质模型的二维、三维正演模拟认识到：无论激发点位置如何，地下复杂界面反射的有效接收范围都集中在反射段正上方；对于复杂构造，宜采用小炮距、小接收线距、适中的排列片长度和宽度，以确保观测波场的连续性。③面向地质目标的地震采集设计优化的关键技术是建立符合实际的三维地震地质模型，并针对目的层段进行正演模拟，分析不同观测方案的CRP覆盖次数分布，以优选观测系统。CG油田三维地震采集优化设计实例表明，文中方法对具有复杂构造的陆相断陷盆地的地震采集优化设计具有借鉴意义。     

海上全方位圆形观测系统设计与评价

近年兴起的海上拖缆全方位地震采集技术可高效地采集到全方位角地震记录,提高了复杂地质构造的成像质量。本文从圆形采集路径的公式推导出发,进行海上全方位圆形采集路径观测系统的设计;并从覆盖次数、炮检距、方位角、采集脚印等方面对全方位圆形采集和窄方位直线形采集路径做均匀性分析;然后以M深水区三维典型地质模型为实例,利用射线追踪照明技术对比了圆形采集路径观测系统与宽方位观测系统在目的层的模拟偏移振幅。均匀性分析和射线追踪照明对比的结果均表明:全方位圆形采集路径观测系统比常规平行采集观测系统更具优势。     

基于叠前偏移的观测系统优化设计及应用效果

叠前偏移对观测系统有着较强的依赖性,属性好的观测系统可以有效提高叠前偏移成像效果.但目前高精度地震勘探中基于叠前偏移成像效果的观测系统设计以及论证方法较少.为此,介绍了基于叠前偏移成像效果的观测系统设计方法,即通过分析观测系统道距、炮点距、接收线距、炮线距、最大跑检距选择对叠前偏移成像效果的影响,利用双聚焦、叠前偏移响应、采集痕迹分析等技术,合理选择观测系统参数.应用该方法在胜利探区史南(SN)工区取得了良好的采集效果.     

三维观测系统对复杂构造叠前成像效果的影响分析

叠前偏移成像效果与观测系统密切相关,明确观测系统参数变化对成像效果的影响对观测系统优化设计至关重要。利用复杂构造区三维物理模拟数据和实际采集的宽方位三维地震数据,进行了观测系统参数的退化处理试验,分析了道密度、观测宽度、线距变化对叠前深度偏移的影响。分析表明:1)观测宽度影响构造成像效果,增加观测宽度利于提高深层构造的断点、断层、断裂下盘成像清晰度和陡倾角同相轴的连续性;2)有效道密度和炮检距分布的均匀性影响偏移噪声的强弱,提高道密度和炮检距的均匀性利于压制偏移噪声,提高剖面信噪比;3)接收线距影响中浅层有效道密度和炮检距分布的均匀性,采用较小的线距获得更高的中浅层有效道密度和更均匀的采样结果,利于保证中浅层成像效果。研究认识可望为复杂构造区观测系统设计提供借鉴。     

乾安城区特殊观测系统设计及应用

吉林探区是一个勘探程度很高的地区，但在一些城区还存在许多地震空白区，采用三维线束状特殊观测系统可以较好地解决复杂地表条件下的地震采集工作。本文阐述了过乾安城区的特殊观测系统设计及其效果。由于城区内炮点缺失，必然造成小炮检距缺失，浅层资料不完整，采用正常观测系统难以达到采集目标。通过在城区加密接收线．可以有效弥补由于城区炮点缺失造成的小炮检距缺失，保证浅层资料的完整．同时可以有效增加覆盖次数，压制城区内的环境噪声；由于城区内小药量激发造成的深层反射能量较弱，因此采用在城外加密炮点，可以有效增加深层反射能量。该方法有利于城内、城外地震资料的衔接，有利于资料处理，便于野外施工，采用这种特殊观测系统可以取得较好的地震采集效果。     

高大沙丘区地震采集方法研究与运用

塔里木盆地高大沙丘区地震资料采集中常遇到两大难点:一是深井钻井效率低;二是采集资料成像差。通过分析论证,提出了"抽稀加密补偿"变观设计方法,抽稀高部位炮点,加密中低部位炮点。通过试验,证明该方法有效,并将其成功应用到TDB地区的二维地震采集中,既提高了地震钻井效率,降低了施工成本,又明显改善了地震资料成像效果。     

复杂地表条件下的变观设计技术

 在干扰源、障碍物等广泛分布的复杂地表区进行地震采集施工困难，主要表现为固定干扰源及障碍物等引起的空炮或空道形成剖面缺口深度及对目的层有效覆盖次数、地震资料品质的影响。本文讨论了复杂地表条件对地震资料影响程度的定量分析方法，包括干扰的衰减分析方法、给地震数据加载噪声的分析方法、信噪比比值法，并分析了障碍物引起的空炮或空道对地震资料的影响程度。文中认为：①通过定量化分析手段可准确确定外界固定干扰源及障碍物等造成的空炮或空道对地震资料的影响程度，也是进行科学变观设计的基础；②在实际工作中，应根据障碍物的分布情况，以尽可能减少恢复距离、剖面缺口及使恢复后的炮点分布尽量均匀为原则，将纵、横向恢复性变观方法结合起来灵活应用；③当检波点无法布设或检波点被严重干扰、炮点可以选择性布设时，根据炮、检射线路径互换原理，可以采用以炮补道的变观方法。实际应用表明，文中所述方法有效地降低了地震采集难度，保证了资料品质。     

