观测系统基本参数

一、常规观测系统类型,平行线束状观测系统,平行线束状观测系统的优缺点：观测系统与二维类似，处理上可以应用类似已经发展的技术，由于横向覆盖次数小，对于方位角分析是不合适的，观测系统属性上，不如正交观测系统，它主要适合海洋环境下使用拖缆施工。,正交直线状观测系统,正交砖墙式观测系统,正交观测系统的优缺点：有较好的观测系统属性，适合方位角观测分析，对称观测有比较好空间连续性，但往往存在明显的采集“足印”，多线滚动施工效率较高，但会产生强的空间不连续性。在陆上施工比较合适，也适合于OBC施工。,斜交观测系统,斜交观测系统的优缺点：观测系统属性类似于正交观测系统，对于改善炮检距分布，减小采集“足印”有一定优势，不同倾斜角度压制多次波效果不同，但空间连续性相对较差，浅层覆盖不均匀。,二、常规观测系统参数介绍,观测系统类型：12L12S168R斜交观测方向（方位角）：131.9面元大小：20m20m覆盖次数：6横12纵接收道数：2016道道距：40m炮点距：40m/40m接收线距：160m,炮线距：280m最小非纵距：20m最大非纵距：1100m纵向最小炮检距：20m纵向最大炮检距：3860m最大炮检距：4014m纵横比：0.28纵向排列方式：2820-20-40-3860排列片横向移动距离：480m,类型：12L12S168R斜交,观测方向（方位角）：131.9,面元大小：20m20m,面元：20m（道距的一半）20m（横向炮点距的一半）,覆盖次数：6横12纵,横向覆盖次数（6）=接收排列数的一半,横向覆盖次数接收排列数的一半,2线11炮观测系统横向观测系统图，横向覆盖次数2次,道距：40m炮点距：40m/40m纵向最小炮检距：20m接收线距：160m炮线距：280m最小非纵距：20m,最大非纵距：1100m纵向最大炮检距：3860m最大炮检距：4014m纵横比：0.28,纵向排列方式：2820-20-40-3860排列片横向移动距离：480m,1前言2三维观测系统的部分相关知识3宽窄方位对地震成像的影响4面元大小对地震成像的影响5结束语,随着油气勘探的主要地质目标向隐蔽油气藏和岩性油气藏转移，我国的地震勘探工作也由常规的三维地震转向高精度三维地震，三维观测系统优化设计是高精度三维地震数据采集中的主要环节，设计好坏直接影响地质目标的地震成像质量，因此各探区都进行了三维观测参数试验。,前言,在试验中有两个问题引起地球物理界的热烈争论：一是“宽/窄方位三维观测系统对复杂地质目标地震成像分辨率的影响”问题；二是“面元大小与地震成像分辨率的关系”问题，特别对“减小面元可以提高纵向时间分辨率”问题产生更大兴趣。考虑到这两个问题对高精度地震勘探的重要性，本实验室将其列入重点计划，采用三维地震物理模拟技术来进行研究。,前言,虽然模型构造总是相对简单和抽象，但它却是已知的，而实际地质构造是未知的，此点正是模拟技术的最大优势，所以，在我们物理模型的设计和制作中充分考虑它的代表性和一般性。,前言,通过研究我们认为：1、原则上优化的三维观测系统是全方位和小面元，特别是3D3C地震勘探、各向异性预测和三维属性分析，应该采用高覆盖次数的全方位观测系统。2、在不同的前提下，优化选择不同的三维观测系统(1)解决什么地质问题地质模型、地质目标和埋深；(2)采用什么处理方法和流程叠后CMP偏移还是叠前CRP偏移；(3)野外施工条件、装备及投资。