地震采集觀測系統(tǒng)設(shè)計分析

1、南部斜坡帶觀測系統(tǒng)設(shè)計 分析 中國地質(zhì)大學(xué)（北京）中國地質(zhì)大學(xué)（北京） 劉學(xué)偉劉學(xué)偉 尹軍杰尹軍杰 羅斌羅斌 主要內(nèi)容一、地質(zhì)目標(biāo)二、地震地質(zhì)條件分析三、關(guān)鍵處理環(huán)節(jié)對原始 地震數(shù)據(jù)的要求四、對觀測系統(tǒng)設(shè)計的建議一、地質(zhì)目標(biāo) 1、斷面清晰成像；、斷面清晰成像；2、搞清斷面上盤地層與斷面接觸關(guān)系。、搞清斷面上盤地層與斷面接觸關(guān)系。 二、地震地質(zhì)條件分析 1、深層地震地質(zhì)條件分析、深層地震地質(zhì)條件分析 斷面傾角高達斷面傾角高達45度，目的層深度，目的層深3500米，米，南部山前帶斷面上盤地層越來越淺。這南部山前帶斷面上盤地層越來越淺。這些特征直接影響到觀測系統(tǒng)設(shè)計的下列些特征直接影響到觀測系統(tǒng)設(shè)計

2、的下列幾方面：幾方面： （1）面元大小：在陡傾角情況下，面元大小）面元大?。涸诙竷A角情況下，面元大小 影響到速度分析、影響到速度分析、DMO、空間分辨率?？臻g分辨率。 （2）排列長度：陡傾角情況下偏移要求炮檢）排列長度：陡傾角情況下偏移要求炮檢 距大。距大。 （3）Xmin ：南部山前帶小炮檢距信息非常南部山前帶小炮檢距信息非常 重要，它影響到速度譜的質(zhì)量，重要，它影響到速度譜的質(zhì)量， 同時關(guān)系到淺層成像。同時關(guān)系到淺層成像。 （4）偏移孔徑：）偏移孔徑： 當(dāng)?shù)貙觾A角大于當(dāng)?shù)貙觾A角大于30度時，度時， 偏移孔徑由地層傾角決定。偏移孔徑由地層傾角決定。 2、淺層地震地質(zhì)條件分析 南部山前帶地表起

3、伏大，地表條件變化南部山前帶地表起伏大，地表條件變化大（有河灘、丘陵、農(nóng)田、水塘等），大（有河灘、丘陵、農(nóng)田、水塘等），地表起伏變化影響潛水面深度變化，低地表起伏變化影響潛水面深度變化，低速帶厚度變化大。這種表層條件導(dǎo)致靜速帶厚度變化大。這種表層條件導(dǎo)致靜校正問題嚴(yán)重。主要表現(xiàn)在以下幾方面：校正問題嚴(yán)重。主要表現(xiàn)在以下幾方面： （1）做好野外靜校正要求準(zhǔn)確的低速帶模型）做好野外靜校正要求準(zhǔn)確的低速帶模型 如果野外靜校正不到位，剩余靜校正不如果野外靜校正不到位，剩余靜校正不 解決問題。這就要求詳細的低速帶調(diào)查。解決問題。這就要求詳細的低速帶調(diào)查。 本區(qū)缺乏詳細的低速帶資料。本區(qū)缺乏詳細的低速帶資

4、料。 （2）做好剩余靜校正有兩個條件：）做好剩余靜校正有兩個條件： 有信噪比高連續(xù)性好的穩(wěn)定波組，有信噪比高連續(xù)性好的穩(wěn)定波組， 剩余時差不能太大。剩余時差不能太大。 （3）本區(qū)靜校正問題）本區(qū)靜校正問題 本區(qū)靜校正模式：野外靜校正本區(qū)靜校正模式：野外靜校正+剩余靜校正。剩余靜校正。 由于缺乏詳細的低速帶資料，低速帶建模由于缺乏詳細的低速帶資料，低速帶建模 不準(zhǔn)，野外靜校正不準(zhǔn)，野外靜校正 不到位，剩余時差大。不到位，剩余時差大。 影響剩余靜校正。因此，靜校正效果不好。影響剩余靜校正。因此，靜校正效果不好。 另外淺層缺乏信噪比高連續(xù)性好的穩(wěn)定波組另外淺層缺乏信噪比高連續(xù)性好的穩(wěn)定波組（4）在本

