CN105388517A - 海上三维地震勘探的正交束线观测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海上三维地震勘探的正交束线观测系统，该系统沿着左右方向横向等距布设若干条地震接收线，每条称为一条排列，每条排列上纵向等距布设若干道地震接收道，每个地震接收道上设有检波器，在若干条排列组合外侧中央位置设有若干炮组，每个炮组有若干炮点，炮点沿左右方向横向等距布设，作业时炮点沿地震接收线方向等距滚动，完成一束线的作业后，排列组合中一侧最外端的一根地震接收线沿其垂直方向滚动到另一端地震接收线的外侧，组成新的排列组合，本发明在覆盖次数、炮检距分布、方位角分布和施工效率方面具有明显优势。

Description

海上三维地震勘探的正交束线观测系统

技术领域

本发明涉及一种正交束线观测系统，尤其涉及海上三维地震勘探的正交束线观测系统。

背景技术

在渤海湾盆地，从80年代开始采用三维地震采集技术进行地震勘探，完成了大量的三维采集任务，有利区块已基本连片，为油田的勘探开发做出了巨大贡献，但随着油田勘探开发的不断深人，所要解决的地质问题越来越复杂，对野外的采集工艺和方法要求越来越高，过去做过的一部分三维区块，由于受当时的技术、装备等条件的限制，不能很好地完成地质任务，制约了油田的进一步发展，在这种情况下，认真分析过去已采集三维的利与弊，研究并实施新的观测系统采集方法就显得极为重要。

随着地震勘探技术的不断发展，多道遥测数字地震仪的投入使用，折射静校正、层析静校正、反褶积、叠前深度偏移等技术的采用，使得三维地震勘探明显优于二维地震勘探。以面积观测代替单线观测，能进行多道大排列的接收，不仅保证了勘探深度，在横向上也能利用采集数据进行科学判断，而不是利用地质规律进行推断，在勘探精度上向前迈进了一大步。在三维地震勘探中，观测系统的设计是最基础的一环，它直接影响到数据的采集，不合理的观测系统会使采集的数据不够全面、面元覆盖次数不够均匀，这都直接影响着后续的数据处理和资料解释，因此，需要根据具体地质任务及地形地质条件布置合理的观测系统。

海上地震勘探主要包括拖缆地震勘探和海底电缆地震勘探两种采集方式。拖缆地震勘探在数据采集过程中，观测系统的炮线同检波线平行，炮点和检波点按照设计的炮间距等间隔移动，炮点和检波点形成的共中心点亦按照炮间距等间隔移动。海底电缆地震勘探数据采集包括平行和正交观测系统两种采集方式，平行观测系统同拖缆地震勘探类似，炮线与检波线的方向平行，正交观测系统的炮线与检波线的方向垂直，正交束线观测系统是目前海底电缆地震勘探中常用的观测系统，属于正交观测系统类型。

目前，渤海的拖缆三维地震勘探一般采用双源三缆或者双源四缆的作业方式，横向覆盖次数只有一次，观测方位单一且较窄；海底电缆也多采用线束状的窄方位观测系统，排列采用2至8线不等，覆盖次数一般为横向2至4次，纵向30至40次不等。这类观测系统的优点是形状简单，炮检距分布均匀，便于野外质量控制和室内处理，其缺点是方位角分布较差，如附图1、2所示，排列片纵横比，即接收排列短边与长边之比，比较小，所获得的地下信息主要是纵测线方向的，横向信息较少，不能完整反映地下地质体的各方向地质信息，满足不了油田进一步发展的需要。我们在渤海湾盆地下一步的工作方向应该是针对工区的具体情况，选择合适的宽方位三维观测系统，这对提高地下反射的成像质量、得到好的野外第一手资料有很大好处。

通常宽、窄方位三维观测系统的定义是：横纵比是指横向上的最大非纵距与纵向上的最大偏移距之比，当横纵比大于0.5时，为宽方位角采集观测系统；当横纵比小于0.5时，为窄方位角采集观测系统。给定一个地震勘探区块，根据最深目的层的深度，考虑动校正拉伸、速度精度、反射系数、干扰波、视波长和多次波来确定排列长度；根据地质要求和采集资料需要实施宽方位采集，就必须在横向上有足够长的偏移距，并尽量保证偏移距和方位角均匀分布、一致且连续，这就要求在排列片内采用较宽的线距，或者采用较多的线数。目前实现宽方位三维观测主要有增大接收线距法、增加接收线数法和炮检互换法。

