Question

反射地震勘探观测系统

Answer 1

反射波法中常常采用连续剖面观测系统。这种观测系统能得到沿测线地质结构的最完全概念。根据波的追踪地段位置和所记录反射的质量等情况，有各种连续剖面可供选择。

1.简单连续观测系统

如图3-5-3 a所示，沿测线布设O₁、O₂、O₃……激发点；O₁ 点激发时，在O₁ O₂ 地段接收，可观测A₁ A₂ 反射段；O₂ 点激发，接收地段仍是O₂ O₁，可观测到A₂ A₃ 反射段；然后移动排列到O₂ O₃ 地段观测，分别在O₂、O₃ 处激发，可勘探A₃ A₄ 和A₄ A₅ 段界面；依此沿测线连续地激发、接收，直至测线结束，可连续勘探整条测线以下的界面。这种观测系统叫作简单连续观测系统。由于在排列两端分别激发，所以又称为双边激发（或双边放炮）观测系统。又因为此种观测系统对地下反射界面仅一次采样，故又称它是单次覆盖观测系统，所得到的地震剖面为单次剖面。图3-5-3a是该观测系统的综合平面图和时距平面图。

震源固定在排列的一端激发，每激发一次，排列沿测线方向向前移动一次（半个排列长度），这种观测系统称为单边激发（或单边放炮）简单连续观测系统，如图3-5-3 b所示。

如果震源位于排列中间，也就是在激发点的两边安置数目相等的检波器同时接收，这种观测形式叫做中间激发（或中间放炮）观测系统，如图3-5-3c所示。

简单连续观测系统的最大特点是接收段靠近激发点，能避开折射波干涉，便于野外施工；但受面波和声波干扰较大。

2.间隔连续观测系统

为了避开激发点附近的强大面波和声波干扰，或地表条件的原因，将激发点与接收排列的第一道检波点间隔一段距离（或者说偏离一段距离），其综合平面图如图3-5-4所示。这种观测系统通过互换点（图中尖端向上的交点为互换尾点，尖端向下的交点为互换首点）可以连续追踪反射界面。称这种观测系统为间隔连续观测系统。激发点与排列上第一道检波点间的间隔距离称为偏移距。

图3-5-3 简单连续观测系统 （a、b、c）

图3-5-4 间隔连续观测系统

3.延长时距系统

测线上有时遇见河流、沼泽、居民点等障碍，不能铺设检波器和电缆，这时要采用专门的延长时距曲线系统方能连续研究反射界面。图3-5-5 是该系统的时距平面表示。

设AB间有河流通过，不能布置排列。为了获得AB下面的反射界面，可在A点激发BC段接收，得到时距曲线t_A 及对应的反射界面段a。又在B 点激发AD段接收，得到时距曲线 t_B 及对应的反射界面段 b。虽然如此，这种系统还是不能使障碍物两侧的简单连续观测系统互换对比。

4.多次覆盖观测系统

为了压制多次反射波之类的特殊干扰波，提高地震记录的信噪比，采取有规律地同时移动激发点与接收排列，对地下界面反射点多次重复采样的观测形式叫多次覆盖观测系统。它对应于后面将要介绍的共深度（反射）点多次叠加（水平叠加）方法，是目前应用最为广泛的观测系统。多次覆盖观测系统与简单连续观测系统、间隔连续观测系统的野外施工没有本质上的区别，唯一的区别就是移动激发点和接收排列的距离较短，这样就可以重复观测地下界面。对地下界面重复观测多少次就称为几次覆盖。多次覆盖观测系统也有多种形式，也有单边放炮和双边放炮等方式，图3-5-6是单边放炮的六次覆盖观测系统。

