三维地震采集观测系统的优化设计及应用效果

2021-09-21包洪刚

复杂油气藏 2021年2期

包洪刚

(中国石化石油工程地球物理有限公司科技研发中心，江苏南京 210000)

随着油气勘探程度的增加，勘探难度不断加大，地震勘探正面临诸多挑战，一方面精细的地质目标要求地震采集的精度尽可能提高，另一方面随着地震勘探程度的日益加深，在地震资料的采集过程中，面临越来越多的村庄、城镇、养殖区等大型障碍物［1］。

三维观测系统设计及其属性分析研究是地震数据采集的一个重要环节，其中观测系统属性分析中炮检距分布的合理性又是最重要的参数之一［2］。复杂地表采样均匀性的要求是实现叠前偏移处理的高质量稳定成像的基础，因此在多种地表存在的复杂工区必须开展基于反射面元需求的观测系统优化设计（图1），才能够确保激发能量的均衡性、观测属性的均匀性［3］。

图1 基于反射面元需求的观测系统设计

1 自动避障预设计方法

1.1 以往设计方法

以往障碍区部位的优化设计只注重点、线，缺乏面的概念，为了增加覆盖次数或者减小浅层缺口，盲目增加炮点，会出现障碍区附近覆盖次数非常高、药量小却资料得不到改善的情况。往往是先测量再设计，不仅耗时、费力、劳神，而且浪费资源，无法根据安全距离确定激发点药量，未考虑激发点大药量比例及能量均衡问题，并且后期发现问题需要解决时存在被动和严重滞后，耽误生产组织。

1.2 设计思路

从观测系统的基本属性出发，针对障碍物的分布，结合地质任务、采集目标的需求，利用高精度卫片进行预设计，对设计后的观测系统进行反复调整，从资料品质、生产可行性和安全性等因素综合考虑，在保证安全距离、选择合适药量的前提下，综合考虑地上、地下因素，最终得到目标三维不同药量的激发点。

基于反射面元需求的复杂地表观测系统优化设计无人为干预，自动选择最佳位置，保证采样均匀性。设计思路如图2:

图2 设计思路

1.3 方法实施

1.3.1避障设计

基于“3S”技术［4］，根据高清卫片分颜色拾取不同类型障碍，将障碍区根据最小安全距离进行扩展，落在最小安全距离及障碍区即禁炮区之内的激发点进行自动避障，得到全区激发点，选择需要避障的障碍区，设置横向、纵向移动的网格（图3a），自动避障后得到优化的激发点如图3b。

图3 参数设置、障碍及激发点分布（局部）

1.3.2三维正演模拟分析

依据上步得到的激发点，对目标三维目的层CRP的三维正演模拟分析，充分考虑地下地质目标反射面元属性分布的规则性和均匀性，保证目的层尤其是倾斜地层有足够的反射信息；针对目的层进行优化前后属性对比分析［5］，包括目的层的有效覆盖次数、炮检距、方位角分布特征、观测系统的压制响应等，反复调整自动避障参数、有贡献的激发点位（图4a），力争炮检点采样均匀，减少浅层缺口，从而达到CRP覆盖次数满足技术设计要求，确定最终的优化设计方案（图4b）。