,前言,1前言2三维观测系统的部分相关知识3宽窄方位对地震成像的影响4面元大小对地震成像的影响5结束语,排列片：将与同一个炮点有关的所有检波点称为排列片（Patch），也即与同一炮点相关的所有排列组成排列片；定义排列片和与该排列片相关的全部炮点组合成模板（Template）；三维观测系统：模板有规律的纵向和横向滚动，就形成了三维观测系统；模板中炮点和检波点的几何图形分布，决定了三维观测系统的最小炮检距和最大炮检距。,三维观测模板,三维观测系统的相关知识,6线6炮单端激发观测系统的模板,8线8炮正交型观测系统及其模板,AndreasCordsen将野外三维观测系统类型分为12种，其中前8种类型（线束型、直线法、砖墙式、非正交型、奇偶型、面元细分法、钮扣式和锯齿形）都有一个共同特点，即排列片由若干条平行的排列线组成，因此前几年国内技术界已不约而同地统称为线束型（或称束状）观测系统；又根据排炮与排列相交的几何关系，可粗分为正交型束状观测系统和斜交型束状观测系统；若排炮与排列的几何关系再有变化，则又可细分为上述8种类型。至于余下的4种实际上为两种：辐射状和环状，它们在理论上可应用于三维VSP、井中观测，而对地面地震几乎无实用价值。,三维观测系统主要类型,三维观测系统的相关知识,三维观测系统主要类型,三维观测系统的相关知识,8线8炮正交型束状观测系统,三维观测系统主要类型,三维观测系统的相关知识,8线8炮砖墙式束状观测系统,三维观测系统主要类型,三维观测系统的相关知识,8线8炮斜交型束状观测系统,8线8炮正交型束状观测系统纵向参数：面元边长25m，排列形式4075125501254075m（中心放炮，排列240道），最小炮检距125m，最大炮检距4075m；观测模板纵向滚动4个道距，滚动30次，覆盖次数10次。横向参数：面元边长50m，排列线间距200m，排炮点距100m，最小炮检距50m，最大炮检距1050m；观测模板横向滚动4条排列线间距，滚动10次，10束线，覆盖次数4次。三维观测系统：共计300个模板，施工面积86km2见左图，CMP面元覆盖面积、满覆盖面积和覆盖次数渐减带（斜坡）见右图。,观测系统主要参数,三维观测系统的相关知识,该图有两个特点：一，图中上半部分（1、2、3、4行）面元的柱状图中都含有大炮检距道，但缺失小炮检距道；相反，下半部分（5、6、7、8行）面元的柱状图中都含有小炮检距道，但缺失大炮检距道。二，第1、4、5、8行面元的炮检距从小到大分布比较均匀，属性好，有利于速度分析和动校正；而第2、3、6、7行面元的炮检距分布很不均匀，缺失的比较多，属性差，不利于速度分析和动校正。,CMP面元属性,三维观测系统的相关知识,CMP面元3个属性覆盖次数横纵比炮检距分布炮检线方位角分布,8线8炮观测系统CMP面元的炮检距分布图（柱状图）,CMP面元属性,三维观测系统的相关知识,8线8炮观测系统CMP面元的炮检距分布图（柱状图）,左图为8线8炮CMP面元的蜘蛛图。显然，右边两列的“蜘蛛”图形比较对称，反映方位角分布属性较好；而左边两列的“蜘蛛”图形完全不对称，反映方位角分布属性较差。如果将8线8炮改为8线2炮，横向每次滚动1条线间距，则极大部分蜘蛛图的对称性得到改善，见右图。由此可知，横向滚动线数越少，面元方位角分布属性越好。,CMP面元属性,三维观测系统的相关知识,8线8炮观测系统的炮检线方位角分布图（蜘蛛图）,8线2炮观测系统的炮检线方位角分布图（蜘蛛图）,AndreasCordsen在其著作中指出：“如果排列片的横纵比小于0.5的话，可以预料方位角分布很差。方位角分布差，一般表明会产生静校正耦合问题，并且不能检测与方位角有关的变化。如果横纵比增加到0.6至1.0之间，这些问题就可解决”。