适合可控震源激发的三维地震观测方法、设备及系统

技术领域

本发明关于地球物理勘探技术领域，特别是关于地震的观测技术，具体的讲是一种适合可控震源激发的三维地震观测方法、系统、计算机设备以及计算机可读存储介质。

背景技术

随着柴达木盆地勘探程度的不断推进，石油勘探进入“爬坡过坎、攻坚克难”阶段。目前，新的勘探区块很少，主要在老勘探区块的基础上，“油区找油、气区找气”，勘探方式主要以三维地震勘探为主。

近年来，随着地质认识的不断加深，复杂的地下地质构造，对勘探资料品质提出更高的要求，另一方面国际油价下跌、勘探区块(单位面积)总费用减少、劳动力成本及原材料价格逐年上涨的情况下，采集成本问题制约勘探成效。

目前，柴达木盆地可控震源激发的地震勘探得到了广泛应用，但地震采集的观测系统仍然停留在传统的正交观测系统，观测系统优化设计的优劣缺少判断依据及量化标准，容易推高采集成本，而地震剖面品质没有多少提高，正交观测系统不适合震源激发勘探，有待进一步优化，提高野外作业效率。

因此，如何提供一种新的方案，以解决上述技术难题是本领域亟待解决的技术难题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种适合可控震源激发的三维地震观测方法、系统、计算机设备以及计算机可读存储介质，通过对传统的三维地震观测系统进行优化设计，优选出适合可控震源勘探的观测系统，通过地震资料的叠加压噪处理，更进一步压制干扰波、提高地震资料的信噪比，解决复杂的地质问题，同时有利于施工方便，提高野外地震数据采集效率，节约采集成本。

本发明的目的之一是，提供一种适合可控震源激发的三维地震观测方法，包括：

对同一反射点的不同激发点的信号经动校正后叠加起来，得到叠加数据信号；

根据所述叠加数据信号确定次数以及偏移距均匀度；

根据次数以及偏移距均匀度优化观测系统。

本发明的目的之一是，提供一种适合可控震源激发的三维地震观测系统，包括：

信号叠加模块，用于对同一反射点的不同激发点的信号经动校正后叠加起来，得到叠加数据信号；

参数确定模块，用于根据所述叠加数据信号确定次数以及偏移距均匀度；

系统优化模块，用于根据次数以及偏移距均匀度优化观测系统。

本发明的目的之一是，提供一种计算机设备，包括：适于实现各指令的处理器以及存储设备，所述存储设备存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行一种适合可控震源激发的三维地震观测方法。

本发明的目的之一是，提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行一种适合可控震源激发的三维地震观测方法。

本发明的有益效果在于，提供了一种适合可控震源激发的三维地震观测方法、系统、计算机设备以及计算机可读存储介质，通过对传统的三维地震观测系统进行优化设计，优选出适合可控震源勘探的观测系统，通过地震资料的叠加压噪处理，更进一步压制干扰波、提高地震资料的信噪比，解决复杂的地质问题，同时有利于施工方便，提高野外地震数据采集效率，节约采集成本。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的具体实施例中单个CMP面元，炮检距、方位角分布特征示意图；

