專利名稱：一種地震勘探觀測系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地震勘探領(lǐng)域，并且尤其涉及一種地震勘探觀測系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
為了詳細(xì)了解地下構(gòu)造形態(tài)，需要連續(xù)地追蹤地下各界面的反射波。為此，就必須 沿測線在許多炮點(diǎn)上分別激發(fā)地震波，并進(jìn)行多次觀測。每次觀測時(shí)，爆炸點(diǎn)和檢波點(diǎn)的位 置要保持一定的關(guān)系，這種炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)的關(guān)系，我們常稱之為觀測系統(tǒng)。圖1所示為現(xiàn)有的大多數(shù)觀測系統(tǒng)，其采用中心激發(fā)方式進(jìn)行放炮。如圖所示，該 觀測系統(tǒng)包括多條平行、等間距且兩端對齊的檢波線(圖中以橫線表示，且圖中僅示出了 4 條，其余檢波線以虛線省略)，該檢波線上均勻放置有多個檢波器。在所述檢波線所構(gòu)成的 區(qū)域的中心，放置有一炮點(diǎn)(圖中以實(shí)心圓點(diǎn)表示)，在該炮點(diǎn)激發(fā)時(shí)，位于檢波線上的檢 波器可接收炮點(diǎn)激發(fā)所產(chǎn)生的地震波，通過對所接收的地震波進(jìn)行處理和分析，便可得知 地下構(gòu)造形態(tài)或者含油氣情況。在現(xiàn)有的常規(guī)三維縱波觀測系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)地震波的超多道記錄，大多數(shù)都需 要使用大量的檢波器。但當(dāng)是三維三分量勘探時(shí)，每道的數(shù)字三分量檢波器的成本非常高， 如果還是采用常規(guī)的縱波觀測系統(tǒng)，這樣會大大增加地震資料采集設(shè)備成本。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的觀測系統(tǒng)模板為達(dá)到超多道記錄的要求而需要使用大量檢波 器，導(dǎo)致成本過高的缺陷，本發(fā)明特提供一種地震勘探觀測系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，該方法通過使用 較少的檢波器便可實(shí)現(xiàn)超多道記錄。本發(fā)明提供的地震勘探觀測系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法包括步驟1)布置炮排與檢波器，形 成第一排列片；逐個激發(fā)炮排中的炮點(diǎn)，檢波器記錄炮點(diǎn)激發(fā)時(shí)所產(chǎn)生的地震波；步驟2) 通過移動所述第一排列片中的檢波器并重新布置炮排，形成多個排列片；其中，每形成一個 排列片之后，逐個激發(fā)炮排中的炮點(diǎn)，檢波器記錄炮點(diǎn)激發(fā)時(shí)所產(chǎn)生的地震波，之后再形成 下一排列片；步驟幻以上述步驟1)和步驟幻中所形成的排列片的組合作為一復(fù)合模板， 將該復(fù)合模板在探區(qū)內(nèi)縱橫向滾動，每滾動一次，執(zhí)行步驟1)和步驟幻，直到覆蓋完探區(qū) 為止。相比于利用現(xiàn)有技術(shù)的觀測系統(tǒng)，本發(fā)明的地震勘探觀測系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法以增加炮 點(diǎn)激發(fā)次數(shù)為代價(jià)，以減少檢波器的使用，并達(dá)到與現(xiàn)有技術(shù)觀測系統(tǒng)的相同的道數(shù)。相比 于炮點(diǎn)激發(fā)的成本，檢波器特別是三分量數(shù)字檢波器的成本要大得多，因此，本發(fā)明的地震 勘探觀測系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法在成本上要遠(yuǎn)低于利用現(xiàn)有技術(shù)的觀測系統(tǒng)。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的觀測系統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的觀測系統(tǒng)復(fù)合模板中的第一排列片的結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明的觀測系統(tǒng)復(fù)合模板中的第一至第四排列的布局關(guān)系示意圖；圖4是本發(fā)明的觀測系統(tǒng)復(fù)合模板的示意圖；以及圖5是本發(fā)明的觀測系統(tǒng)復(fù)合模板的滾動方式示意圖。
