OVT属性分析方法在采集设计中的应用

OVT（Offset Vector Tile，炮检距矢量片）技术广泛应用于高密度、宽方位地震资料处理、解释中，并取得良好效果。但该技术在地震数据采集领域应用较少。本文介绍了OVT属性分析技术，给出OVT体属性、片属性定义；将此两种属性应用于观测系统参数论证中，并讨论数据采集现场变观对OVT属性的影响。通过实际应用并对比分析得知：OVT属性中炮检距容差和方位角容差对于观测系统的线距较敏感，可用于对比、评价不同观测系统的优劣；采集现场炮点变观后的恢复性激发方法给地震数据OVT属性带来负面作用，应尽量避免采用此种方式。     

炮检距属性的非均匀性系数分析

三维地震观测系统中炮检距均匀分布一直是野外地震采集设计的目标,炮检距分布对速度分析和叠加成像精度都有很大影响。目前人们对三维地震观测系统属性进行定性分析和评价的主要手段是炮检距分布属性图。本文将炮检距分布与覆盖次数和最大炮检距联系起来,提出了定量化分析公式和非均匀性系数的新概念,用以描述每一个面元炮检距分布的均匀性状况。通过对四种不同类型束状观测系统和四种不同横纵比正交观测系统的炮检距非均匀性系数分析,定量地推断出炮检距相对最为均匀的观测系统,为地震勘探观测系统设计中炮检距均匀分布评价提供了新的方法和手段。     

三维观测系统属性分析与优化设计

三维观测系统设计及其属性分析研究是地震数据采集的一个重要环节，其中观测系统属性分析中炮检距分布的合理性又是最重要的参数之一。现有的地震数据采集软件也未提供一个定量分析评判的标准。为此本文从炮检距分布合理性的定量化判断及其观测系统参数的最优化设计出发，提出了采用面元内相邻炮检距的变化率大小来判断炮检距分布的均匀性，利用炮检距变化率的方差最小化作为观测系统参数优化选择的目标函数，这在一定程度和部分环节上为观测系统的优化设计提供了新的方法和手段。     

利用以往地震数据的观测系统炮点加密技术

提高复杂构造目的层阴影区成像质量的常规方法是，基于射线追踪和波动方程地震波照明结果，分析目的层阴影区照射能量的分布情况，根据待加密炮对目的层阴影区照明能量的贡献布设加密炮点。地质构造的复杂性造成无法准确构建地质模型，进而影响针对复杂目的层的照明分析，最终导致加密炮点难以提高复杂构造目标区的成像质量。为此，基于局部相似属性理论，提出依托以往地震数据的提高目的层阴影区成像质量的方法：首先根据探区地质任务拟定观测系统，尽量选择较小的炮点距（或炮线距）；计算探区已有数据的共成像点（CIP）道集每道的局部相似属性，在叠后数据上拾取目的层，得到已有炮（集数据）所有道目的层的局部相似属性；然后利用空间内插计算拟定观测系统所有炮的局部相似属性和正常炮对目的层的贡献值，建立每个CIP道集的局部相似属性与空间位置的关系曲线（曲面），确定局部相似属性低值区；最后以目的层局部相似属性均匀性为指标，确立加密炮的位置和密度。理论数据和实际资料应用结果表明，该方法可便捷地选择最经济、适用的加密炮参数，能显著改善具有高陡构造、逆掩推覆构造及其他横向速度变化剧烈地区目的层阴影区成像效果。     

HTI介质方位观测PP波反射系数一阶扰动近似

五维叠前地震数据具有丰富的炮检距与方位信息,基于五维地震数据所发展的OVT域叠前地震属性分析可以对地下储层进行有效预测。本文在方位观测系统下,基于扰动思想与介质分解理论,推导出一种新的PP波HTI介质反射系数一阶扰动近似公式,突破了传统反射系数近似公式仅适用于小炮检距的局限,进一步提高了五维地震数据中炮检距信息的利用率。计算结果表明,本文所构建的一阶扰动近似公式与传统线性近似公式相比,具有更高的精度,与精确公式的AVO特征具有更高的相似性,为利用中远炮检距信息进行五维地震反演奠定了理论基础。     

炮检距对地震分辨率影响的研究

在多次覆盖水平叠加处理中，因为不同炮检距道的垂向分辨率不同，使得动校拉伸后地震剖面的垂向分辨率降低。为此，分析了炮检距对地震垂向分辨率的影响，并从惠更斯原理出发，推导了炮检距与地震横向分辨率的关系式，讨论了炮检距对地震横向分辨率的影响。通过对实际地震资料的处理和分析，揭示了不同炮检距道的地震信息所存在的差异，解释了造成这种差异的原因，指出了在高分辨率地震采集设计时应考虑的问题，给出了消除炮检距对地震分辨率影响的方法。     

