三维地震勘探ppt课件第二章.ppt

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1、第二章 采区三维地震勘探数据采集,本章提要()1 三维地震勘探的野外采前试验2 三维地震勘探野外观测系统3 三维地震勘探采集参数的几个问题4 采集参数的选择5 野外采集时的质量监控,本章主要介绍有关三维地震勘探数据采集的问题，重点介绍采前试验及观测系统，参数的选择。,1 采区三维地震勘探野外采集前试验,数据采集是后续资料处理、解释的基础，也是一个复杂而又严格获得第一手资料的过程。三维数据采集质量要求比较高，需要进行理论模型试验。三维地震勘探在某一个地区能否获得良好的、高质量的地震原始记录，能否取得好的地质效果，除技术装备等条件外，选择适当的野外工作方法也是十分重要的。,采前试验工作目的与内容野

2、外试验的目的是为了调查了解工区地质地球物理特征，为正确选择最佳工作方法和采集参数提供依据，以取得最好的地质效果。试验内容应根据试验目的、地质目标、工区地震地质条件、以往存在的问题拟定。基本内容包括表层结构、干扰波和环境噪声调查、地层响应特征、激发因素、组合检波、仪器因素、速度调查、低降速带调查和观测系统等。,1 采区三维地震勘探野外采集前试验,a)试验点、段要选在测线上，在不同表层、深层地震地质条件的地区设立考核点或考核线、段进行对比性试验，试验段应进行踏勘；b)实验设计前要收集、消化以往资料，充分分析工区存在的地质和地球物理问题，调查工区表层，深层地震地质条件，并进行方法技术论证。重点试验要

3、进行工区踏勘；c)针对要解决的地质和地球物理问题，通过定量计算对激发因素、组合参数、观测系统、仪器因素等采集参数范围进行预测，制定试验方案。,1 采区三维地震勘探野外采集前试验,测量工作 地震测线按照设计进行测量，设计前做好踏勘工作，使测线尽量为直线。如遇到障碍物，如村庄、水塘等，测线可平移不大于1/4线距；若平行移动无法避开障碍物，可使测线提前转折，转折角不大于6。避开障碍物后要转至设计测线实际位置。测线、检波器桩号由东向西、由南向北增加。,1 采区三维地震勘探野外采集前试验,测线布置,(1)测线最好为直线。其切面为一平面，所反映的构造形态较真实。,(2)主测线垂直岩层或构造走向。目的：控制

4、构造形态，利于资料分析与解释。,(3)尽量与其它物探线一致（或过钻孔）。便于综合分析解释。,(4)疏密程度应据地质任务、探测对象大小及复杂程度等因素确定。,(5)考虑地形、地物。复杂条件，弯曲测线或分段观测。,1 采区三维地震勘探野外采集前试验,接收因素仪器因素 数据采集要根据不同的仪器进行参数试验，同步误差不得超过1ms，选择一定的截频档有利于记录较宽频带的有效信号，根据不同的采区信噪比确定合适的频带。仪器按期进行年检、月检（以日历天数计算不超过两天）、日检，具体要求按所采用的数字地震仪的技术标准执行.,1 采区三维地震勘探野外采集前试验,1 采区三维地震勘探野外采集前试验,仪器因素同一工区

5、的仪器录制因素不变；使用两台仪器双站联合工作时，仪器型号、性能一致，互换性良好。激发（可控震源）时由一台仪器发出指令，两台仪器同时起动.,检波器埋置和组合试验 检波器埋置情况主要考虑地面和挖坑埋置两种情况。埋置检波器尽量使同一组检波器或者同一排列检波器埋置条件一致，表层条件（特别是岩层）变化剧烈时，应将检波器埋置在相对单一的地方。检波器埋置做到插直、插实、插正。,1 采区三维地震勘探野外采集前试验,组合法是利用干扰波和有效波在传播方向上的差别提出的压制干扰方法，包括检波器组合、野外震源组合和室内混波三种。检波器组合试验包括检波器的主频、检波器个数、组合方式、组内距及埋置情况等，以获得最佳效果的

6、单炮记录为依据。震源组合突出有效波，压制干扰波，减少炸药对周围岩石的破坏性，使更多的能量转换为弹性波。,1 采区三维地震勘探野外采集前试验,1 采区三维地震勘探野外采集前试验,类型：常用检波器组合有二并二串、矩形组合、菱形、三臂风车型组合、放射性组合等。目的：在进入地震记录系统前使野外条件下产生的规则干扰和不规则干扰受到压制和衰减。要求：因为在三维地震勘探中，各地震道对炮点所处的位置不同、方位不同，由激发产生的规则干扰波到各道的方位不同，这就要求各个地震接收道上的组合检波在各个方位上都有相同的方向特性和滤波特性。,1 采区三维地震勘探野外采集前试验,检波器组合参数选择步骤：1、干扰波调查 要了