图2为常规三维地震正交观测系统示意图；

图3为常规三维地震观测系统排列片示意图；

图4为常规正交观测系统2S32R176T，偏移距大小分布特征示意图；

图5为常规正交观测系统2S32R176T，偏移距间距分布特征示意图；

图6为炮点距90m，接收道距30m，CMP面元内、不同偏移距大小位置示意图；

图7为炮点距90m，接收道距30m，CMP内、偏移距分布特征及压噪特性图；

图8为炮点距60m，接收道距30m，CMP面元内、不同偏移距大小位置示意图；

图9为炮点距60m，接收道距30m，CMP内、偏移距分布特征及压噪特性图；

图10为炮点距30m，接收道距30m，CMP面元内、不同偏移距大小位置示意图；

图11为炮点距为30m，接收道距30m，CMP内、偏移距分布特征及压噪特性图；

图12为纵、横方向，正交观测系统，炮点、检波点位置关系示意图；

图13为正交观测系统，排列片横向不同接收线数滚动示意图；

图14为24L4S312T，正交观测系统，接收线滚动2条，偏移距间距柱状分布图；

图15为24L2S312T，正交，接收线滚动1条，偏移距间距柱状分布特征图；

图16为常规正交观测系统、炮点、检波点布设示意图；

图17为优化后观测系统示意图；

图18为常规正交观测系统、偏移距间距柱状分布图；

图19为优化后观测系统、偏移距间距柱状分布图；

图20为优化前震源车行走路线示意图；

图21为优化后震源车行走路线图；

图22为本发明提供的具体实施例中观测系统优化设计流程图；

图23为偏移距分布特征示意图；

图24为本发明实施例提供的一种适合可控震源激发的三维地震观测系统的结构示意图；

图25为本发明实施例提供的一种适合可控震源激发的三维地震观测方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本领域技术人员知道，本发明的实施方式可以实现为一种系统、装置、方法或计算机程序产品。因此，本发明公开可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，或者硬件和软件结合的形式。

下面参考本发明的若干代表性实施方式，详细阐释本发明的原理和精神。

本申请在地震勘探技术方面采取了一些措施，以往采用井炮激发，钻井工序及材料消耗(炸药、雷管)为主要成本，现采用可控震源激发(震源车)，优点是环保、高效，缺点是地面产生的噪声(噪音)以及自身产生的干扰比较严重，影响了资料的信噪比以及地震剖面成像效果。

为了最大限度压制干扰波，提高有效反射波有效信息，本申请采取了高密度采样，高次数，长排列、小道距等技术手段，资料品质有所提高，但仍然面临许多问题，有些重复勘探的区域资料不尽如人意，这就要求不断优化勘探设计。

勘探难点在于柴达木盆地地表多为复杂山地及戈壁沙滩，地震波的激发条件差，使得浅表地层对地震波的能量吸收及衰减较快，有效反射波能量较弱，同时地震激发产生的干扰波(面波、折射波、随机干扰波)比较严重，不利于地震资料的压噪、去噪处理；地下地质构造极为复杂，地层倾角陡，断裂比较发育，地震波发射路径复杂多变，属地震资料的低信噪比区，不利于地震资料的数据叠加成像；近几年劳动力成本、材料成本提升较快，这就要求地震勘探不断优化地震采集方案，提高劳动生产率。针对柴达木盆地地震勘探干扰波比较发育的特点，地震采集技术的参数设计，仅仅围绕地震组合技术、观测系统设计的叠加技术来开展工作，进一步压制噪声，提高资料信噪比。

地震勘探早期，受采集设备的限制，主要利用野外地震大面积组合(一个检波点位置，采用24-48个检波器，不同类型的面积组合)，压制干扰波，提高有效波的反射信息，压噪效果与炮点组合数、检波点组合数、组合间距及组合方式有关，部分区块也取得了一定的勘探效果。

随着电子设备的更新换代，野外地震记录仪器接收道数不断扩充，由原来的48、96、120道扩大到现在的万道，次数由原来的48～120次提高240～8000次，同时计算机技术的不断进步，地震数据处理手段的不断提高，利用地震叠加技术更有利于地震剖面质量的改善。地震组合与叠加组合的统计效应在数学上遵循同样的公式，组合后的信噪比增加了n

三维地震勘探是解决地下复杂地质问题的主要手段，三维地震勘探的观测系统设计关系到数据采集的质量以采集的效率。采集的主要采集参数：最大炮检距(X)，即最大排列长度(接收范围)，满足地震资料处理需要的要求，如动校拉伸畸变对最大排列长度的要求，速度分析精度误差对最大排列长度的要求，反射系数稳定对最大排列长度的要求来确定；次数(N)，对地下反射点、不同方向的多次观测，增强反射波能量，压低干扰波能量，提高资料信噪比，参数论证主要以空间假频对面元的要求、纵向分辨率对面元的要求，参考试验或以往的地震剖面对比来确定；炮点距(D

