高密度三維地震勘探采集參數(shù)分析

郭磊++王宏友++吳博

摘 要：隨著煤礦勘探對精度要求的不斷提高，地表條件、勘探區(qū)域構造逐步復雜、勘探深度逐漸加深，勘探任務也從構造勘探轉向巖性勘探，常規(guī)三維地震勘探已不能滿足新型勘探任務的要求，因此高密度三維地震勘探技術應運而生。高密度三維地震勘探通過提高空間采樣率，降低面元尺度，采用高覆蓋次數(shù)，數(shù)字檢波器單點接收，設計合理的三維地震觀測系統(tǒng)，全面提高數(shù)據(jù)采集的原始質量；采用針對性的地震處理手段，最終獲得高分辨率、信噪比的三維數(shù)據(jù)體，從而實現(xiàn)解決復雜地質構造，進行精細巖性反演，來解決煤層頂?shù)装鍘r性問題。

關鍵詞：高密度 三維地震 寬方位 采集參數(shù)

中圖分類號：P631.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）08（a）-0196-02

高密度、寬方位、寬頻帶數(shù)字檢波器地震勘探，顧名思義就是數(shù)據(jù)采集密度要高，觀測方位角要盡量寬，在激發(fā)點的周圍進行360°的觀測接收，密度要大。和常規(guī)三維地震勘探相比，高密度三維地震勘探具有空間采樣間隔小、高覆蓋次數(shù)、道距小、方位角寬、分布均勻的炮檢距等優(yōu)點；小尺寸面元、單個檢波器單點接收能夠有效提高分辨率，實現(xiàn)高信噪比和高保真度，進而提高勘探精度，滿足日趨復雜的高精度地震勘探的要求。

1 高密度采集具備的特點

針對開發(fā)地震小斷層等微幅構造，關鍵在于提高地震資料分辨率，因此高密度采集必須具備以下特點。

（1）采用單點數(shù)字檢波器，拓寬頻帶，充分接收地下反射波信息，提高小斷層成像能力，有利于斷點位置準確歸位。

（2）觀測系統(tǒng)采用高采樣密度接收面設，實現(xiàn)對有效波和干擾波的充分采樣，比較精細地記錄了地震波場，提高資料縱橫向分辨率，運用小道距接收，避免空間假頻的產(chǎn)生，為實現(xiàn)無假頻去噪和有效信號的高保真處理奠定基礎。

（3）選擇最優(yōu)觀測系統(tǒng)，炮檢距得到保證，方位角，覆蓋資料分布均勻，選擇適當?shù)淖畲笈跈z距，提高總體覆蓋次數(shù)，從而提高資料的信噪比。

2 數(shù)字檢波器

數(shù)字檢波器頻帶寬，動態(tài)范圍廣、記錄弱信號能量強，來提高高頻信號的記錄能力，實現(xiàn)高保真采集：針對檢波器的電磁感應和漏電現(xiàn)象，研制了一個全屏蔽的電路，具有壓制50 Hz頻率干擾能力，較好的彌補了野外儀器使用50 Hz陷波或室內濾波衰減50 Hz存在的缺陷。即消除50 Hz干擾的同時較好的保護了有效波不受損害。

采用數(shù)字檢波器接收，提高高頻弱信號的接收能力。數(shù)字檢波器的低頻響應明顯優(yōu)于常規(guī)檢波器，低頻可以達到1Hz，高頻響應優(yōu)異。數(shù)字檢波器在整個接收頻帶范圍內相位變化很小，在低頻段不會引起相位畸變，且在高頻部分的相位畸變也比常規(guī)檢波器小得多。

數(shù)字檢波器對信號都不產(chǎn)生任何畸變，同等的給予通過，而模擬檢波器對低頻的振幅和高頻的相位進行不同程度的壓制，同時也會破壞地震信號本身

3 高密度三維地震勘探觀測系統(tǒng)技術參數(shù)標準

觀測系統(tǒng)的設計要根據(jù)地質任務和地區(qū)特點而定，面元網(wǎng)格應當接近正方型，同時觀測系統(tǒng)應當是寬方位分布。如煤層目的層埋深1000 m左右，則以炮點為圓心、1000 m為半徑的范圍內，進行觀測效果最佳。因此，高密度三維觀測系統(tǒng)設計的技術準則是。

