第二节多次覆盖观测系统

第二节多次覆盖观测系统第一页，共七十四页，编辑于2023年，星期五主要内容测线布设的两点基本要求不同勘探阶段测线布设要求一、地震测线布置第二页，共七十四页，编辑于2023年，星期五所谓地震测线，是指沿着地面进行地震勘探野外工作的路线。测线的布置对于了解地质结构关系很大。地震测线要结合以往的地震地质资料，并且根据所需完成的地质任务进行布置。第三页，共七十四页，编辑于2023年，星期五1、测线布置的两点基本要求（1）测线应为直线当测线AB为直线时，其垂直切面为一平面，所反映的构造形态比较真实。当测线AB为折线时，所得剖面如图中(b)所示，为一立体栅状图形。第四页，共七十四页，编辑于2023年，星期五第五页，共七十四页，编辑于2023年，星期五所以一般要求测线应尽量为直线。在资料解释时若当成一简单平面，显然使地质构造受到歪曲，如图中(a)的形态。若不作简单剖面解释，则必将增加解释的复杂性。第六页，共七十四页，编辑于2023年，星期五工区地理位置

工区行政区划属陕西省延安地区。工区范围：西起安塞,东至延川县，南起延安市，北至子长县。工区地理坐标：X：4000000-4150000Y：19360000-19440000勘探面积约12000km2。地震测线的布置第七页，共七十四页，编辑于2023年，星期五（2）一般应垂直构造走向目的：是更好地反映构造形态，为绘制构造图提供方便。此外，当地下地质构造比较复杂时，如果测线不垂直构造的走向，则会使地下复杂的地质构造所产生的地震波更加复杂化，各种异常波大量出现。不正确的测线正确的测线第八页，共七十四页，编辑于2023年，星期五进行三维地震的优点之一，也在于可以在最终得到的三维数据体上根据各种需要切出各种不同方向的垂直剖面。而测线垂直主要构造走向，就可以减少这种复杂性，使反射有效波波场特征明显，有利于解释。如果不能进行三维归位处理，对解释是不利的。第九页，共七十四页，编辑于2023年，星期五工区表层条件：95%为黄土覆盖。靖边潜台东侧绥德-米脂工区地震测线的布置第十页，共七十四页，编辑于2023年，星期五工区表层条件：5%为老地层和胶泥出露。靖边潜台东侧绥德-米脂工区地震测线的布置第十一页，共七十四页，编辑于2023年，星期五靖边潜台东地震测线部署图绥德-米脂工区地震测线部署图地震测线的布置第十二页，共七十四页，编辑于2023年，星期五2、不同勘探阶段的测线布置要求地震测线的布置方法，根据不同勘探阶段的精度要求，分下列几种情况：地震概查（路线普查）地震普查（面积普查）地震详查（面积详查）地震精查（构造细测）第十三页，共七十四页，编辑于2023年，星期五（1）地震普查地震普查又称大剖面，一般在勘探程度低，未做过地震工作的地区进行。地质任务是：了解区域性的地质构造情况；取得进一步工作所需要的地震地质条件的资料。此阶段布置测线的依据是从地质测量或其它物探(重力、磁法、电法勘探)资料中，了解到工区大地构造的最初步资料，如构造线的方向，构造单元的预计范围等。第十四页，共七十四页，编辑于2023年，星期五布置测线的要求在垂直工区的区域地质构造走向的原则下，尽可能穿过较多的构造单元；测线应尽量为直线，有些地区，由于地表条件的限制，测线也可沿道路、河流、或大小沟中敷设成折线或弯曲的形状。线距大小可以根据工区内的区域地质构造规模的大小而定，一般在几十公里或百公里的左右。第十五页，共七十四页，编辑于2023年，星期五地震测线的布置地震大剖面得到的地质解释剖面图第十六页，共七十四页，编辑于2023年，星期五（2）地震普查