常规三维地震勘探的观测系统设计，主要结合以往的地震资料及存在问题，地震采集参数论证只是满足资料处理及地质任务某项要求，完成单一参数的定性分析，没有定量分析各参数之间的内在联系，以及采集参数对噪声压制的分析，易造成“顾此失彼”，一方面推高采集成本，另一方面部分勘探区块地震剖面质量没有多大改善。

实际上，无论接收道距与炮点距、接收线距与炮线距、次数与最大排列长度大小，采集的地震数据最后浓缩到CMP面元属性的分析，包括次数、偏移距分布特征、方位角分布特征。而利用叠加技术最大限度压制噪声，提高资料信噪比，判断依据要看偏移距的分布特征，包括偏移距间距大小(d)、偏移距分布的均匀性。分布特征与次数、观测方式、最大炮检距等参数有密切的关系，目前缺少这方面的分析。

本领域技术人员周知，三维地震为常用的观测系统，难点在于获取的三维宽线地震数据、利用叠加技术对噪音的压制如何，以及对叠加地震剖面的质量有多大影响？另一方面，观测系统设计优化与否对地震数据的“好坏”有影响如何？如何判断地震数据“好坏”的标准？目前缺少这方面的分析。例如三维宽线地震技术，观测系统为24L4S312T，同样的炮点、接收检波点数目，同样的次数，但观测方式不同，得到的地震数据也不一样，最终影响到勘探效果。

炮点、检波点空间位置有规律的均匀布设，观测系统的排列片纵向、横向滚动，得到CMP面元数据，包括次数、方位角、偏移距分布特征。一般认为最大限度提高次数，才能更好压制噪音，提高地震勘探的剖面质量，这种说法没错，但不是最优的方案，一方面次数提高到一定程度，再增加更多的次数，对地震勘探剖面质量没有多大改善，而勘探成本成倍增加，另一方面，没有考虑次数、最大偏移距与偏移距分布有连动关系，实现次数提高很容易做到，但实现在次数一定的情况下，实现偏移距分布的均匀性，难度较大。

观测系统设计获取的地震数据反映在面元(CMP)属性上，面元属性包括方位角(direction)、次数(fold)、偏移距(offset)。不同的观测系统及观测方式，获取的地震数据的属性特征有差异，以往注重观测系统设计满足次数的要求，以及次数的大小对地震剖面的对比分析，忽略了偏移距的分布以及对地震剖面的影响，其实方位角、次数、偏移距数据是相互连动的，不能单独分析次数数据。根据次数与叠加响应分析，叠加技术所提高的信噪比与次数的平方成正比，在次数一定的情况下，干扰波压制的叠加响应与偏移距分布特征有关，包括偏移距分布的均匀性。

本发明针对现有技术存在的问题，提供了一种适合可控震源激发的三维地震观测系统的结构示意图，由CMP面元内的次数及偏移距分布特征数据，对比不同观测方式的噪音压噪效果，根据压制效果，进一步优化参数(道距、炮距、次数等)及观测方式。请参见图24，所述适合可控震源激发的三维地震观测系统包括：

信号叠加模块100，用于对同一反射点的不同激发点的地震信号经动校正后叠加起来，得到叠加数据信号。叠加的效果与观测系统的设计有关，而观测方式、次数、偏移距分布等为观测系统设计的重要参数，此参数之间相互联动，通过偏移距分布均匀度公式计算，将观测方式、次数、最大偏移距(排列长度)等设计参数联系在一次，根据均匀度数值大小，进一步量化分析观测系统设计的优劣。