具體實(shí)施例方式下面參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。本發(fā)明提供了一種地震勘探觀測系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，該方法包括步驟1)布置炮排 與檢波器，形成第一排列片；逐個激發(fā)炮排中的炮點(diǎn)，檢波器記錄炮點(diǎn)激發(fā)時(shí)所產(chǎn)生的地震 波；步驟幻通過移動所述第一排列片中的檢波器并重新布置炮排，形成多個排列片；其 中，每形成一個排列片之后，逐個激發(fā)炮排中的炮點(diǎn)，檢波器記錄炮點(diǎn)激發(fā)時(shí)所產(chǎn)生的地震 波，之后再形成下一排列片；步驟幻以上述步驟1)和步驟幻中所形成的排列片的組合作 為一復(fù)合模板，將該復(fù)合模板在探區(qū)內(nèi)縱橫向滾動，每滾動一次，執(zhí)行步驟1)和步驟2)，直 到覆蓋完探區(qū)為止。其中，在相鄰形成的兩個排列片中，炮排布置于排列片的不同側(cè)。例如，首先形成 一排列片，在該排列片中，炮排被布置于該排列片的左側(cè)；在激發(fā)完該排列片中的炮排之 后，形成另一排列片，在該排列片中，炮排被布置于該排列片的右側(cè)。通過使用此種兩側(cè)交 替激發(fā)的方式，可形成完整的磚墻式結(jié)構(gòu)。下面介紹所述復(fù)合模板的一種實(shí)施方式。在多條檢波線的每條檢波線上放置多個檢波器，每條檢波線上的檢波器數(shù)量相等 且間距相等，所述多條檢波線相互平行、等間距且兩端對齊；將第一炮排置于第一條檢波線 的一端，將第二炮排置于最后一條檢波線上與所述第一炮排位于第一條檢波線的一端相同 的一端，該兩個炮排位于所述多條檢波線所構(gòu)成的區(qū)域的外側(cè)，以此形成第一排列片。該第 一排列片的結(jié)構(gòu)如圖2所示，圖中，多條平行檢波線被示橫線，且僅示出了 4條，其余檢波線 以虛線省略；分別位于第一條和最后一條檢波線端點(diǎn)處的炮排以實(shí)心圓表示。其中，所述炮排一般置于地層的潛水層以下，例如一般在潛水層以下3_5m。所述 檢波器一般布置在地表，用于接收由炮排激發(fā)所產(chǎn)生的地震波，例如反射波、折射波等各種 波。在激發(fā)完第一排列片中的兩個炮排之后，將第一排列片中的多個檢波器沿著檢波 線平移2個檢波線距，將第三炮排置于第一條檢波線上與第一排列片中炮排所位于的一端 相反的一端，將第四炮排置于最后一條檢波線上與所述第三炮排位于第一條檢波線的一端 相同的一端，該兩個炮排位于所述多條檢波線所構(gòu)成的區(qū)域的內(nèi)側(cè)，以此形成第二排列片； 該第二排列片的結(jié)構(gòu)以及相對于第一排列片的位置，請參見圖3。在激發(fā)完第二排列片中的兩個炮排之后，將第二排列片中的多個檢波器沿著形成 第二排列片時(shí)檢波器平移的方向平移2個檢波線距，將第五炮排置于第一條檢波線上與第 二排列片中炮排所位于的一端相反的一端，將第六炮排置于最后一條檢波線上與所述第五 炮排位于第一條檢波線的一端相同的一端，該兩個炮排位于所述多條檢波線所構(gòu)成的區(qū)域 的內(nèi)側(cè)，以此形成第三排列片；該第三排列片的結(jié)構(gòu)以及相對于第一、二排列片的位置，請 參見圖3。 在激發(fā)完第三排列片中的兩個炮排之后，將第三排列片中的多個檢波器沿著形成第三排列片時(shí)檢波器平移的方向平移2個檢波線距，將第七炮排置于第一條檢波線上與第 三排列片中炮排所位于的一端相反的一端，將第八炮排置于最后一條檢波線上與所述第七 炮排位于第一條檢波線的一端相同的一端，該兩個炮排位于所述多條檢波線所構(gòu)成的區(qū)域 的外側(cè)，以此形成第四排列片。