地震采集技术发展动态与展望.pdf

技术创新
地震采集技术发展动态与展望“
是伟汪忠德杨娟李霞周小慧
中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院
摘要:地震采集技术正经历着深刻的变化,发展速度明显加快。“以记录波场为中心”的理念逐步替代了传统的追
求共中心点叠加次数的采集设计思想,力求记录到大部分对地质目标有影响的资料、无假频地记录噪声波场,为成像和
噪声识别打好基础。以声波多普勒传感器为代表的新型传感器不再强调与地面的合,将大幅减少采集工作量;508XT
陆地采集系统,能够实时记录百万道地震信号,将地震成像的分辩率提高到新水平;而旋转分量传感器测量出了波场更
多信息。随着可控震源、激发方式的进步,传统的逐炮激发、接收的非達续采集方式演化为多震源按计划独立激发、不
同炮连续重叠记录,提高了米集效率。海上地震也出现了双圆形采集、完全去伴随波、OBN等新技术。DSA的实现,将
大大提高地震的经济性,通过数据的冗余,提高地震资料反映地质情况的能力。
关键词:地震采集声波多普勒传感器波场旋转分量多源地震采集双圆形采集分布式震源组合(DSA)
Dol:10.3969/jis1002-302x.2014,05.008
中图分类号:P631文献标识码:A
地震技术结合多学科高新技术发展最新成果,在上地震新技术等方面总结了近年来地震采集技术的发
油气勘探开发中发挥了日益重要的核心支撑作用旧。展动态,展望采集技术的发展方向。限于篇幅,没有
在遵循采集、处理、解释一体化的发展思路下,借助详细介绍目前在采集中已普遍使用的一些方法技术,
于先进仪器装备和各种采集新技术的不断推出?,地如采集前的模拟技术(局部照明分析、振幅分析等)
震采集技术近年来的发展明显加快,正向着适应更激发接收条件的分析与改进,地震采集脚印的模拟与
恶劣地表条件、更复杂地下构造和更隐蔽含油气圈闭采集效应的消除,山前带、沙漠、滩海等特殊环境的
勘探需求的精细采集方向发展。采集理念由过去的追采集等。一些新的技术在采集中的应用,如稀疏采样
求共中心点叠加次数向“以记录波场为中心”转变,采(包括随机采样、压缩采样等在空间、时间域中突破采
用24位超万道地震仪、数字检波器加网络技术支撑,样定理要求的采集)、光纤传输等,文中也没有涉及
精细表层调查和模型驱动的采集设计,进行单点接
收、大动态范围、无线化传输、超多道记录、小面元1“以记录波场为中心”的采集新理念
网格、高覆盖次数、高品质震源、多分量接收、全方
以往精确的波场记录是不可能实现的,也没有这
位信息、环保型作业的高密度三维地震全波场采集,种需求,当时有效的改善信号质量的方法是增加冗余
不断提高地震资料的纵、横向分辦率和有效信息的精度,共中心点覆盖次数便成为衡量标准。
确度。多源地震等高效地震采集技术的出现,提高了
“以记录波场为中心”新理念的含义主要有两个
采集效率并给数据处理技术带来变革。
方面:炮检点的间隔能够无假频地记录噪声波场,从
本文从采集理念、新型传感器、多源高效地震、海而可以滤波出地质环境的地表噪声;炮检点的分布
基金项目:中国石油化工股份有限公司科研项目“2013年度油气地球物理新技术新进展及适应性研究”。
第一作者简介:吴伟,1983年生,硕士,工程师,从事油气地球物理勘探技术情报调研工作。E-mil: wuwei. sway(
sinopec.
36石油科技论坛?2014年第5期
吴伟等:地震采集技术发展动态与展望
(大偏移距和全方位角)能够记录到大部分对地质目采集宽方位资料的成像照明更好,噪声也更小,后者
标有影响的资料。在当前和可预见的未来,还是不可资料的炮数是前者的4倍。这说明非均衡的震源、检
能实现“在整个测量范围内纵横向密集分布源、检点波器数量的采集比均衡采集要好。稀疏炮成像的改
以记录全波场”这种观测系统。鉴于此,人们必须做进,归因于密集的检波器更好地衰减了噪声,大的检
出某些折衷。
波偏移距产生了更好的照明。
数值模拟结果说明,改变常规采集后,具有下列
“记录波场”的观念,有助于针对特定地区、特定
益处:非均衡源一检数目(如采用少量、稀疏分布的的地质目标,依据全波场数据的子集的重要性确定其
震源和非常多的、高密度分布的检波器,反之亦然)可优先次序,设计合理高效的观测系统。
能比均衡源一检采集更好;高密度二维检波器组合在
滤除强的地表噪声时,可能比覆盖次数更重要;较好2采集新装备
的陆地采集观测系统是分布式的二维检波器或震源组2.1声波多普勒传感器
合(以滤除地表噪声),加上较稀疏的二维面积型网格
为了获取更完整、质量更好的地震资料,一方面
分布的震源或检波器(以提供长偏移距和宽方位角),大幅增加检波器道数和检波点数,一方面努力使检波
炮点、检波点的二维间距与高密度组合的长度基本接器与地面间良好耦合。尽管取得了较好的结果,但是
近。在“记录波场”的理念下,低覆盖资料的处理结这些措施都带来了非常巨大的工作量。如果传感器不
果比高覆盖资料更好。图1表明稀疏炮的成像比常规需要耦合到地面,则可以大大简化地震采集的野外工
(a)SEAM模型宽方位资料(带有多次波)的RTM后的NS向
(b)SEAM模型稀疏炮资料(带有多次波)的RTM结果,
剖面,Y=17220,所用数据共11172炮(间距为600mx
Y=17220,成像好于(a)图的 WAZ NS向剖面料,而炮数要
150m)。检波线偏移距范国:纵测线为420~8430m,间距为少得多。所用数据共2793炮(间距为600mx600m)。采集
30m;横测线为-4140~4140m,间距为120m。每炮的总道
的偏移距范围在x、y方向都是-9800~9800m,间距为30m。
数为70×268=18760
每炮的总道数为661×661=436921
图1SEAM模型宽方位资料RTM结果与SEAM模型稀疏炮资料RTM结果对比
E Christof Stork, 2011
作。非耦合型声波检波器的出现,为解决这一困难带
多普勒频移
来了一线曙光,声波多普勒传感器就是其中一种的,这载波,频率为。
后的载波,
种检波器由超声波发射一接收系统组成,借助多普勒
频率为6
频移可以精确地測量出地表的纳米级震动。
声波多普勒检波器的原理如图2所示。超声波发
射换能器T发出频率为的调制信号,信号向振动的不
光滑面传播并发生多普勒频移,背向散射,返回的信
振动的不光滑面
菲涅尔带
图2声波多普勒传感器的示意图
号被换能器R所接收。不光滑面散射回信号的横向覆
te E. Poggiagliolmi, 2013
盖范围由第一菲涅尔带决定,约为厘米量级?。根据
載频与振动表面发生多普勒频移并背向散射到检波器
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