7、解干扰波类型、视速度、主周期等2、理论分析和计算 根据干扰波类型计算组合方向特性，选择有效被落在通过带，规则干扰波落在压制带3、正常时差和倾角时差对组合影响 可根据上倾下倾方向估算，组合要在上倾方向接收效果好些。,1 采区三维地震勘探野外采集前试验,检波器因素检波器组合中心要对准桩号，遇障碍必须移动时，垂直测线方向移动距离不大于1/3道距，沿测线方向移动距离不大于1/10道距；要做好检波器埋置，做到挖坑、插紧、插直，图形正确，经常检查防止、松动、歪倒，并使每道检波器埋置条件力求一致。同一道组合检波器埋置高差小于1m或时差小于1/4视周期，并将特殊埋置情况记录。,1 采区三维地震勘探野外采集前试

8、验,1 采区三维地震勘探野外采集前试验,激发因素激发井深 为了提高探测精度，必须设法突出地震反射波频谱中的高频成分，为了获得较高的激发频率和能量，尽量选择含有粘土的地表介质激发或者在潜水面下激发，记录频谱分析，要尽量避开疏松干燥的厚层砂砾石层或淤泥层。激发药量 根据高分辨率地震勘探经验，药量太小有效波能量低、原始记录信噪比低；药量太大，降低了纵向分辨率。根据频谱分析选择合适的药量。,要做到到井位准。井位不得随意移动，遇到障碍物必须移动时，沿测线方向移动距离不大于道距的1/10，垂直测线方向移动距离不大于一个道距。山地、沙漠、地形起伏区移动后要实测坐标和高程；实际井深与设计井深误差小于5%。班报

9、按钻井实际深度记录；使用组合井激发时，要保证组合井组内距、基距符合设计要求，组合并中心点对准激发点桩号，组合井底须在同一海拔高度上。,1 采区三维地震勘探野外采集前试验,两类：炸药震源，非炸药震源。,炸药震源,浅震中，普遍使用的震源，炸药激发产生的地震波频谱宽、能量强、高频成为丰富。炸药激发产生的地震波主频f与药量Q的关系：,1 采区三维地震勘探野外采集前试验,药量对频率成分的影响,上式可见，药量越大，激发产生的频率越低。,结论：在保证获得勘探目的层反射波前提下，尽量小药量激发，以获得高频的地震波。,1 采区三维地震勘探野外采集前试验,1 采区三维地震勘探野外采集前试验,速度调查 地震波速度是

10、地震勘探中一个重要的参数，地震数据处理和地震资料解释的精确度主要取决于速度参数的准确性。为了更好进行速度分析，在测区内应进行多个点的速度测试，每个速度点采用互相垂直的长排列形式和地震测井。地震测井得到平均速度，用于时深转换。,1 采区三维地震勘探野外采集前试验,低、降速带定义 在地表附近一定深度范围内，地震波传播速度往往要比下面地层地震波速度低很多，这个深度范围内的地层称为低速带。某些地区，低速带和高速层之间，还有一层速度偏低的过渡期，称为降速带。,1 采区三维地震勘探野外采集前试验,1 采区三维地震勘探野外采集前试验,低、降速带存在的影响 低速带的存在对地震波能量有强烈的吸收作用和产生散射及

11、噪音，并会使反射波旅行时显著增加，导致反射波时距曲线形状畸变。在低速带底部有明显的速度突变，使地震射线剧烈弯曲，使反射波通过低速带后都变成近于垂直出射到地面。,低、降速带调查 低速带参数是地震勘探施工确定激发因素，进行静校正的关键数据，所以，在地震勘探数据采集之前，首先要做低速带调查工作。低速带调查可以摸清测区潜水位及浅层岩性的变化，为选取试验点和试验参数打下基础，低速带调查通常有两种方法，即微测井法和小折射波法（相遇法）。,1 采区三维地震勘探野外采集前试验,测定点的密度以能全面了解工区低、降速带的变化为准。在沙漠地区施工时应同时做好沙丘表层的结构调查（高度，低、降速带的厚度），及时提交准确

