三维地震观测系统满覆盖边界的讨论_冯春龙.pdf

第43卷第3期 2015年6月 煤田地质与勘探 COALGEOLC旧Y2.山西省煤炭地质水文勘查研究院， 山西太原030006;3.山西阳泉煤业（集团）有限责任公司，山西阳泉045000; 4.太原理工大学矿业工程学院，山西太原030024 摘要针对采用综合平面图法设计的三维束状观测系统成果中满覆盖次数边界与绿山（MESA）软 件设计结果存在差别的问题，从面元及覆盖次数的概念出友，将面元细分为纵向面元尺寸和横向 面元尺寸，通过对纵向观测系统和横向观测系统具体分析，指出上述两种设计手段存在差别的原 因，找出了对综合平面图法设计成果中满覆盖次数边界进行修正的方法． 关键词三维地震；观测系统；面元；覆盖次数；面元尺寸 中图分类号P315.9文献标识码ADOI 10.3969/j.issn.1001-1986.2015.03.019 Full coverage boundary of 30 seismic survey system FENG Chunlong1，田Jianpeng2,ZHA Wenfe时，WEIHongxue 4 1. Shanxi Mountain Geophysical Technology Co. Ltd, Yuci 030600, China; 2. Shanxi Coal Geological and皮ydrogeological Prospecting Institute, Tai川an030006, China; 3. Yangquan Coal IndustryGroupCo., Ltd, Yangquan 045000, China; 4. College of Mining Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China Abstract In order to explain the disparity in the results of full coverage boundary between 3-D seismic fasciculate survey system designed by comprehensive plan act and professional design software of MESA Expert, the paper discusses the specific steps as follow Firstly, the bin is carefully separated into longitudinal bin size and transverse bin size in accordance with the concepts of bin and coverage number; Secondly, the reasons of the disparity be- tween two kinds of designing s are worked out through the specific analysis of longitudinal survey system and transverse survey system; Finally，也llcoverage boundary results designed by comprehensive plan act are adopted. What’s more, the paper revises and makes the results as exact full coverage boundary. Key words 3D seismic; survey system; bin; coverage number; bin size 三维地震勘探的覆盖次数大小是影响资料品质 的重要因素，如果满覆盖边界比勘探边界大，必定 会造成勘探成本的增加，反之，控制区内的资料品 质会受到影响。 在传统三维观测系统设计中，确定满覆盖边界 主要采用的综合平面图法［1-2），分为纵向观测系统和 横向观测系统两种。设计过程中主要是利用纵向及 横向观测系统中每个CMP点上方的交点个数来确 定满覆盖边界。纵向与横向上分别达到覆盖次数要 求的第一条共中心点线和最后一共中心点条线便可 构成满覆盖范围［2）。综合平面图法，对物探人员来 说是比较直观的，且容易接受，但与三维地震观测 系统绿山设计软件（MESA）确定的满覆盖边界存在 一定的差别。针对这个问题，笔者从面元概念及覆 盖次数的角度出发，对问题进行了讨论。 