增大接收线距法是通过增大接收线距，调整排列片内接收线之间的距离，提高横纵比，来达到拓宽方位角的目的。以前三维地震勘探项目大多采用较窄方位观测系统，炮检对的分布主要集中在沿测线方向较窄的方位上，大偏移距的信息在横向上分布很少，适当地增大接收线距，可提高横向上大偏移距炮检对的接收数目，然而接收线距的数值过大，会引起浅层资料的丢失，还会造成纵向和横向上采样数目不均匀，尤其是横向偏移距的不连续分布，出现采集脚印，不利于地下岩性各向异性的勘探。

增加接收线法是针对增大接收线距所存在的问题，通过增加排列接收线数的方法，增加横向上的偏移距，增加横向上的覆盖次数并改善耦合效果。以往我们排列线数最多用到8条，例如8L4S360T观测系统，依据这种拓宽方位角的方法，我们还设计出了12L4S360T观测系统，然而在海上实际生产中这种观测系统具有极明显的缺陷：首先，排列多、道数多，所需的附属设备就多，所要投入的生产人员就多，生产成本自然就高；其次，在海上布设如此大规模的排列，将会给生产组织带来较大困难，受外界影响大，排除故障难，施工时效低；同时，众多的人员、设备必然导致安全风险极大提高，在进行采集方法设计时我们必须要权衡考虑采集参数与现有设备采集能力的关系，并充分考虑野外施工时的环境限制。

炮检互换法是根据对称采样原理，在受设备条件限制时，将检波点和炮点进行互换，用炮点来弥补检波点的采样不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，本发明提供一种海上三维地震勘探的正交束线观测系统，既要达到宽方位采集的效果，又便于海上组织生产。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

做为本发明的一种海上三维地震勘探的正交束线观测系统，该系统沿着左右方向横向等间距布设若干条地震接收线，每条地震接收线称为一条排列，每条排列上沿上下方向纵向等间距布设若干道地震接收道，每个地震接收道上均设置有检波器，在若干条所述排列组合外侧中央位置设置有若干炮组，每个炮组有若干个炮点，炮点沿着左右方向横向等间距布设，每组中相邻两个炮点的间距相同，作业时炮点延地震接收线方向等间距滚动，完成一束线的作业后，排列组合中一侧最外端的一根地震接收线沿着垂直方向滚动到另一端地震接收线的外侧，组成新的排列组合。

本发明的有益效果是：

本发明海上三维地震勘探的正交束线观测系统，既达到宽方位采集的效果，又便于海上组织生产，在野外生产组织合理，设备状态良好，天气允许的情况下，此种作业方式实现了不间断生产作业，宽方位、高密度、高分辨率，合理有效的利用生产资源，减少了常规海底电缆采集等待时间，大大提高了生产效率。

附图说明

图1为已有技术观测系统方位角分布图中三维拖缆方位角玫瑰图

图2为已有技术观测系统方位角分布图中OBC窄方位角玫瑰图

图3为本发明海上三维地震勘探的正交束线观测系统的方位角分布图

图4为已有技术观测系统中12L4S360T正交束线观测系统图

图5为本发明海上三维地震勘探的正交束线观测系统图

图6为已有技术观测系统的12L4S360T正交束线观测系统与本发明海上三维地震勘探的正交束线观测系统的相互关系图

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明海上三维地震勘探的正交束线观测系统作进一步详细说明：

如图4、5、6所示，本发明海上三维地震勘探的正交束线观测系统的观测系统属性与已有技术12L4S360T观测系统属性一致，但本发明比对比文件观测系统的排列数减少一半，完全克服了已有技术在实际应用中所面临的缺陷，提高了中深层复杂构造成像精度和分辨率，提高了轻型海底电缆地震资料的品质。