12、的静校正量。小折射的排列应布设在较平坦地段，采用坑中放炮，一般用相遇时距曲线观测系统。排列长度、偏移距、道距的选择应以求准低速层、降速层和高速层的速度、厚度为依据。在时距图上低速层、高速层至少有四个控制点。,1 采区三维地震勘探野外采集前试验,微测井时距曲线,1 采区三维地震勘探野外采集前试验,浅层折射不均匀排列示意图,低、降速带测定时相遇时距曲线,1 采区三维地震勘探野外采集前试验,1 采区三维地震勘探野外采集前试验,低速层速度计算：,从直达波时距曲线可以求出第一层（低速带）的速度V1,从折射波时距曲线可以求出第二层（高速带）的速度V2,1 采区三维地震勘探野外采集前试验,将折射波时距曲线延

13、长与t轴相交，可得到交叉时ti,又有,1 采区三维地震勘探野外采集前试验,低速层厚度计算公式：,如果有降速带，折射波时距曲线折射线段增多，计算公式：,2 采区三维地震勘探野外观测系统,地震观测多沿规则布置的测线或面进行。测线通常垂直于地层的走向或构造线的方向。然后逐炮沿测线、沿测线逐“段”多点同时观测。同炮点布置检波器同时观测的测线“段”，叫排列。炮点距最近检波器的距离叫“偏移距”。两个检波器之间距离叫“道间距”。炮点到检波点之间的距离叫“炮检距”。,2 采区三维地震勘探野外观测系统,为了了解地下各界面的情况，必须连续追踪相应的地震波，这样，要求每一次的炮点与检波点必须保持一定的关系。测线上激

14、发点和接收点的相对位置关系叫做观测系统。观测系统的类型和参数设计非常重要，它关系到整个数据采集的质量。观测系统可分为2D（线）、3D（面积）两种。设计观测系统时，应根据地质任务要求，综合考虑地形、地物、交通条件以及装备等各种因素，选择最优化参数来合理设计观测系统。,观测系统,1、简单连续观测系统,2、间隔排列连续观测系统,2D观测系统图示,2D观测系统综合平面图设计,根据开动仪器的道数Ntr、和叠加次数n，计算出相邻炮点移动的道数沿测线标出若干炮点和第一个排列的检波点。将检波点投影到过炮点的450线上，准确定出CDPmin、CDPmax水平线。,然后，从任一个检波点的投影位置铅垂向下，在CDP

15、min、CDPmax两水平线间数炮线的条数，即该CDP点的叠加次数。中间发炮时，公式相同；在数炮线时，注意有两个方向的。,3、多次叠加观测系统,组合：压制面波等低视速度干扰作用明显，但降低了分辨率；此外不能压制多次反射波、折射波之类干扰波（其波长往往达数十米）。,在浅层地震勘探中，广泛采用多次叠加法。,共反射点多次叠加法：共深度点多次叠加法、多次覆盖法、水平叠加法。,基本思想：对地下反射界面上各点的地质信息进行多次观测，以排除由于地面上个别观测点受到某种干扰而歪曲地下真实信息的影响。,共反射点示意图,水平叠加的概念：又称为共反射点叠加或共中心点叠加（处理），就是以O点为中心，左右两侧对称位置选

16、择激发点和接收点，接收到的记录来自于同一反射点，将地震记录进行叠加，可以压制多次波和各种随机干扰波，从而大大提高信噪比和地震剖面质量，并且可以提取速度等参数。,条件：建立在水平界面假设的基础上。,如下图示：在O1、O2、O3激发，在与M点为对称的S1、S2、S3接收R界面上同一点A的反射波。,1）.共反射点叠加原理,多次覆盖：在测线上不同点激发、相应点接收来自地下界面相同反射点的多个地震记录道进行叠加。,A点：共反射点或共深度点。,M点：A的投影点，共中心点或共地面点。,S1、S2、S3地震道：共反射点或共深度点叠加道。集合称CDP(共深度点)道集。,以炮检距X为横坐标，以反射波到达各叠加道的

17、时间t为纵坐标，可绘出对应A点的半支时距曲线。将炮点和接收点互换，得到另半支时距曲线。,(1)共炮点反映一个区段，共反射点反映一个点；,(2)共炮点t0表示炮点回声时间，共反射点t0表示A的垂直反射时间，即M点的回声时间。当,Xi=0时，t0=2h/V。,对共反射点时距曲线动校正：,把各叠加道的时间校正到M点的回声时间，或者把曲线拉平，如图(c)示。,假设各叠加道波形相似，必是同相叠加，叠加后振幅成倍增加。如图(d)示。,如图示，在水平界面R1上产生二次全程反射，在R2界面上产生一次反射。用视速度定理易证：具有相同t0时间的二次波曲线比一次波弯曲。,对时距曲线t及tD按一次波的速度进行动校正：

