《地震勘探原理》§4 地震勘探野外工作方法3

§4地震勘探野外工作方法4.3觀測系統(tǒng)(geometry)地震勘探工作時，每一次激發(fā)只能在不長的地段上接收，這個有限長度的地段，稱為排列(spread)。檢波器排列或接收排列一個排列只能采集很小范圍內(nèi)介質(zhì)中的地質(zhì)信息，若要研究很長的剖面，就要沿著測線利用許多激發(fā)點，在不同地段進行激發(fā)和接收。這時，為了保證辨別同一界面的反射波，獲得連續(xù)的較完整的地下反射資料，必須按一定規(guī)則布置激發(fā)點與接收排列，即設(shè)計觀測系統(tǒng)。4.3.1觀測系統(tǒng)的基本概念

在地震勘探中，測線上地震波的激發(fā)點與接收點之間的相互位置所構(gòu)成的系統(tǒng)，稱為觀測系統(tǒng)。為了能夠得到系統(tǒng)地追蹤目的層有效波的地震記錄，在野外采集時，必須選擇合理的觀測系統(tǒng)?！?地震勘探野外工作方法4.3.1觀測系統(tǒng)的基本概念偏移距(offset)：激發(fā)點與接收點之間的距離,也稱炮檢距最小偏移距：激發(fā)點到最近接收點之間的距離最大偏移距：激發(fā)點到最遠接收點之間的距離通常情況下，不做說明，則偏移距是指最小偏移距在三維地震勘探中：縱向偏移距是指inline方向的偏移距；橫向偏移距是指crossline方向的偏移距。offsetsourcereceivers§4地震勘探野外工作方法4.3.1觀測系統(tǒng)的基本概念接收點距(道間距)：相鄰接收點之間的距離,traceinterval激發(fā)點距(炮點距)：相鄰激發(fā)點之間的距離,shotinterval排列：每炮所對應(yīng)的有限長度的接收地段排列長度：排列中第一個接收點到最后一個接收點的距離覆蓋次數(shù)(fold)

：對地下界面上某一點進行觀測的次數(shù)對地下界面上某一點觀測稱為覆蓋，也叫做采樣單次覆蓋：對某個點觀測一次多次覆蓋(multiplecoverage)

：對某個點觀測多次例如四次覆蓋，六次覆蓋等§4地震勘探野外工作方法591216station12345678910111213141516171819202112345678910111215912162024912162013162024channelshot1offset=2⊿x⊿shot=2⊿x

n=12shot2shot3shot4shotstation1stChan12thChanCRPstartCRPend1131411223516516357189204792013244.3.2觀測系統(tǒng)的圖示4.3.2.1時距平面法§4地震勘探野外工作方法4.3.2觀測系統(tǒng)的圖示4.3.2.2綜合平面法

綜合平面法可以在平面圖上標示激發(fā)點和接收點的相對位置關(guān)系，以及觀測到的地下界面段。這種方法的優(yōu)點是在復(fù)雜情況下，要表示的觀測內(nèi)容也是明確的。它是觀測系統(tǒng)圖示法中最簡單的一種，在二維地震勘探生產(chǎn)中大多采用它。實現(xiàn)過程：⑴從分布在測線上的各個激發(fā)點出發(fā)，向兩側(cè)作與測線成45度角的直線坐標網(wǎng)；⑵將測線上的接收段投影在通過激發(fā)點的坐標線上，用粗線或有色線標出。§4地震勘探野外工作方法4.3.2.2綜合平面法§4地震勘探野外工作方法OSMDRO為激發(fā)點，S為接收點，為測線方向§4地震勘探野外工作方法O1O2MDR2R1O1單邊放炮，offset=0，O1O2之間布置檢波器接收4.3.2.2綜合平面法§4地震勘探野外工作方法O1、O2雙邊放炮，offset=0，O1O2之間布置檢波器接收O1O2MDR2R1R34.3.2.2綜合平面法§4地震勘探野外工作方法OO2M2R2R0O1M1R1中間放炮，offset=0，OO1以及OO2之間布置檢波器接收4.3.2.2綜合平面法§4地震勘探野外工作方法O1O2O3O4O5ABCDEFGH4.3.2.2綜合平面法放炮方式：⑴端點放炮(單邊和雙邊)；⑵中間放炮。4.3.3觀測系統(tǒng)的類型4.3.3.1一次連續(xù)覆蓋觀測系統(tǒng)