图3-5-5 延长时距系统时距平面图

图3-5-6 单边放炮六次覆盖观测系统

该观测系统设计参数为：覆盖次数N＝6，仪器接收道数n＝24，偏移距x₁＝0，道间距等于Δx，炮点距d＝2Δx。其绘制方法也可以用简单的综合平面图形式，在方格纸上按比例尺画一条水平直线，代表地震测线，将所有激发点按其沿测线的设计位置标在该线上，过各激发点作45°角的斜线（方格对角线）即共炮点线，其长度由排列长度投影决定。过反射点在测线上的投影点作垂线，此垂线称为共反射点线，凡与其相交的共炮点线上的道组成共反射点道集，例如图中第一条垂线上分布的21、17、13、9、5、1分别是O₁、O₂、O₃……O₆ 激发时相应排列上接收第一个共反射点A的道号，其他垂线上分布的共反射点道集依此类推。炮点和排列向前移动是有规律的，其移动距离与覆盖次数和地震仪器的接收道数有一定关系，即满足下列关系式：

地震波场与地震勘探

式中：ν表示炮点每次移动几个道间距；n是地震仪器的接收道数；N是覆盖次数；S＝1表示单边放炮；S＝2表示双边放炮。对上述观测系统可以计算出ν＝2。

5.非纵直测线观测系统

沿直测线观测，但激发点与接收排列不在一条直线上，而是偏离排列线一段距离，这种观测形式称为非纵直测线观测系统。非纵直测线观测系统有T型（激发点到排列线的垂足位于排列的中点）和L型（垂足位于排列的一个端点处）等多种形式。如图3-5-7所示。用非纵测线进行观测可以得到地下界面的空间位置资料。此外，亦可作为连接测线。

图3-5-7 非纵直测线观测系统

6.三维观测系统

目前地震勘探大量采用三维勘探方法，相应的观测系统必定为三维观测系统。三维勘探分为线性三维和面积三维两大类。前者实际上是假三维勘探，后者才是完全的三维勘探。

1）线性三维观测系统

线性三维观测系统即观测点沿测线在一个条带范围内布置，是不完全的三维勘探。它包括两大类：

A.弯曲测线观测系统。如图3-5-8所示，由于地形的限制，测线只能布置成弯曲形状时（如黄土高原、山区等地沿河谷、山沟、公路等布设测线），激发点和排列上的各检波点不在一条直线上，它们的平面坐标x，y都是变化的。

图3-5-8 弯曲测线观测系统

B.宽线剖面观测系统。如图3-5-9所示，沿测线方向布设多条平行的检波器线。每次激发时，这些检波器线同时接收，获得纵、横向上的多次覆盖信息。处理结果除可得到地层剖面外，还可精确地测定反射层的横向倾角。海上勘探时采用这种观测系统工作非常方便。

图3-5-9 宽线剖面

2）面积三维观测系统

面积三维观测系统有多种形式，灵活性很大，采样密度大，叠加次数高，可在各种复杂地表条件下进行观测，可获得地下界面的面积资料。它不仅能解决复杂的构造问题，而且能勘探非构造圈闭，进行储层评价等。从激发点阵与接收点阵的分布关系考虑，面积三维观测系统主要分为正交型和非正交型两大类。

图3-5-10 三维正交观测系统

A.正交型观测系统。最简单的正交型观测系统是激发点等间隔地分布在一条直线上依次激发，而检波点等间隔地分布在与激发点线垂直的另一条直线上分别记录。这种正交关系可以布置成L型、T型或十字型，如图3-5-10所示。图中×表示激发点，阴影区表示覆盖范围。

上述形式只能获得地下界面的单次覆盖资料。为了获得多次覆盖资料，需要在此基础上组成更复杂的正交组合型观测系统，即用多条平行的检波器线同时记录多条平行的激发线的每次激发，这样在纵向和横向上都可以获得多次覆盖，如图3-5-11所示。改变检波器线的排列方式或改变激发点线的间距，可以形成不同的覆盖次数。

图3-5-11 三维正交组合观测系统

图3-5-12 环形观测系统

B.环线观测系统。将弯曲测线观测系统扩展就可以得到环线观测系统。它是在地表上布置不规则形状的任意环形测线，进行多次激发和接收，如图3-5-12所示。环线观测系统有很大的灵活性，但不能保证获得均匀的覆盖次数和网络密度。