（1）加密空間采樣，提高覆蓋次數(shù)。

（2）有利于室內去噪（面波、散射、環(huán)境噪音等）。

（3）保證無假頻破壞有效信號。

4 采集參數(shù)實例分析

淮南某井田進行的高密度三維地震勘探，根據(jù)勘探區(qū)特點和地質任務，觀測系統(tǒng)進行設計時，主要考慮面元覆蓋次數(shù)及均勻，炮檢距和方位角的分布等。其中，（1）覆蓋次數(shù)根據(jù)以往經(jīng)驗及數(shù)字檢波器特點，設計為高覆蓋次數(shù)，為64次。（2）炮檢距的均勻分布對面波、多次波及各種相干、隨機噪聲的壓制和衰減及速度分析的精度是很重要的、若分布不均勻，則會引起傾斜信號，震源噪聲、一次波發(fā)生混疊，甚至導致速度分析錯誤。（3）方位角主要考慮寬方位角和分布均勻，只有寬方位三維觀測系統(tǒng)才有可能采集到相近的全三維波場，盡可能縮小因為觀測系統(tǒng)造成面元間的偏移距與方位角分布差異帶來的振幅異常，進而通過全三維數(shù)據(jù)處理與偏移，得到地下介質的真正影像。

綜合考慮以上因素，對此項目的野外采集設計了束狀正交規(guī)則16線10炮觀測系統(tǒng)，該觀測系統(tǒng)橫向覆蓋次數(shù)為8次，縱向可以根據(jù)需要設計不同的覆蓋次數(shù)，本設計采用縱向8次覆蓋，總覆蓋次數(shù)64次；其單面元炮檢距分布均勻，炮檢距與中點個數(shù)分布變化平緩，見圖1，圖2。

該觀測系統(tǒng)屬寬方位角采集，且方位角范圍大、變化均勻，見圖3，圖4。

16線減少了翻線工作量，相對提高了施工效率。具體觀測系統(tǒng)參數(shù)見表1。

5 結語

針對開發(fā)地震的高密度觀測系統(tǒng)設計過程中要充分考慮地質任務，進行綜合研究，實現(xiàn)覆蓋次數(shù)，地下面元網(wǎng)格，炮檢距分布與方位角分布等觀測系統(tǒng)屬性的最佳組合，解決信噪比和分辨率的矛盾。數(shù)字三分量檢波器頻帶寬，動態(tài)范圍廣，記錄弱信號能量強，能夠提高高頻信號的記錄能力，實現(xiàn)高保真采集。野外采集完成后結合處理中的波阻抗反演技術、相干/方差體技術、地震相和譜分解技術，定能處理出高信噪比、高分辨率和高保真度的包含豐富地質信息的成果數(shù)據(jù)體。

參考文獻

[1] 劉二鵬.高密度地震采集技術研究[D].太原理工大學，2011.

[2] 李云偉.高密度地震采集方法研究[D].中國石油大學（華東），2009.

[3] 王喜雙，謝文導，鄧志文.高密度空間采樣地震勘探技術發(fā)展與展望[J].中國石油勘探，2007，12（1）：49-53.

[4] 凌云研究組.寬方位角地震勘探應用研究[J].石油地球物理勘探，2003，38（4）：350-357.endprint

摘 要：隨著煤礦勘探對精度要求的不斷提高，地表條件、勘探區(qū)域構造逐步復雜、勘探深度逐漸加深，勘探任務也從構造勘探轉向巖性勘探，常規(guī)三維地震勘探已不能滿足新型勘探任務的要求，因此高密度三維地震勘探技術應運而生。高密度三維地震勘探通過提高空間采樣率，降低面元尺度，采用高覆蓋次數(shù)，數(shù)字檢波器單點接收，設計合理的三維地震觀測系統(tǒng)，全面提高數(shù)據(jù)采集的原始質量；采用針對性的地震處理手段，最終獲得高分辨率、信噪比的三維數(shù)據(jù)體，從而實現(xiàn)解決復雜地質構造，進行精細巖性反演，來解決煤層頂?shù)装鍘r性問題。

關鍵詞：高密度 三維地震 寬方位 采集參數(shù)

中圖分類號：P631.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）08（a）-0196-02

高密度、寬方位、寬頻帶數(shù)字檢波器地震勘探，顧名思義就是數(shù)據(jù)采集密度要高，觀測方位角要盡量寬，在激發(fā)點的周圍進行360°的觀測接收，密度要大。和常規(guī)三維地震勘探相比，高密度三維地震勘探具有空間采樣間隔小、高覆蓋次數(shù)、道距小、方位角寬、分布均勻的炮檢距等優(yōu)點；小尺寸面元、單個檢波器單點接收能夠有效提高分辨率，實現(xiàn)高信噪比和高保真度，進而提高勘探精度，滿足日趨復雜的高精度地震勘探的要求。

