ov属性分析技术在地震数据采集中的应用

ov属性分析技术在地震数据采集中的应用

1ovt属性及采集设计近年来，随着高密度和地震勘探技术的概念，三维勘探技术在地震资料处理和解释方面取得了广泛应用，并取得了良好的效果。OVT域是衍生于十字排列的新的数据处理域,具有延伸至全工区的单次覆盖、偏移后保留方位角信息、可高精度插值等优良特性,每个OVT类似一个叠后三维数据体。它不仅能应用于常规处理流程中,还能在宽方位、高密度资料中充分发挥优势。目前OVT技术已成为宽方位资料的主流处理技术。OVT是十字排列道集内的一个数据子集,(图1)。每个OVT有限定范围的炮检距和方位角。简单地讲,OVT就是一个限定一定炮检距、方位角范围的三维道集。从我们熟悉的面元角度可这样理解OVT:首先按两倍线距的网格对每个面元中的炮检对进行划分,对每个网格进行编号;然后提取所有面元具有同样网格编号的炮检对即构成一个OVT(图2)。从流程很容易看出OVT片的个数就是观测系统的覆盖次数。VermeerOVT概念诞生于采集技术,但是在现阶段采集技术的应用中,OVT相关的概念涉及较少。本文深入研究OVT属性分析技术与采集设计,尤其是与观测系统之间的相互关系。OVT有如下优点:(1)OVT能够拓展到整个探区,空间不连续性幅度小,并且OVT内炮检距和方位角是相对恒定的,非常适合规则化和偏移处理;(2)OVT处理相对于分扇区处理能得到更准确的方位速度,得到更好的成像效果;(3)OVT偏移后可保留更精确的方位和炮检距信息,便于方位相关的属性提取,如方位各向异性分析及裂缝检测;(4)OVT域处理克服了分炮检距处理时,数据多集中在中炮检距范围,大炮检距和小炮检距分布不均匀的缺点,在各个炮检距范围均有数量相当的数据道参与处理。OVT有着许多独特的优点,在处理、解释中有着广泛的应用。下面首先介绍OVT属性的概念,分析OVT属性分析技术在地震采集设计中的应用。2ovt属性将OVT属性划分为两类:OVT体属性和OVT片属性,下面分别进行介绍。2.1ovt体的炮检距属性提取全工区中所有OVT的炮检距、方位角属性,垂直叠加构成OVT体属性。实际工区都可拆分成许多字排列,将所有提取的十字排列以原点作为基准进行叠加,对炮检距和方位角等属性统计分析,此即OVT体属性分析方法。图3展示了M工区观测系统OVT体的炮检距属性。可见绝大多数观测系统信息:图形整体的宽度和长度的比值代表排列片的横纵比;每个格子代表一个OVT片,片的横向长度和纵向高度由炮线距和接收线距分别决定;格子(片)的数量代表观测系统的覆盖次数。在OVT体属性中以最小炮检距为例,网格中显示的是这一OVT片炮检对中炮检距最小值。炮检距容差即为OVT片内炮检距最大值减去炮检距最小值。OVT体属性中包含全工区所有炮检对的信息。它看起来与单个模板所形成的OVT属性没有差别。当然在实际观测系统中由于变观,会产生超出理论最大炮检距的炮检对。每个OVT片的网格中规则分布着多个面元网格,每个面元网格中又包含了多个来自工区不同位置的,具有相同炮检距、方位角的炮检对。所以OVT体属性与工区形状无关,仅与观测系统有关。2.2ovt片属性如果将OVT体属性中的某个OVT片的所有面元单独提取,将其展布到原中点位置,即在工区范围内显示面元属性,叫做OVT片属性。每个OVT片上,理论上每个面元有且仅有一次覆盖,这样使OVT数据体具备了有利于处理流程的属性:面元属性均匀分布,空间连续性好。而且整个OVT片数据体中,所有的炮检距和方位角属性,是分布在很小的一个范围内的。这样的单次覆盖数据体对于偏移算法来说是非常有优势的。OVT片属性在空间分布上与工区形状具有相似性。针对实际的OVT片,可以直观分析因现场变观引起的面元空间分布的不连续性。图4a是理论观测系统某个OVT片的炮检距属性,图4b是实际经过野外炮点偏移后的OVT片的属性。可以清晰看出存在一些难以避免的炮检对的缺失,空间出现不连续现象。为了保证较好的空间连续性,在偏移前都需做OVT数据规则化。综上所述,OVT体属性是宏观的,是观测系统的综合体现。对某一工区,若观测系统确定,则有且仅有一个OVT体属性。