優(yōu)點：不受折射波干擾，減少了反射波的互相干涉。缺點：易受面波和聲波干擾以及震源引起的干擾波?！?地震勘探野外工作方法O1O2O3O4O5O1O2O3O4O5O6O7O8O9雙邊放炮offset=0單邊放炮offset=04.3.3.2間隔連續(xù)覆蓋觀測系統(tǒng)間隔連續(xù)觀測系統(tǒng)可以避免激發(fā)點附近強大聲波和面波干擾這種觀測系統(tǒng)的偏移距不為零，它總是間隔一定距離，通常是一個或幾個排列的長度。該觀測系統(tǒng)也能連續(xù)追蹤地下反射界面。O1激發(fā),O2O3之間布置檢波器接收O3激發(fā),O2O1之間布置檢波器接收§4地震勘探野外工作方法雙邊放炮O1O2O3O4O5offset=shotinterval互換首尾點激發(fā)接收單邊放炮,offset=？4.3.3.3延長時距曲線法野外工作時，由于河流、湖泊、居民點等障礙物的影響，在測線通過的某些地段上不能擺排列，此時可用延長時距曲線法來連續(xù)追蹤地下反射界面。應(yīng)用條件：障礙物的寬度小于500m；兩端觀測系統(tǒng)不能對比。缺點：淺層折射波較強，可能掩蓋淺層的反射波?！?地震勘探野外工作方法4.3.3.3延長時距曲線法§4地震勘探野外工作方法在A點放炮，在B點右端接收，得到時距曲線TA，從而得到反射段R2R3

在B點放炮，在A點右端接收，得到時距曲線TB，從而得到反射段R1R24.3.3.4多次覆蓋觀測系統(tǒng)

多次覆蓋觀測系統(tǒng)是指能夠?qū)Φ叵峦环瓷浣缑纥c進行多次觀測的觀測系統(tǒng)，這種觀測系統(tǒng)能夠壓制多次波等干擾(一)CMP、CRP/CDP共中心點(CommonMidPoint，簡稱CMP)共反射點(CommonReflectionPoint，簡稱CRP),也稱為共深度點(CommonDepthPoint，簡稱CDP)界面水平時，CMP、CRP/CDP的概念是一致的；界面傾斜時，不存在CRP/CDP?！?地震勘探野外工作方法4.3.3.4多次覆蓋觀測系統(tǒng)M為R在地面的投影，M為CMP，R為CRP/CDP；界面傾斜時，對稱于M點激發(fā)和接收所對應(yīng)的反射點不再是一個點，反射點發(fā)散，不存在CRP/CDP?！?地震勘探野外工作方法O3O2O1S1S2S3MO3O2O1S1S2S3MCMPR4.3.3.4多次覆蓋觀測系統(tǒng)共中心點道集(CMPgather)不同激發(fā)點激發(fā)、不同接收點接收到的地震記錄中，具有公共炮檢中點的所有地震道的集合。

此概念適合于水平界面和傾斜界面的情況。共反射點道集(CRPgather)不同激發(fā)點激發(fā)、不同接收點接收到的地震記錄中，來自地下同一反射點的所有地震道的集合。也稱為共深度點道集(CDPgather)此概念只適合于水平界面的情況?！?地震勘探野外工作方法4.3.3.4多次覆蓋觀測系統(tǒng)共激發(fā)點道集(共炮點道集/單炮記錄)同一激發(fā)點激發(fā)、不同接收點同時接收的地震道記錄。用于求激發(fā)點的靜校正量以及野外作業(yè)中現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)控。共接收點道集(共檢波點道集)不同激發(fā)點激發(fā)、同一接收點接收的地震道記錄。

