蛇形观测系统变观技术及其处理在滩浅海某工区地震勘探中的应用

摘 要：滩浅海某工区较以往工区障碍物多、连片面积大，浅层资料缺口难以控制，如何减少资料缺口成为能否胜利完成地质任务的重点问题。面对严峻的技术问题，我们在恢复炮、加密炮、横向变观等变观技术的基础上，在滩海勘探中首次采用蛇形观测系统变观技术，通过实测物理点，灵活布设炮点、检波点，从采集技术上缩小了资料缺口；在处理上，采用空洞补偿的手段，弥补部分缺失偏移距。

关键词：障碍物 蛇形观测 系统 变观 空洞补偿

一、工区现状及技术难点

1.工区现状

滩浅海某工区地表情况极为复杂，存在“三多、二大、一少”的特点，即工区障碍物多、作业渔船较多、工程机械干扰源多，潮间带漫滩施工面积大、养殖、捕捞区面积大、通行道路稀少。本次滩海施工较以往工区障碍物多、连片面积大，主要障碍物有工区西南角的盐池、码头等。

2.障碍物特点

2.1盐池特点

2.1.1盐池位于工区西南角防潮坝内，防潮坝周围50m内不允许放炮；

2.1.2盐池区域内的卤水池和结晶池内不允许布设排列和炮点；

2.1.3盐池区域内的排水沟和道路内允许布设排列和炮点；

2.1.4通过实地踏勘，发现极少激发点可以在正点激发，可以正常南北恢复的点几乎没有；

2.1.5排列无法正常穿越盐池。

2.2码头特点

2.2.1码头位于工区东南部，在满次覆盖范围内，码头东西向最宽达400m，南北向长达2000m；

2.2.2码头内大型机械设备多，物流运输大型车辆较多，排列不能正常布设；

2.2.3码头及其周围200m内不允许使用炸药震源；

2.2.4码头四周除港池内水较深外，其余部分在低潮时水较浅，气枪无法靠近。

3.技术难点

工区障碍物多，连片面积大，涉及到的炮点多，浅层资料缺口难以控制，如何减少资料缺口，是变观及处理的技术难点。

二、变观技术措施

1.原理分析

由中间对称激发观测系统图我们可以得出结论：在障碍物区域内不能放炮的情况下，无论采取任何变观方法变观，最多只能增加某些区域的覆盖次数，而资料缺失区的大小不会得到改善。

2.以往滩海施工方法及存在问题

2.1以往滩海施工方法（以穿越大坝为例）

2.1.1大坝特点

A、大坝南部气枪船无法到达，只能采用炸药震源激发，因此大坝两边200m内不允许放炮，即宽度为400m的区域不能布设激发点；

B、防潮大坝有两个交叉口，使得不能放炮的区域更大；

C、通往码头的防潮大坝走向几乎与测线方向平行；

2.1.2变观

假设炮点距为100m，障碍物本身跨度为400m，理论上障碍物区域内空3个炮点就能穿过障碍物。实际生产中，由于理论布设炮排位置并不会完美的布设在障碍物边缘，即使是进行横向变观，也几乎不可能正好恢复到障碍物边沿。

2.2以往滩海施工存在问题

在以往滩海施工过程中，往往存在这样的问题：部分炮点正点位置在障碍物内，而偏移一小段距离后就可以偏移出障碍物正常激发，但由于该段距离超超出了误差范围而没有偏移激发，这就意味着加大了障碍物，加大了资料缺失区域。

3.技术变观

利用蛇形观测系统，灵活设置炮点如图2-4所示，通过实测将障碍物内障碍物边沿附近的炮点偏移到障碍物外边沿激发，避免人为扩大障碍物，使资料的缺口最小。

4.变观效果

4.1码头

由于200m的炸药激发安全距离和水深问题，使得码头附近不能正常激发的炮点增加，施工过程中，我们在采用了各种变观手段的基础上，利用高潮时段，在潮水允许的情况下，采用气枪逼近激发的方式施工，弥补了部分缺失的资料，使得资料缺口更小。

4.2盐池

盐池位于工区西南角防潮大坝以内，池内均不允许放炮摆排列，另外在大坝周围50m内不允许放炮。针对这种现状，我们利用蛇形观测系统，通过实测，灵活布设炮点、检波点，将炮点、检波点布设到盐池小路及排水沟内。弥补了部分缺失的资料，使得资料缺口更小。

通过以上分析可知：一方面，蛇形观测系统变观有效的减少了资料缺失，达到了变观的目的；另一方面，弯曲蛇形观测系统变观使观测数据沿不同的偏移距产生大量的空洞，这就要求我们不能用常规的地震资料处理方法进行处理。

三、处理措施——空洞补偿

1.空洞分析

空洞（偏移距缺失）对叠前偏移振幅的影响：叠前偏移在理论上要求数据本身均匀分布，但受地表条件和野外采集技术的制约，数据信息的不均匀性是客观存在的，在三维连片处理中尤为突出。CMP道集内的近、中、远三类偏移距分布不规则，造成叠前时间偏移共成像点道集的振幅失真。偏移距分配不均匀叠前偏移中产生划弧和空间假频，造成成像模糊，横向分辨率降低。偏移噪声对振幅的影响是巨大的，近偏移距时空洞较大。

2.空洞补偿

该方法能够在共偏移距上做大量的空洞分析和道内插处理，同时，根据用户要求输出的网格，通过最小中值平方差，用加权法估计插值。基本原理：相邻面元道振幅的加权求和值除以加权系数，得到内插道的振幅值，方法可以在CMP道集和共偏移距域实现，公式如下：

3.补偿效果

通过不同偏移距补洞前后偏移距剖面对比可知，补洞后偏移距剖面成像清晰，分辨率高，数据分布均匀。

四、结束语

1.在合理变观的基础上，利用蛇形观测系统，通过实测合理布设物理点，减少不能正常布设的物理点数量，使得物理点尽可能的靠近障碍物，减小资料缺口；

2.通过空洞补偿处理，弥补了由于地形因素生产造成的部分空洞，解决了偏移距分布不均匀，叠前偏移中产生划弧和空间假频，造成成像模糊，横向分辨率降低的现象。