观测系统综合质量因子分析

观测系统的优劣决定地震采集数据的质量。目前用于地震勘探观测系统评价的大多是仅能反映观测系统某一方面特征的单一属性。为此,基于前人研究成果,综合观测系统中的覆盖次数、炮检距和方位角分布特征、炮检距非均匀性系数等几种属性,推出观测系统综合质量因子评价方法;通过对四种常用观测系统和四种不同接收线距的OBC观测系统实例做分析,探究综合质量因子的影响因素及其变化特征。结果证实本文方法可定量地评价观测系统质量,从而建立起观测系统定量评价与分析的新方法和新思路。     

准噶尔盆地沙窝地高精度三维地震采集参数设计与论证

高精度地震勘探对地震采集参数和观测系统的要求较高，通过地震勘探设计与评价技术（SED）可以给出适合研究区地震地质条件的采集参数，以提高野外采集资料的品质。给出了SED技术的基本原理。在准噶尔盆地沙窝地探区利用SED技术进行了高精度三维地震采集参数的设计和论证。首先建立地震地质模型，模拟野外单炮记录；然后对覆盖次数、纵／横向分辨率、面元大小、最大／最小偏移距、最大非纵距、记录长度及采样间隔等进行了设计与论证；最后结合仪器因素优选了8线14炮细分面元观测系统。对观测系统的属性分析表明，该观测系统在保持主测线方向覆盖优势的同时，实现了较宽方位角的激发和接收，这对压制侧面和散射干扰十分有利；均匀分布的近、中、远炮检距对速度分析十分有利；而合理的覆盖次数和相对较少的炮数，降低了勘探成本。     

基于面元炮检距均匀性相关系数的三维观测系统评价

面元炮检距分布的均匀性是三维观测系统的一个重要面元属性。本文用面元炮检距均匀性相关系数定量评价面元内的炮检距分布均匀程度,进而分析对造成观测系统采集脚印的影响。通过计算不同参数观测系统的面元炮检距均匀性相关系数,发现炮线距(纵向滚动距)、横向滚动距对采集脚印周期性影响较大,道间距、炮间距对其基本无影响。     

最大炮检距对地震资料采集和成像效果的影响

在地震资料采集中,最大炮检距的选择是观测系统设计至关重要的一个参数,直接影响地震资料采集的成像效果和质量。在设计时,应基于地质模型进行射线追踪、模拟激发、频谱分析,主要考虑动校拉伸、速度分析的精度误差、干扰波切除、反射系数稳定、多次波的压制等因素。分析论证点处的最大炮检距对地震信号成像效果的影响,并结合地质任务要求,合理设计最大炮检距。     

基于检波器接收照明能量效率最大化的炮检距设计方法

以往基于水平层状介质的常规观测系统设计方法,已不能满足如今高精度油气勘探的要求。基于此,宜采用基于地震波照明度的观测系统优化设计方法,然而目前的照明分析技术还仅限于对观测系统进行评价。本文在地震照明模拟的基础上,通过探究检波器接收能量和接收效率之间的关系,形成基于检波器接收照明能量效率最大化的最大炮检距设计方法。其基本思路是在目标部位通过模拟放炮,建立接收能量和接收效率之间的优化关系,并获取最佳最大炮检距。通过对取自实际资料的断陷模型和逆掩推覆模型的模拟实验,证明基于照明度分析的观测系统参数设计方法具有良好应用效果。     

基于伪谱法的复杂构造模型双程波地震照明模拟

面向复杂构造目标的地震照明分析对采集观测系统的优化设计具有重要的指导意义。照明分析方法中以双程波波动方程法在理论上更具优势。但常用的双程波波动方程有限差分方法受计算精度和计算效率的限制。本文将基于伪谱法的波场外推算子应用于双程波地震照明的计算中,通过简单透镜体模型试算表明,伪谱法双程波照明能够有效地克服数值频散现象,同时不受传播角度的限制,计算的地震波场照明能量精度高、波场信息丰富。将该方法用于Marmousi模型的照明模拟和分析,结果表明基于伪谱法的双程波地震照明模拟能够适应强烈的横向速度变化。利用波场上传法、地面源照明分析,能够对复杂构造目标的采集观测系统进行评价和优化。     

基于采集目标的地震照明度的精确模拟

传统的野外地震数据采集设计方法已无法适应复杂山地地表和复杂地下构造地区。为此本文提出了面向地质目标、基于模型正演模拟的地震采集设计方法。该法利用惠更斯-菲涅耳原理和Kirchhoff积分波场研究地震波的入射和反射的能量分布特征,提出将地震照明度分解为震源对地下界面的照明度及地下反射界面对地表检波器的照明度,并分别通过对两种照明度的分析,确定采集数据的信噪比和地表检波器的照明度,判断地面排列采集反射能量的均匀性,从而确定地震数据偏移成像的分辨率和可靠性。同时,在不需要对地震数据进行偏移成像的前提下,可对采集数据进行直观有效的分析评价,有利于设计人员对观测系统参数进行有目的的修改和完善。     