用于求檢波點的靜校正量。共炮檢距道集(共偏移距道集)具有相同炮檢距的各個接收點接收的地震道記錄。用于特殊分析和處理。§4地震勘探野外工作方法4.3.3.4多次覆蓋觀測系統(tǒng)(二)多次覆蓋(multiplecoverage)的基本原理共反射點疊加法(CommonReflectionPointStack)1962年，Mayne博士提出。野外工作方法：多次覆蓋室內(nèi)處理方法：水平疊加對于水平層狀介質(zhì)，假如分別在點O1,O2,…,On激發(fā)，則可分別在對應(yīng)的S1,S2,…,Sn各點接收到來自地下反射界面上同一反射點R的反射波(R為CRP或CDP)。若對n次激發(fā)得到的R點的各道反射波進行動靜校正，使其相位一致，然后疊加起來，便獲得了共反射點R的n次疊加記錄?！?地震勘探野外工作方法O3O2O1S1S2S3MCMPR4.3.3.4多次覆蓋觀測系統(tǒng)(二)多次覆蓋(multiplecoverage)的基本原理當?shù)貙咏缑鎯A斜時，共反射點不復(fù)存在，而是在一小段界面(共反射段)上散布著一系列的反射點，它們并沒有與法線反射點(過共中心點向界面引的垂足)重合。在上覆地層為均勻介質(zhì)的情況下,不論是水平地層還是傾斜地層,其共反射點的時距曲線都是關(guān)于t軸對稱的雙曲線§4地震勘探野外工作方法O3O2O1S1S2S3M4.3.3.4多次覆蓋觀測系統(tǒng)(三)多次覆蓋觀測系統(tǒng)的圖示§4地震勘探野外工作方法以單邊放炮六次覆蓋觀測系統(tǒng)為例在多次覆蓋野外工作方法中,每放一炮，排列和炮點同時向前移動的道數(shù)為§4地震勘探野外工作方法一二三四五六六覆蓋次數(shù)滿覆蓋野外工作中，每放一炮，排列和炮點同時向前移動的道數(shù)為21124O12124124O8124O7124O31316124O21720124O4912124O558124O64112單邊放炮六次覆蓋觀測系統(tǒng)§4地震勘探野外工作方法24124O1O2O3O4O5O6O7O8共炮檢距線共反射點線共炮點線共接收點線§4地震勘探野外工作方法(四)地震波列圖列線圖：在觀測系統(tǒng)的綜合平面圖上加上方格網(wǎng)所組成的圖形波列圖：把每個接收點（交一點）上所觀測到的波列繪在交點處，并按共炮點、共接收點、共反射點、共接收距（炮檢距）等不同角度把相應(yīng)波形排列成圖。幫助判斷巖性變化，幫助選擇最佳偏移距(五)多次覆蓋采集參數(shù)選擇⑴儀器道數(shù)道數(shù)多，生產(chǎn)效率高。最高覆蓋次數(shù)是儀器道數(shù)的一半。⑵激發(fā)井深最好穿過低速帶，在潛水面下激發(fā)⑶激發(fā)藥量單井最大藥量有一個限度。超過這個限度能量仍不足，可采用小藥量組合爆炸，這樣還有利于激發(fā)高寬頻信號，提供分辨能力。⑷道間距(相鄰兩個中心道之間的距離)⊿x

通常不應(yīng)該超過設(shè)計的水平分辨率的2倍。這樣的目的是使地下空間采樣間隔滿足設(shè)計要求，即滿足空間采樣定理§4地震勘探野外工作方法(五)多次覆蓋采集參數(shù)選擇⑷道間距(相鄰兩個中心道之間的距離)⊿x空間采樣定理：空間采樣間隔必須小于視波長的一半，否則會產(chǎn)生假頻，即為了野外工作簡化或標準化，通常使炮間距和道間距保持固定，并且炮間距是道間距的整數(shù)倍。選擇道間距應(yīng)以在地震記錄上或地震剖面上能可靠地辨認同一有效波的相同相位(即在相鄰道上可靠地追蹤波的同一相位)為總的原則。因此需要考慮一下幾個因素：①在相鄰道上記錄形狀的重復(fù)性；②有效波與干擾波及隨機振動背景的關(guān)系；③波到達相鄰接收點的時差；④振動的視周期?！?地震勘探野外工作方法(五)多次覆蓋采集參數(shù)選擇⑸

最小偏移距xmin

a.最小偏移距應(yīng)小于最淺目的層的埋深；在一個CDP道集中，最小偏移距越大，動校正拉伸畸變越大,畸變切除量就越大，則該CDP點的淺層缺失就越嚴重。通常情況下，畸變切除的深度范圍小于最小偏移距。b.最小偏移距的選擇要考慮多次波的發(fā)育情況。最小偏移距越大，多次波越發(fā)育，多次波的剩余時差越大.利用一次波速度NMO后，多次波存在剩余時差，多次覆蓋就是利用這個原理來壓制多次波的。小偏移距，多次波剩余時差較小，多次波幾乎同相疊加；大偏移距，多次波剩余時差較大，多次波非同相疊加?！?地震勘探野外工作方法(五)多次覆蓋采集參數(shù)選擇可以通過計算、繪制多次波疊加特性曲線或通過計算多次波的壓制比來選取最小偏移距。⑹最大偏移距xmax一般情況下：最大偏移距應(yīng)大致等于最深目的層的埋深，不能超過最深目的層深度的2倍。滿足這個條件可以使正常時差足夠大，便于區(qū)分一次反射波與多次波或其他相干噪聲。如果偏移距太大，反射系數(shù)會發(fā)生明顯變化，轉(zhuǎn)換橫波會變得很嚴重，不滿足CMP疊加的基本假設(shè)。此外，界面傾斜時反射點會發(fā)生嚴重分散。如果最深目的層的數(shù)據(jù)質(zhì)量足夠好，最大偏移距就應(yīng)該等于基底的深度?！?地震勘探野外工作方法(五)多次覆蓋采集參數(shù)選擇⑹最大偏移距xmax最大偏移距的選擇要兼顧：①目標深度：Xmax應(yīng)近似等于主要目標深度②滿足速度分析精度的要求（例如5%）③滿足動校拉伸要求（例如12.5%）

