地震采集观测系统设计分析

1、南部斜坡带观测系统设计 分析 中国地质大学（北京）中国地质大学（北京） 刘学伟刘学伟 尹军杰尹军杰 罗斌罗斌 主要内容一、地质目标二、地震地质条件分析三、关键处理环节对原始 地震数据的要求四、对观测系统设计的建议一、地质目标 1、断面清晰成像；、断面清晰成像；2、搞清断面上盘地层与断面接触关系。、搞清断面上盘地层与断面接触关系。 二、地震地质条件分析 1、深层地震地质条件分析、深层地震地质条件分析 断面倾角高达断面倾角高达45度，目的层深度，目的层深3500米，米，南部山前带断面上盘地层越来越浅。这南部山前带断面上盘地层越来越浅。这些特征直接影响到观测系统设计的下列些特征直接影响到观测系统设计

2、的下列几方面：几方面： （1）面元大小：在陡倾角情况下，面元大小）面元大小：在陡倾角情况下，面元大小 影响到速度分析、影响到速度分析、DMO、空间分辨率。空间分辨率。 （2）排列长度：陡倾角情况下偏移要求炮检）排列长度：陡倾角情况下偏移要求炮检 距大。距大。 （3）Xmin ：南部山前带小炮检距信息非常南部山前带小炮检距信息非常 重要，它影响到速度谱的质量，重要，它影响到速度谱的质量， 同时关系到浅层成像。同时关系到浅层成像。 （4）偏移孔径：）偏移孔径： 当地层倾角大于当地层倾角大于30度时，度时， 偏移孔径由地层倾角决定。偏移孔径由地层倾角决定。 2、浅层地震地质条件分析 南部山前带地表起

3、伏大，地表条件变化南部山前带地表起伏大，地表条件变化大（有河滩、丘陵、农田、水塘等），大（有河滩、丘陵、农田、水塘等），地表起伏变化影响潜水面深度变化，低地表起伏变化影响潜水面深度变化，低速带厚度变化大。这种表层条件导致静速带厚度变化大。这种表层条件导致静校正问题严重。主要表现在以下几方面：校正问题严重。主要表现在以下几方面： （1）做好野外静校正要求准确的低速带模型）做好野外静校正要求准确的低速带模型 如果野外静校正不到位，剩余静校正不如果野外静校正不到位，剩余静校正不 解决问题。这就要求详细的低速带调查。解决问题。这就要求详细的低速带调查。 本区缺乏详细的低速带资料。本区缺乏详细的低速带资

4、料。 （2）做好剩余静校正有两个条件：）做好剩余静校正有两个条件： 有信噪比高连续性好的稳定波组，有信噪比高连续性好的稳定波组， 剩余时差不能太大。剩余时差不能太大。 （3）本区静校正问题）本区静校正问题 本区静校正模式：野外静校正本区静校正模式：野外静校正+剩余静校正。剩余静校正。 由于缺乏详细的低速带资料，低速带建模由于缺乏详细的低速带资料，低速带建模 不准，野外静校正不准，野外静校正 不到位，剩余时差大。不到位，剩余时差大。 影响剩余静校正。因此，静校正效果不好。影响剩余静校正。因此，静校正效果不好。 另外浅层缺乏信噪比高连续性好的稳定波组另外浅层缺乏信噪比高连续性好的稳定波组（4）在本

5、区应考虑下列静校正模式）在本区应考虑下列静校正模式 野外静校正野外静校正+折射静校正折射静校正+剩余静校正。剩余静校正。 折射静校正和剩余静校正对观测系统折射静校正和剩余静校正对观测系统 设计都有要求。设计都有要求。折射静校正叠加剖面折射静校正叠加剖面高程静校正叠加剖面高程静校正叠加剖面（5）南部山前静校正特殊问题）南部山前静校正特殊问题南部山前丘陵带折射波不发育，无法南部山前丘陵带折射波不发育，无法进行折射静校正。只能按野外静校正进行折射静校正。只能按野外静校正+剩余静校正的模式进行折射静校正。剩余静校正的模式进行折射静校正。因此，必须做详细的低速带调查。因此，必须做详细的低速带调查。三、关