收稿日期2013-12-22 1 问题的提出 以中点放炮8线8炮柬状观测系统为例，设计 相关参数如表1所示。 表1观测系统参数表 Table 1 Parameters of the observation system 名称参数 观测系统类型8线8炮，中点放炮，规则束状 接收道数480道 接收线数8条 接收线距40m 接收道距10 m 激发炮点距20m CDP网格JO m（横向）5m（纵向） 叠加次数20次［（5（纵向）4（横向）］ 作者简介冯春龙（1987一），男，山西临汾人，硕士研究生，从事地球物理探测技术研究工作.E-mail 15364918375163.corn 引用格式冯春龙，贺建鹏，查文锋，等．三维地震观测系统满覆盖边界的讨论［耳煤田地质与勘探，2015,433 95-98. ChaoXing 96 煤田地质与勘探第43卷 图l为纵向5次覆盖观测系统示意图，线1和 线2之间为满5次覆盖的区域。 ＼飞在/ 图l纵向满覆盖范围示意图 Fig. I Longitudinal full coverage 图2为旋转后的横向4次覆盖观测系统示意图。 线3和线4之间为满4次覆盖的部分。 采用综合平面图法设计的满覆盖范围及三维地 震设计软件（MESA）进行设计成果如图3所示。 通过图3可以发现，采用综合平面图法设计的三维 地震观测系统的满覆盖边界与绿山仙1ESA）设计软件所 设计的观测系统的满覆盖边界并不相同，会有略微的差 别。上述例子中满覆盖边界南北边界各相差Sm，东西 边界各相差2.5m（图4）。针对上述两种观测系统设计方 法的设计成果存在偏差问题，本文进行了相关讨论。 / 主E 幸自 川枪波点炮点 线3线4 320 280 240 200 160 120 80 40 1检放点，炮点CMP点 图2横向满覆盖范围示意图 Fig.2 Lateral full coverage 2 面元及覆盖次数概念的讨论 单从字面上来讲，“元”即基本单位的意思。在 三维地震勘探中，“面元”的含义应该是炮点与检波 点对分布的基本单元。其中应包含有两个基本特点 a.同一炮而不同道的炮检对组合应处于不同的“面 元”之中；b.同一道而不同炮的炮检对组合也同样 应处于不同的“面元”之中［3］。 线1线2 -MESA确定的满 CMP点 20次彼盖范围 综合平而网法确定 的满20次彼盖范围 图3综合平面图法及绿山（MESA）软件设计成果图 Fig.3 The design result of the comprehensive plan and software MESA 图4两种设计满覆盖边界差异图 Fig.4 Difference of full coverage boundary of two designs 通常所讲的“面元”为CMP面元，规则三维地震 勘探设计中CMP面元为半检波点距及半炮点距组成 的矩形［1］，即 l 旦 . 2 ι＝旦 ”2 、‘．J ’EA rs－、 式中RI为接收道间距；SI为横向炮点距（图5）。CMP 面元是一个小的矩形面积，所有位于这个面元内的中 点都被认为属于同一个共中心点，即位于同一个面元 中的所有各道都将是CMP叠加道，从而对覆盖次数 有贡献［4-5］。 三维地震勘探的覆盖次数分为横向覆盖次数和 纵向覆盖次数。对于规则束状观测系统，横向及纵向 覆盖次数为［咐 ChaoXing 97 冯春龙等三维地震观测系统满覆盖边界的讨论第3期 观测系统分析 中点放炮 中点放炮即两边接收道数相同，存在5m纵向最 小偏移距。笔者将表l中所述的观测系统从纵向观测 系统和横向观测系统的角度分别进行讨论。 纵向观测系统如图7所示。横向观测系统如图8 所示。 3 3.1 十 十 口 十 L斗豆l盘＋ 十 横向炮排距 十 回国时吨回罩在想 口口 －纵向面＝纵向6次 －－元尺寸在1荒区域 十 图5炮点距与炮排距及道间距示意图 Shooting distance, row spacing and channel spacing 十十 图7纵向观测系统图（中点放炮） Longitudinal observation system midpoint shooting Fig.7 E二二1横向4次覆盖区域 图8横向观测系统图 Fig.8 Horizontal observation system 将面元的概念引人纵向及横向观测系统中，在纵 向及横向观测系统中分别标出其面元尺寸，每一个纵 向面元尺寸都会与一个横向面元尺寸相交构成另一 个面元（图9）。而每一个纵向面元尺寸内的炮检对个 数乘以每一个横向面元尺寸内炮检对的个数便是其 所对应面元内CMP点的个数，即面元的覆盖次数。 