三維正交觀測系統炮檢位置與面元位置互算方法研究

趙宏杰

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三維正交觀測系統炮檢位置與面元位置互算方法研究

趙宏杰

（中國石化石油工程地球物理有限公司華北分公司，河南鄭州 450000）

三維觀測系統設計在遇到障礙物等禁炮或禁檢波點區域時，通常需通過炮點或檢波點的偏移與加密來彌補覆蓋次數的缺失,常用方法是借助物探專業軟件，在障礙物周邊施工安全范圍內增加炮點或檢波點，并經過反復模擬運算，以人工手動移動炮點或檢波點的方式得以實施，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，搞清炮檢點位置變化對于面元覆蓋次數造成的影響范圍，找出炮檢點與面元位置的對應關系，使炮檢點偏移和加密既科學合理又方便快捷。

正交觀測系統：炮檢點面元；位置互算

三維地震勘探中，地面眾多障礙物會影響地表物理點的布設[1]，當無法布設炮檢點時，通常在障礙物周邊安全范圍內以加密炮點或加大偏移距放炮的方法，彌補覆蓋次數的缺失[2]。傳統做法是借助物探專業軟件通過反復模擬加炮，工作量非常巨大，因此，需要科學、快捷、經濟可行的炮檢點加密方法來避開各種障礙，提供炮檢點布設方案[3]，滿足面元的覆蓋次數，并保證采集資料品質和節約成本[4]。所有三維正交觀測系統在面元位置與炮檢點位置的互算上具有相似性，本文僅對擬定觀測系統進行研究，其他觀測系統可通過類似運算得出相應結論。

2 炮點位置與面元位置關系

炮點位置與面元位置的關系本質上屬于一個CMP（共中心點）與其相應的炮點位置關系，目標區內是所有炮點對特定面元都有貢獻，即炮點與面元有一定的對應關系[5]，以擬定的觀測系統20L4S128T為例，觀測系統單元4炮中的每1炮對于地下反射面元的影響都是不同的。如果某一炮發生變化，則面元呈條帶狀變化（圖1）。如果障礙物導致了炮點不能縱向偏移，則按常規進行就近偏移后可以看到，條帶狀的面積加大，且對彌補面元的覆蓋次數沒有任何貢獻。因此，特定位置的某一炮點對于面元的影響是條帶狀的，就近偏移會加劇條帶狀的采集痕跡。避障時要通過炮點位置與面元位置的精確互算，搞清炮點位置變化對于面元覆蓋次數造成的影響，保證目標區域的有效覆蓋次數[6]，找出炮點位置與面元位置的對應關系。

圖1 面元條帶狀變化

為了深入分析炮點變化引起的面元條帶狀的變化規律，對面元和炮點須先進行細分和編號，以一個滾動距（兩條檢波線間）為單元，考慮炮點對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號面元線，炮點分別命名為1，2，3，4號炮點（圖2）。

研究發現，單獨對觀測系統內的炮點進行獨立激發時，所影響的面元線有所不同。如只對1號炮點激發時，影響的面元線為1號線和5號線；只對2號炮點激發時，影響的面元線為2號線和6號線；只對3號炮點激發時，影響的面元線為3號線和7號線；只對4號炮點激發時，影響的面元線為4號線和8號線。依據地震勘探基本原理的共中心點理論，每個炮點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 炮點和面元編排

3 檢波點位置與面元位置關系

研究發現，不僅炮點位置與面元位置關系對地下反射面元有影響，檢波點與面元的位置關系也影響到地下反射面元。施工過程中，過障礙物時檢波點往往需要大規模、不連續的偏移[7-8]。為了做好這方面的研究，先對檢波點與面元進行精細劃分，明確相互間的影響規律和范圍，再對某一檢波點禁止接收，可以看到檢波點對于面元的影響也呈條帶狀，但條帶變化方向變為縱向。

同樣，以一個滾動單元來對檢波點和面元進行命名。考慮檢波點對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號面元線；檢波點分別命名為1，2，3，4號檢波點（圖3）。對接收檢波點模擬后，可以看到每個檢波點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 檢波點和面元編排

為了進一步研究檢波點影響規律，單獨對觀測單元一個滾動距（一個炮排距）的某一個接收點禁止接收，模擬分析發現，只對一個檢波點禁止時，影響到的面元線為2條。如只對1號檢波點禁止時，影響的面元線為1號線和5號線；只對2號檢波點禁止，影響的面元線為2號線和6號線；只對3號檢波點禁止，影響的面元線為3號線和7號線，只對4號檢波點禁止，影響的面元線為4號線和8號線（圖4）。依據地震勘探基本原理的共中心點理論，可以得出每個檢波點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 檢波點和面元變化情況

4 結論

通過對炮點、檢波點和面元相互影響的規律和位置關系的分析與研究，以炮點、檢波點位置為優化變量，可以得出以下結論：

（1）炮點和檢波點對于面元的影響均為條帶狀，且都具有對應關系，一旦禁炮區確定，即可迅速準確找出需加密的炮檢點位置和范圍。

（2）炮點對面元影響的條帶狀分布與炮線呈垂直關系，檢波點對面元影響的條帶狀分布與檢波線呈垂直關系。

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編輯：趙川喜

2017–12–11

趙宏杰，工程師，1984年生，2008年畢業于西南石油大學資源勘查專業，現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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