該第四排列片的結(jié)構(gòu)以及相對于第一、二、三排列片的位置， 請參見圖3。在上述復(fù)合模板中，每個排列片可包括32條平行的檢波線，每條檢波線上具有 128道檢波器；或者是每個排列片可包括16條平行的檢波線，每條檢波線上具有256道檢 波器。其中，所述檢波線間距可優(yōu)選為200m，每條檢波線上的檢波器間距(即，道間距)可 優(yōu)選為50m。當(dāng)然本發(fā)明并不限于此，其他數(shù)量的檢波線、檢波器道數(shù)以及其他大小的檢波 線間距和道間距也是可以的。在上述復(fù)合模板中，所述兩個炮排中每個炮排可具有1-16個炮點(diǎn)，優(yōu)選為4個炮 點(diǎn)，最小炮點(diǎn)距可為70.71m。由于轉(zhuǎn)換波在近炮檢距的反射波能量較弱，并考慮到近道震源爆破干擾和面波的 影響，一般認(rèn)為最小炮檢距應(yīng)該加大。但考慮要利用初至波信息，采用層析成像反演技術(shù)獲 取近地表速度模型。最小炮檢距的選擇應(yīng)越小越好，優(yōu)選可選用0. 5個道間距。最大炮檢距的選擇除必須滿足縱波勘探5個方面(目的層埋深、速度分析精度、反 射位于臨界角反射以內(nèi)、動校拉伸畸變、AVO分析)的要求外，還需按縱波和轉(zhuǎn)換波勘探效 能的一定原則確定轉(zhuǎn)換波勘探的炮檢距范圍。轉(zhuǎn)換波勘探的最大炮檢距應(yīng)充分考慮轉(zhuǎn)換橫 波的接收窗，最好的方式是通過正演模擬分析確定最佳的最大炮檢距。在此，最大炮檢距可 設(shè)定為 500-15000m。圖4示出了最終所形成的復(fù)合模板的結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，本發(fā)明的復(fù)合模板中排列片并 不限于上述布局以及四個排列片的情形，其他數(shù)量和布局的排列片也是可以的。對于三維三分量勘探來說，滾動距的大小對于共轉(zhuǎn)換點(diǎn)覆蓋次數(shù)、炮檢距分布、方 位特性等的影響很大。小滾動距有利于共轉(zhuǎn)換點(diǎn)覆蓋的均勻性，并使炮檢距分布得到改善。 為保證轉(zhuǎn)換波有好的方位特性，最小炮檢距和最大炮檢距分布均勻，橫向滾動距最好不大 于2個檢波線距，縱向滾動距最好不大于4個道間距。故在此，優(yōu)選地，所述復(fù)合模板的橫 向滾動距為2個檢波線距，縱向滾動距為4個道間距，以在達(dá)到最大滾動效率時(shí)，同時(shí)實(shí)現(xiàn) 炮檢距分布的改善。目前的觀測系統(tǒng)類型主要有正交式、正交磚墻式和斜交磚墻式。所述復(fù)合模板的 滾動可使整個觀測系統(tǒng)中炮線與檢波線的分布呈磚墻式。至于該磚墻式是正交磚墻式還是 斜交磚墻式，則取決于炮排與檢波線的方向，如若兩者相正交，則將導(dǎo)致整個觀測系統(tǒng)呈正 交磚墻式，此時(shí)所述復(fù)合模板中的第一至四個排列片中每個排列片中的兩個炮排在垂直于 檢波線的方向上是相對齊的；若兩者斜交，則導(dǎo)致整個觀測系統(tǒng)成斜交磚墻式，此時(shí)所述復(fù) 合模板中的第一至四個排列片中每個排列片中的兩個炮排在檢波線方向上相隔預(yù)定距離， 該預(yù)定距離等于tan(斜交的角度)X第一至最后一條檢波線之間的距離。通過對覆蓋次 數(shù)分析表明，在滿足縱波覆蓋次數(shù)相同的條件下，斜交磚墻式觀測系統(tǒng)共轉(zhuǎn)換點(diǎn)覆蓋次數(shù) 分布更為均勻。在共轉(zhuǎn)換點(diǎn)面元炮檢距分布和方位角分布特征上看，斜交磚墻式觀測系統(tǒng) 也好于正交磚墻式。如果障礙物分布比較密集，炮點(diǎn)將有較大部分不能按正常觀測系統(tǒng)類 型分布，斜交磚墻式觀測系統(tǒng)更合適三維轉(zhuǎn)換波勘探。因此，優(yōu)選地，所述炮排與檢波線斜交，為了施工方便，優(yōu)選地，斜交的角度為45度。圖5示出了本發(fā)明的地震勘探觀測系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法中的復(fù)合模板在縱橫向滾動多 次之后所形成的覆蓋圖，下面結(jié)合圖5對本發(fā)明的觀測系統(tǒng)復(fù)合模板的所帶來的優(yōu)點(diǎn)給予 說明。