5、區(qū)應(yīng)考慮下列靜校正模式）在本區(qū)應(yīng)考慮下列靜校正模式 野外靜校正野外靜校正+折射靜校正折射靜校正+剩余靜校正。剩余靜校正。 折射靜校正和剩余靜校正對觀測系統(tǒng)折射靜校正和剩余靜校正對觀測系統(tǒng) 設(shè)計都有要求。設(shè)計都有要求。折射靜校正疊加剖面折射靜校正疊加剖面高程靜校正疊加剖面高程靜校正疊加剖面（5）南部山前靜校正特殊問題）南部山前靜校正特殊問題南部山前丘陵帶折射波不發(fā)育，無法南部山前丘陵帶折射波不發(fā)育，無法進行折射靜校正。只能按野外靜校正進行折射靜校正。只能按野外靜校正+剩余靜校正的模式進行折射靜校正。剩余靜校正的模式進行折射靜校正。因此，必須做詳細的低速帶調(diào)查。因此，必須做詳細的低速帶調(diào)查。三、關(guān)

6、鍵處理環(huán)節(jié)對原始地震數(shù)據(jù)的要求 根據(jù)本工區(qū)的地震地質(zhì)條件，要得到清根據(jù)本工區(qū)的地震地質(zhì)條件，要得到清晰的成像效果下列四個處理環(huán)節(jié)十分重晰的成像效果下列四個處理環(huán)節(jié)十分重要。而這些處理環(huán)節(jié)對原始地震數(shù)據(jù)是要。而這些處理環(huán)節(jié)對原始地震數(shù)據(jù)是有要求的。這些要求就是觀測系統(tǒng)設(shè)計有要求的。這些要求就是觀測系統(tǒng)設(shè)計 的原則。的原則。 1、三維靜校正 南部基巖出露，折射波不發(fā)育。應(yīng)南部基巖出露，折射波不發(fā)育。應(yīng)采用精細野外靜校正采用精細野外靜校正+剩余靜校正；北部剩余靜校正；北部折射波發(fā)育，應(yīng)采用折射靜校正折射波發(fā)育，應(yīng)采用折射靜校正+剩余靜剩余靜校正。折射靜校正和剩余靜校正對觀測校正。折射靜校正和剩余靜校

7、正對觀測系統(tǒng)設(shè)計有要求，總體上要做好靜校正系統(tǒng)設(shè)計有要求，總體上要做好靜校正有如下要求：有如下要求： （1）精細低速帶調(diào)查；）精細低速帶調(diào)查；（2）炮點和接收點位置要準(zhǔn)；）炮點和接收點位置要準(zhǔn)；（3）接收線數(shù)要多，接收線距要??；）接收線數(shù)要多，接收線距要??；（4）排列滾動重疊線要多，有利于靜校耦合；）排列滾動重疊線要多，有利于靜校耦合；（5）覆蓋次數(shù)要高，縱橫向覆蓋次數(shù)要基本）覆蓋次數(shù)要高，縱橫向覆蓋次數(shù)要基本 一致，這有利于靜校正耦合。一致，這有利于靜校正耦合。 2、三維速度分析 （1）理論上講，由于斷面傾角大必需進行）理論上講，由于斷面傾角大必需進行 方位速度分析。方位速度分析的前提方位速

8、度分析。方位速度分析的前提 條件是覆蓋次數(shù)高、各個方向的炮檢條件是覆蓋次數(shù)高、各個方向的炮檢 距分布均勻，各方向的距分布均勻，各方向的Xmax 應(yīng)大于應(yīng)大于 目的層深度。其缺點是成本高。目的層深度。其缺點是成本高。 （2）考慮到成本的原因，不得不進行）考慮到成本的原因，不得不進行 窄方位角勘探。要作好速度分析，窄方位角勘探。要作好速度分析， 有如下要求。有如下要求。 (a) 在一個面元內(nèi)炮檢距均勻分布；在一個面元內(nèi)炮檢距均勻分布； (b) 在陡傾角情況下面元要小；在陡傾角情況下面元要?。?(c) 盡量不要變觀，以保證炮檢距分布盡量不要變觀，以保證炮檢距分布 均勻；均勻； (d) 不能空炮、偏炮