18、,一次波：t被拉平到t0；,多次波：tD不能拉平(为tD)，校正量不足，校正后仍上弯，叫剩余时差曲线。,剩余时差：多次波时距曲线按一次波校正后与t0的时差，用tD表示。,2）.共反射点多次波的叠加效应,各叠加道tD不同，叠加时非同相叠加,叠加后多次波被削弱，从而达到压制多次波的目的，如右图示。,共反射点经动校正后，叠加时同相叠加,叠加后振幅成倍增加，达到突出有效波的目的，如右图示。,3）.多次覆盖观测系统,定义：对整条反射界面进行多次覆盖的系统。主要有两种形式：端点(单边)，中间放炮。,叠加次数：1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1共反射点地震

19、记录,以地面接收排列表示，则叠加次数为倾斜线上接收点个数。,第1炮第21道，第2炮第17道，第3炮第13道，第4炮第9道，第5炮第5道，第6炮第1道。,以简单常用的单边放炮六次覆盖观测系统为例讨论。如右图所示：每放一炮可得地下24个反射点，放完六炮，可得相应六个反射界面段。其中ABCD界面段，每次放炮都进行了观测，观测了六次。叫六次覆盖。,单边放炮六次覆盖观测系统平面图,其中,都是来自A点的反射，都是A的叠加道集。,排列展开示意图,多次叠加观测系统综合平面图,观测系统与时间剖面对应关系,图4-23 断层在时间剖面上的反映,工作道数：24叠加次数：6道间距：10m偏移距：10m,2D多次覆盖设计

20、（单边激发）,2D多次覆盖设计（中间激发）,3D地震观测系统分类,三维地震采集观测系统主要可分为两大类：面积观测系统和线性观测系统 面积观测系统(Areageometry)：接收点以网格形式全区密集采样分布，炮点以较稀疏网格分布或以相反的方式分布。这是完全满足3D对称采样的观测系统由于昂贵的花费，面积观测系统在实际工作中无法实现。线性观测系统(Linegeometry)：接收点以一定采样间隔以一条或多条平行线的方式分布，激发点沿炮线分布的观测系统,三维观测系统类型,2 采区三维地震勘探野外观测系统,设计观测系统的基本原则1、在一个炮点道集内均匀分布的地震勘探道，炮检距从小到大应当是均匀分布的，

21、这样能够保证同时接收浅、中、深各个目的层位的信息，使观测系统既能取得各自的目的层的有用反射波信息，又能够用来进行速度分析；2、在一个CDP道集内各炮检距连线应尽量较均匀地分布在共中心点360的方位上。这样能使一个面元（共反射点）上的地震道是从四面八方入射到这个面元上的使共面元（共中心点叠加）具有真实显示三维反射波的特点；,2 采区三维地震勘探野外观测系统,3、勘探区内地下数据点覆盖次数应尽可能相同或接近，在全区范围内是均匀的；4、三维观测系统的设计受到地面条件的制约，因此在设计前还要对三维施工的工区进行详细的调查；5、三维地震勘探观测系统还要考虑地层倾角、最大炮检距、道距、规则干扰波类型、目的

22、层位深度等各种因素影响。,2 采区三维地震勘探野外观测系统,十字型观测系统,束状观测系统,观测系统的几个主要参数,已知：S 勘探面积hmax 最深和最浅目的层深度max最大倾角vrms 波速最高频率分量Nx,Ny 叠加次数=NxNyDx,Dy 面元尺寸Ntr 开动道数,2 采区三维地震勘探野外观测系统,束状观测系统优点：一是排列长度适中，当勘探目的层深度有较大变化时，可改变偏移距来满足不同地质任务的要求，并且在障碍区炮点有较大的可移动范围，有利于提高采集质量，便于野外施工。二是具有横向最大炮检距,不仅相应地减小了非纵观测误差，而且测线与非纵炮检方向（地震射线方向）之间的夹角相应较小，在检波器较

23、少的情况下，便于组合设计和提高组合效果。三是在相同的勘探面积内，此种系统较炮点数量少，可相应地减少占地面积，降低农业赔偿费。,2 采区三维地震勘探野外观测系统,非规则观测系统此类观测系统一般用在地表条件复杂、障碍物多时。这种观测系统可以跨越障碍物追踪其下覆盖区CDP点信息，这种观测系统的形式多种多样，可以是任意形状。常用的有：双“L”型“蛛网状”双侧爆炸观测系统,2 采区三维地震勘探野外观测系统,2 采区三维地震勘探野外观测系统,非规则观测系统优点及缺点：不规则型观测系统的优点是灵活机动，放炮时炮点和检波点位置选择灵活方便。1、叠加次数一般较低，而且不均匀。2、炮检距变化范围一般较小，仅个别点