④考慮反射系數(shù)穩(wěn)定的要求§4地震勘探野外工作方法(五)多次覆蓋采集參數(shù)選擇⑺覆蓋次數(shù)現(xiàn)在還無法通過理論計算來確定某地區(qū)、某地層采用多少次覆蓋最為合理。覆蓋次數(shù)往往是根據(jù)以往的地震資料情況或通過試驗確定?！?地震勘探野外工作方法(五)多次覆蓋采集參數(shù)選擇⑻組合時的組內(nèi)距最小組內(nèi)距要考慮應(yīng)大于隨機干擾的相關(guān)半徑，最大組內(nèi)距應(yīng)以有效波的最小視速度決定?！?地震勘探野外工作方法§4地震勘探野外工作方法§4地震勘探野外工作方法4.3.3.6三維地震觀測系統(tǒng)二維地震是沿著地表的一條直線(測線)進行連續(xù)觀測，進而研究該測線下面不同地層界面的形狀和位置等；三維地震就是在地表的一個觀測面上進行觀測，對所得資料進行三維偏移疊加處理，以獲得地下地質(zhì)構(gòu)造在三維空間的特征。

它是由于數(shù)字地震儀和數(shù)字處理技術(shù)的廣泛應(yīng)用和迅速發(fā)展，為適應(yīng)勘探精度不斷提高，勘探工區(qū)擴大到各種地表條件復(fù)雜地區(qū)而逐漸發(fā)展起來的一套新的工作方法。三維地震的野外測線布置不受直線限制，為了取得橫向資料或適合于處理各種地表和地下問題，往往特意敷設(shè)成彎曲測線或面積觀測系統(tǒng)，并使其能構(gòu)成各個方向的互換關(guān)系，以提供足夠的地下界面采樣密度和疊加次數(shù)?！?地震勘探野外工作方法4.3.3.6三維地震觀測系統(tǒng)為了達到以均勻網(wǎng)格取樣的目的，測線的布置及接收點，激發(fā)點相互位置的確立應(yīng)遵循以下原則：

①

應(yīng)使地下數(shù)據(jù)點的網(wǎng)格密度達到均勻分布。取樣間隔大約為有意義的最短波長的二分之一；

②

利用激發(fā)點線及接收點線的排列關(guān)系，應(yīng)使地下數(shù)據(jù)點網(wǎng)格形成條帶或面積分布，并能控制測區(qū)或勘探對象；③利用激發(fā)點線距、接收點線距及激發(fā)點距，以形成不同的復(fù)蓋次數(shù)，應(yīng)盡量考慮復(fù)蓋次數(shù)多的部位能控制主要測區(qū)及勘探對象；

④

根據(jù)實際的地形交通條件合理選擇。

目前三維地震觀測系統(tǒng)基本上有兩類：路線型和面積型?！?地震勘探野外工作方法4.3.3.6三維地震觀測系統(tǒng)路線型：其特點是所得的觀測結(jié)果為沿著路線附近的一窄條帶上的資料。寬線剖面：沿測線布置接收點，激發(fā)點則設(shè)在與測線交叉的線上?？梢允钦痪€也可以組成任意角度的線。適當選擇激發(fā)點距和接收點距，就可以獲得幾條沿平行測線方向的多次復(fù)蓋測線。也即組成一個地下共反射點條帶?！?地震勘探野外工作方法4.3.3.6三維地震觀測系統(tǒng)路線型：彎線技術(shù)：在地表地形比較復(fù)雜的地區(qū)，常常不能把測線布置成直線，而不得不適應(yīng)地的特點布置成彎曲的測線。另外，為了獲得三維地震資料也可以在一塊面積上把測線布置成非直線形式。沿彎曲測線采用多次復(fù)蓋進行觀測，也可以獲得在測線兩旁分布的共反射點帶。彎曲測線資料也要有一套專門的處理方法。§4地震勘探野外工作方法4.3.3.6三維地震觀測系統(tǒng)面積型：通過地面接收點與炮點布置的關(guān)系，使地下反射點形成一定面