9、、空道；不能空炮、偏炮、空道； (e)高覆蓋次數(shù)。高覆蓋次數(shù)。 3、三維DMO 三維三維DMO對原始地震數(shù)據(jù)的要求：對原始地震數(shù)據(jù)的要求： (1) 在各個方位都要求炮檢距均勻分布。在各個方位都要求炮檢距均勻分布。 有兩層含義，一是炮檢距由小到大有兩層含義，一是炮檢距由小到大 均勻分布，不要缺失某些炮檢距信息。均勻分布，不要缺失某些炮檢距信息。 二是各炮檢距上的道數(shù)應(yīng)盡可能一致。二是各炮檢距上的道數(shù)應(yīng)盡可能一致。 (2) 縱橫向覆蓋次數(shù)要基本一致。縱橫向覆蓋次數(shù)要基本一致。 (3) 在陡傾角情況下面元要小。在陡傾角情況下面元要小。 (4) 盡量不要變觀，不能空炮、偏炮、盡量不要變觀，不能空炮、偏

10、炮、 空道，以保證炮檢距分布均勻?？盏溃员ＷC炮檢距分布均勻。 4、偏移 偏移對數(shù)據(jù)的要求：偏移對數(shù)據(jù)的要求： (1) 由于地層傾角大，最大炮檢距要足夠大，由于地層傾角大，最大炮檢距要足夠大， 以保證偏移效果（特別是疊前深度偏移）；以保證偏移效果（特別是疊前深度偏移）； (2) 由于地層傾角大，滿覆蓋區(qū)以外的邊緣寬由于地層傾角大，滿覆蓋區(qū)以外的邊緣寬 度（含偏移孔徑和覆蓋次數(shù)漸減帶）也大。度（含偏移孔徑和覆蓋次數(shù)漸減帶）也大。 為了見到顯著效果，減小邊緣效應(yīng)，勘探為了見到顯著效果，減小邊緣效應(yīng)，勘探 面積要足夠大。面積要足夠大。 (3) 疊前深度偏移要求寬方位角，要求淺層疊前深度偏移要求寬方位

11、角，要求淺層 速度準(zhǔn)確。速度準(zhǔn)確。 四、對觀測系統(tǒng)設(shè)計的建議 1、小面元 在陡傾角情況下，速度分析、在陡傾角情況下，速度分析、DMO和和 疊加都要求小面元。疊加都要求小面元。 以以H36為目的層，層速度為目的層，層速度V=4300m/s， 斷面傾角斷面傾角45度，度，F(xiàn)max=60Hz，則要求則要求 面元邊長面元邊長=26m。 以以H2為目的層，層速度為目的層，層速度V=3400m/s， 斷面傾角斷面傾角45度，度，F(xiàn)max=70Hz，則要求則要求 面元邊長面元邊長=17m。 兼顧核二與核三，取面元邊長兼顧核二與核三，取面元邊長=20m。 以往面元過大（多為25m 50m) 以以H2為例，要保

12、證空間分辨率面元邊長為例，要保證空間分辨率面元邊長應(yīng)小于應(yīng)小于34m面元：面元：2550 覆蓋：覆蓋：102 面元：面元：12.550 覆蓋：覆蓋：123 大小面元大小面元頻譜分析頻譜分析侯莊地區(qū)面元：面元：2550 覆蓋：覆蓋：102 面元：面元：12.550 覆蓋：覆蓋：123 分辨率有大的提高大小面元偏移大小面元偏移效果對比效果對比侯莊地區(qū)信噪比有大的提高2、增加橫向覆蓋次數(shù) 以往地震資料的覆蓋次數(shù)為以往地震資料的覆蓋次數(shù)為20或或40次，次，這在南部偏低。導(dǎo)致炮檢距分布不均勻。這在南部偏低。導(dǎo)致炮檢距分布不均勻。建議覆蓋次數(shù)建議覆蓋次數(shù)86=48次，或次，或88=64次。次。DMO和靜

