[发明专利]三维地震观测系统模板的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及三维地震勘探领域，尤其涉及一种在地震物理模拟中的三维观测系统模板的处理方法。

背景技术

激发(震源)系统、接收(检波)系统和观测系统三部分组成整个野外地震资料的采集系统。激发系统通过放炮激发地震波，接收系统通过仪器检测并记录地震波，这两部分都属于硬件系统。在野外施工中，激发系统和接收系统在地面如何分布，如何移动，是有一系列技术规定的。而观测系统就是激发系统和接收系统的野外施工图，是根据地质勘探目标和地震技术要求设计出来的，因此属于软件系统。三维地震采集设计技术即为上述三个系统设计，其中份量最重的则是三维观测系统的设计。

在三维观测系统中，与同一个炮点相关的所有排列组成排列片(Patch)。在排列片的基础上可以定义模板(Template)：排列片和与该排列片相关的全部炮点组合成三维观测模板。在三维地震中，模板是个非常重要的技术元素，模板有规律的纵向和横向滚动，就形成了三维观测系统。图1中，右侧所示为8线8炮正交型三维观测模板，左侧所示为整个工区的三维观测系统。在整个工区内，模板纵向滚动15次，横向滚动也是15次，共计生成15×15＝225个模板，全部模板叠置在一起，就形成了左侧的三维观测系统图。

地震物理模型实验的硬件设备有两个特点：一、实验室采集系统是单炮激发、单道接收。如图2所示为实验室的三维地震物理模拟的数据采集系统示意图。实验室采集系统只有两个探头：一个是激发超声波的激发探头，另一个是接收超声波的接收探头，因此只能是单炮激发、单道接收。而野外三维数据采集的硬件系统已经发展得非常先进，其特点是单炮激发、多道(可以几百、几千道)接收。二、实验室三维地震物理模型实验设备中存在一些限制因素。如图2所示的实验室的三维地震物理模型实验设备。因为机械传动以Y方向(纵向)为主，所以探头在纵向上可以高速移动，而在X方向(横向)上只能低速移动。同时，图中探头是个圆柱体，直径为16mm，相当于野外实际距离80～160m，而探头上面的机械臂更粗，超过100mm，相当野外实际距离500～1000m。通常三维参数中的纵向最小炮检距为40或50m，横向最小非纵距为20或25m，因此探头和探头臂的间距均大于或远大于三维最小炮检距和最小非纵距，这样就会产生一些实验问题。

基于纵向上探头可以高速移动这一点，参照国外信息，实验室研制了高时效的接收探头沿纵向测线“边走边采”技术，利用这项技术使采集速度提高了数10倍。但是对于小非纵距的排列，“边走边采”就出现了问题。照例，激发探头固定于模板中间的某个炮点位置，接收探头从前排列开始进行正常的“边走边采”工作，但是当探头移动到激发探头附近时，因为非纵距小于探头间距而必须停止，必须绕过激发探头(横向正移、纵向前移、横向负移)到后排列，随后才能进行后排列的“边走边采”工作。这样停停走走，工作时效又降低到原先的水平。

为了节省野外工作量，早在二维多次覆盖地震时代就普遍应用“滚进滚出”技术。多次覆盖技术存在一个覆盖次数渐减带问题，渐减带是为了建立满覆盖次数而附加上去的覆盖范围，属于额外的工作量。渐减带的宽度小于半个排列长度，粗略估算可用半个排列来代替。通常，单边放炮排列长度为3-4km，中心放炮就是6-8km。一条二维测线长度12km，其中渐减带占了4km，剩下满覆盖范围只有8km，有效覆盖范围所占比例太低，因此产生了“滚进滚出”技术。例如单端小号放炮32道接收，在测线始端放第一炮时，25～32道接收；随后排列向前推进4个道距放第2炮，此时增加8道，即17～32道接收；放第3炮时再增8道，为9～32道接收；到第4炮时则为1～32道全排列接收，此即为排列“滚进”的过程。反之到测线末端，接收道数按8道递减，此即为排列“滚出”过程。上述结果是渐减带为零，全部范围均为满覆盖4次，既节省了工作量，又提高了有效覆盖范围。对于野外三维资料采集，只要改变排列片的大小，便可实现“滚进滚出”施工。实验室的特点是单炮激发、单道接收，照例更容易实现“滚进滚出”的采集方法。但是“边走边采”技术要求应用同一个模板，在“滚进滚出”过程中，模板是随时变化的，不能应用“边走边采”技术。

因此，需要研究出一种三维观测系统模板的处理技术，能够实现实验室的接收探头“边走边采”技术和野外施工的“滚进滚出”技术。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种三维地震观测模板的处理方法，来提高三维地震物理模拟的数据采集效率和实验成果质量。