1 高密度采集具備的特點

針對開發(fā)地震小斷層等微幅構造，關鍵在于提高地震資料分辨率，因此高密度采集必須具備以下特點。

（1）采用單點數(shù)字檢波器，拓寬頻帶，充分接收地下反射波信息，提高小斷層成像能力，有利于斷點位置準確歸位。

（2）觀測系統(tǒng)采用高采樣密度接收面設，實現(xiàn)對有效波和干擾波的充分采樣，比較精細地記錄了地震波場，提高資料縱橫向分辨率，運用小道距接收，避免空間假頻的產(chǎn)生，為實現(xiàn)無假頻去噪和有效信號的高保真處理奠定基礎。

（3）選擇最優(yōu)觀測系統(tǒng)，炮檢距得到保證，方位角，覆蓋資料分布均勻，選擇適當?shù)淖畲笈跈z距，提高總體覆蓋次數(shù)，從而提高資料的信噪比。

2 數(shù)字檢波器

數(shù)字檢波器頻帶寬，動態(tài)范圍廣、記錄弱信號能量強，來提高高頻信號的記錄能力，實現(xiàn)高保真采集：針對檢波器的電磁感應和漏電現(xiàn)象，研制了一個全屏蔽的電路，具有壓制50 Hz頻率干擾能力，較好的彌補了野外儀器使用50 Hz陷波或室內濾波衰減50 Hz存在的缺陷。即消除50 Hz干擾的同時較好的保護了有效波不受損害。

采用數(shù)字檢波器接收，提高高頻弱信號的接收能力。數(shù)字檢波器的低頻響應明顯優(yōu)于常規(guī)檢波器，低頻可以達到1Hz，高頻響應優(yōu)異。數(shù)字檢波器在整個接收頻帶范圍內相位變化很小，在低頻段不會引起相位畸變，且在高頻部分的相位畸變也比常規(guī)檢波器小得多。

數(shù)字檢波器對信號都不產(chǎn)生任何畸變，同等的給予通過，而模擬檢波器對低頻的振幅和高頻的相位進行不同程度的壓制，同時也會破壞地震信號本身

3 高密度三維地震勘探觀測系統(tǒng)技術參數(shù)標準

觀測系統(tǒng)的設計要根據(jù)地質任務和地區(qū)特點而定，面元網(wǎng)格應當接近正方型，同時觀測系統(tǒng)應當是寬方位分布。如煤層目的層埋深1000 m左右，則以炮點為圓心、1000 m為半徑的范圍內，進行觀測效果最佳。因此，高密度三維觀測系統(tǒng)設計的技術準則是。

（1）加密空間采樣，提高覆蓋次數(shù)。

（2）有利于室內去噪（面波、散射、環(huán)境噪音等）。

（3）保證無假頻破壞有效信號。

4 采集參數(shù)實例分析

淮南某井田進行的高密度三維地震勘探，根據(jù)勘探區(qū)特點和地質任務，觀測系統(tǒng)進行設計時，主要考慮面元覆蓋次數(shù)及均勻，炮檢距和方位角的分布等。其中，（1）覆蓋次數(shù)根據(jù)以往經(jīng)驗及數(shù)字檢波器特點，設計為高覆蓋次數(shù)，為64次。（2）炮檢距的均勻分布對面波、多次波及各種相干、隨機噪聲的壓制和衰減及速度分析的精度是很重要的、若分布不均勻，則會引起傾斜信號，震源噪聲、一次波發(fā)生混疊，甚至導致速度分析錯誤。（3）方位角主要考慮寬方位角和分布均勻，只有寬方位三維觀測系統(tǒng)才有可能采集到相近的全三維波場，盡可能縮小因為觀測系統(tǒng)造成面元間的偏移距與方位角分布差異帶來的振幅異常，進而通過全三維數(shù)據(jù)處理與偏移，得到地下介質的真正影像。

綜合考慮以上因素，對此項目的野外采集設計了束狀正交規(guī)則16線10炮觀測系統(tǒng)，該觀測系統(tǒng)橫向覆蓋次數(shù)為8次，縱向可以根據(jù)需要設計不同的覆蓋次數(shù)，本設計采用縱向8次覆蓋，總覆蓋次數(shù)64次；其單面元炮檢距分布均勻，炮檢距與中點個數(shù)分布變化平緩，見圖1，圖2。

