李騰(中石化石油工程地球物理有限公司勝利分公司 山東 257100)

一、面元細分觀測系統(tǒng)的原理和分類

現(xiàn)階段使用的常規(guī)三維觀測系統(tǒng)都存在一定的局限性：第一，每一個共中心點均位于共反射面元的中心，且面元的足寸恒定不變；第二，觀測系統(tǒng)確定后覆蓋次數(shù)隨之定局；第三，提高覆蓋次數(shù)需增加物理點數(shù)，相應(yīng)增加了工作量和成本。為了更好地提高地震采集資料質(zhì)量，需要探索各種新型的觀測系統(tǒng)。面元細分觀測系統(tǒng)就是其中的一種。面元細分觀測系統(tǒng)按布置方式分為如下兩類：第一類，三維觀測系統(tǒng)的震源線和接收線錯開一個小面元尺寸。該方法通過將三維觀測系統(tǒng)的相鄰震源線和相鄰接收線錯開一個子面元尺寸的2倍來實現(xiàn)面元的細分。第二類，震源線的間距為檢波器間距的非整數(shù)倍，接收線的間距也不是炮點的整倍數(shù)。三維觀測系統(tǒng)形式很多，但炮檢點對面元貢獻的基本原理是一致的。下文主要討論中石化地球物理公司勝利分公司應(yīng)用較多的第二類布置方式。

面元細分觀測系統(tǒng)具有如下優(yōu)點：

1.排列幾何結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備需求量低，便于野外施工。

2.處理階段，淺層利用小面元低覆蓋提高分辨率，深層利用大面元高覆蓋提高信噪比，得到側(cè)重點不同的剖面。

3.在共反射面元內(nèi)增加了來自不同共中心點的地質(zhì)資料信息，能夠突出反映地下地質(zhì)構(gòu)造變化和局部異常。

面元細分觀測系統(tǒng)現(xiàn)階段使用效果如何，面元細分觀測系統(tǒng)隱含怎樣的問題，以及怎樣更有效的應(yīng)用，是我們需要深入探討的問題。

二、面元細分觀測系統(tǒng)實例剖析

1.觀測系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化

在對面元細分觀測系統(tǒng)進行分析時，由于該系統(tǒng)空間采樣的多樣性，使其難以直觀看出屬性優(yōu)劣。最佳方法是將面元細分觀測系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為常規(guī)觀測系統(tǒng)，以方便進行分析。尋找一種變換方法，對細分觀測系統(tǒng)進行平行變換，使其變換后物理點數(shù)不變，網(wǎng)格和次面元一致，從而能與原系統(tǒng)各次面元屬性進行對比分析。

面元細分觀測系統(tǒng)本質(zhì)上是通過將幾個子觀測系統(tǒng)嵌套在一起，通過使幾個子觀測系統(tǒng)的共中心點位置發(fā)生錯動而實現(xiàn)的。以永新觀測系統(tǒng)為例，變換次面元觀測系統(tǒng)為等價常規(guī)觀測系統(tǒng)。接下來我們則可以對各項屬性進行對比和分析原因。

2.觀測系統(tǒng)屬性分析

（1）采集痕跡分析

等價常規(guī)系統(tǒng)的采集痕跡要小于原次面元細分觀測系統(tǒng)。從本質(zhì)上來說，是由束線距的變化引起的。

（2）炮檢距分析

根據(jù)對比，細分面元觀測系統(tǒng)較常規(guī)觀測系統(tǒng)來說，局部部位面元的方位角和炮檢距分布變差了。從本質(zhì)上來說，對于面元細分觀測系統(tǒng)，相鄰的CDP點的地震信息來自于更大的空間范圍，使波場連續(xù)性變差，并且細分數(shù)目越多，則跳躍性、突變性越大，對資料的影響也越嚴重。

