高密度三維地震勘探采集參數分析

郭磊++王宏友++吳博

摘 要：隨著煤礦勘探對精度要求的不斷提高，地表條件、勘探區域構造逐步復雜、勘探深度逐漸加深，勘探任務也從構造勘探轉向巖性勘探，常規三維地震勘探已不能滿足新型勘探任務的要求，因此高密度三維地震勘探技術應運而生。高密度三維地震勘探通過提高空間采樣率，降低面元尺度，采用高覆蓋次數，數字檢波器單點接收，設計合理的三維地震觀測系統，全面提高數據采集的原始質量；采用針對性的地震處理手段，最終獲得高分辨率、信噪比的三維數據體，從而實現解決復雜地質構造，進行精細巖性反演，來解決煤層頂底板巖性問題。

關鍵詞：高密度 三維地震 寬方位 采集參數

中圖分類號：P631.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）08（a）-0196-02

高密度、寬方位、寬頻帶數字檢波器地震勘探，顧名思義就是數據采集密度要高，觀測方位角要盡量寬，在激發點的周圍進行360°的觀測接收，密度要大。和常規三維地震勘探相比，高密度三維地震勘探具有空間采樣間隔小、高覆蓋次數、道距小、方位角寬、分布均勻的炮檢距等優點；小尺寸面元、單個檢波器單點接收能夠有效提高分辨率，實現高信噪比和高保真度，進而提高勘探精度，滿足日趨復雜的高精度地震勘探的要求。

1 高密度采集具備的特點

針對開發地震小斷層等微幅構造，關鍵在于提高地震資料分辨率，因此高密度采集必須具備以下特點。

（1）采用單點數字檢波器，拓寬頻帶，充分接收地下反射波信息，提高小斷層成像能力，有利于斷點位置準確歸位。

（2）觀測系統采用高采樣密度接收面設，實現對有效波和干擾波的充分采樣，比較精細地記錄了地震波場，提高資料縱橫向分辨率，運用小道距接收，避免空間假頻的產生，為實現無假頻去噪和有效信號的高保真處理奠定基礎。

（3）選擇最優觀測系統，炮檢距得到保證，方位角，覆蓋資料分布均勻，選擇適當的最大炮檢距，提高總體覆蓋次數，從而提高資料的信噪比。

2 數字檢波器

數字檢波器頻帶寬，動態范圍廣、記錄弱信號能量強，來提高高頻信號的記錄能力，實現高保真采集：針對檢波器的電磁感應和漏電現象，研制了一個全屏蔽的電路，具有壓制50 Hz頻率干擾能力，較好的彌補了野外儀器使用50 Hz陷波或室內濾波衰減50 Hz存在的缺陷。即消除50 Hz干擾的同時較好的保護了有效波不受損害。

采用數字檢波器接收，提高高頻弱信號的接收能力。數字檢波器的低頻響應明顯優于常規檢波器，低頻可以達到1Hz，高頻響應優異。數字檢波器在整個接收頻帶范圍內相位變化很小，在低頻段不會引起相位畸變，且在高頻部分的相位畸變也比常規檢波器小得多。

數字檢波器對信號都不產生任何畸變，同等的給予通過，而模擬檢波器對低頻的振幅和高頻的相位進行不同程度的壓制，同時也會破壞地震信號本身

3 高密度三維地震勘探觀測系統技術參數標準

觀測系統的設計要根據地質任務和地區特點而定，面元網格應當接近正方型，同時觀測系統應當是寬方位分布。如煤層目的層埋深1000 m左右，則以炮點為圓心、1000 m為半徑的范圍內，進行觀測效果最佳。因此，高密度三維觀測系統設計的技術準則是。

（1）加密空間采樣，提高覆蓋次數。

（2）有利于室內去噪（面波、散射、環境噪音等）。

（3）保證無假頻破壞有效信號。

4 采集參數實例分析

淮南某井田進行的高密度三維地震勘探，根據勘探區特點和地質任務，觀測系統進行設計時，主要考慮面元覆蓋次數及均勻，炮檢距和方位角的分布等。其中，（1）覆蓋次數根據以往經驗及數字檢波器特點，設計為高覆蓋次數，為64次。（2）炮檢距的均勻分布對面波、多次波及各種相干、隨機噪聲的壓制和衰減及速度分析的精度是很重要的、若分布不均勻，則會引起傾斜信號，震源噪聲、一次波發生混疊，甚至導致速度分析錯誤。（3）方位角主要考慮寬方位角和分布均勻，只有寬方位三維觀測系統才有可能采集到相近的全三維波場，盡可能縮小因為觀測系統造成面元間的偏移距與方位角分布差異帶來的振幅異常，進而通過全三維數據處理與偏移，得到地下介質的真正影像。