6、键处理环节对原始地震数据的要求 根据本工区的地震地质条件，要得到清根据本工区的地震地质条件，要得到清晰的成像效果下列四个处理环节十分重晰的成像效果下列四个处理环节十分重要。而这些处理环节对原始地震数据是要。而这些处理环节对原始地震数据是有要求的。这些要求就是观测系统设计有要求的。这些要求就是观测系统设计 的原则。的原则。 1、三维静校正 南部基岩出露，折射波不发育。应南部基岩出露，折射波不发育。应采用精细野外静校正采用精细野外静校正+剩余静校正；北部剩余静校正；北部折射波发育，应采用折射静校正折射波发育，应采用折射静校正+剩余静剩余静校正。折射静校正和剩余静校正对观测校正。折射静校正和剩余静校

7、正对观测系统设计有要求，总体上要做好静校正系统设计有要求，总体上要做好静校正有如下要求：有如下要求： （1）精细低速带调查；）精细低速带调查；（2）炮点和接收点位置要准；）炮点和接收点位置要准；（3）接收线数要多，接收线距要小；）接收线数要多，接收线距要小；（4）排列滚动重叠线要多，有利于静校耦合；）排列滚动重叠线要多，有利于静校耦合；（5）覆盖次数要高，纵横向覆盖次数要基本）覆盖次数要高，纵横向覆盖次数要基本 一致，这有利于静校正耦合。一致，这有利于静校正耦合。 2、三维速度分析 （1）理论上讲，由于断面倾角大必需进行）理论上讲，由于断面倾角大必需进行 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 条件是覆盖次数高、各个方向的炮检条件是覆盖次数高、各个方向的炮检 距分布均匀，各方向的距分布均匀，各方向的Xmax 应大于应大于 目的层深度。其缺点是成本高。目的层深度。其缺点是成本高。 （2）考虑到成本的原因，不得不进行）考虑到成本的原因，不得不进行 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) 在一个面元内炮检距均匀分布；在一个面元内炮检距均匀分布； (b) 在陡倾角情况下面元要小；在陡倾角情况下面元要小； (c) 尽量不要变观，以保证炮检距分布尽量不要变观，以保证炮检距分布 均匀；均匀； (d) 不能空炮、偏炮

9、、空道；不能空炮、偏炮、空道； (e)高覆盖次数。高覆盖次数。 3、三维DMO 三维三维DMO对原始地震数据的要求：对原始地震数据的要求： (1) 在各个方位都要求炮检距均匀分布。在各个方位都要求炮检距均匀分布。 有两层含义，一是炮检距由小到大有两层含义，一是炮检距由小到大 均匀分布，不要缺失某些炮检距信息。均匀分布，不要缺失某些炮检距信息。 二是各炮检距上的道数应尽可能一致。二是各炮检距上的道数应尽可能一致。 (2) 纵横向覆盖次数要基本一致。纵横向覆盖次数要基本一致。 (3) 在陡倾角情况下面元要小。在陡倾角情况下面元要小。 (4) 尽量不要变观，不能空炮、偏炮、尽量不要变观，不能空炮、偏

10、炮、 空道，以保证炮检距分布均匀。空道，以保证炮检距分布均匀。 4、偏移 偏移对数据的要求：偏移对数据的要求： (1) 由于地层倾角大，最大炮检距要足够大，由于地层倾角大，最大炮检距要足够大， 以保证偏移效果（特别是叠前深度偏移）；以保证偏移效果（特别是叠前深度偏移）； (2) 由于地层倾角大，满覆盖区以外的边缘宽由于地层倾角大，满覆盖区以外的边缘宽 度（含偏移孔径和覆盖次数渐减带）也大。度（含偏移孔径和覆盖次数渐减带）也大。 为了见到显著效果，减小边缘效应，勘探为了见到显著效果，减小边缘效应，勘探 面积要足够大。面积要足够大。 (3) 叠前深度偏移要求宽方位角，要求浅层叠前深度偏移要求宽方位

11、角，要求浅层 速度准确。速度准确。 四、对观测系统设计的建议 1、小面元 在陡倾角情况下，速度分析、在陡倾角情况下，速度分析、DMO和和 叠加都要求小面元。叠加都要求小面元。 以以H36为目的层，层速度为目的层，层速度V=4300m/s， 断面倾角断面倾角45度，度，Fmax=60Hz，则要求则要求 面元边长面元边长=26m。 以以H2为目的层，层速度为目的层，层速度V=3400m/s， 断面倾角断面倾角45度，度，Fmax=70Hz，则要求则要求 面元边长面元边长=17m。 兼顾核二与核三，取面元边长兼顾核二与核三，取面元边长=20m。 以往面元过大（多为25m 50m) 以以H2为例，要保

