高密度三维地震勘探采集参数分析

摘 要：随着煤矿勘探对精度要求的不断提高，地表条件、勘探区域构造逐步复杂、勘探深度逐渐加深，勘探任务也从构造勘探转向岩性勘探，常规三维地震勘探已不能满足新型勘探任务的要求，因此高密度三维地震勘探技术应运而生。高密度三维地震勘探通过提高空间采样率，降低面元尺度，采用高覆盖次数，数字检波器单点接收，设计合理的三维地震观测系统，全面提高数据采集的原始质量；采用针对性的地震处理手段，最终获得高分辨率、信噪比的三维数据体，从而实现解决复杂地质构造，进行精细岩性反演，来解决煤层顶底板岩性问题。

关键词：高密度 三维地震 宽方位 采集参数

中图分类号：P631.4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）08（a）-0196-02

高密度、宽方位、宽频带数字检波器地震勘探，顾名思义就是数据采集密度要高，观测方位角要尽量宽，在激发点的周围进行360°的观测接收，密度要大。和常规三维地震勘探相比，高密度三维地震勘探具有空间采样间隔小、高覆盖次数、道距小、方位角宽、分布均匀的炮检距等优点；小尺寸面元、单个检波器单点接收能够有效提高分辨率，实现高信噪比和高保真度，进而提高勘探精度，满足日趋复杂的高精度地震勘探的要求。

1 高密度采集具备的特点

针对开发地震小断层等微幅构造，关键在于提高地震资料分辨率，因此高密度采集必须具备以下特点。

（1）采用单点数字检波器，拓宽频带，充分接收地下反射波信息，提高小断层成像能力，有利于断点位置准确归位。

（2）观测系统采用高采样密度接收面设，实现对有效波和干扰波的充分采样，比较精细地记录了地震波场，提高资料纵横向分辨率，运用小道距接收，避免空间假频的产生，为实现无假频去噪和有效信号的高保真处理奠定基础。

（3）选择最优观测系统，炮检距得到保证，方位角，覆盖资料分布均匀，选择适当的最大炮检距，提高总体覆盖次数，从而提高资料的信噪比。

2 数字检波器

数字检波器频带宽，动态范围广、记录弱信号能量强，来提高高频信号的记录能力，实现高保真采集：针对检波器的电磁感应和漏电现象，研制了一个全屏蔽的电路，具有压制50 Hz频率干扰能力，较好的弥补了野外仪器使用50 Hz陷波或室内滤波衰减50 Hz存在的缺陷。即消除50 Hz干扰的同时较好的保护了有效波不受损害。

采用数字检波器接收，提高高频弱信号的接收能力。数字检波器的低频响应明显优于常规检波器，低频可以达到1Hz，高频响应优异。数字检波器在整个接收频带范围内相位变化很小，在低频段不会引起相位畸变，且在高频部分的相位畸变也比常规检波器小得多。

数字检波器对信号都不产生任何畸变，同等的给予通过，而模拟检波器对低频的振幅和高频的相位进行不同程度的压制，同时也会破坏地震信号本身

3 高密度三维地震勘探观测系统技术参数标准

观测系统的设计要根据地质任务和地区特点而定，面元网格应当接近正方型，同时观测系统应当是宽方位分布。如煤层目的层埋深1000 m左右，则以炮点为圆心、1000 m为半径的范围内，进行观测效果最佳。因此，高密度三维观测系统设计的技术准则是。

（1）加密空间采样，提高覆盖次数。

（2）有利于室内去噪（面波、散射、环境噪音等）。

（3）保证无假频破坏有效信号。

4 采集参数实例分析

淮南某井田进行的高密度三维地震勘探，根据勘探区特点和地质任务，观测系统进行设计时，主要考虑面元覆盖次数及均匀，炮检距和方位角的分布等。其中，（1）覆盖次数根据以往经验及数字检波器特点，设计为高覆盖次数，为64次。（2）炮检距的均匀分布对面波、多次波及各种相干、随机噪声的压制和衰减及速度分析的精度是很重要的、若分布不均匀，则会引起倾斜信号，震源噪声、一次波发生混叠，甚至导致速度分析错误。（3）方位角主要考虑宽方位角和分布均匀，只有宽方位三维观测系统才有可能采集到相近的全三维波场，尽可能缩小因为观测系统造成面元间的偏移距与方位角分布差异带来的振幅异常，进而通过全三维数据处理与偏移，得到地下介质的真正影像。

综合考虑以上因素，对此项目的野外采集设计了束状正交规则16线10炮观测系统，该观测系统横向覆盖次数为8次，纵向可以根据需要设计不同的覆盖次数，本设计采用纵向8次覆盖，总覆盖次数64次；其单面元炮检距分布均匀，炮检距与中点个数分布变化平缓，见图1，图2。

该观测系统属宽方位角采集，且方位角范围大、变化均匀，见图3，图4。

16线减少了翻线工作量，相对提高了施工效率。具体观测系统参数见表1。

5 结语

针对开发地震的高密度观测系统设计过程中要充分考虑地质任务，进行综合研究，实现覆盖次数，地下面元网格，炮检距分布与方位角分布等观测系统属性的最佳组合，解决信噪比和分辨率的矛盾。数字三分量检波器频带宽，动态范围广，记录弱信号能量强，能够提高高频信号的记录能力，实现高保真采集。野外采集完成后结合处理中的波阻抗反演技术、相干/方差体技术、地震相和谱分解技术，定能处理出高信噪比、高分辨率和高保真度的包含丰富地质信息的成果数据体。

参考文献

[1] 刘二鹏.高密度地震采集技术研究[D].太原理工大学，2011.

[2] 李云伟.高密度地震采集方法研究[D].中国石油大学（华东），2009.

[3] 王喜双，谢文导，邓志文.高密度空间采样地震勘探技术发展与展望[J].中国石油勘探，2007，12（1）：49-53.

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