（3）覆蓋次數(shù)分析

隨著面元的增大，形成了高覆蓋，但是覆蓋次數(shù)不均勻現(xiàn)象也更明顯。通常我們在進行地震觀測系統(tǒng)的設(shè)計時，將地層假設(shè)成水平層狀介質(zhì)，只考慮入射角的變化對反射波振幅的影響。設(shè)計出來的覆蓋次數(shù)不能完全真實的反映出地下反射點面元中的覆蓋次數(shù)，即CRP=CMP。因此，隨著處理面元的加大，這種面元之間覆蓋次數(shù)不均勻的現(xiàn)象還會被更加的放大和加強，剖面上振幅特征的變化會加劇，通常，在中深層擴大面元處理中所看到的同相軸變粗，似乎是信噪比得到較大提高，但其中還包含了局部地方出現(xiàn)的“假亮點”現(xiàn)象—使解釋人員難于分辨。

（4）反射信息分析

隨著面元的擴大，CMP點變得雜亂。究其原因，同一CMP面元內(nèi)的反射信息來自面元內(nèi)部各個地方，大面元的反射點較小面元的反射點更不集中，因此，按照理論CMP時距曲線進行擴大CMP面元處理時，面元內(nèi)各反射點離散程度更加嚴重，組合波形將發(fā)生畸變，疊加面元越大畸變越嚴重。

（5）信噪比分析

細分數(shù)目與信噪比提高效果不成比例關(guān)系，當(dāng)細分數(shù)達到一定程度，信噪比提升效果將不再明顯。

（6）道密度分析

道密度 =面元網(wǎng)格/每平方公里 × 覆蓋次數(shù)

對于永新面元細分觀測系統(tǒng)，其五種次面元網(wǎng)格,其道密度數(shù)值是一樣的。

3.變觀分析

（1）變觀后覆蓋次數(shù)速降。

（2）當(dāng)波場不連續(xù)時，使得F-K譜上線性視速度波的分辨率下降,頻率軸右側(cè)的反射波清晰度影響也較大。

（3）變觀時某些激發(fā)點（段）或接收點（段）難以布設(shè)時，就會出現(xiàn)補償不足的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致CMP面元細分不均勻，如有的反射片內(nèi)CMP面元能細分到12.5m×12.5m，而有的實際上只能細分到25m×25m。

（4）對于該面元細分觀測系統(tǒng)，如要保證在5m面元條件下盡量減小淺層資料缺口，需要連續(xù)加密5排炮點，或者采用抽稀炮排成160米炮排距的方法，以達到增加覆蓋次數(shù)的目的。需要加密的炮數(shù)遠遠高于25m面元條件下加密的炮數(shù)。采用此面元細分觀測系統(tǒng)過障礙物時，為滿足次面元對覆蓋次數(shù)的要求，在障礙物周圍還需要增加大量非縱炮才能彌補條帶狀資料缺失。

三、認識和小結(jié)

1.采用等價法，可以提高面元觀測系統(tǒng)在論證階段的可比性。

2.擴大面元提高信噪比和縮小面元增加分辨率，都將產(chǎn)生不利影響。

3.面元細分的數(shù)目越多，則跳躍性、突變性越大，對資料的影響也越嚴重。盲目增加細分的倍率數(shù)，并不是持續(xù)提高資料信噪比的有效途徑。

4.在復(fù)雜地表條件下，采用面元細分觀測系統(tǒng)變觀時要做好面元屬性分析工作。同時面元細分觀測系統(tǒng)在變觀過程中增加的炮數(shù)要遠遠大于常規(guī)觀測系統(tǒng)。

[1]陳浩林.2005.關(guān)于細分面元觀測系統(tǒng)的討論.石油地球物理勘探.

[2]蘇心華.2005.復(fù)雜地區(qū)細分面元采集方法不利因素分析.地球物理勘探.

[3]周峰，楊雁清.可變面元三維地震勘探在江蘇地區(qū)的應(yīng)用.海洋石油.