接着便明确地提出了窄方位勘查和宽方位勘查两个概念及各自特点，最后推荐了最佳横纵比的宽方位勘查85法则。,宽窄方位观测的概念规定,三维观测系统的相关知识,中国石油天然气集团公司物探重点实验室，根据多次实践，在2000年提出一个宽/窄方位观测的定量判别准则经验公式，该经验公式经过多次应用和改进，已比较完善，应用也很方便。决定三维观测方位宽窄的三项主要因素：1、观测模板横纵比t；2、覆盖次数横纵比n；3、炮点系数，设中心放炮1，单端放炮0.5。令为三维观测宽度系数，并限定：t1、n1，有如下判别准则：约定：0.5时为窄方位观测系统，0.5时为宽方位观测系统，0.85时为全方位观测系统。,宽窄方位观测的概念规定,三维观测系统的相关知识,实例1：主要目的层为中层，埋深2000m；设计观测模板为16线4炮232道（中心放炮，最大炮检距为2299m），纵向滚动4个道间距，横向滚动1条线间距；则有t3000/33000.91，n8/81，1；根据经验公式，得0.955，为全方位观测系统。,在规定面元大小为25m25m（道间距50m，炮间距50m），纵向偏移距为100m，横向线间距为200m的前提下，讨论3个应用实例。,宽窄判别准则应用实例,三维观测系统的相关知识,如果改变一些参数，则16线观测模板就可能滚动为一个窄方位观测系统。实例2：主要目的层为深层，埋深4000m；设计观测模板为16线4炮272道（中心放炮，最大炮检距为3998m），纵向滚动4个道间距，横向滚动1条线间距；则有t3000/73000.41，n8/160.5，1；根据经验公式，得0.46，为窄方位观测系统。将实例2的模板改为单端放炮，表面上模板变宽了，但实际宽度系数不变。,宽窄判别准则应用实例,三维观测系统的相关知识,在规定面元大小为25m25m（道间距50m，炮间距50m），纵向偏移距为100m，横向线间距为200m的前提下，讨论3个应用实例。,将实例2的模板改为单端放炮，表面上模板变宽了，但实际宽度系数不变。实例3：主要目的层为深层，埋深4000m；设计观测模板为16线4炮172道（单端放炮，最大炮检距为3998m），纵向滚动4个道间距，横向滚动1条线间距；则有t3000/36500.82，n8/81，0.5；根据经验公式，得0.46，为窄方位观测系统。,宽窄判别准则应用实例,三维观测系统的相关知识,在规定面元大小为25m25m（道间距50m，炮间距50m），纵向偏移距为100m，横向线间距为200m的前提下，讨论3个应用实例。,面元边长设计的三项准则,AndreasCordsen提出面元边长（b）设计须遵循下列三项准则：1、保证在偏移剖面上至少要有23个CMP道来描述一个最小地质目标，即有如下经验法则：b最小地质目标/32、为了保护地震剖面上无空间假频的最高频率fmax不受偏移处理的影响，要求面元b满足下式：bVi4fmaxSimVi是上层的层速度，是地层倾角,三维观测系统的相关知识,面元边长设计的三项准则,Vi为层速度，为最大的地层倾角，倾斜同相轴上相邻两个CMP道的双程旅行时差为t，则偏移前SinVit2b偏移后tanVit2b设空间无假频的最高频率为fmax，该频率的谐波周期为T，由空间采样定理可知，l个周期内至少采2个样点，则有tT212fmax代入tan式，则得bVi4fmaxSim,三维观测系统的相关知识,地震剖面上的空间假频原理图,空间假频公式推导,面元边长设计的三项准则,3、要求小于等于偏移后地震成像的横向分辨率极限。