疊前偏移成像響應(yīng)及射線追蹤模型分析

疊前偏移成像響應(yīng)及射線追蹤模型分析

1d觀測系統(tǒng)疊前偏移成像效果的影響傳統(tǒng)觀測系統(tǒng)的主要目標(biāo)是獲得完整的重疊數(shù)據(jù)體，并通過重疊后偏移獲得地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的圖像。鑒于疊前偏移技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)真正的共反射點(diǎn)疊加,比疊后偏移具有更大的優(yōu)越性,近年來疊前偏移成像迅速取代了常規(guī)疊后偏移成像。然而,疊前偏移成像對(duì)地震觀測系統(tǒng)提出了更高的要求,當(dāng)炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)的空間采樣不足時(shí),疊前偏移很容易產(chǎn)生假頻(偏移噪聲),這在很大程度上會(huì)抵消疊前偏移方法本身的優(yōu)越性。隨著技術(shù)水平和儀器帶道能力的增強(qiáng),觀測系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有了更大的靈活性和更多的選擇。深入分析3D觀測系統(tǒng)對(duì)疊前偏移成像效果的影響,對(duì)于優(yōu)化觀測系統(tǒng)設(shè)計(jì)、進(jìn)一步提高疊前偏移成像的精度具有重要意義。近年來出現(xiàn)了一些新的觀測系統(tǒng)分析評(píng)價(jià)方法2觀測系統(tǒng)噪聲的測定散射點(diǎn)模型和射線追蹤模型是近年發(fā)展起來的主要觀測系統(tǒng)評(píng)價(jià)技術(shù),可用來分析不同觀測系統(tǒng)偏移噪聲的強(qiáng)弱,從而為觀測系統(tǒng)優(yōu)選提供依據(jù)。本文用散射點(diǎn)疊前偏移響應(yīng)和正演模型分析了觀測系統(tǒng)主要參數(shù)對(duì)疊前成像的影響。2.1觀測系統(tǒng)的基本成像特性Kirchhoff疊前偏移響應(yīng)分析有助于揭示觀測系統(tǒng)的基本成像特性。本文根據(jù)旅行時(shí)的雙平方根方程實(shí)現(xiàn)單繞射點(diǎn)和多繞射點(diǎn)的正演計(jì)算,同時(shí)在程序中集成了Kirchhoff疊前偏移算法2.2地質(zhì)模型正演模型正演是進(jìn)行地震采集設(shè)計(jì)和成像方法研究的一個(gè)重要工具。根據(jù)目標(biāo)工區(qū)的特定地質(zhì)條件設(shè)計(jì)較為準(zhǔn)確的地質(zhì)模型,通過模型正演可以分析不同觀測系統(tǒng)的成像效果和解決地質(zhì)問題的能力。本文依據(jù)Fermat原理實(shí)現(xiàn)了層狀介質(zhì)的快速射線追蹤3參數(shù)分析的影響本文主要從觀測系統(tǒng)類型、排列寬度、線束滾動(dòng)距離等方面分析3D觀測系統(tǒng)有關(guān)參數(shù)對(duì)疊前成像效果的影響。3.1種觀測系統(tǒng)的對(duì)比當(dāng)進(jìn)行3D采集設(shè)計(jì)時(shí),首先要選擇觀測系統(tǒng)的類型。陸上3D地震采集的觀測系統(tǒng)類型主要有正交觀測系統(tǒng)、斜交觀測系統(tǒng)和磚墻式觀測系統(tǒng)等。圖1顯示了一個(gè)8線8炮觀測系統(tǒng)和由其演變而來的磚墻式觀測系統(tǒng)和45°斜交式觀測系統(tǒng)。正交觀測系統(tǒng)的參數(shù)為中間放炮、每線120道接收,炮線距和接收線距為200m,線束滾動(dòng)距離為400m。