目的：是在有含油气远景的地区，寻找可能的储油气带，研究地层分布规律，查明大的局部构造，提出预探井位。一般在路线普查所发现的构造上进行。首先应证实构造的存在；然后再进一步开展工作。开始工作使用“丰”字形测线，用较少的工作去证实构造是否闭合。第十七页，共七十四页，编辑于2023年，星期五但往往实际的构造形态和位置较复杂，所以野外工作中须及时整理和分析资料，必要时改变测线的布置，使它更利于搞清构造的形态及位置。第十八页，共七十四页，编辑于2023年，星期五布置测线的要求：主测线垂直构造走向，测线间距以不漏掉局部构造为原则，线距不应大于预测构造长轴的一半。构造长轴线距主测线联络测线第十九页，共七十四页，编辑于2023年，星期五但在构造顶部或断裂破坏带，应适当加密测线，并要做一定数量的联络测线，把主测线连接起来。联络测线一般垂直于主测线，与主测线组成有一定面积范围的方格网。第二十页，共七十四页，编辑于2023年，星期五加密测线主测线联络测线第二十一页，共七十四页，编辑于2023年，星期五（3）地震详查面积详查的任务是在已知构造上查明其构造特点(范围、形态、目的层的厚度、上下地层的接触关系、高点位置、闭合度、与相邻构造的关系、断层的大小及分布等等)。提供最有利的含油气地带，为钻探准备井位。面积详查是根据初步查明的构造大小和形态来布置测线。要求主测线一般要垂直构造走向，线距为2～3公里。联络测线垂直于主测线，并与主测线组成多边形的闭合圈，以便检查对比解释工作的正确性。第二十二页，共七十四页，编辑于2023年，星期五如果地层倾角很陡，则对于倾角很陡的界面测线的布置方向应使测线的方向与走向斜交。对于穹窿型构造或短背斜的面积详查，可利用径向测线系统，再沿构造的周边用少数测线连接起来。第二十三页，共七十四页，编辑于2023年，星期五对于倾角很陡的界面，测线的布置方向应使测线的方向与走向斜交。主测线一般要垂直构造走向，联络测线垂直于主测线第二十四页，共七十四页，编辑于2023年，星期五（4）地震精查

为了进行油田开发，配合钻井。有时要进一步将测线距离缩短到几百米到一公里，进行细测，这时对勘探精度有比较高的要求。测线的布置应以一个构造或一个构造带为勘探单位。在复杂的断裂构造带上测线的布置应立足于搞清楚断层的分布及断块的形态。此项工作目前一般由三维地震完成。第二十五页，共七十四页，编辑于2023年，星期五第二十六页，共七十四页，编辑于2023年，星期五当构造被断层分割成许多断块时，则应使每个断块分别构成封闭的测线网。在研究断层、超复等异常带时，既要有垂直异常带的主测线，又要有若干平行异常带的测线。用来较准确地确定异常带的位置。一般做法如下：在复杂的断裂构造上，为查明断层的分布和断块的形状，须要加密测线。在初步查明的各断块之间，布设穿越断块测线，用以查明断块间的关系和检查平面上断层的连线正确与否。再做连井测线，用钻井资料来控制和帮助地震资料的地质解释，用以查明井与井之间的构造关系。第二十七页，共七十四页，编辑于2023年，星期五

联络测线的布置，应尽量避开断层的影响，按断块来布置。为了提高勘探效果，在测线布置上，主测线应尽可能垂直断层走向，使断层产状在剖面上特征变化明显，便于与相邻测线的断层比较，这对断层平面组合是很有利的。