提高地震波照明均匀性的加密炮设计新方法

针对中国西部山前断裂带等近地表散射源较多地区的地震数据信噪比较低、地下目的层反射能量均匀性较差的问题,提出了基于震源组合、面向目标、增强目的层照明均匀性的炮点设计方法。首先,利用等炮间距的常规观测系统进行双程波波动方程地震照明模拟; 其次,在目的层照明阴影区激发地震波,当初至波传播至地表时,利用坡印廷矢量进行地表方向统计,确定震源组合主波束方向,同时进行地表能量统计,确定局部加密组合震源的位置。模型试验结果表明：局部加密组合震源可明显提高阴影区的照明能量和目的层照明的均匀性,对复杂地区针对特定勘探目标的观测系统优化设计具有一定的指导意义。     

地震勘探观测系统成像效果量化分析

依据三维地震勘探观测系统的对称性、连续性、均匀性和充分性,定性分析观测系统各参数对叠前成像效果的影响,以此优选观测系统相关参数,设计观测系统。但目前这类方法尚未达到量化分析程度。本文使用双聚焦计算方法,基于克希霍夫积分偏移计算原理,以观测系统双聚焦主瓣与最大旁瓣的比值作为成像效果量化分析指标,并通过地质模型和实例资料的应用效果验证了该方法的有效性,为三维地震勘探观测系统及其参数的优选与设计提供了一种新的量化分析法。     

海上全方位圆形观测系统设计与评价

近年兴起的海上拖缆全方位地震采集技术可高效地采集到全方位角地震记录,提高了复杂地质构造的成像质量。本文从圆形采集路径的公式推导出发,进行海上全方位圆形采集路径观测系统的设计;并从覆盖次数、炮检距、方位角、采集脚印等方面对全方位圆形采集和窄方位直线形采集路径做均匀性分析;然后以M深水区三维典型地质模型为实例,利用射线追踪照明技术对比了圆形采集路径观测系统与宽方位观测系统在目的层的模拟偏移振幅。均匀性分析和射线追踪照明对比的结果均表明:全方位圆形采集路径观测系统比常规平行采集观测系统更具优势。     

江苏油田高精度三维地震采集技术及应用效果

在对苏北盆地历年所实施的三维区块进行地震资料评估的基础上,优选了汉留断裂带的永安区块、南部断阶带的竹墩区块进行高精度三维地震采集。从分析苏北盆地地震勘探难点问题着手,应用基于叠前成像的观测系统设计技术、精细的表层调查技术、逐点设计井深和采用小组合基距等六项技术以及严格质量控制体系和措施,通过针对性技术攻关,高精度三维勘探资料品质取得了大幅度提高。通过对永安高精度三维退化方案处理分析,提出了针对苏北盆地不同勘探目标新一轮地震勘探的思路与对策。     

宽线地震数据采集和处理的数值模拟

宽线地震是一种介于二维与三维之间的方法。本文从理论和数值实验两方面对宽线地震方法进行研究：先给出单频和宽带信号下宽线采集系统对来自地下不同方向地震信号的响应函数,计算得到不同采集参数对响应函数的影响;为模拟宽线地震数据采集及处理过程,针对三维速度模型运用全波方法产生窄方位三维数据,经宽线方法叠加后做二维逆时偏移成像;在模型中设置水平反射面、倾斜反射面及浅部小尺度非均匀层,模拟对侧向反射信号和近地表散射干扰的压制作用;充分利用数值模拟方法的高度灵活性,在很大范围内改变速度结构和宽线采集参数,得到不同采集组合对噪声压制及成像质量的影响;重点剖析了线距、线数、孔径、信号频率等参数增强有效信号、压制侧向干扰及浅部散射噪声的机理。理论及数值模拟结果表明,120~200m孔径、3~5线的宽线接收系统最有利于压制侧向干扰,这为更高效地利用宽线地震方法提供了可靠依据。     

复杂障碍区三维地震观测系统变观设计方法及应用

苏北盆地高邮凹陷的YA、ZD和ZL高精度三维工区,为典型的江苏平原水网地形,城镇密布、水网纵横、养殖业发达,大的城镇和养殖区,常造成地震资料的空白和缺口。采集过程中,XJ镇、ZW镇以及LY湖大面积养殖区成为施工的复杂障碍。通过对复杂障碍采集技术难点进行分析研究,形成了基于"3S"技术(GPS定位、卫星遥感、地理信息系统)的观测系统设计技术、基于地质目标的特殊观测系统设计技术和养殖区观测系统动态设计技术,解决了常规观测系统对ZW镇、LY湖等勘探"禁炮区"无法解决的系列问题,提高了跨越复杂障碍的能力,最终获得了较高品质的原始地震记录。