圖5中示出了復(fù)合模板100-400，其中，復(fù)合模板200-400均由復(fù)合模板100縱橫向滾 動多次之后所形成。在此假設(shè)復(fù)合模板的每個排列片有32條接收線，每條接收線有1 個 檢波器，那么在一個復(fù)合模板中得到的道數(shù)是32 X 1 X 4 = 16384道，但是只用了 32 X 128 =4096個檢波器。如果采用常規(guī)的中間放炮方式，要想得到16384道，則需要16384個檢 波器。圖5中的A點(diǎn)表示一種常規(guī)中間放炮方式，但是復(fù)合模板經(jīng)過橫向和垂向的滾動后， 總會形成與A點(diǎn)相類似的情況。因此，復(fù)合模板用4096個檢波器實(shí)現(xiàn)了常規(guī)中間放炮需要 16384個檢波器的功能，但是大大節(jié)約了成本(三分量檢波器是非常昂貴的，大約10000元 /道)。通過炮后觀測系統(tǒng)屬性的分析，復(fù)合模板得到勘探的效果在覆蓋次數(shù)、偏移距分布 等方面與中間放炮的模板方式相當(dāng)，特別是在轉(zhuǎn)換波覆蓋次數(shù)的均勻性方面的優(yōu)點(diǎn)更加突 出ο由于寬方位三維三分量勘探一般都需要高覆蓋次數(shù)(至少100次以上)，上面的例 子用4096個檢波器在一個復(fù)合模板中就能得到16384道，只是增加了一定的炮排數(shù)量，但 是炮排的成本相對于三分量數(shù)字檢波器來說，成本相對低很多。因此，本發(fā)明所提供的復(fù)合 模板大大節(jié)約了成本。因此，本發(fā)明復(fù)合模板具有節(jié)省成本、增加縱橫波覆蓋次數(shù)、使縱橫波的炮檢距分 布得到改善以及轉(zhuǎn)換波共轉(zhuǎn)換點(diǎn)覆蓋次數(shù)分布更為均勻的功效。
權(quán)利要求
1.一種地震勘探觀測系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，該方法包括步驟1)布置炮排與檢波器，形成第一排列片；逐個激發(fā)炮排中的炮點(diǎn)，檢波器記錄炮 點(diǎn)激發(fā)時(shí)所產(chǎn)生的地震波；步驟2)通過移動所述第一排列片中的檢波器并重新布置炮排，形成多個排列片；其 中，每形成一個排列片之后，逐個激發(fā)炮排中的炮點(diǎn)，檢波器記錄炮點(diǎn)激發(fā)時(shí)所產(chǎn)生的地震 波，之后再形成下一排列片；步驟幻以上述步驟1)和步驟幻中所形成的排列片的組合作為一復(fù)合模板，將該復(fù) 合模板在探區(qū)內(nèi)縱橫向滾動，每滾動一次，執(zhí)行步驟1)和步驟幻，直到覆蓋完探區(qū)為止。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在相鄰形成的兩個排列片中，炮排布置于排列片 的不同側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述步驟1)包括在多條檢波線的每條檢 波線上放置多個檢波器，每條檢波線上的檢波器數(shù)量相等且間距相等，所述多條檢波線相 互平行、等間距且兩端對齊；將第一炮排置于第一條檢波線的一端，將第二炮排置于最后一 條檢波線上與所述第一炮排位于第一條檢波線的一端相同的一端，該兩個炮排位于所述多 條檢波線所構(gòu)成的區(qū)域的外側(cè)，以此形成第一排列片；以及逐個激發(fā)第一排列片中炮排的炮點(diǎn)，檢波器記錄炮點(diǎn)激發(fā)時(shí)所產(chǎn)生的地震波。