上述三个勘探阶段，并不是截然分开的，而是可以根据实际情况有机地联系在一起。第二十八页，共七十四页，编辑于2023年，星期五断层第二十九页，共七十四页，编辑于2023年，星期五主要内容观测系统概念单次覆盖观测系统及图示延长时距曲线法二、观测系统及其图示方法第三十页，共七十四页，编辑于2023年，星期五1、观测系统的概念地震勘探中的观测系统是指地震波的激发点与接收点的相互位置关系。为了了解地下构造形态，必须连续追踪各界面的地震波。因此，就要沿测线在许多个激发点上分别激发，并进行连续的多次观测。每次观测时，激发点和接收点的相对位置保持一定的关系，以保证能够连续追踪地震界面。第三十一页，共七十四页，编辑于2023年，星期五观测系统的选择决定于地震勘探任务、该工区的地震地质条件和采用的方法，总的原则是尽量使记录到的地下界面能连续追踪，施工简便，经济高效，满足地震勘探对资料品质（信噪比、分辨率等）的基本要求。按照激发点和接收点相对位置的关系，可把测线分为纵测线及非纵测线两种。本课以介绍纵测线观测系统为主。第三十二页，共七十四页，编辑于2023年，星期五vv炮点在排列一端v炮点在排列中间炮点在排列延长线上vv第三十三页，共七十四页，编辑于2023年，星期五观测系统一般用图示法（最简单的图示法是综合平面法）表示，我们以反射波法观测系统来加以说明。综合平面法是在平面图上表示出激发点和接收点的相对位置关系，以及观测到的地段。把分布在测线上的激发点O1、O2、O3……按一定比例尺标在水平直线上，然后从激发点向两侧作与测线成45度角的斜线，组成坐标网。当在测线上某点激发而在某一地段接收，则可将测线上的接收段投影到通过爆炸点的45度角斜线上，用这段投影来表示。第三十四页，共七十四页，编辑于2023年，星期五测线界面O*D地面测线上相邻两个接收点的距离是地下界面相邻两个反射点距离的两倍第三十五页，共七十四页，编辑于2023年，星期五注意：作45度角的斜线应过炮点（偏移距为零时），且斜线偏向接收段方向。接收段接收段炮点斜线斜线炮点若偏移距不为零时，斜线不过炮点偏移距定义为炮点离开最近接收点的距离第三十六页，共七十四页，编辑于2023年，星期五2、单次覆盖观测系统及其图示地下界面除存在断层等情况外是连续的。要了解连续的界面形态，就要在有一定长度的测线上使用连续观测系统，进行连续的观测。界面测线o1o2o3O1*o4O2*O4*O3*o5第三十七页，共七十四页，编辑于2023年，星期五这样不断地移动接收点和炮点位置，就可以连续追踪界面R。O1激发，O1O2接收，追踪A1R1间的反射；O2激发，仍在O1O2接收，追踪A2R1的反射；O2激发，O2O3接收，追踪A2R2的反射。然后O2O3排列不动，炮点移至O3则接收到的是R2A3的反射。此种方法对界面连续追踪了一次第三十八页，共七十四页，编辑于2023年，星期五简单连续观测系统的优点：炮点与接收点靠近，野外施工方便；不受折射波的干扰；也减少有效波之间的干涉。缺点是近炮点的几道常受爆炸后的声波和面波的干扰。上述的简单连续观测系统，是属于边道放炮或中点放炮（教材66页图3-2-6），它的特点：每次只往前搬动半个排列；即第二炮的后排列铺在第一炮原来的排列位置上。第三十九页，共七十四页，编辑于2023年，星期五注意：每种观测系统的具体特点要用文字来描述是不方便的，也不够明确和规范。所以在工程技术上常采用图示法表明某种方法技术的特点。地震勘探中的观测系统可用综合平面法来表示。这种图示法的优点是在复杂情况下，要表示的观测内容也是明确的，它是观测系统图示法中最简单的一种，目前生产中大多采用它。第四十页，共七十四页，编辑于2023年，星期五当在O1激发，O1O2之间接收，可用线段O1A表示；若O1激发，O2O3之间接收，可用线段AB表示。同理，O2激发，O1O2之间接收，可用O2A表示。至于观测段所反映的界面(只要界面是水平的)，可以把观测段向水平线段作投影便是所反映的界面。O1O′便是观测段O1A所对应的地下界面位置。第四十一页，共七十四页，编辑于2023年，星期五yx地理坐标：将地球表面象切西瓜般平均分为60份，每份称为一个60带，其坐标系统如图所示，以赤道为Y轴，以南极到北极的连线为X轴（中央子午线）。由图看出，X坐标总是南小北大，Y坐标总是西小东大。一个地震工区通常不直接使用地理坐标表述各个物理点的位置，而是使用简化桩号表示各个点的位置，桩号的大小也遵循南小北大，西小东大的原则。X：3670854Y：13254943N地震工区桩号：200425第四十二页，共七十四页，编辑于2023年，星期五边点放炮（小号放炮）小桩号大桩号第四十三页，共七十四页，编辑于2023年，星期五边点放炮（大号放炮）小桩号大桩号第四十四页，共七十四页，编辑于2023年，星期五中点放炮小桩号大桩号第四十五页，共七十四页，编辑于2023年，星期五在野外工作中，由于河流、湖泊、村庄等障碍物的影响，不能布设炮点和接收段，在此情况下，使用一般观测系统不能连续追踪地下的反射界面，此时，可采用延长时距曲线观测系统，以取得连续、完整的地下界面的反射资料。下图中，假设测线AB之间有个湖泊不能布设检波器和炮点，因此得不到界面R1R3段的反射，为取得此段的反射，可这样进行观测：

