趙宏杰
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三維正交觀測(cè)系統(tǒng)炮檢位置與面元位置互算方法研究
趙宏杰
(中國(guó)石化石油工程地球物理有限公司華北分公司,河南鄭州 450000)
三維觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)在遇到障礙物等禁炮或禁檢波點(diǎn)區(qū)域時(shí),通常需通過(guò)炮點(diǎn)或檢波點(diǎn)的偏移與加密來(lái)彌補(bǔ)覆蓋次數(shù)的缺失,常用方法是借助物探專業(yè)軟件,在障礙物周邊施工安全范圍內(nèi)增加炮點(diǎn)或檢波點(diǎn),并經(jīng)過(guò)反復(fù)模擬運(yùn)算,以人工手動(dòng)移動(dòng)炮點(diǎn)或檢波點(diǎn)的方式得以實(shí)施,這種操作方式既造成工作量增加又具有較大的盲目性。采用炮檢位置與面元位置互算的方法,搞清炮檢點(diǎn)位置變化對(duì)于面元覆蓋次數(shù)造成的影響范圍,找出炮檢點(diǎn)與面元位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系,使炮檢點(diǎn)偏移和加密既科學(xué)合理又方便快捷。
正交觀測(cè)系統(tǒng):炮檢點(diǎn)面元;位置互算
三維地震勘探中,地面眾多障礙物會(huì)影響地表物理點(diǎn)的布設(shè)[1],當(dāng)無(wú)法布設(shè)炮檢點(diǎn)時(shí),通常在障礙物周邊安全范圍內(nèi)以加密炮點(diǎn)或加大偏移距放炮的方法,彌補(bǔ)覆蓋次數(shù)的缺失[2]。傳統(tǒng)做法是借助物探專業(yè)軟件通過(guò)反復(fù)模擬加炮,工作量非常巨大,因此,需要科學(xué)、快捷、經(jīng)濟(jì)可行的炮檢點(diǎn)加密方法來(lái)避開各種障礙,提供炮檢點(diǎn)布設(shè)方案[3],滿足面元的覆蓋次數(shù),并保證采集資料品質(zhì)和節(jié)約成本[4]。所有三維正交觀測(cè)系統(tǒng)在面元位置與炮檢點(diǎn)位置的互算上具有相似性,本文僅對(duì)擬定觀測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行研究,其他觀測(cè)系統(tǒng)可通過(guò)類似運(yùn)算得出相應(yīng)結(jié)論。
炮點(diǎn)位置與面元位置的關(guān)系本質(zhì)上屬于一個(gè)CMP(共中心點(diǎn))與其相應(yīng)的炮點(diǎn)位置關(guān)系,目標(biāo)區(qū)內(nèi)是所有炮點(diǎn)對(duì)特定面元都有貢獻(xiàn),即炮點(diǎn)與面元有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系[5],以擬定的觀測(cè)系統(tǒng)20L4S128T為例,觀測(cè)系統(tǒng)單元4炮中的每1炮對(duì)于地下反射面元的影響都是不同的。如果某一炮發(fā)生變化,則面元呈條帶狀變化(圖1)。如果障礙物導(dǎo)致了炮點(diǎn)不能縱向偏移,則按常規(guī)進(jìn)行就近偏移后可以看到,條帶狀的面積加大,且對(duì)彌補(bǔ)面元的覆蓋次數(shù)沒(méi)有任何貢獻(xiàn)。因此,特定位置的某一炮點(diǎn)對(duì)于面元的影響是條帶狀的,就近偏移會(huì)加劇條帶狀的采集痕跡。避障時(shí)要通過(guò)炮點(diǎn)位置與面元位置的精確互算,搞清炮點(diǎn)位置變化對(duì)于面元覆蓋次數(shù)造成的影響,保證目標(biāo)區(qū)域的有效覆蓋次數(shù)[6],找出炮點(diǎn)位置與面元位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
圖1 面元條帶狀變化
為了深入分析炮點(diǎn)變化引起的面元條帶狀的變化規(guī)律,對(duì)面元和炮點(diǎn)須先進(jìn)行細(xì)分和編號(hào),以一個(gè)滾動(dòng)距(兩條檢波線間)為單元,考慮炮點(diǎn)對(duì)于面元的影響是條帶狀的,面元以條帶狀命名,分別為1,2,3,4,5,6,7,8號(hào)面元線,炮點(diǎn)分別命名為1,2,3,4號(hào)炮點(diǎn)(圖2)。
