叠前偏移成像响应及射线追踪模型分析

叠前偏移成像响应及射线追踪模型分析

1d观测系统叠前偏移成像效果的影响传统观测系统的主要目标是获得完整的重叠数据体，并通过重叠后偏移获得地下地质结构的图像。鉴于叠前偏移技术能够实现真正的共反射点叠加,比叠后偏移具有更大的优越性,近年来叠前偏移成像迅速取代了常规叠后偏移成像。然而,叠前偏移成像对地震观测系统提出了更高的要求,当炮点和检波点的空间采样不足时,叠前偏移很容易产生假频(偏移噪声),这在很大程度上会抵消叠前偏移方法本身的优越性。随着技术水平和仪器带道能力的增强,观测系统设计具有了更大的灵活性和更多的选择。深入分析3D观测系统对叠前偏移成像效果的影响,对于优化观测系统设计、进一步提高叠前偏移成像的精度具有重要意义。近年来出现了一些新的观测系统分析评价方法2观测系统噪声的测定散射点模型和射线追踪模型是近年发展起来的主要观测系统评价技术,可用来分析不同观测系统偏移噪声的强弱,从而为观测系统优选提供依据。本文用散射点叠前偏移响应和正演模型分析了观测系统主要参数对叠前成像的影响。2.1观测系统的基本成像特性Kirchhoff叠前偏移响应分析有助于揭示观测系统的基本成像特性。本文根据旅行时的双平方根方程实现单绕射点和多绕射点的正演计算,同时在程序中集成了Kirchhoff叠前偏移算法2.2地质模型正演模型正演是进行地震采集设计和成像方法研究的一个重要工具。根据目标工区的特定地质条件设计较为准确的地质模型,通过模型正演可以分析不同观测系统的成像效果和解决地质问题的能力。本文依据Fermat原理实现了层状介质的快速射线追踪3参数分析的影响本文主要从观测系统类型、排列宽度、线束滚动距离等方面分析3D观测系统有关参数对叠前成像效果的影响。3.1种观测系统的对比当进行3D采集设计时,首先要选择观测系统的类型。陆上3D地震采集的观测系统类型主要有正交观测系统、斜交观测系统和砖墙式观测系统等。图1显示了一个8线8炮观测系统和由其演变而来的砖墙式观测系统和45°斜交式观测系统。正交观测系统的参数为中间放炮、每线120道接收,炮线距和接收线距为200m,线束滚动距离为400m。三种观测系统的接收点布设完全一样,炮点数也相同。图2为图1中三种观测系统的散射点叠前偏移响应。由图2可见,三种观测系统叠前偏移响应差异不大,但在成像的细节上有所不同:在Inline方向,正交观测系统效果最好,砖墙式观测系统噪声多于其他两种观测系统;在Crossline方向,砖墙式观测系统的噪声明显较多,其他两种观测系统无明显差别,只是斜交观测系统似乎局部噪声要比正交观测系统弱些,但非常细微。正交观测系统总体上获得了最好的效果。人们之所以要偏离规则的正交观测系统而设计砖墙式观测系统或斜交式观测系统,就是为了获得良好的炮检距分布,从而改善地震成像。但从上面的分析来看,这两种观测系统在进行叠前成像时并不能获得更好的效果。3.2排列片宽度随观测系统的变化关于观测系统排列片是宽好还是窄好,曾引起了不少争论图3中所比较的三种观测系统的Inline方向参数一样,线束滚动都为200m,它们之间的差异也只是接收线数及由此产生的排列片宽度(和横向覆盖次数),其他参数完全相同,也就是说它们具有相同的接收点距、炮点距、接收线距、炮线距、线束滚动距离和每线相同的接收道数。图中结果显而易见地说明随排列片宽度的增加成像效果得到改善。值得说明的是,实际上图中的偏移噪声与地层反射信号相比还是很小的,只是为了对比不同观测系统结果的差异而特别地增加了剖面的显示增益。但在有弱反射信号的存在时,这种偏移噪声将不容忽视。3.3调整线束滚动轴承的排列特征线束滚动距离是3D地震观测系统的一个重要参数。较大的滚动距离使面元的属性产生变化,并导致空间的不连续性。用正演模型技术对线束滚动距离进行了分析(图4)。图中所用的观测系统都为12线接收,每线120道,道距和炮点距为50m。所不同的就是束线内的炮点数及线束滚动距离。图4表明,虽然两种观测系统具有同样的纵横向覆盖次数和相同的炮点、接收点采样,但二者得到了大不相同的结果:较小的线束滚动距离获得了明显好的叠前成像结果。线束滚动距离对叠前成像存在着较大的影响,较小的滚动距离倾向于得到较好的聚焦精度。在实际的观测系统设计中对线束滚动距离要加强分析和论证,在施工成本和良好成像能力之间做出最佳的选择。4观测系统设计的基础利用散射点叠前偏移响应和正演模型分析了观测系统参数对叠前地震成像效果的影响,获得了一些认识,为指导3D观测系统设计提供了支持和依据:(1)从3种8线观测系统的比较结果来看,规则正交观测系统的成像效果优于砖墙式观测系统和斜交观测系统;(2)