綜合考慮以上因素，對此項目的野外采集設計了束狀正交規則16線10炮觀測系統，該觀測系統橫向覆蓋次數為8次，縱向可以根據需要設計不同的覆蓋次數，本設計采用縱向8次覆蓋，總覆蓋次數64次；其單面元炮檢距分布均勻，炮檢距與中點個數分布變化平緩，見圖1，圖2。

該觀測系統屬寬方位角采集，且方位角范圍大、變化均勻，見圖3，圖4。

16線減少了翻線工作量，相對提高了施工效率。具體觀測系統參數見表1。

5 結語

針對開發地震的高密度觀測系統設計過程中要充分考慮地質任務，進行綜合研究，實現覆蓋次數，地下面元網格，炮檢距分布與方位角分布等觀測系統屬性的最佳組合，解決信噪比和分辨率的矛盾。數字三分量檢波器頻帶寬，動態范圍廣，記錄弱信號能量強，能夠提高高頻信號的記錄能力，實現高保真采集。野外采集完成后結合處理中的波阻抗反演技術、相干/方差體技術、地震相和譜分解技術，定能處理出高信噪比、高分辨率和高保真度的包含豐富地質信息的成果數據體。

參考文獻

[1] 劉二鵬.高密度地震采集技術研究[D].太原理工大學，2011.

[2] 李云偉.高密度地震采集方法研究[D].中國石油大學（華東），2009.

[3] 王喜雙，謝文導，鄧志文.高密度空間采樣地震勘探技術發展與展望[J].中國石油勘探，2007，12（1）：49-53.

[4] 凌云研究組.寬方位角地震勘探應用研究[J].石油地球物理勘探，2003，38（4）：350-357.endprint

摘 要：隨著煤礦勘探對精度要求的不斷提高，地表條件、勘探區域構造逐步復雜、勘探深度逐漸加深，勘探任務也從構造勘探轉向巖性勘探，常規三維地震勘探已不能滿足新型勘探任務的要求，因此高密度三維地震勘探技術應運而生。高密度三維地震勘探通過提高空間采樣率，降低面元尺度，采用高覆蓋次數，數字檢波器單點接收，設計合理的三維地震觀測系統，全面提高數據采集的原始質量；采用針對性的地震處理手段，最終獲得高分辨率、信噪比的三維數據體，從而實現解決復雜地質構造，進行精細巖性反演，來解決煤層頂底板巖性問題。

關鍵詞：高密度 三維地震 寬方位 采集參數

中圖分類號：P631.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）08（a）-0196-02

高密度、寬方位、寬頻帶數字檢波器地震勘探，顧名思義就是數據采集密度要高，觀測方位角要盡量寬，在激發點的周圍進行360°的觀測接收，密度要大。和常規三維地震勘探相比，高密度三維地震勘探具有空間采樣間隔小、高覆蓋次數、道距小、方位角寬、分布均勻的炮檢距等優點；小尺寸面元、單個檢波器單點接收能夠有效提高分辨率，實現高信噪比和高保真度，進而提高勘探精度，滿足日趨復雜的高精度地震勘探的要求。

1 高密度采集具備的特點

針對開發地震小斷層等微幅構造，關鍵在于提高地震資料分辨率，因此高密度采集必須具備以下特點。

（1）采用單點數字檢波器，拓寬頻帶，充分接收地下反射波信息，提高小斷層成像能力，有利于斷點位置準確歸位。

（2）觀測系統采用高采樣密度接收面設，實現對有效波和干擾波的充分采樣，比較精細地記錄了地震波場，提高資料縱橫向分辨率，運用小道距接收，避免空間假頻的產生，為實現無假頻去噪和有效信號的高保真處理奠定基礎。

（3）選擇最優觀測系統，炮檢距得到保證，方位角，覆蓋資料分布均勻，選擇適當的最大炮檢距，提高總體覆蓋次數，從而提高資料的信噪比。

2 數字檢波器

數字檢波器頻帶寬，動態范圍廣、記錄弱信號能量強，來提高高頻信號的記錄能力，實現高保真采集：針對檢波器的電磁感應和漏電現象，研制了一個全屏蔽的電路，具有壓制50 Hz頻率干擾能力，較好的彌補了野外儀器使用50 Hz陷波或室內濾波衰減50 Hz存在的缺陷。即消除50 Hz干擾的同時較好的保護了有效波不受損害。

采用數字檢波器接收，提高高頻弱信號的接收能力。數字檢波器的低頻響應明顯優于常規檢波器，低頻可以達到1Hz，高頻響應優異。數字檢波器在整個接收頻帶范圍內相位變化很小，在低頻段不會引起相位畸變，且在高頻部分的相位畸變也比常規檢波器小得多。