研究發(fā)現(xiàn),單獨(dú)對(duì)觀測(cè)系統(tǒng)內(nèi)的炮點(diǎn)進(jìn)行獨(dú)立激發(fā)時(shí),所影響的面元線有所不同。如只對(duì)1號(hào)炮點(diǎn)激發(fā)時(shí),影響的面元線為1號(hào)線和5號(hào)線;只對(duì)2號(hào)炮點(diǎn)激發(fā)時(shí),影響的面元線為2號(hào)線和6號(hào)線;只對(duì)3號(hào)炮點(diǎn)激發(fā)時(shí),影響的面元線為3號(hào)線和7號(hào)線;只對(duì)4號(hào)炮點(diǎn)激發(fā)時(shí),影響的面元線為4號(hào)線和8號(hào)線。依據(jù)地震勘探基本原理的共中心點(diǎn)理論,每個(gè)炮點(diǎn)所影響的縱橫向范圍分別為縱橫向最大炮檢距的一半。
圖2 炮點(diǎn)和面元編排
研究發(fā)現(xiàn),不僅炮點(diǎn)位置與面元位置關(guān)系對(duì)地下反射面元有影響,檢波點(diǎn)與面元的位置關(guān)系也影響到地下反射面元。施工過(guò)程中,過(guò)障礙物時(shí)檢波點(diǎn)往往需要大規(guī)模、不連續(xù)的偏移[7-8]。為了做好這方面的研究,先對(duì)檢波點(diǎn)與面元進(jìn)行精細(xì)劃分,明確相互間的影響規(guī)律和范圍,再對(duì)某一檢波點(diǎn)禁止接收,可以看到檢波點(diǎn)對(duì)于面元的影響也呈條帶狀,但條帶變化方向變?yōu)榭v向。
同樣,以一個(gè)滾動(dòng)單元來(lái)對(duì)檢波點(diǎn)和面元進(jìn)行命名。考慮檢波點(diǎn)對(duì)于面元的影響也是條帶狀的,面元以垂直檢波線的條帶狀命名,分別為1,2,3,4,5,6,7,8號(hào)面元線;檢波點(diǎn)分別命名為1,2,3,4號(hào)檢波點(diǎn)(圖3)。對(duì)接收檢波點(diǎn)模擬后,可以看到每個(gè)檢波點(diǎn)所影響的縱橫向范圍分別為縱橫向最大炮檢距的一半。
圖3 檢波點(diǎn)和面元編排
為了進(jìn)一步研究檢波點(diǎn)影響規(guī)律,單獨(dú)對(duì)觀測(cè)單元一個(gè)滾動(dòng)距(一個(gè)炮排距)的某一個(gè)接收點(diǎn)禁止接收,模擬分析發(fā)現(xiàn),只對(duì)一個(gè)檢波點(diǎn)禁止時(shí),影響到的面元線為2條。如只對(duì)1號(hào)檢波點(diǎn)禁止時(shí),影響的面元線為1號(hào)線和5號(hào)線;只對(duì)2號(hào)檢波點(diǎn)禁止,影響的面元線為2號(hào)線和6號(hào)線;只對(duì)3號(hào)檢波點(diǎn)禁止,影響的面元線為3號(hào)線和7號(hào)線,只對(duì)4號(hào)檢波點(diǎn)禁止,影響的面元線為4號(hào)線和8號(hào)線(圖4)。依據(jù)地震勘探基本原理的共中心點(diǎn)理論,可以得出每個(gè)檢波點(diǎn)所影響的縱橫向范圍分別為縱橫向最大炮檢距的一半。
圖4 檢波點(diǎn)和面元變化情況
通過(guò)對(duì)炮點(diǎn)、檢波點(diǎn)和面元相互影響的規(guī)律和位置關(guān)系的分析與研究,以炮點(diǎn)、檢波點(diǎn)位置為優(yōu)化變量,可以得出以下結(jié)論:
(1)炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)對(duì)于面元的影響均為條帶狀,且都具有對(duì)應(yīng)關(guān)系,一旦禁炮區(qū)確定,即可迅速準(zhǔn)確找出需加密的炮檢點(diǎn)位置和范圍。
(2)炮點(diǎn)對(duì)面元影響的條帶狀分布與炮線呈垂直關(guān)系,檢波點(diǎn)對(duì)面元影響的條帶狀分布與檢波線呈垂直關(guān)系。
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編輯:趙川喜
2017–12–11
趙宏杰,工程師,1984年生,2008年畢業(yè)于西南石油大學(xué)資源勘查專業(yè),現(xiàn)從事地震勘探資料采集方法研究工作。
1673–8217(2018)04–0056–03
P631.422
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