《高陡構造目標導向地震采集關鍵技術與應用指南》編制說明

《高陡構造目標導向地震采集關鍵技術與應用指南》

編制說明

一、標準制定的必要性

本世紀以來，我國油氣資源勘探東部轉向殘留隱蔽油氣藏和海上深水深層

油氣資源，西部邁開大步向深層海相和盆地邊緣山前帶等復雜地區(qū)戰(zhàn)略轉移，

地震勘探面臨復雜的地震地質條件，呈現(xiàn)低信噪比、低分辨率和低照明度的

“三低”特征，極大地挑戰(zhàn)現(xiàn)有勘探理論方法極限。與醫(yī)學CT的360度照射/接

收不同，給地球做CT的地震勘探只能在地面有限范圍激發(fā)/接收，其最大缺陷是

看得清大部分平緩地層，但看不清陡傾角構和隱蔽儲層。因此，針對上述復雜

地區(qū)，傳統(tǒng)三維地震勘探技術面臨“看不清”、“探不準”和“盲目性”的發(fā)

展瓶頸。

數(shù)據(jù)采集是地震勘探的關鍵技術環(huán)節(jié)，經(jīng)歷了從常規(guī)三維到高密度三維，

目前進入“兩寬（寬頻、寬方位）一高（高密度）”時代，引領勘探地震學技

術發(fā)展。然而，多年來的地震勘探實踐表明，“兩寬一高”地震采集模式由于

基于平緩層狀介質地震波傳播理論，針對上述雙復雜地區(qū)的勘探需求，其瓶頸

在于：（1）對高陡構造大角度反射波的采集能力嚴重不足，高陡構造反射能量

弱；（2）缺乏規(guī)避復雜地表、淺層火成巖、不規(guī)則鹽丘、推覆體等屏蔽影響的

有效手段。采集參數(shù)設計主要依賴經(jīng)驗，地面采集設計無法深入地下確保深部

目標的有效照明，地質目標導向性差；地震激發(fā)-接收布設臺陣規(guī)則密集采集，

普遍認為越寬越密就越好，導致采集實施成本過高，投入產(chǎn)出比較低?？傊?/p>

常規(guī)“兩寬一高”地震采集技術對深部地質目標缺乏針對性技術措施，盲目性

強，長期面臨在哪采和采多少的科技難題。

本項目團隊依托863主題項目《現(xiàn)代三維地震觀測系統(tǒng)設計技術及軟件系統(tǒng)

開發(fā)》，通過延拓觀測系統(tǒng)的優(yōu)化求解，創(chuàng)新形成高陡構造目標導向地震采集

技術，明顯提升目標的有效照明，有效降低采集成本。具體做法為：將地面觀

測臺陣向下數(shù)值延拓至地質目標處進行激發(fā)排列與接收排列的共聚焦分析，拾

取聚焦能量強對應的激發(fā)-接收射線對，據(jù)此優(yōu)化地面觀測布陣，形成非規(guī)則稀

疏地面采樣網(wǎng)絡，建立強化目標定向探測的低成本高質量地震采集技術。多年

來的生產(chǎn)實踐表明，與常規(guī)采集數(shù)據(jù)成像相比，目標導向采集的高角度地震波

1

從45°提高到了近60°，高陡構造的探測能力提升15-20%，每平方公里平均

投入減少5-8%。基于復雜構造介質射線追蹤延拓的目標導向采集設計技術，突

破了傳統(tǒng)三維地震采集設計基于平緩層狀介質的理論局限性，實現(xiàn)了從地表臺

陣的均勻布設到地下目標的強化照射，支撐“兩寬一高”采集從經(jīng)驗設計到高

精度設計的跨越。

本標準服務于勘探地球物理領域，目前實施的關于地震數(shù)據(jù)采集的標準有

SY/T7614-2021海底節(jié)點地震資料采集技術規(guī)程、SY/T5454-2017井中地震

資料采集技術規(guī)程、NB/T10010-2014煤層氣地震勘探資料采集規(guī)范、SY

5391-1991【現(xiàn)行】DSC地震數(shù)據(jù)采集站等均未涉及地質目標導向三維地震采集

設計問題，目前國外也未見相關行業(yè)標準及技術規(guī)范的報道。為了規(guī)范高陡構

造目標導向地震采集關鍵技術與應用指南的技術規(guī)程、技術要求和精度指標，

特制定該標準，有力促進目標導向三維地震采集技術在我國東部斷陷盆地油氣

勘探、西部高陡構造油氣勘探、以及煤田及煤層氣地球物理勘探的推廣應用。

二、標準編制原則及依據(jù)