24、有从小到大比较完整的炮距。3、资料处理比较复杂,2 采区三维地震勘探野外观测系统,观测系统选择（1）地形地貌条件；地形平坦或较为平坦，宜采用规则的测网；地形条件差，选择不规则的观测系统。（2）目的层埋深；目的层埋深较深，宜采用大炮检距的长线观测系统，以减少炮点，降低生产成本，提高生产效率；目的层较浅，则考虑小的炮检距的短线观测系统。（3）地震仪道数；如果地震仪道数多，则可以采用多线、多道接收的观测系统；地震仪道数少，则只能考虑多放炮的观测系统。（4）叠加次数；目的层各反射点的分布和覆盖次数应尽可能均匀或接近。,2 采区三维地震勘探野外观测系统,激发方向当地表地形平缓时，下倾方向为佳。当地层平缓

25、，地形坡度大时，上坡方向为佳。地层倾角大时，采用端点激发,3D规则束状观测系统设计 基本方法与2D相同，纵向观测系统与二维地震观测系统一致，横向观测系统只要将接收线看做2D线上的接收点。,3D束状观测系统,8线16炮横向观测系统图（10m炮线距）CDP网格5m*5m,1 2 3 4 5 6 7 8,第一束线,第二束线,1 2 3 4 5 6 7 8,8线10炮横向观测系统图（不规则炮线距）,3D地震横向观测系统综合平面图示法,1.横向覆盖次数(Ny)=接收线数/2(单束横向单排炮点数/单束线横向滚动的距离/炮线距)2.在测线起点位置，沿垂直测线方向画水平线，把测线和炮线投影到水平线上，分别把测

26、线和炮线的投影点看作是检波点和炮点。3.炮点激发后，将检波点（检波线）投影到过炮点（炮线）的45度线上，将交点涂为黑点，代表一次反射点。4.然后，过任一个交点的位置做垂线，在垂线上的交点数即该CDP点的叠加次数。5.6线4炮横向是几次覆盖？8线3炮、8线6炮、8线8炮？,3D横向叠加次数的设计,排列形式:8线8炮 接收道数:840道接收线距:40m,道距:10m炮间距:横向20m,纵向40m束间:移动160m,炮线不重复，检波线重复4条纵向覆盖次数=40/2*4=5次 横向覆盖次数=8/2*（8/8）=4次总覆盖次数=54次=20次,。,V V,V V,V V,V V,V V,V V,V V,

27、V V,8线8炮束状观测系统示意图（中间激发）,检波线,炮线,CDP网格,第一束线,第二束线,8线8炮束状观测系统设计图（单边激发）,3D观测系统参数,观测系统类型激发方式接收道数接收线数接收线距接收道距激发炮线距激发炮点距CDP网格叠加次数横向最大炮检距横向最小炮检距纵向最大炮检距纵向最小炮检距最大炮检距,三维地震勘探工程布置图,第一束,第二束,第三束,第四束,第五束,第六束,第七束,10 110 210 310 410 510,10,90,50,130,170,210,250,290,330,80,100,120,三维地震勘探束线滚动展示,观测系统评价_全方位炮检距分布,在炮检距和方位角的

28、定义中，每个CMP面元中包含许多炮检距的中心点（反射点）。面元中的每一个道都有一个炮检距和一个震源到接收点的方位角。,检波点 点TQ,观测系统评价_全方位炮检距分布,对叠加面元中的炮检距分布影响最大的是覆盖次数。如果覆盖次数较低，则炮检距分布很差；随着覆盖次数的增加，炮检距的分布就随之改善为了便于计算动校正速度和取得最好的叠加响应必须使炮检距自远近道均匀分布，炮检距分布不均匀时，会引起倾斜信号、震源噪声甚至次波等发生混叠，严重时会使速度分析失败。一个面元当成一个图表使用，纵轴表示炮检距的大小，横轴表示在炮检距刻度上地震道的位置。换句话说，纵横刻度都是炮检距值。一个完整的三角形就表示存在各个可能

29、的炮检距，见下页图。,观测系统评价_全方位炮检距分布,观测系统设计不好会在炮检距“平面”上产生“空洞”，并且由于规则观测系统上缺少某些炮检距，会使某些倾角区不能形成相长干涉。相长干涉确保了该倾角重构(成像)在其正确的零炮检距道集上，而不是在CMP位置上。叠后偏移将把倾角移动到它们的正确地质位置上，如果有些地震道丢失即在炮检距“平面”上产生“空洞”，则相长干涉受到破坏。,观测系统评价_方位角分布评价,显示中心点面元中各道共方位角的方法，般为玫瑰图显示法这种玫瑰图的每条线长度和方向表示炮检距和炮-检方位。线性长度的比例选择要使整个工区的最大炮检距等于面元的高度，见图。评价：一般分布的角度宽好。,观