延长时距曲线法第四十六页，共七十四页，编辑于2023年，星期五在A点激发，B点右侧接收，得到时距曲线TA，即界面上R2R3段的反射；再在B点激发，A点的左侧接收，得到R1R2段的反射波时距曲线TB，这样便能连续观测整个反射界面了。延长时距曲线观测系统对深层反射界面可得到较好的记录，对浅层界面由于浅层折射和邻层间反射波的交叉干涉，往往得不到清晰记录。上述观测系统曾广泛应用于地震勘探实践中，随着对地震勘探要求的提高，现在广泛使用多次覆盖观测系统。第四十七页，共七十四页，编辑于2023年，星期五延长时距曲线R1R2R3TATBAB第四十八页，共七十四页，编辑于2023年，星期五三、多次覆盖观测系统及其图示所谓一次复盖或多次复盖是指对被追踪的界面观测的次数而言，例如对同一界面追踪了两次，称为二次复盖。在野外采用多次复盖方法采集数据，在室内进行水平叠加，这是六十年代出现的地震勘探技术的一次重大进步。第四十九页，共七十四页，编辑于2023年，星期五多次覆盖的具体做法：为了了解界面上R点的情况，不只在O1点激发、在D1点接收，还分别在O2激发、D2接收，O3激发、D3接收等。它们以O1D1的中点M对称地分布。如果界面水平则R点在地面的投影与M点(叫共中心点)重合，并且每次观测到的都是来自R点的反射。R点就叫这些道的公共反射点。这些道组成的道集是R点的共反射点道集。第五十页，共七十四页，编辑于2023年，星期五当然在野外生产工作中并不是一次激发只用一道接收，而是用多道接收。但是我们总可以想办法在许多次激发获得的多张记录上，把地下某个反射点的共反射点道集找出来。下面以单边放炮六次复盖为例，来说明多次复盖观测系统。第五十一页，共七十四页，编辑于2023年，星期五炮点位于排列一端，偏移距(炮点离开第一道的距离)为一个道间距。每放完一炮，炮点随接收点一起向前（右）移动二个道间距。这样就组成了六次复盖观测系统。将所有的炮点O1、O2、O3……标在同一水平线上；然后从各炮点向排列前进方向作一条与炮点呈45度角的直线，将同一排列上的24道分别投影在这些45度的斜线上。即每一根斜线表示一个排列获得一张原始记录。第五十二页，共七十四页，编辑于2023年，星期五O1炮的第21道，O2炮的第17道，O3炮的第13道，O4炮的第9道，O5炮的第5道，O6炮的第1道，都接收来自A点的反射，因此分别在这六张记录上选出的第21道；第17道；第13道；第9道；第5道；第1道就是公共反射点A的共反射点道集。其它的反射点也可以找到相应的共反射点道集。第五十三页，共七十四页，编辑于2023年，星期五炮点连线和共反射点叠加道的连线是相互垂直的，其交点就是共反射点在地面上的投影位置。另外还可以看到O1；O2；O3；O4；O5；O6六炮只能获得六次复盖的四个共反射点A、B、C、D，若继续放O7；O8；O9；O10；O11；O12……则可以获得一张连续的六次复盖剖面。第五十四页，共七十四页，编辑于2023年，星期五另外可以看出此6次覆盖，激发6次只能获得4个共反射点。第五十五页，共七十四页，编辑于2023年，星期五显然，自A点以后，每一个反射点的信号，都可以在六张相应的记录上找到，这就是单边放炮的六次复盖观测系统。至于12次复盖，96次复盖等情况与此类似。野外施工中，每放一炮，排列和炮点向前移动的道数为：

γ

=

SN/2n式中N是排列中的接收道数；n是复盖次数；S是一端放炮时等于1，两端放炮时等于2。例如，24道接收，三次复盖一端放炮，放完一炮后，炮点的排列向前移动4道检波点距。若十二次复盖，则应移动1道检波点距。第五十六页，共七十四页，编辑于2023年，星期五共反射点道集中相邻两道的道数差值与仪器接收道数及覆盖次数之间的关系为：

b差值=(接收道数)/（覆盖次数）采用多次覆盖可以压制多次波及随机干扰。第五十七页，共七十四页，编辑于2023年，星期五四、三维地震观测系统地震勘探按观测点的布设方式可分为二维地震勘探和三维地震勘探。二维地震是沿预定路线，即沿地震测线观测地震波，基本都用纵测线（炮点、接收点在同一条直线上；个别情况下，由于地形不允许直线，可用非纵测线），得到的勘探成果为地下地质构造剖面图。所谓三维地震，就是在一个观测面上进行观测，对所得资料进行三维偏移叠加处理，以获得地下地质构造在三维空间的特征。第五十八页，共七十四页，编辑于2023年，星期五它是由于数字地震仪和数字处理技术的广泛应用和迅速发展，为适应勘探精度不断提高，勘探工区扩大到各种地表条件复杂地区而逐渐发展起来的一套工作方法。二维（2D）地震无论在数据采集还是资料处理方面，其成本、技术复杂性都比3D地震低的多，为什么要进行3D勘探？地下构造简单，用2D资料能相当准确地描述地下真实图像，但2D获得的是构造剖面图（沿构造走向垂直切面图），无法得到垂直测线（沿构造走向）方向的地层倾角信息；另外，当地下地质构造复杂第五十九页，共七十四页，编辑于2023年，星期五时，2D勘探无法消除侧面反射波（一般认为反射波来自测线垂直下方），不能使反射点正确归位，因而就会得出错误结论。（有兴趣的同学可以查看French三维模型实验，此实验生动说明了2D勘探存在的解释风险和3D勘探的必要）在这里仅介绍三维地震观测系统的主要特点。第六十页，共七十四页，编辑于2023年，星期五三维地震的野外测线布置不受直线限制。为了取得横向资料或适合于处理各种地表和地下问题，往往特意敷设成弯曲测线或面积观测系统，并使其能构成各个方向的互换关系，以提供足够的地下界面采样密度和叠加次数。为了达到以均匀网格取样的目的，测线的布置及接收点、激发点相互位置的确立应遵循以下原则：首先应使地下数据点的网格密度达到均匀分布，取样间隔大约为有意义的最短波长的二分之一。其次

