三维正交观测系统炮检位置与面元位置互算方法研究

赵宏杰



三维正交观测系统炮检位置与面元位置互算方法研究

赵宏杰

（中国石化石油工程地球物理有限公司华北分公司，河南郑州 450000）

三维观测系统设计在遇到障碍物等禁炮或禁检波点区域时，通常需通过炮点或检波点的偏移与加密来弥补覆盖次数的缺失,常用方法是借助物探专业软件，在障碍物周边施工安全范围内增加炮点或检波点，并经过反复模拟运算，以人工手动移动炮点或检波点的方式得以实施，这种操作方式既造成工作量增加又具有较大的盲目性。采用炮检位置与面元位置互算的方法，搞清炮检点位置变化对于面元覆盖次数造成的影响范围，找出炮检点与面元位置的对应关系，使炮检点偏移和加密既科学合理又方便快捷。

正交观测系统：炮检点面元；位置互算

三维地震勘探中，地面众多障碍物会影响地表物理点的布设[1]，当无法布设炮检点时，通常在障碍物周边安全范围内以加密炮点或加大偏移距放炮的方法，弥补覆盖次数的缺失[2]。传统做法是借助物探专业软件通过反复模拟加炮，工作量非常巨大，因此，需要科学、快捷、经济可行的炮检点加密方法来避开各种障碍，提供炮检点布设方案[3]，满足面元的覆盖次数，并保证采集资料品质和节约成本[4]。所有三维正交观测系统在面元位置与炮检点位置的互算上具有相似性，本文仅对拟定观测系统进行研究，其他观测系统可通过类似运算得出相应结论。

2 炮点位置与面元位置关系

炮点位置与面元位置的关系本质上属于一个CMP（共中心点）与其相应的炮点位置关系，目标区内是所有炮点对特定面元都有贡献，即炮点与面元有一定的对应关系[5]，以拟定的观测系统20L4S128T为例，观测系统单元4炮中的每1炮对于地下反射面元的影响都是不同的。如果某一炮发生变化，则面元呈条带状变化（图1）。如果障碍物导致了炮点不能纵向偏移，则按常规进行就近偏移后可以看到，条带状的面积加大，且对弥补面元的覆盖次数没有任何贡献。因此，特定位置的某一炮点对于面元的影响是条带状的，就近偏移会加剧条带状的采集痕迹。避障时要通过炮点位置与面元位置的精确互算，搞清炮点位置变化对于面元覆盖次数造成的影响，保证目标区域的有效覆盖次数[6]，找出炮点位置与面元位置的对应关系。

图1 面元条带状变化

为了深入分析炮点变化引起的面元条带状的变化规律，对面元和炮点须先进行细分和编号，以一个滚动距（两条检波线间）为单元，考虑炮点对于面元的影响是条带状的，面元以条带状命名，分别为1，2，3，4，5，6，7，8号面元线，炮点分别命名为1，2，3，4号炮点（图2）。

研究发现，单独对观测系统内的炮点进行独立激发时，所影响的面元线有所不同。如只对1号炮点激发时，影响的面元线为1号线和5号线；只对2号炮点激发时，影响的面元线为2号线和6号线；只对3号炮点激发时，影响的面元线为3号线和7号线；只对4号炮点激发时，影响的面元线为4号线和8号线。依据地震勘探基本原理的共中心点理论，每个炮点所影响的纵横向范围分别为纵横向最大炮检距的一半。

图2 炮点和面元编排

3 检波点位置与面元位置关系

研究发现，不仅炮点位置与面元位置关系对地下反射面元有影响，检波点与面元的位置关系也影响到地下反射面元。施工过程中，过障碍物时检波点往往需要大规模、不连续的偏移[7-8]。为了做好这方面的研究，先对检波点与面元进行精细划分，明确相互间的影响规律和范围，再对某一检波点禁止接收，可以看到检波点对于面元的影响也呈条带状，但条带变化方向变为纵向。

同样，以一个滚动单元来对检波点和面元进行命名。考虑检波点对于面元的影响也是条带状的，面元以垂直检波线的条带状命名，分别为1，2，3，4，5，6，7，8号面元线；检波点分别命名为1，2，3，4号检波点（图3）。对接收检波点模拟后，可以看到每个检波点所影响的纵横向范围分别为纵横向最大炮检距的一半。

图3 检波点和面元编排

为了进一步研究检波点影响规律，单独对观测单元一个滚动距（一个炮排距）的某一个接收点禁止接收，模拟分析发现，只对一个检波点禁止时，影响到的面元线为2条。如只对1号检波点禁止时，影响的面元线为1号线和5号线；只对2号检波点禁止，影响的面元线为2号线和6号线；只对3号检波点禁止，影响的面元线为3号线和7号线，只对4号检波点禁止，影响的面元线为4号线和8号线（图4）。依据地震勘探基本原理的共中心点理论，可以得出每个检波点所影响的纵横向范围分别为纵横向最大炮检距的一半。

图4 检波点和面元变化情况

4 结论

通过对炮点、检波点和面元相互影响的规律和位置关系的分析与研究，以炮点、检波点位置为优化变量，可以得出以下结论：

（1）炮点和检波点对于面元的影响均为条带状，且都具有对应关系，一旦禁炮区确定，即可迅速准确找出需加密的炮检点位置和范围。

（2）炮点对面元影响的条带状分布与炮线呈垂直关系，检波点对面元影响的条带状分布与检波线呈垂直关系。

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编辑：赵川喜

2017–12–11

赵宏杰，工程师，1984年生，2008年毕业于西南石油大学资源勘查专业，现从事地震勘探资料采集方法研究工作。

1673–8217（2018）04–0056–03

P631.422

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