三種觀測系統(tǒng)的接收點(diǎn)布設(shè)完全一樣,炮點(diǎn)數(shù)也相同。圖2為圖1中三種觀測系統(tǒng)的散射點(diǎn)疊前偏移響應(yīng)。由圖2可見,三種觀測系統(tǒng)疊前偏移響應(yīng)差異不大,但在成像的細(xì)節(jié)上有所不同:在Inline方向,正交觀測系統(tǒng)效果最好,磚墻式觀測系統(tǒng)噪聲多于其他兩種觀測系統(tǒng);在Crossline方向,磚墻式觀測系統(tǒng)的噪聲明顯較多,其他兩種觀測系統(tǒng)無明顯差別,只是斜交觀測系統(tǒng)似乎局部噪聲要比正交觀測系統(tǒng)弱些,但非常細(xì)微。正交觀測系統(tǒng)總體上獲得了最好的效果。人們之所以要偏離規(guī)則的正交觀測系統(tǒng)而設(shè)計(jì)磚墻式觀測系統(tǒng)或斜交式觀測系統(tǒng),就是為了獲得良好的炮檢距分布,從而改善地震成像。但從上面的分析來看,這兩種觀測系統(tǒng)在進(jìn)行疊前成像時(shí)并不能獲得更好的效果。3.2排列片寬度隨觀測系統(tǒng)的變化關(guān)于觀測系統(tǒng)排列片是寬好還是窄好,曾引起了不少爭論圖3中所比較的三種觀測系統(tǒng)的Inline方向參數(shù)一樣,線束滾動(dòng)都為200m,它們之間的差異也只是接收線數(shù)及由此產(chǎn)生的排列片寬度(和橫向覆蓋次數(shù)),其他參數(shù)完全相同,也就是說它們具有相同的接收點(diǎn)距、炮點(diǎn)距、接收線距、炮線距、線束滾動(dòng)距離和每線相同的接收道數(shù)。圖中結(jié)果顯而易見地說明隨排列片寬度的增加成像效果得到改善。值得說明的是,實(shí)際上圖中的偏移噪聲與地層反射信號(hào)相比還是很小的,只是為了對(duì)比不同觀測系統(tǒng)結(jié)果的差異而特別地增加了剖面的顯示增益。但在有弱反射信號(hào)的存在時(shí),這種偏移噪聲將不容忽視。3.3調(diào)整線束滾動(dòng)軸承的排列特征線束滾動(dòng)距離是3D地震觀測系統(tǒng)的一個(gè)重要參數(shù)。較大的滾動(dòng)距離使面元的屬性產(chǎn)生變化,并導(dǎo)致空間的不連續(xù)性。用正演模型技術(shù)對(duì)線束滾動(dòng)距離進(jìn)行了分析(圖4)。圖中所用的觀測系統(tǒng)都為12線接收,每線120道,道距和炮點(diǎn)距為50m。所不同的就是束線內(nèi)的炮點(diǎn)數(shù)及線束滾動(dòng)距離。圖4表明,雖然兩種觀測系統(tǒng)具有同樣的縱橫向覆蓋次數(shù)和相同的炮點(diǎn)、接收點(diǎn)采樣,但二者得到了大不相同的結(jié)果:較小的線束滾動(dòng)距離獲得了明顯好的疊前成像結(jié)果。線束滾動(dòng)距離對(duì)疊前成像存在著較大的影響,較小的滾動(dòng)距離傾向于得到較好的聚焦精度。在實(shí)際的觀測系統(tǒng)設(shè)計(jì)中對(duì)線束滾動(dòng)距離要加強(qiáng)分析和論證,在施工成本和良好成像能力之間做出最佳的選擇。4觀測系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)利用散射點(diǎn)疊前偏移響應(yīng)和正演模型分析了觀測系統(tǒng)參數(shù)對(duì)疊前地震成像效果的影響,獲得了一些認(rèn)識(shí),為指導(dǎo)3D觀測系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了支持和依據(jù):(1)從3種8線觀測系統(tǒng)的比較結(jié)果來看,規(guī)則正交觀測系統(tǒng)的成像效果優(yōu)于磚墻式觀測系統(tǒng)和斜交觀測系統(tǒng);(2)