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述步驟2、包括將第一排列片中的各個 檢波器沿著檢波線平移2個檢波線距，將第三炮排置于第一條檢波線上與第一排列片中炮 排所位于的一端相反的一端，將第四炮排置于最后一條檢波線上與所述第三炮排位于第一 條檢波線的一端相同的一端，該兩個炮排位于所述多條檢波線所構(gòu)成的區(qū)域的內(nèi)側(cè)，以此 形成第二排列片；逐個激發(fā)第二排列片中炮排的炮點(diǎn)，檢波器記錄炮點(diǎn)激發(fā)時(shí)所產(chǎn)生的地 震波；將第二排列片中的各個檢波器沿著形成第二排列片時(shí)檢波器平移的方向平移2個檢 波線距，將第五炮排置于第一條檢波線上與第二排列片中炮排所位于的一端相反的一端， 將第六炮排置于最后一條檢波線上與所述第五炮排位于第一條檢波線的一端相同的一端， 該兩個炮排位于所述多條檢波線所構(gòu)成的區(qū)域的內(nèi)側(cè)，以此形成第三排列片；逐個激發(fā)第 三排列片中的炮排中的炮點(diǎn)，檢波器記錄炮點(diǎn)激發(fā)時(shí)所產(chǎn)生的地震波；以及將第三排列片中的各個檢波器沿著形成第三排列片時(shí)檢波器平移的方向平移2個檢 波線距，將第七炮排置于第一條檢波線上與第三排列片中炮排所位于的一端相反的一端， 將第八炮排置于最后一條檢波線上與所述第七炮排位于第一條檢波線的一端相同的一端， 該兩個炮排位于所述多條檢波線所構(gòu)成的區(qū)域的外側(cè)，以此形成第四排列片；逐個激發(fā)第 四排列片中的炮排中的炮點(diǎn)，檢波器記錄炮點(diǎn)激發(fā)時(shí)所產(chǎn)生的地震波。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述炮排與所述檢波線斜交，所述第一至四個排 列片的每個排列片中的兩個炮排在檢波線方向上相隔預(yù)定距離，該預(yù)定距離等于tan(斜 交的角度)X第一至最后一條檢波線之間的距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述炮排與所述檢波線的斜交角度為45度。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述炮排與所述檢波線正交，所述第一至四個排 列片的每個排列片中的兩個炮排在垂直于檢波線的方向上是相對齊的。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，最小炮檢距為0.5個道間距。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，最大炮檢距為500-15000m。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述復(fù)合模板每次橫向滾動的距離為2個檢波線距。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述復(fù)合模板每次縱向滾動的距離為4個道間距。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種地震勘探觀測系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，該方法包括步驟1)布置炮排與檢波器，形成第一排列片；逐個激發(fā)炮排中的炮點(diǎn)，檢波器記錄炮點(diǎn)激發(fā)時(shí)所產(chǎn)生的地震波；步驟2)通過移動所述第一排列片中的檢波器并重新布置炮排，形成多個排列片；其中，每形成一個排列片之后，逐個激發(fā)炮排中的炮點(diǎn)，檢波器記錄炮點(diǎn)激發(fā)時(shí)所產(chǎn)生的地震波，之后再形成下一排列片；步驟3)以上述步驟1)和步驟2)中所形成的排列片的組合作為一復(fù)合模板，將該復(fù)合模板在探區(qū)內(nèi)縱橫向滾動，每滾動一次，執(zhí)行步驟1)和步驟2)，直到覆蓋完探區(qū)為止。因此，相對于常規(guī)的地震勘探觀測系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，本申請的地震勘探觀測系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法可以大大節(jié)省地震勘探特別是三維三分量勘探的采集成本。
文檔編號G01V1/00GK102062869SQ20091023818
公開日2011年5月18日 申請日期2009年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月17日
發(fā)明者唐建明, 徐向榮, 徐天吉, 文雪康, 李顯貴, 甘其剛, 程冰潔, 馬昭軍 申請人:中國石油化工股份有限公司