利用激发点线（震源线，按一定且有规律的间隔选取一系列激发点的连接线）及接收点线（以规则道间距布置记录道的连线）的排列关系，应使地下数据点网格形成条带或面积分布，并能控制测区或勘探对象。第六十一页，共七十四页，编辑于2023年，星期五第三

利用激发点线距（激发点的连接线之间的距离）、接收点线距（接收线之间的距离）及激发点距，以形成不同的复盖次数。应尽量考虑复盖次数多的部位能控制主要测区及勘探对象。最后根据实际的地形交通条件合理选择。传统三维地震观测系统基本上有两类，即路线型和面积型。第六十二页，共七十四页，编辑于2023年，星期五1、路线型其特点是所得的观测结果为沿着路线附近的一窄条带上的资料。宽线剖面（2D）：沿测线布置接收点，激发点则设在与测线交叉的线上，可以是正交线也可以组成任意角度的线。适当选择激发点距和接收点距，就可以获得几条沿平行测线方向的多次复盖测线。也即组成一个地下共反射点条带。（一般5~10条）宽线剖面野外观测系统示意CMP点第六十三页，共七十四页，编辑于2023年，星期五弯线技术（2D）：在地表地形比较复杂的地区，常常不能把测线布置成直线，而不得不适应地形的特点布置成弯曲的测线。另外，为了获得三维地震资料也可以在一块面积上把测线布置成非直线形式。沿弯曲测线采用多次复盖进行观测，也可以获得在测线两旁分布的共反射点带。弯曲测线资料也要有一套专门的处理方法。N第六十四页，共七十四页，编辑于2023年，星期五2、面积型通过地面接收点与炮点布置的关系，使地下反射点形成一定面积分布和一定的网格密度。野外有三种方式。十字相交排列：一条等间距的激发点线垂直于一条等间距的接收点线。形成一个反射点呈面积分布的网格。例如图中AB是激发点线，CD是接收点线，最后可得到分布在正方形MNPO内的反射点网格。这种十字相交排列除了十字型外，还可以布置成L型或其它形式。十字相交排列示意图第六十五页，共七十四页，编辑于2023年，星期五适当安排两条互相垂直的激发点线和接收点的位置，就可以将反射点网格面积覆盖在需要了解的地段或不能进行野外工作的面积内。如果详查某一个小的面积用多道检波器工作时，则可以一次完成野外施工。它的缺点是由于激发点与接收点布置在测线两端而组成很大的炮检距，浅层反射有较大损失。同时，由于是一次复盖，对压制多次反射不利。（此观测系统已淘汰）第六十六页，共七十四页，编辑于2023年，星期五环线排列：将每次观测的激发点和接收点沿环线布置。这样就可以获得环线所围面积内的反射点。这种测线布置方式能够沿着许多封闭的相互连接的有利线路进行工作，但不能保证获得均匀的复盖次数和反射点网格密度。第六十七页，共七十四页，编辑于2023年，星期五线束形观测系统（栅形排列）：将多道检波器等间距地布置在若干平行线上(线距可选择与检波点距相同)。穿过检波点线中央布置激发点线。如果改变检波点线的排列方式和激发点线距离，则可以形成不同的复盖次数。如图所示，AB、CD和EF是相隔一定距离的三条平行的接收点线，在这三条线上也适当布置激发点，就可以获得分布的AB、CD之间的许多平行线上的反射点资料。再在平行MN的许多激发点线上激发，就可以得到一定的复盖次数。EF第六十八页，共七十四页，编辑于2023年，星期五这种三维观