偏移前，地震剖面上的横向分辨率小于第一Fresnel带直径；偏移后，横向分辨率极限为反射波最高频率的一个空间波长，建议最高频率用优势频率fd的波长取2个样点取代之，则有如下经验法则：bVi2fd,三维观测系统的相关知识,1前言2三维观测系统的部分相关知识3宽窄方位对地震成像的影响4面元大小对地震成像的影响5结束语,“宽/窄方位三维观测系统对复杂地质目标地震成像分辨率的影响”是高精度三维地震采集方法研究中的一个争论问题。受Cordsen和Peirce所著的“陆上三维地震勘探的设计与施工”一书的影响，很多探区都进行了宽方位观测的勘探效果试验。虽然理论上宽方位观测应该优于窄方位，但是宽方位观测的野外施工复杂性比窄方位大得多，对野外施工设备的要求也高得多，而各探区试验结果又各不相同，于是“在复杂地区采用宽方位还是窄方位观测问题”引起了地球物理界争论，成为近十年中三维地震方法研究中的一个热点问题。,宽窄方位问题,问题的提出,窄方位观测的主要观点：最好的方法应当是全方位的高覆盖次数观测，但目前条件达不到；对于速度横向变化不大的东部地区（包括西部各大盆地中央平缓倾角区），宽方位与窄方位采集的效果基本无差别；在现行的勘探程序和目前的处理技术条件下,对于西部山区或速度横向变化显著、地层倾角大等复杂地区，实践表明，采用窄方位比宽方位观测效果更好。宽方位观测的主要观点：以上覆地层相对平缓，速度场相对平稳为地质背景，以裂缝性储层或岩性圈闭储层作为地质目标，宽方位勘探比窄方位勘探具有更强的识别岩性尖灭和小断裂的能力；窄方位可能在垂直构造方向上有较好的地震成像分辨率，而宽方位则可以在全方位获得高分辨率空间成像，因此更适合河流相储层、岩性边界和复杂断裂勘探。争论双方都强调同一地质背景：上覆地层相对平缓，速度横向变化不大。本文针对上述地质背景，选择东部滩海地区比较单纯的水退模式扇形薄砂体沉积构建地质模型；设计16线4炮、覆盖次数88的全方位三维观测系统和6线4炮、覆盖次数320的窄方位三维观测系统进行地震物理模拟分析、对比，最后得出了一些结论仅供参考。,宽窄方位问题,问题的提出,宽窄方位问题,扇体沉积模型设计和制作,坡折带是个地貌学概念，指地形坡度发生突变的地带，不论在沉积盆地中还是在剥蚀区都可能发育，它的主要标志是具有可容纳空间。坡折带受断裂活动、地貌挠曲和沉积变异的控制，结果形成不同类型的坡折带：断裂坡折带、挠曲坡折带、沉积坡折带和侵蚀坡折带等四种类型。坡折带对层序和沉积的发育有重要控制意义，其中断裂坡折控制作用最明显，其次是挠曲坡折，再次为沉积坡折。隐蔽油气藏大多分布于各种类型的坡折带中，表明坡折带对隐蔽油气藏的重要控制作用。,坡折带为扇体形成提供了可容纳空间,理想的水退环境砂体沉积模式图,经过抽象化的水退模式扇形薄砂体沉积模型如图，物理模型由4层介质组成：底层基岩为BA，中层泥岩为SH，上层低速带为LV，水层为WA。左边基岩为海岸陡坡带，在基岩顶面、泥岩底部，从左到右沉积了4个扇形薄砂体S1、S2、S3、S4。扇体为扁平状，边缘为楔形尖灭，4个扇体相互叠置，大小和厚度依次递减，速度依次递增，见附表。,宽窄方位问题,扇体沉积模型设计和制作,宽窄方位问题,扇体沉积模型设计和制作,宽窄方位问题,制作模型基底,扇体沉积模型设计和制作,制作扇形砂体,制作上层泥岩,制模过程中的实物照片,观测模板炮检方位角分布图玫瑰图,三维观测系统设计,全方位观测系统：16线4炮，232，88次，CMP面元大小为12.5m12.5m。,窄方位观测系统：6线4炮，240，320次，CMP面元大小为12.5m12.5m。,宽窄方位问题,三维观测系统设计,下表为两种观测系统的横纵比，显然全方位的宽度为窄方位的4.7倍。