30、测系统评价_覆盖次数评价,评价准则：保持覆盖次数分布均匀，分布不均匀的覆盖次数易引起地震成像的振幅畸变，且带来由覆盖次数不均匀引起的图痕。,3 三维地震勘探野外采集参数问题,野外采集参数参数包括道距、排列线距、爆炸线距、最大炮检距、最小炮检距、总覆盖次数、检波器或炮点的组合、空间采样间隔及时间采样间隔,野外采集参数有关问题一、地震分辨率二、薄层分辨率与小断层垂向分辨率三、地震波最高频率和垂向分辨率,野外采集参数有关问题地震分辨率 在浅层地震地勘探中，地震记录所反映的各种地质构造的清晰度取决于地震资料的分辨率。地震勘探的分辨率就是分辨各种地质体和地层细节的能力，它包括纵向分辨率和横向分辨率两个方

31、面。,3 三维地震勘探野外采集参数问题,一、地震横向分辨率根据物理地震学的观点，地面上的一个点自激自收得到的反射波，实际上是来自地下某范围内绕射子波叠加的结果，水平方向上的分辨率就是该范围的大小。一般认为，地震波可以分辨横向地质体大小的范围约为第一菲涅尔带的范围。,3 三维地震勘探野外采集参数问题,第一菲涅尔带半径：,V地震波到达反射界面的平均速度,垂直双程旅行的时间,反射波主频,第一菲涅尔半径,对于地震勘探横向分辨率，深度越浅，菲涅耳半径越小，分辨率越高。资料处理中的偏移，相当于将波场延拓到界面，此时，接收点和激发点位于同一界面上，意味着L大大缩小。缩小的程度取决于空间采样间隔，偏移半径、偏

32、移速度的精度、偏移方法的误差等因素。,3 三维地震勘探野外采集参数问题,3 三维地震勘探野外采集参数问题,野外采集参数有关问题二、纵向分辨率 纵向分辨率也叫垂向分辨率或时间分辨率，它是指地震记录沿垂直方向能够分辨的最薄地层的厚度。通常有两种含义：一种是从地震记录上能够正确地识别地层顶、底界面的反射波；另一种是从地震记录上够确定薄地层的反射波，从而确定地下薄层的存在。两种含义的分辨率在地震勘探中有各自的用途，但在未说明的情况下，所讨论的分辨率均指前者。,3 三维地震勘探野外采集参数问题,野外采集参数有关问题薄层分辨率与小断层垂向分辨率厚度小于1/4波长的岩层称为薄互层。薄层分辨率为波长的1/4。

33、小断层垂向分辨率指能分辨断层的最小落差。它与反射波主频、采样间隔、平均速度、噪声有关。采样间隔符合采样定理，采样间隔越小，分辨率越高；平均速度越低，分辨率越高；信噪比小于1时，提高信噪比可以提高分辨率，信噪比大于2，影响不大。,3 三维地震勘探野外采集参数问题,野外采集参数有关问题三、影响地震分辨率的主要因素影响地震分辨率的主要因素：主频和频带宽度、采样率,不同频率响应和脉冲响应示意图,地震波的最高频率和垂向分辨率 在计算野外采集的参数时，希望在地震记录中储存很多的高频成分，但这是难以做到的。因此常常从地质任务出发，要求保存最起码的最高频率fmax或最短波长min，最高频率可由下述方法计算。,

34、3 三维地震勘探野外采集参数问题,3 三维地震勘探野外采集参数问题,地震勘探垂向分辨率,即地震勘探相应信号中最短波长为：,3 三维地震勘探野外采集参数问题,野外采集参数有关问题采样率(1)时间采样率 设时间采样间隔为t，则能够记录到的不出现假频的最高频率为1/（2 t）。显然，如果有效波的频率上限较高，如350Hz，而时间采样率较低，如2ms，则高于250Hz的高频有效信号在记录过程中将被抑制，这种情况下，时间分辨率将降低；如采样率较高，如0.5ms，则尼奎斯特频率为1000Hz，显然，有效波信号中不存在这么高的频率，谱上部的高频部分将是空缺的，这样势必造成一种浪费。因此，任意信号的采样率只要