参数确定模块200，用于根据所述叠加数据信号确定次数以及偏移距均匀度；

系统优化模块300，用于根据次数以及偏移距均匀度优化观测系统。

其中，所述参数确定模块200包括：

次数确定模块，用于根据所述叠加数据信号确定出次数；

偏移距确定模块，用于根据所述次数确定出偏移距均匀度。

也即，本发明提出了一种适合可控震源激发的三维地震观测系统设计的新理路，进一步优化设计技术方案，在不增加采集成本的情况下，提高地震剖面的品质。图22为本发明提供的具体实施例中观测系统优化设计流程图，本发明由CMP面元内的次数及偏移距分布特征数据，对比不同观测方式的噪音压噪效果，根据压制效果，进一步优化参数(道距、炮距、次数等)及观测方式。首先，共反射点叠加。对来自地下同一反射点的不同激发点信号，经动校正后叠加起来，这种方法能提高资料信噪比，改善地震记录的质量。其次，观测系统设计的次数分析。次数为观测系统设计的重要参数。目前参数的选择主要以不同次数的剖面对比为主，这种对比分析方法有待进一步完善，次数的选择要满足叠加技术对噪音压制的要求，则必须强化对勘探区域的干扰波特征的分析，只要满足叠加组合(偏移距间距大小)、组合间距小于最小干扰波长的0.8倍，使得噪音得到了最大限度地压制,初步确定次数大小。再次，观测系统设计的偏移距分析。三维地震采集观测系统设计，重点考虑炮点、检波点的空间位置关系及观测方式，统计分析观测系统的偏移距布分布特征及均匀性，由偏移距布分布特征来初步预选符合条件的观测方式、震源车的行走路线。最后，观测系统设计的叠加响应分析。叠加技术是压制噪音的最有效方法，只有最大限度地压制干扰波，才能提高资料的信噪比及地震剖面的质量，解决复杂的地质问题。叠加响应是判断压噪效果的分析手段，包括不同频率、波数范围的压制强度等。叠加响应与面元属性的方位角无关，与次数、偏移距有关。通过此分析手段，得到优化的观测系统。

在本发明的一种实施方式中，次数确定模块包括：

最大确定模块，用于根据所述叠加数据信号对应的地质勘探目的层确定最大炮检距长度；

最小确定模块，用于确定叠加组合间距以及最小炮检距；

初步确定模块，用于根据所述最大炮检距、最小炮检距以及叠加组合间距确定初步次数大小；

次数确定模块，用于结合以往二维不同次数的剖面对比分析，确定次数大小。

次数为观测系统设计的重要参数。目前参数的选择主要以不同次数的剖面对比为主，这种对比分析方法有待进一步完善，次数的选择要满足叠加技术对噪音压制的要求，则必须强化对勘探区域的干扰波特征的分析，只要满足叠加组合的组合间距小于最小干扰波长的0.8倍，一般干扰波最小波长6米，理论计算，偏移距间距达到4.8米左右(d＝0.8×6m＝4.8m)，使得噪音得到了最大限度地压制，如下述公式1所示：

d≤0.8λ

其中，d为恒定的叠加组合间距，λ

由观测系统的最大炮检距、最小炮检距、叠加组合间距(道距)，初步确定次数大小(如下述公式2)，再结合不同次数的剖面对比分析，最终确定次数大小，比原来的次数参数选择更优化了一步。

d＝(x

公式2确定的是初步次数大小。

其中，x

在本发明的一种实施方式中，偏移距确定模块包括：

间距确定模块，用于确定叠加组合间距；

数值确定模块，用于确定相邻炮检距前后数值；

均匀度确定模块，用于根据所述叠加组合间距、相邻炮检距前后数值以及所述次数确定出偏移距均匀度。

在次数一定的情况下，面元内的偏移距分布特征，影响到叠加响应的效果，关于偏移距分布均匀性问题，二维宽线地震采集与三维地震采集分析方法没有区别，发明者在前人的基础上，借助于叠加组合间距，提出如下计算偏移距均匀度的计算公式(见公式3)。

