面元細分觀測系統應用分析

李騰(中石化石油工程地球物理有限公司勝利分公司 山東 257100)

一、面元細分觀測系統的原理和分類

現階段使用的常規三維觀測系統都存在一定的局限性：第一，每一個共中心點均位于共反射面元的中心，且面元的足寸恒定不變；第二，觀測系統確定后覆蓋次數隨之定局；第三，提高覆蓋次數需增加物理點數，相應增加了工作量和成本。為了更好地提高地震采集資料質量，需要探索各種新型的觀測系統。面元細分觀測系統就是其中的一種。面元細分觀測系統按布置方式分為如下兩類：第一類，三維觀測系統的震源線和接收線錯開一個小面元尺寸。該方法通過將三維觀測系統的相鄰震源線和相鄰接收線錯開一個子面元尺寸的2倍來實現面元的細分。第二類，震源線的間距為檢波器間距的非整數倍，接收線的間距也不是炮點的整倍數。三維觀測系統形式很多，但炮檢點對面元貢獻的基本原理是一致的。下文主要討論中石化地球物理公司勝利分公司應用較多的第二類布置方式。

面元細分觀測系統具有如下優點：

1.排列幾何結構簡單，設備需求量低，便于野外施工。

2.處理階段，淺層利用小面元低覆蓋提高分辨率，深層利用大面元高覆蓋提高信噪比，得到側重點不同的剖面。

3.在共反射面元內增加了來自不同共中心點的地質資料信息，能夠突出反映地下地質構造變化和局部異常。

面元細分觀測系統現階段使用效果如何，面元細分觀測系統隱含怎樣的問題，以及怎樣更有效的應用，是我們需要深入探討的問題。

二、面元細分觀測系統實例剖析

1.觀測系統的轉化

在對面元細分觀測系統進行分析時，由于該系統空間采樣的多樣性，使其難以直觀看出屬性優劣。最佳方法是將面元細分觀測系統轉化為常規觀測系統，以方便進行分析。尋找一種變換方法，對細分觀測系統進行平行變換，使其變換后物理點數不變，網格和次面元一致，從而能與原系統各次面元屬性進行對比分析。

面元細分觀測系統本質上是通過將幾個子觀測系統嵌套在一起，通過使幾個子觀測系統的共中心點位置發生錯動而實現的。以永新觀測系統為例，變換次面元觀測系統為等價常規觀測系統。接下來我們則可以對各項屬性進行對比和分析原因。

2.觀測系統屬性分析

（1）采集痕跡分析

等價常規系統的采集痕跡要小于原次面元細分觀測系統。從本質上來說，是由束線距的變化引起的。

（2）炮檢距分析

根據對比，細分面元觀測系統較常規觀測系統來說，局部部位面元的方位角和炮檢距分布變差了。從本質上來說，對于面元細分觀測系統，相鄰的CDP點的地震信息來自于更大的空間范圍，使波場連續性變差，并且細分數目越多，則跳躍性、突變性越大，對資料的影響也越嚴重。

（3）覆蓋次數分析

隨著面元的增大，形成了高覆蓋，但是覆蓋次數不均勻現象也更明顯。通常我們在進行地震觀測系統的設計時，將地層假設成水平層狀介質，只考慮入射角的變化對反射波振幅的影響。設計出來的覆蓋次數不能完全真實的反映出地下反射點面元中的覆蓋次數，即CRP=CMP。因此，隨著處理面元的加大，這種面元之間覆蓋次數不均勻的現象還會被更加的放大和加強，剖面上振幅特征的變化會加劇，通常，在中深層擴大面元處理中所看到的同相軸變粗，似乎是信噪比得到較大提高，但其中還包含了局部地方出現的“假亮點”現象—使解釋人員難于分辨。

（4）反射信息分析

隨著面元的擴大，CMP點變得雜亂。究其原因，同一CMP面元內的反射信息來自面元內部各個地方，大面元的反射點較小面元的反射點更不集中，因此，按照理論CMP時距曲線進行擴大CMP面元處理時，面元內各反射點離散程度更加嚴重，組合波形將發生畸變，疊加面元越大畸變越嚴重。

（5）信噪比分析

細分數目與信噪比提高效果不成比例關系，當細分數達到一定程度，信噪比提升效果將不再明顯。

（6）道密度分析

道密度 =面元網格/每平方公里 × 覆蓋次數

對于永新面元細分觀測系統，其五種次面元網格,其道密度數值是一樣的。

3.變觀分析

（1）變觀后覆蓋次數速降。

（2）當波場不連續時，使得F-K譜上線性視速度波的分辨率下降,頻率軸右側的反射波清晰度影響也較大。

（3）變觀時某些激發點（段）或接收點（段）難以布設時，就會出現補償不足的現象，從而導致CMP面元細分不均勻，如有的反射片內CMP面元能細分到12.5m×12.5m，而有的實際上只能細分到25m×25m。

（4）對于該面元細分觀測系統，如要保證在5m面元條件下盡量減小淺層資料缺口，需要連續加密5排炮點，或者采用抽稀炮排成160米炮排距的方法，以達到增加覆蓋次數的目的。需要加密的炮數遠遠高于25m面元條件下加密的炮數。采用此面元細分觀測系統過障礙物時，為滿足次面元對覆蓋次數的要求，在障礙物周圍還需要增加大量非縱炮才能彌補條帶狀資料缺失。

三、認識和小結

1.采用等價法，可以提高面元觀測系統在論證階段的可比性。

2.擴大面元提高信噪比和縮小面元增加分辨率，都將產生不利影響。

3.面元細分的數目越多，則跳躍性、突變性越大，對資料的影響也越嚴重。盲目增加細分的倍率數，并不是持續提高資料信噪比的有效途徑。

4.在復雜地表條件下，采用面元細分觀測系統變觀時要做好面元屬性分析工作。同時面元細分觀測系統在變觀過程中增加的炮數要遠遠大于常規觀測系統。

[1]陳浩林.2005.關于細分面元觀測系統的討論.石油地球物理勘探.

[2]蘇心華.2005.復雜地區細分面元采集方法不利因素分析.地球物理勘探.

[3]周峰，楊雁清.可變面元三維地震勘探在江蘇地區的應用.海洋石油.