,宽窄方位问题,三维资料采集与处理,宽窄方位问题,三维资料采集与处理,处理模块展示的覆盖次数分布图上为全方位观测系统，下为窄方位观测系统,采用同一处理软件和流程,宽窄方位问题,反射子波分析对比,宽窄方位问题,时间切片的全局定性分析,扇体成像分辨率对比,时间切片的全局定性分析,扇体成像分辨率对比,左为全方位观测，右为窄方位观测,扇体成像分辨率对比,时间切片的全局定性分析,偏移剖面的局部定量分析,扇体成像分辨率对比,偏移剖面的局部定量分析,扇体成像分辨率对比,宽、窄两种观测系统的纵向PRIM147线偏移剖面,偏移剖面的局部定量分析,扇体成像分辨率对比,检测到的波形突变道0.5道，即为尖灭点CMP道。扇体边界的标准位置如下：S3为CMP128和CMP165.5，S2为CMP141和CMP157.5。,横向SEC241线的S3扇体成像移剖面上为全方位，下为窄方位,横向SEC269线的S4扇体移剖面上为全方位，下为窄方位,偏移剖面的局部定量分析,扇体成像分辨率对比,窄方位观测的90方向4条偏移剖面的检测结果,偏移剖面的局部定量分析,扇体成像分辨率对比,斜交AZIM线的S1扇体成像部分偏移剖面上为AZIM45线，下为AZIM135线；左为全方位，右为窄方位,偏移剖面的局部定量分析,扇体成像分辨率对比,全方位观测的斜交方向2条偏移剖面的检测结果,窄方位观测的斜交方向2条偏移剖面的检测结果,偏移剖面的局部定量分析,扇体成像分辨率对比,理论预测薄扇体的最佳偏移归位精度为2个CMP道，实验检测的最大误差也为2CMP道，定量对比结果表明：宽、窄两种观测系统都能使4个薄扇体正确成像，而且两者的成像分辨率基本相当。,结论,（1）水退模式扇形薄砂体沉积地震物理模型实验表明：在上覆地层相对平缓、速度横向变化不大的地质背景下，以及采用CMP叠加偏移处理的前提下，宽方位和窄方位三维采集都能对地下目标实现基本正确的地震成像，而且两者的成像分辨率相当。（2）宽/窄方位三维观测系统对复杂地质目标地震成像分辨率影响问题，是一个涉及采集、处理、解释一体化的综合方法研究问题，目前阶段应结合CMP叠加偏移处理方法和CRP偏移叠加处理方法一起研究，才能得出比较全面、正确的结论，本文只进行了最基本的第一阶段研究。,宽窄方位问题,1前言2三维观测系统的部分相关知识3宽窄方位对地震成像的影响4面元大小对地震成像的影响5结束语,问题的提出,面元大小问题,此幻灯片来源于大港油田,问题的提出,小面元1010m，覆盖次数15次；大面元2020m，覆盖次数60次，总工作量相等，但小面元同相轴的视分辨率明显高于大面元。此幻灯片来源于东方地球物理公司,面元大小问题,问题的提出,CMP面元大小（b）设计须符合3项准则：（1）b1/3最小目标地质体（2）b要满足空间采样定理bVi4fmSin（3）b偏移后横向分辨率极限RFh=Vi2fd（层速度2倍地震波主频）,面元大小问题,问题的提出,面元大小问题,地震剖面上的空间假频问题bVi4fmaxSimfmaxVi4bSim设Vi=2170m/s，对于不同倾角反射界面，不同大小面元所能保护的地震子波最高频率见下表,问题的提出,地层倾角越大，面元越大，空间子波的高截频率越低。15的正弦函数值为0.26，当地层倾角大于15时，需要考虑大面元对空间子波所造成的假频影响；当地层倾角大于30时，则必须考虑大面元所造成空间假频影响。理论上认为正是这种空间域子波频谱变化改变了时间域纵向地震分辨率，是否正确，还须进一步探索、试验、验证。在实际的高分辨率地震勘探中，更重要的是提高纵向时间分辨率，面元问题直接关系高精度三维地震的发展方向，因此深入研究这一争论问题，具有重要的实际价值。