OVT属性分析方法在采集设计中的应用

马 涛 王彦春 李扬胜 柳兴刚 倪宇东* 韩志雄

(①中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院，北京 10083；②中国石油东方地球物理公司，河北涿州 072751)

1 方法的提出

近年来,随着地震勘探技术中高密度、宽方位等理念的逐渐深入，OVT技术逐渐应用于地震资料处理和解释的各环节，并取得了良好效果。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。

Vermeer[1]和Cary[2]的研究确立了OVT技术的理论基础，而宽方位高密度地震勘探促进了OVT技术的发展和应用；Starr[3]的专利中描述了OVT道集创建和偏移的方法；龚明平等[4]认为，OVT技术在处理过程中可以保留炮检距和方位角信息，有利于提高地震成像精度；刘依谋等[5]认为，OVT域处理在复杂构造地震成像、各向异性强烈地区地震数据能发挥更大作用；娄兵等[6]的研究表明，OVT域处理后的叠前地震道集具有较高的振幅保真度；袁刚等[7]采用OVT域的非刚性匹配技术有效校平蜗牛道，改善了成像效果；詹仕凡等[8]应用OVT域叠前地震属性分析技术，实现高精度各向异性分析，显著提高地震资料解释和裂缝预测的精度；白辰阳等[9]提出基于OVT的多方位综合解释技术，利用方位AVO进行含油气性检测；段文胜等[10]认为OVT是十字排列道集的延伸，是十字排列道集的一个数据子集，并试图利用OVT域的宽方位叠前偏移压制多次波和提取较好的地震属性；王兆磊等[11]针对宽方位勘探带来的高效采集噪声干扰、高保真集数据分离等问题提出了相应的噪声压制及拆分混叠数据等方法，取得了较好的信噪分离效果，证实了分方位资料在解决地震成像和方位各向异性问题上的优势；丁吉丰等[12]应用GeoEast处理系统，针对大庆油田“两宽一高”数据进行OVT域叠前地震属性分析及分方位角的储层裂缝预测收到了良好的效果。

图1 十字子集示意图

图2 OVT与道集的关系示意图

OVT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。

2 OVT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。

2.1 OVT体属性

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。

图3 炮检距OVT体属性示意图

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。

2.2 OVT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。

图4 理论(a)和经实际炮点变观(b)的OVT片属性面元分析示意图

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。

3 OVT属性在观测系统参数论证中的应用

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。

图5 两种不同观测系统炮检距容差对比

图6 两种不同观测系统方位角容差对比

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 OVT属性指导现场变观

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。

图7 恢复性放炮(a)与正常放炮(b)对比

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/m2： 25×25

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。

图8 实际炮检点布设图

图9 覆盖次数分布图(a)及玫瑰图(b)

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。

图13 所有小数据OVT片偏移叠加剖面

图14 全部OVT偏移叠加剖面

图15 去除小数据OVT片后的偏移叠加剖面

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域数据偏移处理。

5 结束语

本文寻求用从OVT属性分析技术角度分析其在地震采集技术中的应用。

从OVT体属性图件可得到多方面的观测系统信息，例如覆盖次数、横纵比、最大炮检距、炮检距容差、方位角容差等，可作为观测系统分析与评价中的有力数据。实际数据分析表明：恢复性放炮产生的大炮检距的数据，不仅影响观测系统的属性，而且对偏移成像起到了干扰作用，实际施工中应尽量不采用恢复性放炮。