12、证空间分辨率面元边长为例，要保证空间分辨率面元边长应小于应小于34m面元：面元：2550 覆盖：覆盖：102 面元：面元：12.550 覆盖：覆盖：123 大小面元大小面元频谱分析频谱分析侯庄地区面元：面元：2550 覆盖：覆盖：102 面元：面元：12.550 覆盖：覆盖：123 分辨率有大的提高大小面元偏移大小面元偏移效果对比效果对比侯庄地区信噪比有大的提高2、增加横向覆盖次数 以往地震资料的覆盖次数为以往地震资料的覆盖次数为20或或40次，次，这在南部偏低。导致炮检距分布不均匀。这在南部偏低。导致炮检距分布不均匀。建议覆盖次数建议覆盖次数86=48次，或次，或88=64次。次。DMO和静

13、校正要求增加横向覆盖次数。和静校正要求增加横向覆盖次数。 8线21炮（线距300）米8线10炮（线距200）米8线15炮（线距300）米6 6线线1212炮炮8 8线线1515炮炮8 8线线1212炮炮8 8线线1010炮炮参数论证与技术方案参数论证与技术方案观测系统论证观测系统论证覆盖次数：纵覆盖次数：纵6 横横4，面元：，面元：2550分布均匀偏移距分布与方位角特性偏移距分布与方位角特性结论：结论：线数相线数相同，炮同，炮数越多数越多炮检距炮检距分布越分布越均匀。均匀。3、Xmin要尽可能小 斜坡带南端断面浅，为确保断面成像清斜坡带南端断面浅，为确保断面成像清晰应注意保护浅层。晰应注意保护

14、浅层。最浅的保护层深度最浅的保护层深度=200m。 以往资料浅层信息不足 原因：空炮、偏炮、空道、变观等原因：空炮、偏炮、空道、变观等浅层缺口较多 4、要求炮检距均匀分布。 以往资料炮检距分布不均匀变观、炮点偏移较普遍，造成炮检距不均匀、变观、炮点偏移较普遍，造成炮检距不均匀、覆盖次数不均匀覆盖次数不均匀 5、注意动校切除的影响由于动校切除，浅层覆盖次数不够。因由于动校切除，浅层覆盖次数不够。因此，在观测系统设计中应尽可能多的包此，在观测系统设计中应尽可能多的包含小偏移距信息。含小偏移距信息。在观测系统设计中要检查浅层动校切除在观测系统设计中要检查浅层动校切除情况。以确保浅层有一定的覆盖次数。

15、情况。以确保浅层有一定的覆盖次数。6、边界带 纵向边界带：纵向边界带：4000m 偏移孔径偏移孔径=Ztg=3500tg45=3500m 覆盖次数渐减带覆盖次数渐减带=0.2Xmax=800m横向边界带：横向边界带：2500m 偏移孔径偏移孔径=Ztg=3500tg30=2000m 覆盖次数渐减带覆盖次数渐减带=0.2Xmax=800m试验区块大小：应为试验区块大小：应为108平方公里平方公里纵线方向满覆盖长取纵线方向满覆盖长取5km，考虑到偏移，考虑到偏移归位和边界效应，则能够见到效果的勘归位和边界效应，则能够见到效果的勘探区块长度应为探区块长度应为12km。横线方向满覆盖长取横线方向满覆盖

16、长取4km，考虑到偏移，考虑到偏移归位和边界效应，则能够见到效果的勘归位和边界效应，则能够见到效果的勘探区块长度应为探区块长度应为9km。7、砖墙式观测系统 目的要增加小炮检距信息。目的要增加小炮检距信息。 这是出于下列考虑：静校、保护南部浅这是出于下列考虑：静校、保护南部浅层信息、速度分析和层信息、速度分析和DMO要求炮检距均要求炮检距均匀分布。匀分布。 8、组合接收 增加检波器个数有利于提高信噪比。增加检波器个数有利于提高信噪比。由于方位角窄，侧面波仍是主要干扰之一。由于方位角窄，侧面波仍是主要干扰之一。 组合应注意压制组合应注意压制侧面波和随机噪声。侧面波和随机噪声。9、不要变观 不要变观、不能空炮、偏炮、空道，炮不要变观、不能空炮、偏炮、空道，炮点和检波点位置要准确无误。这关系到点和检波点位置要准确无误。这关系到炮检距分布是否均匀，覆盖次数是否均炮检距分布是否均匀，覆盖次数是否均匀，进而影响到静校正、速度分析、匀，进而影响到静校正、速度分析、DMO处理、叠加和偏