双向非纵滚动观测地震勘探采集方法

摘要

双向非纵滚动观测地震勘探采集方法，应用于城区或障碍区地震勘探采集。采用小吨位可控震源和/或井炮震源激发地震波，采用5000道以上地震仪器和动圈式检波器进行地震信号接收。A、施工点位布设；B、非纵观测系统设计；C、双向非纵滚动观测实施；D、双向非纵滚动观测实施关键是要正确确定非纵炮点位置。非纵炮点与正常炮点纵向对应相同的接收排列。效果是：利用有限的城区井炮炮点重复实施，加强了中深层激发能量，提高地震勘探采集中深层信噪比。城区地震勘探采集资料中深层能量改善明显，信噪比有明显提高。同时要保证施工时效，节约成本。

说明书

技术领域

本发明涉及石油地球物理勘探地震勘探采集技术领域，特别涉及一种城区或障碍区地震勘探采集，是一种提高城区或障碍区地震资料中深层激发能量的方法。

背景技术

目前，在石油地球物理勘探领域，地震勘探是最有效的勘探方法。地震勘探原理是通过人工地面激发产生地震波下传，遇地下阻抗面产生反射和折射返回地面，通过地面检波器接收地震波信息进行数据进行分析，研究地下地质构造特征，乃至地下流体特征，实现探测地下油气储集目的。

地震勘探工作分三大部分：对人工地面激发地震波信息采集、对采集的地震波信息进行处理、对处理后的资料进行解释。

地震勘探信息采集是地震勘探的基础工作，主要的两个环节是激发和接收。陆地最有效的激发方式有：井中炸药激发(井炮)和可控震源激发两种。要求炮点和检波点按照平面网格均匀分布。

随着油气勘探范围不断拓展和区域地质研究需求，地震勘探不仅限于平原陆地，地震勘探工作还需要在大中城区进行。

受城区地貌条件限制，井炮震源只能在城区花园、绿地区域实施，局限性强；大吨位可控震源产生的地震波对地面建筑物破坏性强，不便在城区实施；小吨位可控震源激发，炮点布设灵活、对地面建筑物破坏性小。城区地震勘探一般以较小吨位可控震源激发为主，辅助部分井炮震源完成。

小吨位可控震源激发缺点是：激发能力弱，压制噪音差，造成中深层资料信噪比低。辅助井炮激发能增加中、深层能量，提高地震勘探采集资料信噪比。

受客观因素制约，城区内能实施井炮激发的炮点少，分布不均匀，造成地震勘探采集整体上深层能量不足，资料信噪比低。目前，国内外尚没有能解决在大型障碍区提高地震资料信噪比的有效方法。

中国专利CN1888933A，提供了一种“横波或转换横波勘探近地表表层结构调查方法”。采用击发井接受方式在井中放置检波器，采用小型地震仪接受纵波和横波信号。

发明内容

本发明的目的是：提供一种双向非纵滚动观测地震勘探采集方法，针对城区内能实施井炮激发的炮点少，炮点分布不均匀，造成地震勘探采集的资料深层能量不足问题，采用双向非纵滚动观测，利用城区可实施井炮重复激发，增强地震勘探采集整体中深层激发能量。

本发明采用的技术方案是：双向非纵滚动观测地震勘探采集方法，其特征在于：

采用小吨位可控震源和\或井炮震源激发地震波；采用动圈式检波器接收地震信号；地震勘探仪器一般要求在5000道以上。小吨位可控震源，就我国东部地震勘探而言，小吨位可控震源一般指18吨位、23吨位可控震源，大吨位可控震源一般指28吨以上的可控震源。

A、施工点位布设：进行规则网格式点位布设；结合高精度卫星照片(高精度卫星照片精确度达到0.6米)和逐点踏勘进行可实施性点位设计；进行观测系统设计，并应用地震勘探专业软件模拟设计效果，决定具体实施的网格式点位布设，形成井炮炮点和可控震源激发点分布图。

每一个覆盖面元浅中深层激发能量均衡，多次叠加后可以压制噪音干扰，资料信噪比满足后续资料处理、解释需求。

B、非纵观测系统设计方法：三维地震勘探观测系统理论设计炮点、检波点是均匀分布的，某一炮点实施激发时，使用接收排列是矩形分布，炮点位于排列片中心。当某一区段炮点受地表限制，无法实施激发时，可采用非纵观测系统设计来弥补。非纵观测系统设计方法：将原排列片向左移或右移，原炮点右移或左移，根据地表情况炮点移动到可实施点位，排列片向相反方向移动相同距离。移动距离在200～2000米之间。

C、双向非纵滚动观测实施方法：在100平方公里以上规模的城区进行地震勘探，炸药激发炮点分布不均，需要非纵观测系统设计来弥补，为了避免反复设计、重复施工带来巨大浪费，采用双向非纵滚动观测一次性设计、完成施工。实施方法：双向非纵滚动观测以单束线为设计单元。当地震勘探施工在某一束线时，本线束正常炮点区和前、后非纵炮点区同步实施激发，使用正常炮对应的排列接收。本束线完成后转下一束线实施，下一束线正常炮和其对应的前、后非纵炮同步实施激发，使用其对应的排列接收；依次类推，逐条线或束线滚动前进。