數字檢波器對信號都不產生任何畸變，同等的給予通過，而模擬檢波器對低頻的振幅和高頻的相位進行不同程度的壓制，同時也會破壞地震信號本身

3 高密度三維地震勘探觀測系統技術參數標準

觀測系統的設計要根據地質任務和地區特點而定，面元網格應當接近正方型，同時觀測系統應當是寬方位分布。如煤層目的層埋深1000 m左右，則以炮點為圓心、1000 m為半徑的范圍內，進行觀測效果最佳。因此，高密度三維觀測系統設計的技術準則是。

（1）加密空間采樣，提高覆蓋次數。

（2）有利于室內去噪（面波、散射、環境噪音等）。

（3）保證無假頻破壞有效信號。

4 采集參數實例分析

淮南某井田進行的高密度三維地震勘探，根據勘探區特點和地質任務，觀測系統進行設計時，主要考慮面元覆蓋次數及均勻，炮檢距和方位角的分布等。其中，（1）覆蓋次數根據以往經驗及數字檢波器特點，設計為高覆蓋次數，為64次。（2）炮檢距的均勻分布對面波、多次波及各種相干、隨機噪聲的壓制和衰減及速度分析的精度是很重要的、若分布不均勻，則會引起傾斜信號，震源噪聲、一次波發生混疊，甚至導致速度分析錯誤。（3）方位角主要考慮寬方位角和分布均勻，只有寬方位三維觀測系統才有可能采集到相近的全三維波場，盡可能縮小因為觀測系統造成面元間的偏移距與方位角分布差異帶來的振幅異常，進而通過全三維數據處理與偏移，得到地下介質的真正影像。

綜合考慮以上因素，對此項目的野外采集設計了束狀正交規則16線10炮觀測系統，該觀測系統橫向覆蓋次數為8次，縱向可以根據需要設計不同的覆蓋次數，本設計采用縱向8次覆蓋，總覆蓋次數64次；其單面元炮檢距分布均勻，炮檢距與中點個數分布變化平緩，見圖1，圖2。

該觀測系統屬寬方位角采集，且方位角范圍大、變化均勻，見圖3，圖4。

16線減少了翻線工作量，相對提高了施工效率。具體觀測系統參數見表1。

5 結語

針對開發地震的高密度觀測系統設計過程中要充分考慮地質任務，進行綜合研究，實現覆蓋次數，地下面元網格，炮檢距分布與方位角分布等觀測系統屬性的最佳組合，解決信噪比和分辨率的矛盾。數字三分量檢波器頻帶寬，動態范圍廣，記錄弱信號能量強，能夠提高高頻信號的記錄能力，實現高保真采集。野外采集完成后結合處理中的波阻抗反演技術、相干/方差體技術、地震相和譜分解技術，定能處理出高信噪比、高分辨率和高保真度的包含豐富地質信息的成果數據體。

參考文獻

[1] 劉二鵬.高密度地震采集技術研究[D].太原理工大學，2011.

[2] 李云偉.高密度地震采集方法研究[D].中國石油大學（華東），2009.

[3] 王喜雙，謝文導，鄧志文.高密度空間采樣地震勘探技術發展與展望[J].中國石油勘探，2007，12（1）：49-53.

[4] 凌云研究組.寬方位角地震勘探應用研究[J].石油地球物理勘探，2003，38（4）：350-357.endprint

摘 要：隨著煤礦勘探對精度要求的不斷提高，地表條件、勘探區域構造逐步復雜、勘探深度逐漸加深，勘探任務也從構造勘探轉向巖性勘探，常規三維地震勘探已不能滿足新型勘探任務的要求，因此高密度三維地震勘探技術應運而生。高密度三維地震勘探通過提高空間采樣率，降低面元尺度，采用高覆蓋次數，數字檢波器單點接收，設計合理的三維地震觀測系統，全面提高數據采集的原始質量；采用針對性的地震處理手段，最終獲得高分辨率、信噪比的三維數據體，從而實現解決復雜地質構造，進行精細巖性反演，來解決煤層頂底板巖性問題。

關鍵詞：高密度 三維地震 寬方位 采集參數

中圖分類號：P631.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）08（a）-0196-02

高密度、寬方位、寬頻帶數字檢波器地震勘探，顧名思義就是數據采集密度要高，觀測方位角要盡量寬，在激發點的周圍進行360°的觀測接收，密度要大。和常規三維地震勘探相比，高密度三維地震勘探具有空間采樣間隔小、高覆蓋次數、道距小、方位角寬、分布均勻的炮檢距等優點；小尺寸面元、單個檢波器單點接收能夠有效提高分辨率，實現高信噪比和高保真度，進而提高勘探精度，滿足日趨復雜的高精度地震勘探的要求。