1.按照GB/T1.1－2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件

的結構和起草規(guī)則》要求進行編寫。

2.參照相關法律、法規(guī)和規(guī)定，在編制過程中著重考慮了科學性、

適用性和可操作性。

三、主要試驗（或驗證）情況分析

2009年在濮城-衛(wèi)城-馬寨地區(qū)進行高精度三維地震資料重新采集工作，

期望通過采用新的勘探技術改善本區(qū)地震資料品質，進一步落實該區(qū)復雜

斷塊群的構造格局及小斷塊圈閉，滿足儲層預測需要，為加快該區(qū)油氣勘

探做好準備。

按照地質設計要求，勘探目標分布在1.3-3.0s范圍。經(jīng)計算，2.3s以

上達到15m縱向分辨能力，有效反射最高頻率要達到60Hz以上；2.3s-3.0s

達到30m縱向分辨能力，有效反射最高頻率要達到35Hz以上?；谝陨系刭|

模型進行相關參數(shù)論證，并結合馬廠勘探的成功經(jīng)驗，經(jīng)過常規(guī)三維觀測

系統(tǒng)方法設計，并借鑒馬廠采集成功經(jīng)驗，最終確定主要的三維觀測系統(tǒng)

2

參數(shù)如下：面元尺寸為25m×25m，最大炮檢距3500m左右（3000-4000m），

覆蓋次數(shù)為25m×25m面元40×10次較合適。根據(jù)參數(shù)論證結果提出一套32

線10炮滿足參數(shù)設計要求的采集方案。在地震勘探技術設計階段，根據(jù)地

質任務要求，結合地下速度模型，針對以上參數(shù)設計所提出的觀測系統(tǒng)預

案，應用高陡構造目標導向地震采集優(yōu)化技術軟件，進一步優(yōu)化觀測系統(tǒng)。

高陡構造目標導向地震采集優(yōu)化方法，采用射線追蹤理論，依據(jù)地下

速度模型、由觀測系統(tǒng)得到SPS數(shù)據(jù)，基于波傳播原理，計算出三維地震觀

測系統(tǒng)的成像分辨率、清晰度、照明度數(shù)值，建立數(shù)學模型，最優(yōu)化求解，

得到最佳地面激發(fā)接收位置。

圖1是初始采集方案及其勘探最深目的層為3873M深度的照明分析結果，

圖2是優(yōu)化后采集方案及其結果?？梢钥吹剑叨笜嬙炷繕藢虻卣鸩杉瘍?yōu)