,面元大小问题,两个薄砂体地震物理模型,WA水层，SH泥岩，BA基岩，左图S1、S2、S3为砂岩，厚度50m，右图4个扇体（S1、S2、S3、S4）厚度可达到2030m。,面元大小问题,带断裂和楔状尖灭的Z字形薄砂体模型,水下陡坡带扇形砂体沉积模型,Z字模型三维观测系统设计,设计思想三维数据采集设计遵从大港油田滩海地区的高精度三维地震试验方案：1、三维数据采集只采用一种观测系统，小面元、窄方位；2、三维数据处理以小面元为基础，再扩大为中面元和大面元进行叠加、偏移；3、利用同一原始数据来分析比较不同面元对地震成像的影响。在上述基础上对观测系统设计作适当改动：8线正交型线束状观测模板改为8线20炮45斜交型观测模板；5种不同面元（5m、10m、15m、20m、25m）改为3种（6m、12m、24m）。,面元大小问题,Z字模型三维观测系统设计,已知参数泥岩速度V12170m/s，砂岩速度V22580m/s，地震子波主频fd50Hz，最高频率fmax90Hz。分辨率预测砂岩纵向时间分辨率极限（RFv）：纵向最高分辨率为/4，即RFv/4V2/4fd12.9m。51.6m，砂层厚度接近1个地震子波波长；砂岩横向空间分辨率极限（RFh）：RFhV1/2fd21.7m；空间采样间隔（L）：LV1/4fmaxSin23.3m，为地层倾角，15；面元边长设计要滿足三项准则，可以考虑b6m、12m、24m。,面元大小问题,Z字模型三维观测系统设计,面元参数设计小面元：6m6m，覆盖次数4832（合理），空间无假频的fmax=349Hz；中面元：12m12m，覆盖次数816128（次数略高），空间无假频的fmax=175Hz；大面元：24m24m（边长略超限），覆盖次数1632512（不合理），空间无假频的fmax=87Hz（略低于90Hz，基本符合要求）。,面元大小问题,三维观测系统全图及物理模型俯视图Y方向排列线，X方向45斜交炮线，橙色边框模型边界，灰色带中间裂缝，紫色曲线砂层S1的楔形尖灭线,窄方位观测模板：8线10炮120道，两端放炮，45度双排斜交炮线,Z字模型三维观测系统设计,面元大小问题,Z字模型资料采集与处理,原始三维资料采集按小面元6m6m，覆盖次数48次进行，采样率0.8ms，采样长度3200ms，共计采集9081600道地震物理模拟数据，可组成10120炮三维地震记录，室内处理时再合成12m12m中面元和24m24m大面元。,Z字物理模型三维数据正在采集中,面元大小问题,Z字模型资料采集与处理,小面元的原始单炮记录及其分频扫描滤波记录,面元大小问题,Z字模型资料采集与处理,这10张图是小面元6m6m的1174线SN方向第10炮原始记录及其分频扫描滤波记录。从原始记录上可以清晰地辨别出模型各层的反射波同相轴：0.9秒是水底表面与模型顶面（WB）反射，1.2秒和1.5秒是上下两层砂体S1和S3的顶底反射，1.9秒处则是模型底（MB）的反射。在各个频段的滤波图上都有这4组反射波同相轴，即使在最后一张扫描频率达到90180Hz的滤波记录上，也可将S1和S3辨别出来，说明目标层反射波的高频端已经超过90Hz，达到原定技术指标要求，可以滿足下面砂体成像分辨率分析的需要。,面元大小问题,Z字模型资料采集与处理,中面元主测线方向1087线的偏移剖面,面元大小问题,三维资料处理采用常规的先叠加后偏移流程，在同一套系统用相同软件完成，室内重采样为2ms。主测线方向穿过模型中轴线的剖面：对于小面元为1174线，中面元为1087线，大面元为1043线。