井间地震观测数据模拟和偏移的有限单元法

近年来,由于井下地震震源和特殊的数据采集设备的研制及不断改进,井间地震观测系统,及其随后的井间速度模型的地震旅行时反演(又称地震层析方法)正在发展成为一项用于储层研究、油藏描述和解决某些油藏工程问题的实用技术。文章给出了用于井间地震数据模拟和偏移的有限单元波动方程数值解模型,提出了适用于该算法的吸收边界条件,并导出了可靠的数值解结果。     

基于地球物理模型正演的三维观测系统优化设计

针对四川盆地大邑地区复杂的地下构造,构建了该区的地球物理正演模型,利用射线追踪正演及全波场波动方程的正演模拟分析,进行了地震采集参数的论证和三维观测系统的优化选择,进而讨论了采集方法的适应性。研究结果表明,优选的观测系统,能极大地改善剖面的品质和提高地下复杂地质体成像精度。     

地震资料品质自动评价系统

为适应勘探市场对技术的要求，控制野外施工质量，为现场处理提供更为科学、客观的判断标准，减少人为因素，公平、公正、客观地评价采集资料的品质，提高效率，降低成本，有必要开发功能完善的地震资料定量分析质量控制系统。通过该系统的开发和应用，对采集的地震记录进行科学的定量分析，用科学的方法、量化的数据和可见的图表为野外资料的采集提供新的质量控制手段。本系统依据SY/T5330-1995《陆上二维地震勘探资料采集技术规范》的要求，对爆炸信号、井口信号、不正常道、环境噪音、炮点位置、初至时间、早炮、晚炮、感应、磁带丢码、能量、信噪比、分辨率等地震勘探中可能发生的各种事件进行分析，并进行原始记录质量评价。统计出一级品、二级品、废品率，最后生成野外评价班报。利用该系统对川东北地区通南巴区块的地震资料进行了试评价，取得了比较满意的效果。     

新一代陆上地震采集装备技术展望

随着油气勘探目标日趋复杂,对地震数据质量的要求也愈来愈高,同时陆上地震采集道数的急剧增加,使得现有采集设备笨重、成本高、效率低的问题日益突出,地震采集技术面临严峻的挑战。无缆节点型系统、无线检波器网络等新技术的发展,其成本低、重量轻、系统可靠、采集数据质量高等优势在陆上高密度采集中日渐显现。基于数字传感器的加速度检波器与常规地震检波器相比,动态范围更大,更有利于记录深层弱反射信号,拓展地震频带。新一代产品为采集技术带来革命性变化或许很快就会到来。     

井间地震观测问题初探

井间地震观测的目的是利用井间速度成像和井间偏移成像来研究井间介质的横向变化，为油藏工程，油气藏储层特征描述服务。由于其观测方式独特，在某一井中激发，另一井中接收，选用不同的井间观测系统方式，对层析的反演，偏移成像都有很大的影响。本文采用数值模拟方法一偿同间距条件下观测，激发，接收井与井间构造走向及子波频率与分辨率的影响关系。这对于实际井间资料的采集具有实用价值。     

三维观测系统均匀性技术及应用效果分析

观测系统采样均匀性是指在地震资料采集过程中地震信号采样的均衡程度,它对地震资料处理和地质解释至关重要。提出的三维观测系统均匀性分析方法是指通过定性、定量分析三维观测系统面元的各种属性的均匀情况,从整体上对比分析不同观测系统的采样均匀性差异,使三维观测系统的选择更加科学、合理。将研究成果应用到实际的生产当中,达到了提高采集资料品质,改善成像效果的目的。     

基于迭代最小化稀疏学习的三维地震数据重建

受采集技术、现场环境及经济成本等因素的影响，地震勘探中采集的原始数据往往存在缺炮或缺道等现象，这种数据的不完整性对后续数据处理和成像会造成不良影响，故必须重建此类缺失数据。为此，提出基于迭代最小化稀疏学习（Sparse Learning via Iterative Minimization，SLIM）的方法，主要利用三维地震数据频率切片的二维谐波结构特性，对三维随机缺失地震数据进行重建。即先对三维地震数据沿时间轴方向做傅里叶变换，再利用循环最小化算法（Cyclic Minimization，CM）对频率切片的二维谐波谱进行迭代求解，最后对谱估计做傅里叶逆变换而重构缺失数据。此外，采用共轭梯度最小二乘法实现数据重建过程中的求逆运算，以缩短数据重建时间。试验结果表明：所采用的基于频率切片的SLIM方法对合成和实际三维地震数据均取得了较好的重建效果；该方法的重建性能优于基于频率切片的Hankel矩阵降秩的多道奇异谱分析方法（Multi-channel Singular Spectrum Analysis，MSSA）。