三维地震观测系统设计现状及发展方向-管敏2

川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司三维观测系统设计技术现状及发展方向的思考采集事业部管敏2009年10月川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司一、三维观测系统设计的现状及新理念二、物探公司三维采集技术发展的现状三、山地三维采集技术发展的方向前言四、建议川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司三维采集始于80年代晚期，90年代才得到广范应用，现在已经作为地震勘探的主要手段。前言物探公司第一块三维地震勘探项目始于1987年川东卧龙河三维地震勘探，当时全国最大面积的三维。川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司三维勘探占勘探总资金工作量的比重逐年增加，三维勘探正成为解决复杂地质问题的主要手段。年份20052006200720082009三维资金工作量百分比23.229.967.254.655.2近五年物探公司三维资金工作量所占百分比010203040506070809010020052006200720082009系列2前言川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司由于地震勘探要解决的地质问题越来越复杂，业主方对勘探期望值越来越高，也推动了三维地震勘探技术的不断发展，但对于三维采集技术来说，它的发展主要依赖于采集装备、资料处理解释技术的发展。三维观测系统的设计是三维采集技术设计中最基本和最主要的问题。按装备来分类井炮三维采集技术可控震源三维采集技术三维VSP采集技术海上三维采集技术按技术特点来分类高密度三维宽/窄方位三维三维各种勘探技术种类繁多，但采集观测系统的设计却大同小异。前言高分辨率三维川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司一、三维观测系统设计的现状及新理念二、物探公司三维采集技术发展的现状三、山地三维采集技术发展的方向前言四、建议川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司正交斜交砖墙一、三维观测系统设计现状及新理念三维观测系统的设计经过多年的发展，经过实践的证明和设计理念的转变，目前陆上主要采用以下三种观测系统：正交直线型、斜交直线型、砖墙式直线型。川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司1、对称采样理论a.炮点距与道间距相等b.接收线距与炮线距相等c.纵向炮检距与横向炮检距相等d.检波点组合方式与激发点组合方式一致2、空间波场连续理论在共炮点道集、共检波点道集、CMP道集中看，连续性越好、观测系统越好。即在观测系统炮检点的空间分布应是连续的。观测系统设计新理念一、三维观测系统设计现状及新理念川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司由于设计理念的转变，三维观测系统设计也经历了重要的转变。a:不等边面元的设计三维观测系统不再大规模采用。原采用的20X40m的面元，25X50m的面元已不再采用。2000年盐井沟三维。b:单线滚动的观测系统渐成为常态。一、三维观测系统设计现状及新理念多线滚动的观测系统单线滚动的观测系统c:宽方位三维成为主流的三维方案。由于宽方位具有较好的对称性，成为三维观测系统设计的首选。d:砖墙式观测系统渐不被接受。川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司斜交式三维观测系统：每一炮在纵上向不处于排列片的正中位置，对称性上不如正交三维好。但斜交三维的“采集脚印”综合效果上要比正交的要好。一、三维观测系统设计现状及新理念川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司正交斜交一、三维观测系统设计现状及新理念128道－16线－8炮面元：25X25m接收线距：400m炮线距：400m覆盖次数：8X8正交和斜交对比试验采用相同的观测系统，只有观测系统的炮检线角度不同（90度和45度），各模拟放炮800炮，对比属性分布。川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司正交斜交一、三维观测系统设计现状及新理念川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司正交斜交一、三维观测系统设计现状及新理念通过子区内炮检对分布图来看，正交三维观测系统的子区中心位置，小炮检距缺失区集中且明显，改为斜交后，有一定的改善。正交和斜交对比试验川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司一、三维观测系统设计现状及新理念正交和斜交对比试验通过限炮检距（0－500m）的覆盖次数图来看，正交三维观测系统的子区中心0次覆盖区为一个正方形，而斜交三维为两个长方形，0次覆盖区明显分散。川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司通过限炮检距（0－2000m）的覆盖次数图来看，正交三维观测系统的子区中心低覆盖区为一个正方形，而斜交三维低覆盖区明显分散。一、三维观测系统设计现状及新理念正交和斜交对比试验川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司一、三维观测系统设计现状及新理念砖墙式三维观测系统：因设计造成的“采集脚印”更小，但炮点在排列片内不对称，同时空间上波场也不连续。川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司一、三维观测系统设计现状及新理念正交斜交砖墙800ms2000ms不同十字子集的时间切片引自夏建军川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司正交一、三维观测系统设计现状及新理念十字交叉排列去噪技术正交式三维观测系统：尽管因设计造成的“采集脚印”相对来说比其它的两种观测方式更明显，但由于对称性，空间波场连续性均较好，成为广泛采用的观测系统。引自2009年物探公司处理解释交流会曹立斌多媒体川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司“斜交观测改进型”一、三维观测系统设计现状及新理念通过改进，斜交式和砖墙式三维观测系统在一些地区仍能取得较好的效果。由原来的８炮一个模型改进为每１炮一个模版。常规斜交三维观测系统改进型斜交三维观测系统是不是斜交式和砖墙式已不能再用？川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司一、三维观测系统设计现状及新理念斜交改进型观测系统：实际上由多个单炮模版组合而成，每一炮都保证了炮点在纵向上处于排列片的正中位置上，具有良好的对称性。