而OVT片属性是微观的,仅代表这一OVT片的特性,并与工区形状直接相关,每个工区OVT片的个数与覆盖次数相同(变观会导致产生大于覆盖次数的OVT片),片属性能直观体现变观后OVT片的空间不连续性。3ovt片面质量与片检距容差、方位角容差在地震观测系统设计阶段,通常会提出几套观测系统进行分析对比,优选最佳方案。这就需要对比不同观测系统之间细微的差别,本文尝试采用OVT属性作为评判标准进行评价、对比。利用OVT体属性,可以对比不同观测系统的横纵比、覆盖次数、最大炮检距、最小炮检距、炮检距容差和方位角容差等。在最大炮检距确定情况下,OVT片数量(覆盖次数)取决于线距的大小,线距越小,划分的OVT越精细,OVT片数量越多。炮检距容差和方位角的容差是OVT一个重要属性,这种属性代表一个OVT片里炮检距或方位角属性的离散情况。OVT处理技术的初衷是达到分炮检距、分方位角处理的目的,就是希望每个OVT数据子集的炮检距或方位角越集中越好,也就是OVT属性的容差越小越好。图5、图6是两种观测系统炮检距容差和方位角容差的对比,可见160m线距的24L4S96T观测系统的炮检距容差仅为303～395m,而240m线距的16L6S96T观测系统的炮检距容差达494～622m,远大于其他观测系统。因此,OVT数据不利于OVT域偏移。由图5、图6可见,两个观测系统具有相同的最大炮检距和横纵比,由于不同的线距,导致覆盖次数有明显的变化,炮检距容差和方位角容差也有明显差异,线距越小,炮检距容差和方位角容差越小,观测系统属性更好,更加利于OVT域处理。4面元属性分析采集现场炮点变观后通常采用两种激发—接收方式(图7):一种是恢复性激发,使用原炮点位置的排列;一种是使用采集设计中正常观测系统接收,大多是中间放炮对称接收。其中恢复性激发会导致出现超出正常设计的最大炮检距的炮检对。勘探实践中往往根据甲方的需求选取其中之一。本次研究以非洲M国的实际采集数据为例进行说明。设计的观测系统具体参数如下。观测系统:16L5S110T基本面元/m覆盖次数/次:8(横)×11(纵)接收线距/m:250激发线距/m:250最大炮检距/m:3365.4横纵比:0.72由于该项目三维区地表较简单,野外炮点偏移较少,因此面元属性较理论观测系统的属性变化较少。实际现场地震数据采集过程中,炮点变观采用恢复性激发,实际炮检点布设如图8所示。覆盖次数分布和玫瑰图如图9所示,可见覆盖次数和玫瑰图均无明显变化。首先进行了OVT体属性分析,观测系统为16L5S110T,88次覆盖,理论OVT片数量为88个,但实际数据经过数据分选计算得到的116个OVT体属性数据(图10),比理论值多出了28个。多出的这些OVT片,与中间正常的OVT片不同,其数据量明显偏小,只有几十道至几百道。这些数据显示在图10中带“十字”的位置。这些数据产生的原因,是由于本次采集炮点变观后,使用了恢复性激发方式,导致最大炮检距增大。从OVT片属性角度分析正常OVT片(图11a)和一个小数据OVT片(图11b)的属性,可见正常OVT数据面元分布图在整个工区范围内基本完整,仅有极个别面元缺失;而小数据OVT片仅在少数面元上有数据,大部分面元缺失数据。分析小数据量OVT片对最终剖面的影响。针对某一个小数据量OVT片数据进行了偏移处理,结果见图12。可以看出剖面表现出来的都是偏移假频,基本看不到有效信息。图13是将所有小数据量OVT片数据进行偏移叠加剖面,仍然难以分辨有效反射信息。图14是所有OVT数据的偏移叠加剖面,图15是去掉小数据量OVT片的偏移叠加剖面。可见即使将所有小数据量OVT片进行叠加,也无法增加有效反射信息,而去掉了小数据量OVT得到的剖面效果好于用全部OVT片偏移叠加的效果,说明这些小数据量的OVT片对最终偏移剖面产生了干扰作用,应尽量避免这些数据参与叠加。这些小数据量OVT体是由于炮点野外变观,并采用恢复性放炮,导致最大炮检距超出设计值所致,并且数量稀少。在分OVT片进行偏移时,无法进行偏移归位,导致严重偏移假频,对于最终的偏移结果起到的只是干扰作用。所以野外变观应尽量采用正常观测系统放炮,避免采用恢复性激发方法,更有利于OVT域数据偏