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。

2 炮點(diǎn)位置與面元位置關(guān)系

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

3 檢波點(diǎn)位置與面元位置關(guān)系

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

4 結(jié)論

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。

[1] 馬春雨，朱麗芹，馮麗華．東濮凹陷橋口工區(qū)過(guò)黃河采集技術(shù)研究[J]．內(nèi)蒙古石油化工，2010，7（12），101–102．

[2] 晁如佑，付英露．復(fù)雜障礙區(qū)三維地震觀測(cè)系統(tǒng)變觀設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用[J]．復(fù)雜油氣藏，2010，3（4）：31–34．

[3] 石一青，徐繼偉．GMG-MESA（綠山）軟件在蘇北復(fù)雜地表及地質(zhì)條件下地震方法設(shè)計(jì)中的應(yīng)用及效果[J]．物探裝備，2005，15（3）：161–165．

[4] 劉遠(yuǎn)志，劉勝，曹蔚蔚，等．城區(qū)特大型障礙物變觀三維觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J]．復(fù)雜油氣藏，2011，4（4）：32–36.

[5] 彭蘇萍，何登科，勾精為，等．觀測(cè)系統(tǒng)的面元?jiǎng)澐峙c覆蓋次數(shù)計(jì)算[J]．煤炭學(xué)報(bào)，2008，33（1）：55–58．

[6] 段衛(wèi)星，邸志欣，張慶準(zhǔn)，等．SK地區(qū)目標(biāo)地震勘探采集設(shè)計(jì)技術(shù)及應(yīng)用效果[J]．石油地球物理勘探，2003，38（2）：117–121．

[7] 石雙虎，劉麗萍，張翊孟，等．檢波點(diǎn)多次偏移導(dǎo)致CMP面元疊加紊亂的解決方法[J]．油氣藏評(píng)價(jià)與開發(fā)，2014，4（5）：57–60．

[8] 尹成，呂公河，田繼東，等．基于地球物理目標(biāo)參數(shù)的三維觀測(cè)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]．石油物探，2006，45（1）：74–78．

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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