,扇体模型三维观测系统设计,设计思想Z字模型实验是以大、中、小三种面元工作量相同为前提，进行地震成像分辨率对比。在三维观测系统设计时，以小面元为主，将其覆盖次数设计为正常的32次，于是导致中、大面元覆盖次数过高，分别为128次（不合理）和512次（更不合理）。扇体模型实验则是Z字模型的继续和补充，目的仍是在总采集数据量相等的前提下，比较大小面元对偏移成像分辨率的影响，但要求保持参数设计的相对合理性。设计两种12线4炮的宽方位观测系统，面元大小不同，但方位宽窄和总的采集工作量相同。利用不同的原始数据来分析比较不同面元对地震成像的影响。已知参数泥岩速度V11750m/s，砂岩速度V22300m/s，地震子波主频fd55Hz，最高频率fmax100Hz。分辨率预测砂岩纵向时间分辨率极限（RFv）：纵向最高分辨率为/4，即RFv/4V2/4fd10.5m；砂岩横向空间分辨率极限（RFh）：RFhV1/2fd16m。面元参数设计小面元：8m8m，覆盖次数3618（略低了些）；大面元：16m16m，覆盖次数61272（稍高了些）。,面元大小问题,扇体模型三维观测系统设计,面元大小问题,8m8m小面元的12线4炮（两端放炮）224道612次模板及其三维观测系统图,16m16m大面元的12线4炮（两端放炮）248道36次模板及其三维观测系统图,扇体模型三维观测系统设计,面元大小问题,小面元的CMP面元属性分布图覆盖次数3618次,大面元的CMP面元属性分布图覆盖次教61272次,小面元观测系统A采集模拟地震数据123万道，大面元观测系统B采集模拟地震数据120万道，采样率为0.8ms，记录长度3200ms。三维资料处理采用常规的先叠加后偏移流程，在同一套系统用相同软件完成，室内重采样为2ms。,面元大小问题,扇体模型资料采集与处理,面元大小对纵向分辨率的影响,面元大小问题,纵向分辨率取决于地震子波频谱,因此首先利用Z字模型的小、中、大三种面元偏移数据体来进行时间分辨率的对比分析。确定分析范围选在同一部位：对于小面元的1174线，隔道抽取20道单数道；对于中面元的1087线，顺序抽取20道；对于大面元的1043线，顺序抽取11道。确定分析时窗如下：水层底模型顶的WB为800900ms，上层砂体S1为11001300ms。频谱分析结果：三种面元的频谱分布包络线形态和数值都十分相象。这一点符合空间假频理论，因为这两层都是水平界面，偏移处理不造成空间子波滤波效应。上述结果表明：对于平缓的地层界面，面元大小不影响地震成像的纵向时间分辨率。,面元大小对纵向分辨率的影响,面元大小问题,上层砂体S1的反射同相轴频谱分布包络线,水层底WB的反射同相轴频谱分布包络线,面元大小问题,Z字模型上层砂体S1的波形显示偏移剖面当砂层厚度为时，上下子波完全分离，可直接检测砂体顶、底反射子波的峰、谷时差求取双程旅行时厚度；当砂层厚度为/2时，要用正演合成子波确定；当砂层厚度小于/4时，要用谱分解法确定。,利用偏移剖面检测的Z字型砂体双程旅行时差及厚度值大中小三种面元检测结果相同（标准厚度50m）,面元大小对纵向分辨率的影响,面元大小问题,小面元,大面元,扇体模型S4的最大厚度双程旅行时实验检测值（标准24ms）,面元大小对纵向分辨率的影响,纵向分辨率对比小结,面元大小问题,Z字模型用同一个三维观测系统采集的数据作了大、中、小三种面元的纵向分辨率对比，大面元面积是中面元的4倍，是小面元的16倍；扇体模型用两个面元大小不同的三维观测系统做了两次数据采集，大面元面积是小面元的4倍。