1 高密度采集具備的特點

針對開發地震小斷層等微幅構造，關鍵在于提高地震資料分辨率，因此高密度采集必須具備以下特點。

（1）采用單點數字檢波器，拓寬頻帶，充分接收地下反射波信息，提高小斷層成像能力，有利于斷點位置準確歸位。

（2）觀測系統采用高采樣密度接收面設，實現對有效波和干擾波的充分采樣，比較精細地記錄了地震波場，提高資料縱橫向分辨率，運用小道距接收，避免空間假頻的產生，為實現無假頻去噪和有效信號的高保真處理奠定基礎。

（3）選擇最優觀測系統，炮檢距得到保證，方位角，覆蓋資料分布均勻，選擇適當的最大炮檢距，提高總體覆蓋次數，從而提高資料的信噪比。

2 數字檢波器

數字檢波器頻帶寬，動態范圍廣、記錄弱信號能量強，來提高高頻信號的記錄能力，實現高保真采集：針對檢波器的電磁感應和漏電現象，研制了一個全屏蔽的電路，具有壓制50 Hz頻率干擾能力，較好的彌補了野外儀器使用50 Hz陷波或室內濾波衰減50 Hz存在的缺陷。即消除50 Hz干擾的同時較好的保護了有效波不受損害。

采用數字檢波器接收，提高高頻弱信號的接收能力。數字檢波器的低頻響應明顯優于常規檢波器，低頻可以達到1Hz，高頻響應優異。數字檢波器在整個接收頻帶范圍內相位變化很小，在低頻段不會引起相位畸變，且在高頻部分的相位畸變也比常規檢波器小得多。

數字檢波器對信號都不產生任何畸變，同等的給予通過，而模擬檢波器對低頻的振幅和高頻的相位進行不同程度的壓制，同時也會破壞地震信號本身

3 高密度三維地震勘探觀測系統技術參數標準

觀測系統的設計要根據地質任務和地區特點而定，面元網格應當接近正方型，同時觀測系統應當是寬方位分布。如煤層目的層埋深1000 m左右，則以炮點為圓心、1000 m為半徑的范圍內，進行觀測效果最佳。因此，高密度三維觀測系統設計的技術準則是。

（1）加密空間采樣，提高覆蓋次數。

（2）有利于室內去噪（面波、散射、環境噪音等）。

（3）保證無假頻破壞有效信號。

4 采集參數實例分析

淮南某井田進行的高密度三維地震勘探，根據勘探區特點和地質任務，觀測系統進行設計時，主要考慮面元覆蓋次數及均勻，炮檢距和方位角的分布等。其中，（1）覆蓋次數根據以往經驗及數字檢波器特點，設計為高覆蓋次數，為64次。（2）炮檢距的均勻分布對面波、多次波及各種相干、隨機噪聲的壓制和衰減及速度分析的精度是很重要的、若分布不均勻，則會引起傾斜信號，震源噪聲、一次波發生混疊，甚至導致速度分析錯誤。（3）方位角主要考慮寬方位角和分布均勻，只有寬方位三維觀測系統才有可能采集到相近的全三維波場，盡可能縮小因為觀測系統造成面元間的偏移距與方位角分布差異帶來的振幅異常，進而通過全三維數據處理與偏移，得到地下介質的真正影像。

綜合考慮以上因素，對此項目的野外采集設計了束狀正交規則16線10炮觀測系統，該觀測系統橫向覆蓋次數為8次，縱向可以根據需要設計不同的覆蓋次數，本設計采用縱向8次覆蓋，總覆蓋次數64次；其單面元炮檢距分布均勻，炮檢距與中點個數分布變化平緩，見圖1，圖2。

該觀測系統屬寬方位角采集，且方位角范圍大、變化均勻，見圖3，圖4。

16線減少了翻線工作量，相對提高了施工效率。具體觀測系統參數見表1。

5 結語

針對開發地震的高密度觀測系統設計過程中要充分考慮地質任務，進行綜合研究，實現覆蓋次數，地下面元網格，炮檢距分布與方位角分布等觀測系統屬性的最佳組合，解決信噪比和分辨率的矛盾。數字三分量檢波器頻帶寬，動態范圍廣，記錄弱信號能量強，能夠提高高頻信號的記錄能力，實現高保真采集。野外采集完成后結合處理中的波阻抗反演技術、相干/方差體技術、地震相和譜分解技術，定能處理出高信噪比、高分辨率和高保真度的包含豐富地質信息的成果數據體。

參考文獻

[1] 劉二鵬.高密度地震采集技術研究[D].太原理工大學，2011.

[2] 李云偉.高密度地震采集方法研究[D].中國石油大學（華東），2009.

[3] 王喜雙，謝文導，鄧志文.高密度空間采樣地震勘探技術發展與展望[J].中國石油勘探，2007，12（1）：49-53.

[4] 凌云研究組.寬方位角地震勘探應用研究[J].石油地球物理勘探，2003，38（4）：350-357.endprint