本发明海上三维地震勘探的正交束线观测系统，沿着延左右方向横向等间距布设6条地震接收线，每条地震接收线称为一条排列，每条排列上沿着上下方向纵向等间距布设360道地震接收道，每个地震接收道上均设置有检波器，在6条排列组合外侧中央位置设置有两组共8个炮点，每组4个炮点是延左右方向横向等间距布设的，每组中相邻两个炮点的间距是50米。作业时炮点延地震接收线方向等间距滚动，完成一束线的作业后，排列组合中一侧最外端的一根地震接收线延其垂直方向滚动到另一端地震接收线的外侧，组成新的排列组合，这种观测系统称为6线8炮360道的正交束线观测系统，编号为6L8S360T。采用炮检互换法，如附图6所示，即每束测线横向滚动1个排列，重复一半的炮点，每个炮点的使用次数为2次，来达到宽方位采集的目的。做为本发明的一种海上三维地震勘探的正交束线观测系统，具有以下优点：观测系统较小的最大最小炮检距，保证了地震采集各目的层段有足够的覆盖次数，且相邻面元内覆盖次数分布均匀，有效地增加了目的层的反射能量，提高了资料的信噪比，保证了各目的层的成像效果；观测系统相对均匀的炮检距分布，使不同深度目的层的覆盖次数均匀，有利于减弱因观测系统设计缺陷而引起的采集脚印，改善主要目的层的成像；如图3所示，观测系统滚动所产生的满覆盖区域内每个面元在炮检距分布和方位角分布方面都非常接近，不但加宽了方位角分布，而且使方位角呈现出多方位性，有利于各向异性研究；在实际生产中一次性可铺设若干条排列电缆，一旦完成一束生产任务后，放缆船收回排列一侧已经用过的电缆去铺设到排列另一侧，在放缆船收放电缆的同时，震源船直接滚动到下一束继续放炮生产，而不需等待。在覆盖次数、炮检距分布、方位角分布和施工效率方面具有明显优势。观测系统较小的最大最小炮检距，保证了地震采集各目的层段有足够的覆盖次数，且相邻面元内覆盖次数分布均匀，有效地增加了目的层的反射能量，提高了资料的信噪比，保证了各目的层的成像效果；观测系统相对均匀的炮检距分布，使不同深度目的层的覆盖次数均匀，有利于减弱因观测系统设计缺陷而引起的采集脚印，改善主要目的层的成像；观测系统滚动所产生的满覆盖区域内每个面元在炮检距分布和方位角分布方面都非常接近，且拓宽的方位角分布，有利于各向异性研究；实际施工时，一次性铺设若干条排列电缆，一旦完成一束生产任务后，放缆船收回排列一侧已经用过的电缆去铺设到排列另一侧，在放缆船收放电缆的同时，震源船直接滚动到下一束继续放炮生产，而不需等待，提高了生产效率。

本发明海上三维地震勘探的正交束线观测系统(6L8S360T)的参数为：

纵向观测系统：4487.5-12.5-25-12.5-4487.5

排列线距200m道距25m

炮线距50m炮点距100m

纵向滚动距离100m横向滚动距离200m

面元大小12.5*25m

满覆盖次数270次(横向6*纵向45次)

本发明海上三维地震勘探的正交束线观测系统，实际应用结果表明，提高了观测效率，改善了成像精度，在现有的地震勘探装备情况下，很好的满足了目前海上地震勘探的需求，措施得当，效率明显。

通过渤海垦利11-12区带三维地震资料采集项目的实践证明，该观测系统具有照明度好、波场信息丰富、去噪效果明显、偏移成像精度高等特点，对识别断层、裂缝和岩性变化带有独到的优势，适合于油气资源丰富、需要做精细勘探的区域，即适合于复杂构造地区的资料采集，是一种有效的油藏精细勘探方法。

本发明在海底电缆地震勘探中可实施性强，易于施工操作，可用于海上宽方位、宽频带、高密度、高覆盖、高分辨率地震采集。

综上所述，本发明在结构设计、使用实用性、成本效益上，完成符合产业发展所需，且揭示的结构亦是前所未有的创新构造，具有新颖性、创造性、实用性，符合有关新型要件的规定，故依法提出申请。

Claims (8)

1.一种海上三维地震勘探的正交束线观测系统，其特征在于：沿着左右方向横向等间距布设若干条地震接收线，每条地震接收线称为一条排列，每条排列上沿上下方向纵向等间距布设若干道地震接收道，每个地震接收道上均设置有检波器，在若干条所述排列组合外侧中央位置设置有若干个炮组，每个炮组有若干个炮点，炮点沿着左右方向横向等间距布设，每组中相邻两个炮点的间距相同，作业时炮点延地震接收线方向等间距滚动，完成一个束线的作业后，排列组合中一侧最外端的一根地震接收线沿着垂直方向滚动到另一端地震接收线的外侧，组成新的排列组合。

2.根据权利要求1所述的海上三维地震勘探的正交束线观测系统，其特征是：在受设备条件限制时，将检波点和所述炮点进行互换，用炮点来弥补检波点的采样不足。

3.根据权利要求1所述的海上三维地震勘探的正交束线观测系统，其特征是：所述地震接收线布设6条。

4.根据权利要求3所述的海上三维地震勘探的正交束线观测系统，其特征是：设置两条为备用排列电缆。

5.根据权利要求1所述的海上三维地震勘探的正交束线观测系统，其特征是：所述炮组共为两组，每组4个炮点。

6.根据权利要求1至5中任何一项所述的海上三维地震勘探的正交束线观测系统，其特征是：每组中相邻两个所述炮点的间距是50米。

7.根据权利要求1至5中任何一项所述的海上三维地震勘探的正交束线观测系统，其特征是：在每条所述排列上，沿着上下方向纵向等间距布设360道地震接收道。

8.根据权利要求1所述的海上三维地震勘探的正交束线观测系统，其特征是：所述海上三维地震勘探的正交束线观测系统的满覆盖次数为横向六次，纵向45次，共270次。