該觀測系統(tǒng)屬寬方位角采集，且方位角范圍大、變化均勻，見圖3，圖4。

16線減少了翻線工作量，相對提高了施工效率。具體觀測系統(tǒng)參數(shù)見表1。

5 結語

針對開發(fā)地震的高密度觀測系統(tǒng)設計過程中要充分考慮地質任務，進行綜合研究，實現(xiàn)覆蓋次數(shù)，地下面元網(wǎng)格，炮檢距分布與方位角分布等觀測系統(tǒng)屬性的最佳組合，解決信噪比和分辨率的矛盾。數(shù)字三分量檢波器頻帶寬，動態(tài)范圍廣，記錄弱信號能量強，能夠提高高頻信號的記錄能力，實現(xiàn)高保真采集。野外采集完成后結合處理中的波阻抗反演技術、相干/方差體技術、地震相和譜分解技術，定能處理出高信噪比、高分辨率和高保真度的包含豐富地質信息的成果數(shù)據(jù)體。

參考文獻

[1] 劉二鵬.高密度地震采集技術研究[D].太原理工大學，2011.

[2] 李云偉.高密度地震采集方法研究[D].中國石油大學（華東），2009.

[3] 王喜雙，謝文導，鄧志文.高密度空間采樣地震勘探技術發(fā)展與展望[J].中國石油勘探，2007，12（1）：49-53.

[4] 凌云研究組.寬方位角地震勘探應用研究[J].石油地球物理勘探，2003，38（4）：350-357.endprint

摘 要：隨著煤礦勘探對精度要求的不斷提高，地表條件、勘探區(qū)域構造逐步復雜、勘探深度逐漸加深，勘探任務也從構造勘探轉向巖性勘探，常規(guī)三維地震勘探已不能滿足新型勘探任務的要求，因此高密度三維地震勘探技術應運而生。高密度三維地震勘探通過提高空間采樣率，降低面元尺度，采用高覆蓋次數(shù)，數(shù)字檢波器單點接收，設計合理的三維地震觀測系統(tǒng)，全面提高數(shù)據(jù)采集的原始質量；采用針對性的地震處理手段，最終獲得高分辨率、信噪比的三維數(shù)據(jù)體，從而實現(xiàn)解決復雜地質構造，進行精細巖性反演，來解決煤層頂?shù)装鍘r性問題。

關鍵詞：高密度 三維地震 寬方位 采集參數(shù)

中圖分類號：P631.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）08（a）-0196-02

高密度、寬方位、寬頻帶數(shù)字檢波器地震勘探，顧名思義就是數(shù)據(jù)采集密度要高，觀測方位角要盡量寬，在激發(fā)點的周圍進行360°的觀測接收，密度要大。和常規(guī)三維地震勘探相比，高密度三維地震勘探具有空間采樣間隔小、高覆蓋次數(shù)、道距小、方位角寬、分布均勻的炮檢距等優(yōu)點；小尺寸面元、單個檢波器單點接收能夠有效提高分辨率，實現(xiàn)高信噪比和高保真度，進而提高勘探精度，滿足日趨復雜的高精度地震勘探的要求。

1 高密度采集具備的特點

針對開發(fā)地震小斷層等微幅構造，關鍵在于提高地震資料分辨率，因此高密度采集必須具備以下特點。

（1）采用單點數(shù)字檢波器，拓寬頻帶，充分接收地下反射波信息，提高小斷層成像能力，有利于斷點位置準確歸位。

（2）觀測系統(tǒng)采用高采樣密度接收面設，實現(xiàn)對有效波和干擾波的充分采樣，比較精細地記錄了地震波場，提高資料縱橫向分辨率，運用小道距接收，避免空間假頻的產(chǎn)生，為實現(xiàn)無假頻去噪和有效信號的高保真處理奠定基礎。

（3）選擇最優(yōu)觀測系統(tǒng)，炮檢距得到保證，方位角，覆蓋資料分布均勻，選擇適當?shù)淖畲笈跈z距，提高總體覆蓋次數(shù)，從而提高資料的信噪比。

2 數(shù)字檢波器

數(shù)字檢波器頻帶寬，動態(tài)范圍廣、記錄弱信號能量強，來提高高頻信號的記錄能力，實現(xiàn)高保真采集：針對檢波器的電磁感應和漏電現(xiàn)象，研制了一個全屏蔽的電路，具有壓制50 Hz頻率干擾能力，較好的彌補了野外儀器使用50 Hz陷波或室內濾波衰減50 Hz存在的缺陷。即消除50 Hz干擾的同時較好的保護了有效波不受損害。