川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司“砖墙式观测改进型”一、三维观测系统设计现状及新理念常规斜砖墙式三维观测系统常规斜砖墙式三维观测系统由传统的砖墙式三维观测系统的模板进行组合，由“砖”变成“墙”，变成了一种新的观测方式—奇偶式三维观测系统。川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司砖墙式１砖墙式２奇偶式一、三维观测系统设计现状及新理念通过采用奇偶式观测系统，可以实现面元细分处理，提高成像效果。2000年广西白色地区三维地震勘探”、“川西苏码头构造三维地震勘探”均采用奇偶式三维观测系统，取得了较好的效果。川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司2007年澳大利亚某区块采用奇偶式三维观测系统设计的三维方案。一、三维观测系统设计现状及新理念川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司相邻主线（12.5m）能量跳跃变化引自李文杰川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司25米五分面元正规5m点元引自李文杰一、三维观测系统设计现状及新理念川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司一、三维观测系统设计的现状及新理念二、物探公司三维采集技术发展的现状三、山地三维采集技术发展的方向前言四、建议川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司二、物探公司三维采集技术发展的现状从目前三维观测系统设计的新理念来看，今后三维观测系统的设计将向着宽方位、高密度的方向发展。自2003和2004年以来，宽方位、高密度地震资料对墨西哥湾地区盐岩下地质构造成像，从而引起革命性的发现（储量增加50%），宽方位三维地震技术得到大量推广。宽方位三维地震勘探技术2000年在川中公山庙构造针对沙溪庙组河道砂体开展宽方位的三维地震，钻探获油气成功率由原来的不到60%上升到80%以上。近年来更是得到了广泛应用。物探公司宽方位三维地震勘探技术在国内处于先进水平。Time948川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司《山地宽方位三维地震勘探技术研究报告》二、物探公司三维采集技术发展的现状宽方位三维的定义问题：三维观测时一个排列片的横向距离与纵向距离比大于0.5时，一般就称为宽方位角三维勘探。该定义对单条线滚动的三维观测系统适用，但对于多条线滚动的三维观测系统不适用，如右图。川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司最大纵距最大非纵距一般宽方位三维定义为：三维观测时一个排列版最大非纵距与最大纵距之比大于0.5时，一般就称为宽方位角三维勘探。二、物探公司三维采集技术发展的现状宽方位三维的定义问题：川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司6000generallynotadvisable（一般不采用）6000-18000okayforsimplestructureplayswithgoodS/N（构造简单、S/N高）18000-25000forstratigraphicandsubtuningplayswithgoodS/N（岩性及盐下构造勘探、具有较高S/N）25000-100000increasingasS/Ndeteriorates（S/N逐渐降低）25000-100000increasingasstructuralcomplexityincreases（构造复杂区）2004年：NormCooper，MustaghResources，Calgary，Alberta在THELEADINGEDGEOCTOBER2004上发表论文《考虑信号、噪音、叠前偏移时的陆上3D设计方法》，文中提出道密度的计算公式，并给出具有不同地球物理特征的勘探目标应该采用的道密度。二、物探公司三维采集技术发展的现状高密度三维技术川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司目前国外分析采集参数时已不再把面元与覆盖次数孤立地看待，而是用数据采集密度来衡量，即用单位面积内的炮检对数来衡量,一个炮检对为一道,道密度越大,也有利于叠前偏移效果的提高。道密度：=覆盖次数/面元大小二、物探公司三维采集技术发展的现状高密度三维技术川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司年份工区接收道数面元覆盖次数道密度1987卧龙河三维12030X601027781999公三庙和龙女寺三维64020X2020500002000盐井沟三维\苏码头三维60020X4030375002001白马庙三维60025X2525400002001罗家寨三维128025X2540640002002邛西三维\大兴西三维100825X2536576002002铁山坡三维168025X2560960002003公三庙\充西三维115220X2036900002004平落坝三维64025X2540640002004磨溪三维115220X2036900002004八角场三维179230X3064711112005荷包场三维179220X20641600002005黄龙场\七里北204825X25641024002005高峰场三维256025X25641024002006广安\龙女寺三维144020X2036900002006广安3D3C试验288010X10363600002006苏里格230420X20641600002007龙岗三维336025X25701120002007莲花山三维224025X25701120002008三岔坪三维277225X25771232002008剑阁三维384025X25801280002008七里北－温泉井－沙罐坪三维259225X25721152002009九龙山三维307225X25641024002009冯家湾三维308025X25701120002009灌口三维280025X2570112000二、物探公司三维采集技术发展的现状1、物探公司三维采集经历的三个阶段：A、1999年以前。主要采用低道密度的三维观测系统。在资料非常好的区域。B、1999－2004年。道密度在5000－10000之间。开始大规模进行三维采集，主要在地表条件相对较好的区域。C、2005年以后。道密度达100000以上。主要解决复杂的地质问题、地表条件复杂的区域。川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司《中国石油勘探与开发》杂志《中国石油地震高密度地震技术实践与未来》刘振武二、物探公司三维采集技术发展的现状近年来，高密度技术发展迅速，有的道密度达到了100万以上，但由于道密度的增加，势必会增大勘探成本，所以国内高密度三维的发展多以试验为主。2006年物探公司广安3D3C三维试验道密度也达到了36万道/平