B横向面元尺寸 纵向覆盖次数＝单线接收道数 2x纵向炮排距 道距 单线炮数线数 横向覆盖次数＝ 2 束距 横向炮间距 总覆盖次数＝纵向覆盖次数x横向覆盖次数＝面 元内的点数。 通过对面元的分析，可以知道三维地震勘探设计 实际上是将勘探区分割成许多个小的面元，而这些面 元为数据处理的基本单元，即位于同一个面元内的所 有点均被认为属于同一个共中心点。而覆盖次数是在 一个CMP面元内被叠加的中心点个数阳］。 图6为CMP面元内的炮检距分布示意图。由 图6可以看出，CMP点是分布于面元内部的，且 覆盖次数为面元内CMP点的个数，虽然同一面元 内的所有中点均被认为属于同一共中心点（等效共 中心点），但在面元内均有数据存在；如果在确定 满覆盖边界时以等效的共中心点为边界的话，有些 欠妥。 Fig.5 2 3 由面元的概念可知面元内的所有中点都被认为 属于同一个共中心点，对于水平地层而言，面元内的 共中心点都位于面元的中心位置［9］。但由于面元是数 据处理的基本单元，因此在确定满覆盖边界时，应该 以满次覆盖面元的边界为准，而并非以满次覆盖面元 的中心点线为边界。面元内的中心点距离面元边界的 距离分别为南北5m，东西2.5m（图10），经上述讨 ｜｜纵向面元尺寸 图 一 兀UM 面币 DAR川 MC C ny σ。 9 日 图 横向面元尺寸口CMP而元 J①in-lme』 。萨、、Xj/a - 飞活－一CMPBin_ 立t1n也 ......_____,, SLI ①一纵线方向；②一横线方向；③－CMP面元 图6CMP面元炮检距分布示意图 Fig.6 Distribution of CMP bin offset （图中心的丽元有8个炮检对） US -- x ChaoXing 98 煤田地质与勘探第43卷 论可知应该以满次覆盖面元的边界来确定满覆盖边 界，即将采用综合平面图法确定的满覆盖南北边界外 扩半个横向面元尺寸（S//4），东西边界外扩半个横向 面元尺寸（S//4），其结果就与绿山（MESA）软件的设计 成果一致，这也就解决了第一部分所提出的问题。 面元中心点 图10面元及中心点示意图 Fig. l O Bin and center 3.2 单边放炮 单边放炮其纵向最小偏移距为0或为道距的整 数倍时，其横向观测系统与中点放炮的横向观测系统 相同，此处不再讨论，重点介绍其纵向观测系统面元 尺寸划分的区别。将表1中所述观测系统参数改为 单边放炮、纵向最小偏移距为0，其纵向观测系统 如图11所示。 ＝＝纵向而纵向5次 元尺寸覆盖区域 图11单边放炮纵向观测系统图 Fig.11 Longitudinal observation system of unilateral shooting 不论是纵向面元尺寸，还是横向面元尺寸，其必 须保证面元内有数据。由图11可看到，其纵向面元 尺寸网格的两侧边界上均有炮检对组合，但由于纵向 最小偏移距为0，所以纵向面元尺寸网格西侧上的炮 检对组合应该归属于这个纵向面元尺寸网格，而东侧 上的炮检对组合应该归属于下一个纵向面元尺寸网 格，且在确定满覆盖边界时应以达到满次覆盖的面元 边界为边界。综上所述，东边界应该外扩到纵向5 次覆盖的CMP面元的东边界，即向东外扩（Rl/2）。 不对称中间放炮（纵向最小偏移距为零）的观测 系统满覆盖边界的讨论与单边放炮（纵向最小偏移距 为0或为道距整数倍）的观测系统的满覆盖边界的讨 论相似，此处不再赘述。 4结论 针对同一观测系统参数，采用综合平面图法手工 设计三维观测系统与绿山（MESA）软件设计观测系 统，其最终满覆盖边界不一致的问题，从面元及覆盖 次数的概念出发，进行讨论，并通过横向、纵向观测 系统进行分析，认为应该将采用综合平面图法设计的 观测系统的满覆盖边界进行修正，具体如下（以测线 东西向为例）。 a.中点放炮时满覆盖南北边界应向外扩半横向 面元尺寸（S//4），东西边界应向外扩半纵向面元尺寸 SI/4）。 b.单边放炮（纵向最小偏移距为零或为道距整 数倍）及不对称中间放炮（纵向最小偏移距为零）时，满 覆盖南北边界应向外扩半横向面元尺寸（S//4），东边 界应向外扩一个纵向面元尺寸（Rl/2），西边界不需要 修正。 经过修正后的观测系统满覆盖边界与绿山 MESA）软件的设计成果完全一致。 参考文献 川王菁，董君鹏三维观测系统中纵横向覆盖次数的计算方 法［巧．西部探矿工程，201211125-126. 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