采用數(shù)字檢波器接收，提高高頻弱信號的接收能力。數(shù)字檢波器的低頻響應明顯優(yōu)于常規(guī)檢波器，低頻可以達到1Hz，高頻響應優(yōu)異。數(shù)字檢波器在整個接收頻帶范圍內相位變化很小，在低頻段不會引起相位畸變，且在高頻部分的相位畸變也比常規(guī)檢波器小得多。

數(shù)字檢波器對信號都不產(chǎn)生任何畸變，同等的給予通過，而模擬檢波器對低頻的振幅和高頻的相位進行不同程度的壓制，同時也會破壞地震信號本身

3 高密度三維地震勘探觀測系統(tǒng)技術參數(shù)標準

觀測系統(tǒng)的設計要根據(jù)地質任務和地區(qū)特點而定，面元網(wǎng)格應當接近正方型，同時觀測系統(tǒng)應當是寬方位分布。如煤層目的層埋深1000 m左右，則以炮點為圓心、1000 m為半徑的范圍內，進行觀測效果最佳。因此，高密度三維觀測系統(tǒng)設計的技術準則是。

（1）加密空間采樣，提高覆蓋次數(shù)。

（2）有利于室內去噪（面波、散射、環(huán)境噪音等）。

（3）保證無假頻破壞有效信號。

4 采集參數(shù)實例分析

淮南某井田進行的高密度三維地震勘探，根據(jù)勘探區(qū)特點和地質任務，觀測系統(tǒng)進行設計時，主要考慮面元覆蓋次數(shù)及均勻，炮檢距和方位角的分布等。其中，（1）覆蓋次數(shù)根據(jù)以往經(jīng)驗及數(shù)字檢波器特點，設計為高覆蓋次數(shù)，為64次。（2）炮檢距的均勻分布對面波、多次波及各種相干、隨機噪聲的壓制和衰減及速度分析的精度是很重要的、若分布不均勻，則會引起傾斜信號，震源噪聲、一次波發(fā)生混疊，甚至導致速度分析錯誤。（3）方位角主要考慮寬方位角和分布均勻，只有寬方位三維觀測系統(tǒng)才有可能采集到相近的全三維波場，盡可能縮小因為觀測系統(tǒng)造成面元間的偏移距與方位角分布差異帶來的振幅異常，進而通過全三維數(shù)據(jù)處理與偏移，得到地下介質的真正影像。

綜合考慮以上因素，對此項目的野外采集設計了束狀正交規(guī)則16線10炮觀測系統(tǒng)，該觀測系統(tǒng)橫向覆蓋次數(shù)為8次，縱向可以根據(jù)需要設計不同的覆蓋次數(shù)，本設計采用縱向8次覆蓋，總覆蓋次數(shù)64次；其單面元炮檢距分布均勻，炮檢距與中點個數(shù)分布變化平緩，見圖1，圖2。

該觀測系統(tǒng)屬寬方位角采集，且方位角范圍大、變化均勻，見圖3，圖4。

16線減少了翻線工作量，相對提高了施工效率。具體觀測系統(tǒng)參數(shù)見表1。

5 結語

針對開發(fā)地震的高密度觀測系統(tǒng)設計過程中要充分考慮地質任務，進行綜合研究，實現(xiàn)覆蓋次數(shù)，地下面元網(wǎng)格，炮檢距分布與方位角分布等觀測系統(tǒng)屬性的最佳組合，解決信噪比和分辨率的矛盾。數(shù)字三分量檢波器頻帶寬，動態(tài)范圍廣，記錄弱信號能量強，能夠提高高頻信號的記錄能力，實現(xiàn)高保真采集。野外采集完成后結合處理中的波阻抗反演技術、相干/方差體技術、地震相和譜分解技術，定能處理出高信噪比、高分辨率和高保真度的包含豐富地質信息的成果數(shù)據(jù)體。

參考文獻

[1] 劉二鵬.高密度地震采集技術研究[D].太原理工大學，2011.

[2] 李云偉.高密度地震采集方法研究[D].中國石油大學（華東），2009.

[3] 王喜雙，謝文導，鄧志文.高密度空間采樣地震勘探技術發(fā)展與展望[J].中國石油勘探，2007，12（1）：49-53.

[4] 凌云研究組.寬方位角地震勘探應用研究[J].石油地球物理勘探，2003，38（4）：350-357.endprint