化方法能突破常規(guī)均勻鋪設采集方式，大幅提升高角度波的采集能力。

圖1初始觀測系統(tǒng)照明分析結果

圖2優(yōu)化后觀測系統(tǒng)照明分析結果

3

圖3初始觀測系統(tǒng)偏移成像結果

圖4優(yōu)化后觀測系統(tǒng)偏移成像結果

四、項目背景及工作情況

（一）任務來源

根據(jù)《中國國際科技促進會標準化工作委員會團體標準管理辦法》的有關

規(guī)定，經(jīng)中國國際科技促進會標準化工作委員會及相關專家技術審核，由中國

石油大學（華東）制定《高陡構造目標導向地震采集關鍵技術與應用指南》標

準，項目計劃編號C12022316。

（二）標準起草單位

本標準的主要起草單位是中國石油大學（華東）、中國科學院地質與地球

物理研究所、中石化石油工程地球物理有限公司華北分公司、中國石油天然氣

股份有限公司大港油田分公司、中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司、

4

北京大學、哈爾濱工程大學。

（三）標準研制過程及相關工作計劃

2023年6-9月，廣泛收集、整理高精度三維地震采集規(guī)范國內外標準和相關

文獻，進行調研工作，初步擬定方案，完成準備工作。

2023年10-11月，依據(jù)GB/T1.1-2020《標準化工作導則第一部分：標準的

結構和編寫規(guī)則》、GB20001.4-2015《標準編寫規(guī)則第4部分：試驗方法標

準》，團體標準立項通知公示后，編寫人員根據(jù)工作計劃分工和編寫要求開展

了相關工作。在標準起草期間，編制小組主編單位及參編單位組織了數(shù)次內部

研討會，經(jīng)過多次修改，于2023年12月上旬完成了標準初稿及編制說明的撰寫

?作。完成了本標準的征求意見稿及標準編制說明。

2023年12月向業(yè)界數(shù)十家單位的專家發(fā)送《征求意見稿》，匯總各方意見

并對本標準進行修改，完成了本標準的送審稿。

計劃2024年1月，對送審稿的審查意見，經(jīng)實驗補充和數(shù)據(jù)、資料的補充，

進一步修訂并完善了送審稿。

計劃2024年2月，根據(jù)評審會議評審委員會成員的審查意見，對標準文本的

格式進行修訂，完成了標準報批稿。

五、標準制定的基本原則

標準編制過程中，遵循了以下基本原則：

1)標準需要具有行業(yè)特點，指標及其對應的分析方法要積極參照采用國家

標準和行業(yè)標準。

2)標準能夠體現(xiàn)出產(chǎn)品的具有關鍵共性的技術要素。

3)標準能夠為產(chǎn)品的開發(fā)、改進指出明確的方向。

4)標準需要具有科學性、先進性和可操作性。

5)要能夠結合行業(yè)實際情況和產(chǎn)品特點。

6)與相關標準法規(guī)協(xié)調一致。

7)促進行業(yè)健康發(fā)展與技術進步。

六、標準主要內容

本指南規(guī)定了地質目標導向三維地震采集設計的技術規(guī)程、技術要求和精

5

度指標。為了規(guī)范地質目標導向三維地震采集設計的技術規(guī)程、技術要求和精

度指標，特制定該標準，有力促進三維高精度地震采集技術在我國東部斷陷盆

地油氣勘探、西部高陡構造油氣勘探、以及煤田及煤層氣地球物理勘探的推廣

應用。高精度三維地震采集設計是一種基于復雜介質模型波動方程延拓的地震

采集設計方法，具體做法為：將地面觀測臺陣向下數(shù)值延拓至地質目標處進行

激發(fā)排列與接收排列的共聚焦分析，拾取聚焦能量強對應的激發(fā)-接收射線對，

據(jù)此優(yōu)化地面觀測布陣，形成非規(guī)則稀疏地面采樣網(wǎng)絡，建立強化目標定向探

測的低成本高質量地震采集技術。本規(guī)范擬制訂的標準構成由以下五個部分組

成：（1）適用范圍、規(guī)范性引用文件、術語和定義；（2）三維速度建模；（3）

地面規(guī)則密集觀測臺陣射線追蹤延拓；（4）激發(fā)系統(tǒng)與接收系統(tǒng)聚焦分析；

（5）強聚焦能量射線炮-檢對拾取，建立強化目標定向探測的非規(guī)則稀疏地面

采樣網(wǎng)絡。

七、與有關法律法規(guī)和強制性標準的關系

遵守和符合相關法律法規(guī)和強制性標準要求。規(guī)范性引用文件包括：

1.依據(jù)GB/T1.1-2020《標準化工作導則第一部分：標準的結構和編寫規(guī)

則》、

2.按照GB/T1.1-2020《標準化工作導則第一部分：標準化文件的結構和起

草規(guī)則》，GB20001.4-2015《標準編寫規(guī)則第四部分：試驗方法標準》要求進

行編寫。

3.參照相關法律、法規(guī)和規(guī)定，在編制過程中著重考慮了科學性、適用性

和可操作性。

本標準規(guī)范性引用文件包括：無。

八、重大意見分歧的處理依據(jù)和結果

無

九、后續(xù)貫徹措施

（一）政策措施和宣傳培訓

做好宣傳培訓，建議由各行業(yè)主管部門組織、主要起草單位配合開展標準

宣貫培訓工作，使相關執(zhí)行人員了解標準、熟悉標準，掌握標準的各項技術要

6

求，加強示范效應，讓標準在行業(yè)內得到廣泛推廣和應用，使標準的應用落到

實處。

對《高陡構造目標導向地震采集關鍵技術與應用指南》團體標準執(zhí)行情況

進行跟蹤調查，及時發(fā)現(xiàn)標準中執(zhí)行的問題，不斷修改完善，提高標準水平，

提高標準的科學性、合理性、協(xié)調性和可操作性。

（二）試點示范

組織規(guī)范使用單位參觀學習并請專業(yè)技術人員講解標準內容