Question

地震测线的布置和观测系统

Answer 1

9.1.1 地震勘探的阶段划分及地震测线布置

地震测线是指沿某一条线进行地震波的激发和接收，可得该线下方的地震剖面。和其他地球物理方法一样，地震测线也是根据地质任务的要求布置的。地震勘探针对勘查目标不同，可划分为三个阶段，各阶段布置的测线密度、测线长度及施工方式有所不同。

9.1.1.1 区域普查阶段

区域普查一般用于未作过地震工作的新地区。目的是查明区域地质结构，包括基岩起伏，沉积岩厚度，沉积盆地边界，各级构造分带及含油气远景。测线以大间隔的长测线为主（如地震大剖面），原则上不漏掉一级构造单元。

9.1.1.2 面积普查阶段

面积普查是在区域普查的基础上，对所发现的二、三级构造进行调查。目的是查明二、三级构造单元的形态。测线以主测线（垂直构造走向）和联络测线（平行构造走向）所形成的测线网。

9.1.1.3 面积详查和构造细测阶段

面积详查是在面积普查的基础上，对有可能含油气构造进行详细调查。目的是查明地层厚度，上下层接触关系，构造高点位置，闭合度及断层发育程度，为钻探提供井位。测线以三维为主，线距小，测线密。

9.1.2 二维地震勘探观测系统

二维地震是指仅能勘查地下某一剖面的地震工作，其测线是在地表的一条直线。在具体施工中，每条测线都分成若干观测段，逐段进行观测，每次激发时所安置的多道检波器的观测地段称为地震排列。激发点与接收排列的相对空间位置关系称为观测系统。如图9-1为一个排列的示意图。

图9-1 地震排列示意图

图9-1中 O 为激发点，相邻两激发点之间距离 d 为炮间距；S_i 为第i 道接收点，N 为总接收道数；P_i 为第i 道反射点（R 为反射界面）；x₀ 为偏移距（第一道的炮检距）；Δx 为道间

距；x_i 为第i 道炮检距，x_i=（i-1）Δx+x₀；D 为反射点间距，D=。

这些参数也称为观测系统参数，野外施工完全按照以上参数进行。

9.1.2.1 观测系统图示法

观测系统一般用图来表示，称为观测系统图。通常是先在室内根据野外条件按要求设计观测系统图，野外工作按图施工。目前普遍使用综合平面表示二维观测系统，称为观测系统综合平面图。综合平面图的绘制方法如下。

1）根据实际距离，选定比例尺。将地表测线以Δx为间隔划分刻度。

2）从激发点O出发，向接收排列方向倾斜并与测线成45°角画一直线（实线或粗实线），直线的端点与最远接收点S_N的连线成直角关系。该直线称为共炮排列线。

3）从各接收点出发有一条与测线成45°角的直线（虚线或细实线），该直线与共炮排列线的交点为该接收点在排列中的序号。

4）共炮排列线上第i道的序号点垂直投影在界面尺的位置即为第i道的反射点P_i。

5）将所有炮的排列线如法画成，就得观测系统综合平面图。它可全面反映所有激发点、接收点及反射点在测线上的投影位置。如图9-2为用综合平面图表示的观测系统。

9.1.2.2 反射波法观测系统的基本类型

（1）单次覆盖观测系统

所谓单次覆盖是指对地下反射界面连续观测一次。常用的观测系统有单边激发、中间激发和两边激发。

a.图9-3为单边激发单次覆盖观测系统，激发点在排列的一边，x₀=0。例如在O₁激发，在O₁～O₃之间接收可覆盖O₁～O₂下的界面；O₂激发，O₂～O₄之间接收可覆盖O₂～O₃下的界面，依次类推，即对测线下的界面连续追踪一次。

图9-2 用综合平面图表示观测系统

b.图9-4 为中间激发单次覆盖观测系统，激发点在排列中间，x₀ =\0。该观测系统是在O₃激发时，在 O₁ ～O₂ 和 O₄ ～O₅ 地段接收，分别在各0点激发，相应位置接收，同样可实现对界面连续追踪一次。

图9-3 单边激发单次覆盖观测系统

图9-4 中间激发单次覆盖观测系统

（2）多次覆盖观测系统

多次覆盖是对反射界面上的反射点重复采样多次的观测系统。图9-5是单边激发的六次覆盖的观测系统。

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 x₀=0，道间距等于Δx，炮点距 d=2Δx。其绘制方法与单次覆盖观测系统基本相同，只是按覆盖次数的大小，加密其炮点线。若过某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号组成共反射点道集，例如图中第一条垂线上分布的21、17、13、9、5、1分别是 O₁、O₂、…、O₆ 激发时相应排列上接收第一个共反射点 A 的道号，其它垂线上分布的共反射点道集。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关，应满足下列关系式：

图9-5 单边放炮六次覆盖观测系统

勘查技术工程学

式中：γ表示炮点距道数；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。多次覆盖观测系统测线两端有附加段。

上述观测系统图例为规则观测系统。实际工作中，当受到野外条件限制不能按规则观测系统施工时，有些激发点或接收点要作相应的变动，称为变观，有变观的观测系统图就不像规则观测系统图那样规则。

9.1.3 三维地震勘探观测系统

三维地震勘探可获得地下三维地质体的信息，比二维地震勘探有更高的勘探精确度，因此在油田开发阶段广泛使用。三维勘探可分为条带状三维和面积三维勘探两大类。激发点和接收点分布在一个平面（x，y）中的三维观测系统就用激发和接收点的平面坐标表示。

9.1.3.1 条带状三维观测系统

（1）弯曲测线观测系统

如图9-6所示，由于地形的限制，测线只能布置成弯曲状态，激发点和排列上的各接收点不在一直线上，称为弯曲测线。弯曲测线的反射点分布在一个不规则条带状的三维范围内，因此也称弯曲测线为非规则三维。

图9-6 弯曲测线观测系统

（2）宽线剖面观测系统

如图9-7所示，激发点和接收点规则地布置在一条带状的平面内，其反射点也分布在一定条带状的三维空间，称这种观测方式为宽线观测系统。

图9-7 宽线剖面

9.1.3.2 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，可获得地下界面的面积资料。它不仅能解决复杂构造问题，而且能勘探非构造圈闭，进行储层评价等。图9-8表示出几种典型的面积三维观测系统。

图9-8 三维观测系统

图9-9 三维数据体

9.1.3.3 基本参数确定

三维地震观测系统的设计，要考虑到地下数据点网格密度、激发点网格密度、接收点网格密度和覆盖次数等参数，最基本的参数应是地下数据点网格密度。规则的面积三维观测系统接收到的地下数据也是一个规则的三维数据体，如图9-9。数据点的网格密度分别用（x，y，t）三个坐标轴方向两点之间的间隔D_x、D_y及D_t表示，分别称D_x为x方向空间采样率，D_y为y方向空间采样率，D_t为时间采样率。为使三维数据体中的信息无畸变地反映地下构造形态，则要求所有采样率满足采样定理：

勘查技术工程学

或

勘查技术工程学

式中：λ为波长；v为波速；f_n为高截频；Δx为x方向道间距；Δy为y方向道间距。