13、校正要求增加橫向覆蓋次數(shù)。和靜校正要求增加橫向覆蓋次數(shù)。 8線21炮（線距300）米8線10炮（線距200）米8線15炮（線距300）米6 6線線1212炮炮8 8線線1515炮炮8 8線線1212炮炮8 8線線1010炮炮參數(shù)論證與技術(shù)方案參數(shù)論證與技術(shù)方案觀測系統(tǒng)論證觀測系統(tǒng)論證覆蓋次數(shù)：縱覆蓋次數(shù)：縱6 橫橫4，面元：，面元：2550分布均勻偏移距分布與方位角特性偏移距分布與方位角特性結(jié)論：結(jié)論：線數(shù)相線數(shù)相同，炮同，炮數(shù)越多數(shù)越多炮檢距炮檢距分布越分布越均勻。均勻。3、Xmin要盡可能小 斜坡帶南端斷面淺，為確保斷面成像清斜坡帶南端斷面淺，為確保斷面成像清晰應(yīng)注意保護淺層。晰應(yīng)注意保護

14、淺層。最淺的保護層深度最淺的保護層深度=200m。 以往資料淺層信息不足 原因：空炮、偏炮、空道、變觀等原因：空炮、偏炮、空道、變觀等淺層缺口較多 4、要求炮檢距均勻分布。 以往資料炮檢距分布不均勻變觀、炮點偏移較普遍，造成炮檢距不均勻、變觀、炮點偏移較普遍，造成炮檢距不均勻、覆蓋次數(shù)不均勻覆蓋次數(shù)不均勻 5、注意動校切除的影響由于動校切除，淺層覆蓋次數(shù)不夠。因由于動校切除，淺層覆蓋次數(shù)不夠。因此，在觀測系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)盡可能多的包此，在觀測系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)盡可能多的包含小偏移距信息。含小偏移距信息。在觀測系統(tǒng)設(shè)計中要檢查淺層動校切除在觀測系統(tǒng)設(shè)計中要檢查淺層動校切除情況。以確保淺層有一定的覆蓋次數(shù)。

15、情況。以確保淺層有一定的覆蓋次數(shù)。6、邊界帶 縱向邊界帶：縱向邊界帶：4000m 偏移孔徑偏移孔徑=Ztg=3500tg45=3500m 覆蓋次數(shù)漸減帶覆蓋次數(shù)漸減帶=0.2Xmax=800m橫向邊界帶：橫向邊界帶：2500m 偏移孔徑偏移孔徑=Ztg=3500tg30=2000m 覆蓋次數(shù)漸減帶覆蓋次數(shù)漸減帶=0.2Xmax=800m試驗區(qū)塊大?。簯?yīng)為試驗區(qū)塊大?。簯?yīng)為108平方公里平方公里縱線方向滿覆蓋長取縱線方向滿覆蓋長取5km，考慮到偏移，考慮到偏移歸位和邊界效應(yīng)，則能夠見到效果的勘歸位和邊界效應(yīng)，則能夠見到效果的勘探區(qū)塊長度應(yīng)為探區(qū)塊長度應(yīng)為12km。橫線方向滿覆蓋長取橫線方向滿覆蓋

16、長取4km，考慮到偏移，考慮到偏移歸位和邊界效應(yīng)，則能夠見到效果的勘歸位和邊界效應(yīng)，則能夠見到效果的勘探區(qū)塊長度應(yīng)為探區(qū)塊長度應(yīng)為9km。7、磚墻式觀測系統(tǒng) 目的要增加小炮檢距信息。目的要增加小炮檢距信息。 這是出于下列考慮：靜校、保護南部淺這是出于下列考慮：靜校、保護南部淺層信息、速度分析和層信息、速度分析和DMO要求炮檢距均要求炮檢距均勻分布。勻分布。 8、組合接收 增加檢波器個數(shù)有利于提高信噪比。增加檢波器個數(shù)有利于提高信噪比。由于方位角窄，側(cè)面波仍是主要干擾之一。由于方位角窄，側(cè)面波仍是主要干擾之一。 組合應(yīng)注意壓制組合應(yīng)注意壓制側(cè)面波和隨機噪聲。側(cè)面波和隨機噪聲。9、不要變觀 不要變觀、不能空炮、偏炮、空道，炮不要變觀、不能空炮、偏炮、空道，炮點和檢波點位置要準(zhǔn)確無誤。這關(guān)系到點和檢波點位置要準(zhǔn)確無誤。這關(guān)系到炮檢距分布是否均勻，覆蓋次數(shù)是否均炮檢距分布是否均勻，覆蓋次數(shù)是否均勻，進而影響到靜校正、速度分析、勻，進而影響到靜校正、速度分析、DMO處理、疊加和偏