35、高得足以限定最高频率存在就可以了。(2)空间采样率 空间采样率一般指道间距，地震记录的横向分辨率决定于采样的道间距。道间距越小，横向分辨率就越高。,4 三维地震勘探采集参数选择,采集参数的选择一、道间距的选择二、检波点线距的选择三、炮点网格密度四、覆盖次数五、最大炮检距选择六、最小炮检距选择七、检波器组合八、数据采集施工面积计算,4 三维地震勘探采集参数选择,采集参数的选择一、道间距的选择 空间采样距离，是采集三维资料时，对地震波进行接收（采样）的空间间隔。当地质体空间三个正交方向（x，y，t）的采样密度均满足采样定理要求时，得到的数据体才有意义。空间采样距离，对于二维是指道间距（x），对于三

36、维是指道距和测线距，道距与二维相同，指沿测线方向的采样点距。测线距是指沿垂直于测线方向的采样点距。,视速度定理,如果不是沿着波的传播方向而是沿着别的方向来确定波速和波长时，所得结果叫做正弦波的视速度和波长，用 和 来表示。,当涉及波速和波长时，我们是沿着波的传播方向来考虑问题。,4 三维地震勘探采集参数选择,4 三维地震勘探采集参数选择,根据采样定理，时间上采样间隔应满足：,信号沿测线方向空间采样间隔应满足：,在三维地震勘探中反射波时距方程为：,在任意观测方向，任意测线视速度为：,4 三维地震勘探采集参数选择,在当x方向为倾向方向时，测线视速度变为：,在当x方向为倾向方向时，对于二维情况，y0

37、，则,当界面水平，0，则：,4 三维地震勘探采集参数选择,采集参数的选择二、检波点线距的选择 检波点线距的选择原则和道距的选择原则是一样的，如果垂直检波点线方向上的倾角与沿着检波线方向的倾角相近，就应当选择与纵向方向道距相同的线距。但是，有时地层的倾角、走向与倾向很清楚，一般选择检波点线沿倾向方向排列，因此，垂直方向上的倾角很小，所以线距也就选得大些。一般是取道距的整倍数作为线距，通常选择2-6倍。,4 三维地震勘探采集参数选择,采集参数的选择三、炮点网格密度 炮点网格密度依赖于纵、横向叠加次数（Nx，Ny）及排列道数（nx，ny）（每条检波线上的道数，非总道数）。纵向炮点移动道间距数按以下公

38、式计算：,式中，S为系数，单边激发时S1，双边激发时，S2,4 三维地震勘探采集参数选择,采集参数的选择四、覆盖次数 地下数据点的叠加次数是由纵向叠加次数Nx和横向叠加次数Ny乘积决定的。即N=Nx*Ny。它与压制规则干扰和随机噪声有着密切的关系，同时与三维速度分析的精度有关。三维速度分析角度考虑；要求覆盖次数越高越好，同时叠加道分布各个方位角均匀为好；从估算剩余静校正量来分析，覆盖次数越高，估算静校正量的结果越准确。从勘探成本来看，在满足勘探精度要求的条件下，尽量减少叠加次数，以降低成本，提高施工效率；,覆盖次数的计算方法：在束状观测系统中总覆盖次数(N)=横向覆盖次数(Ny)纵向覆盖次数(

39、Nx)纵向覆盖次数(Nx)=单条线接收道数/（2炮点距相当的道距数）横向覆盖次数(Ny)=接收线数/2(单束横向单排炮点数/单束线横向滚动的距离相当的炮点数),4 三维地震勘探采集参数选择,采集参数的选择五、最大炮检距选择 最大炮检距的限定值与多种因素有关，并受多种因素制约，因此应根据探区地质条件和有关地球物理参数综合考虑。三维地震的炮检距，要用它的纵向（沿测线方向，一般称为x方向）和横向（垂直于测线方向，一般称y方向）的投影来确定，其计算式为：,4 三维地震勘探采集参数选择,式中：lx，ly 纵、横向偏移距；Nx，ny 纵、横向排列道序号；x，y 纵、横向道间距。,最大、最小炮检距示意图,4

40、 三维地震勘探采集参数选择,采集参数的选择五、最大炮检距设计原则保证共面元道集内炮检距分布均匀。保证最浅目的层的反射参数稳定，避免因入射角过大而引起波畸变和产生折射。既要保证速度分析精度，又要减少动校正拉伸畸变以及考虑对多次波的压制效果。保证信号具有足够强的效果。,4 三维地震勘探采集参数选择,最大炮检距设计因素1、反射参数2、最大炮检距的限制3、动校正拉伸4、速度分析精度5、偏移效果6、多次波压制,4 三维地震勘探采集参数选择,1、反射参数 由于地层的吸收作用，地震波的反射振幅随着炮检距的增大而减小。当入射角接近或等于临界角时，会出现极不稳定的异常值，因此要求入射角的限定值应尽可能小一些。,