在这两个物理模型实验中，面元大小变化是非常剧烈的，其它参数设计也尽量接近野外实际情况，但无论是频谱特性对比还是双程旅行时厚度对比，均未发现纵向分辨率提高或降低，因此地震物理模拟结果表明：对于平缓的地层界面，三维空间处理通常不会影响空间子波的频谱，因此面元大小选择不影响水平地质体地震成像的纵向分辨率；对于倾斜界面，还需作进一步研究。,面元大小对纵向分辨率的影响,面元大小问题,Z字模型小面元三维偏移数据体的彩色剖面水层底WB强反射位于850ms处，红、蓝色振幅值均100；上层砂体S1顶界面反射在1206ms，底界面反射在1244ms，S1为中等振幅101数量级；下层砂体S3顶界面反射在1526ms，底界面反射在1566ms；噪声背景振幅在20和10范围内。,面元大小对横向分辨率影响,面元大小问题,三种面元S1顶面反射成像的时间切片图像定性对比中、小面元的断裂成像质量基本相当，裂缝形状、宽窄相同，楔形尖灭带轮廓形态及图像清晰度几乎相同；大面元的断裂成像稍差些，图像较模糊，并因受到采集痕迹等噪声干扰，楔形尖灭带轮廓发生明显畸变。,Z字模型的横向分辨率对比,面元大小问题,三种面元S1底面反射成像的时间切片图像定性对比黄色箭头：左箭头所指为Z字形砂体中间斜层S2的成像，中间箭头所指为裂缝成像，右箭头所指为楔形尖灭带成像,Z字模型的横向分辨率对比,面元大小问题,三种面元S3顶面反射成像的时间切片图像定性对比左箭头所指为裂缝成像，右箭头所指为中间斜层S2的成像,三种面元S3底面反射成像的时间切片图像定性对比由于深层反射的信噪较低，所以切片图像质量较差。,Z字模型的横向分辨率对比,面元大小问题,三种面元横向分辨率的定量对比,楔形尖灭线的定量检测方法1S1楔形斜坡带，2沿主测线Y方向尖灭的部位，3沿X方向尖灭的部位,Z字模型的横向分辨率对比,横向分辨率极限RFh=21.7m，将RFh与CMP面元相比较，则相当于3.6个小面元宽度，1.8个中面元宽度和0.9个大面元宽度。横向分辨率极限就是地下构造的偏移归位最高精度，由此可知：以CMP道为单位，小面元的最小误差为4道，中面元为2道，大面元为1道。,面元大小问题,小面元切片的S1和S3楔形尖灭线检测精度（极限4道）,Z字模型的横向分辨率对比,中面元切片的S1和S3楔形尖灭线检测精度（极限2道）,面元大小问题,大面元切片的S1和S3楔形尖灭线检测精度（极限1道）,定量检测结果表明：中、小面元的偏移归位基本上达到了理论预测的横向分辨率极限，即最小误差，而大面元的偏移归位误差较大，扩大了1倍，说明由大面元减小到中面元提高了分辨率，由中面元再减小到小面元不改变分辨率。上述结果与人们熟悉的电视机屏幕或电脑显象器的分辨率概念相吻合。小结：面元大小直接决定地震成像的横向分辨率，减小面元可以提高横向分辨率，但有限度，当面元边长小于横向分辨率极限后，两者之间关系逐渐弱化。因此，提出一个参考建议：对于第三项准则（横向分辨率极限），面元边长选择可限定在RFh与RFh2范围内。,Z字模型的横向分辨率对比,面元大小问题,扇体模型的横向分辨率对比,将扇体S4和S1的成像图形与模型设计的标准图形相比较，显然小面元观测系统的12张扇体图像轮廓不太稳定、不太圆滑，而大面元观测系统的12张扇体图像轮廓比较稳定、比较符合标准图形。,以4ms为间隔，9841028ms时深段S4和S1成像的小、大面元时间切片对比图,面元大小问题,1）小面元的扇体图像轮廓不太稳定、不太圆滑，而大面元的扇体图像轮廓比较稳定、比较符合标准图形。其原因是因为小面元分辨率高，但覆盖次数低、信噪比低、易受干扰；而大面元分辨率低，但覆盖次数髙、信噪比高，因此统计平