D、双向非纵滚动观测实施关键是要正确确定非纵炮点位置，才能起到最大作用，否则会造成覆盖面元空缺和重复。非纵炮点与正常炮点纵向对应相同的接收排列，双向非纵炮点横向位置采用如下方法计算：

双向非纵炮横向位置＝正常炮位置±接收排列条数。

以接收排列条数为N条：

当施工到第M束线时，正常炮在第M束线，双向非纵炮位置＝M±N＝第M+N束、第M-N束。即第M-N束和第M+N束非纵井炮和第M束正常炮同步实施激发，使用第M束线排列片接收。第M束线完成后，转入第M+1束线，使用第M+1束线排列片接收，使用第M+1-N束和第M+1+N束非纵井炮和第M+1束正常炮同步实施激发，以此类推。

将采集到的资料记录并作常规处理得到准确的地震剖面。

本发明的有益效果：本发明双向非纵滚动观测地震勘探采集方法，已在大港油田新港II期(塘沽城区)地震勘探采集现场进行了试用，取得了较好的资料效果。

1.利用有限的城区井炮炮点重复实施，加强了中深层激发能量，提高地震勘探采集中深层信噪比。城区地震勘探采集资料中深层能量改善明显，信噪比有明显提高。同时要保证施工时效，节约成本。

2.利用特殊观测系统设计技术，设计双向非纵观测方式，与正常炮同步实施。一次施工完成。保证资料品质的同时，施工效率提高三倍，避免重复施工。

3.双向非纵观测设计根据接收排列条数和每束线滚动排列个数，来确定双向非纵炮位置，和正常炮一起实施。

附图说明

图1表明正常炮点和非纵炮点使用相同排列，地下反射区域不同，实现连续加宽覆盖段。

图2表明每一个炮点重复使用三次，每一次对应的排列不相同，形成的地下反射区也不相同。相当于不均匀分布的井炮相对均匀的扩大了三倍的数量，可弥补部分地段井炮的缺失。

图3是双向非纵单束线观测设计示意图(以8条排列接收为例)。实线为单束线使用的排列，中间正常炮点区和前、后非纵炮点区同步实施。

图4是双向非纵滚动观测示意图(以每束线滚动一条排列为例)。正常炮M对应其N条排列，正常炮M和前后非纵炮M+N、M-N同步实施；本束线完成后滚动一条排列，即实施正常炮M+1和前后非纵炮M+N+1、M-N+1，使用正常炮M+1对应的N条排列；依次类推，逐条(束)线滚动前进。

图5a是正常观测系统采集效果；图5b是应用双向非纵滚动观测采集效果。通过对比，表明本技术应用后，地震剖面信噪比明显提高。

具体实施方式

实施例：以大港油田新港II期地震勘探采用双向非纵滚动观测地震勘探采集方法为例，对本发明作进一步详细说明。

1.主要采集技术参数

观测系统：8线4炮176道(8L4S176R)

纵向观测系统：4375-25-50-25-4375m

接收线数：8条   单线接收道数：176道

线间距：200m    道间距：50m

炮线距：200m    炮点距：50m

覆盖次数：横向4次×纵向22次

面元尺寸：25×25m

线束方向：333°

激发方式：可控震源、井炮

2.本发明解决的技术难题

新港II期地震勘探以塘沽城区为主体，主要采用23吨可控震源激发，在公园花池、草坪绿化带可实施部分井炮。但可控震源激发能量较弱，资料信噪比较低；井炮激发能量较可控震源强，但井炮点位分布不均，造成部分段中深层激发能量较弱，资料信噪比低。

需要通过非纵观测方法来解决以上技术难题。

3.双向非纵滚动观测的具体实施

A、首先进行测线网格式点位布设，形成总体施工设计；结合高精度卫片和逐点踏勘，进行城区可实施性点位布设，形成井炮炮点和可控震源激发点分布图；

B、以单束线为单元进行双向非纵观测系统设计，正常炮点区和前、后非纵炮点区同步实施激发，使用正常炮对应的排列接收，所有炮点统一归入本线束仪器班报、观测系统、SPS管理。前、后非纵炮点要选择井炮点激发，一般不使用可控震源进行非纵激发。

双向非纵观测系统设计关键是确定非纵炮点位置，方法如下：

双向非纵炮横向位置＝正常炮位置±接收排列条数。大港油田新港II期地震勘探采用8线4炮176道观测系统，当施工在第233束线时，双向非纵炮横向位置＝233±8，即225束和241束。

C、对城区每一束线都做双向非纵观测系统设计，滚动实施，形成双向非纵滚动观测方法。

D、应用计算机软件模拟设计效果，分层显示中深层覆盖次数，非纵炮对深层资料覆盖情况。

E、根据设计方案，对相关班组下达施工任务书。各班组严格按照施工任务书对照实施。

F、实施效果检验：每束线实施后对仪器班报、SPS、单炮记录进行检验，绘出平面观测系统；对单束线采集资料进行现场处理，通过剖面分析验证应用效果。

将采集到的资料记录并作常规处理得到准确的地震剖面。

整体实施完成后，对全部资料进行批量处理验证。

在塘沽城区应用双向非纵滚动观测方法，共应用线束32束，共实施双向非纵炮597炮，使得一些禁炮(炸药)区段激发能量得到加强，提高了中深层资料信噪比，整体工程获得大港油田“金牌工程”称号。