41、2、最大炮检距的限制 目的层的反射界面变化很快，界面曲率变化很大时，也要对最大炮检距有所限制。最大炮检距和共面元弥散半径关系式为：,4 三维地震勘探采集参数选择,式中：x 最大炮检距；t0中点法向反射时间V速度；倾角,3、动校正拉伸 在进行水平叠加时，动校正拉伸是不可避免的。动校正拉伸会降低波的频率，使反射波发生畸变，从而影响剖面的叠加效果，其影响程度随着反射界面的深度（H）与炮检距（x）之比的减小而增大。,动校正拉伸后的频率与拉伸前频率变化可用下式表示：,式中：动校正拉伸率；h深度；x炮检距；f1拉伸前频率；f2拉伸后频率,4 三维地震勘探采集参数选择,4、速度分析精度 均方根速度和叠加速度

42、均与正常时差有关，只有当正常时差有较大的数值时，才能保证速度分析的精度。正常时差是随着界面埋藏深度与炮检距之比的减小而增大的，因此为了提高速度分析的精度，应当具有足够大的炮检距。但是为了求准均方根速度，最大炮检距越小越好。从速度分析角度讲，大炮检距好，最大炮检距选择根据为：,根据反射波时距曲线公式：,若速度误差为v，时间误差为t：,5、偏移效果考虑 炮检距对偏移剖面有很大影响，若界面深度为h，经偏移后，波长将展宽（1+x2/8h2）倍，与动校正拉伸一致。因此，也要求炮检距不要过大。,6、多次波压制 随着偏移距的增加，能更好地压制与一次波速度相近的多次波，并能较高分辨率。,最大炮检距的选择受多种

43、因素的影响和制约。为了勘探深层，求准速度和压制多次波，则需要较大的炮检距。但为了保持稳定的反射系数，减少动校正拉伸的影响，则希望炮检距越小越好。因此，在设计时应综合分析各种因素，权衡利弊，合理选择最大炮检距。,一般最大炮检距目的层的最大深度,采集参数的选择六、最小炮检距选择 最小炮检距的选择原则同二维地震勘探相似，主要根据勘探最浅层所需要的深度和激发产生的干扰波进行选取。在能避开干扰波的情况下，最小炮检距应尽量小。七、检波器组合 为使规则干扰和随机干扰在记录之前达到不同程度的衰减，常用组合检波。因为在三维地震勘探中，各地震道对炮点所处的位置不同、方位不同，由激发产生的规则干扰波到各道的方位不同

44、，这就要求各个地震接收道上的组合检波在各个方位上都有相同的方向特性和滤波特性，这是直线组合达不到的，因此面积组合是三维地震勘探中的主要组合形式。,采集参数的选择八、施工面积计算 为了满足勘探精度，野外施工采集数据的面积恒大于实际要查清的勘探面积，施工面积由三部分组成：勘探面积+偏移孔径+满覆盖次数渐减带,偏移孔径计算公式：,MA偏移孔径；Z目的层深度；地层倾角。,覆盖次数渐减带经验公式：,根据经验，偏移孔径选择较大者：1、地质上估算的倾角的横向偏移距离2、收集某个倾角范围内绕射波所需要的距离，决不能小于第一菲涅耳带半径。,5 野外数据采集质量监控,质量监控一、地形测量数据要达到精度要求二、炮点

45、偏移三、激发井深四、检波器埋置原则五、质量检查,控制基线闭合环示意图,实验 3D观测系统设计,若工区地势较为平坦，有两煤层2#、5#，最大埋深分别为400、600m，地层最大倾角5度。现用480道Sercel公司408UL地震仪施工，请设计一规则线束状三维地震观测系统,并计算出观测系统设计参数。要求：1、CDP网格5m*10m2、叠加次数4（横）*6（纵）3、8线8炮观测系统或者8线10炮,8线10炮横向观测系统图,8线8炮横向观测系统图,48道6次覆盖纵向观测系统图,8线8炮束状观测系统（覆盖次数：纵6横4单边激发）,第一束,第二束,纵向观测系统（5次覆盖中间激发）,8线8炮束状观测系统（覆盖次数：纵5横4中间激发）,观测系统设计方案不是唯一炮检距的均匀分布方位角要宽、均匀横向覆盖的宽度实施的可能条件在可能条件下，多线多炮为佳。少搬家、高效根据可开动的道数、最大炮检距和道距确定最大线数，尽可能多炮。炮点以中点对称分布。炮排点数，可奇可偶炮排距决定于Ly，等于Ly的二倍方案可以不同，但单位面积总炮点数相同或相近,