其中，x

公式3的观测系统设计获得面元数据，由均匀度值大小，初步确定观测方式。

偏移距均匀度是将每个偏移距间距的绝对偏差的绝对值求和，然后除以偏移距间隔数，作为偏移距分布的均匀度。

所述系统优化模块包括：

数据提取模块，用于提取观测系统的面元数据；

均匀度分析模块，用于在所述次数相同的情况下，分析所述偏移距均匀度；

观测方式确定模块，用于根据所述分析结果确定所述观测系统。

在本发明的一种实施方式中，压噪特性分析一般包括，由叠加组合公式，分析偏移距的分布特征对组合叠加响应的影响因素。如公式4、公式5。

其中，由二维地震叠加响应公式1，公式中k

对于等加权因子和等组合组内距d的线性组合，则公式4变为公式5。叠加响应对噪音的压制效果，主要反映在CMP(共中心点)道集内的偏移距(炮检距)的变化规律，在次数相同的情况下，偏移距分布的均匀度越小，则具有良好的地震叠加压噪效果。

如上即为本发明提供的一种适合可控震源激发的三维地震观测系统，首先在分析方法有所突破，克服以往三维地震勘探设计只注重CMP面元内的次数多少，没有考虑到CMP面元内的偏移距分布的均匀性以及有效次数对噪音压制的实际影响。其次找到了适合可控震源激发的三维地震观测系统优化设计的解决方案。在现有三维地震地震观测系统(正交)的基础上，也就是不增加采集成本的情况下，重点分析CMP面元内的叠加数据(次数、偏移距)对噪音的叠加压制效果，由公式计算、叠加响应等分析手段，进一步优化三维观测系统(观测方式、次数、炮点、检波点空间位置)，该方法比较简单、快速、直观、精确和适用性比较强等特点。

此外，尽管在上文详细描述中提及了系统的若干单元模块，但是这种划分仅仅并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多单元的特征和功能可以在一个单元中具体化。同样，上文描述的一个单元的特征和功能也可以进一步划分为由多个单元来具体化。以上所使用的术语“模块”和“单元”，可以是实现预定功能的软件和/或硬件。尽管以下实施例所描述的模块较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

在介绍了本发明示例性实施方式的适合可控震源激发的三维地震观测系统之后，接下来，参考附图对本发明示例性实施方式的方法进行介绍。该方法的实施可以参见上述整体的实施，重复之处不再赘述。

图25为发明提供一种适合可控震源激发的三维地震观测方法的流程示意图，请参见图25，所述适合可控震源激发的三维地震观测方法包括：

S101：对同一反射点的不同激发点的信号经动校正后叠加起来，得到叠加数据信号；

S102：根据所述叠加数据信号确定次数以及偏移距均匀度。该步骤包括根据所述叠加数据信号确定出次数；根据所述次数确定出偏移距均匀度。

S103：根据次数以及偏移距均匀度优化观测系统。

在本发明的一种实施方式中，根据所述叠加数据信号确定出次数包括：

根据所述叠加数据信号对应的地质勘探目的层确定最大炮检距长度；

确定叠加组合间距以及最小炮检距；

根据所述最大炮检距、最小炮检距以及叠加组合间距确定初步次数大小；

结合不同次数的剖面对比分析，确定次数大小。

次数为观测系统设计的重要参数。目前参数的选择主要以不同次数的剖面对比为主，这种对比分析方法有待进一步完善，次数的选择要满足叠加技术对噪音压制的要求，则必须强化对勘探区域的干扰波特征的分析，只要满足叠加组合的组合间距小于最小干扰波长的0.8倍，一般干扰波最小波长6米，理论计算，偏移距间距达到4.8米左右(d＝0.8×6m＝4.8m)，使得噪音得到了最大限度地压制。

根据所述次数确定出偏移距均匀度包括：

确定叠加组合间距；

确定相邻炮检距前后数值；

根据所述叠加组合间距、相邻炮检距前后数值以及所述次数确定出偏移距均匀度。

在次数一定的情况下，面元内的偏移距分布特征，影响到叠加响应的效果，关于偏移距分布均匀性问题，二维宽线地震采集与三维地震采集分析方法没有区别，发明者在前人的基础上，借助于叠加组合间距，提出如下计算偏移距均匀度的计算公式(见公式3)。

根据次数以及偏移距均匀度优化观测系统包括：

提取观测系统的面元数据；

在所述次数相同的情况下，分析所述偏移距均匀度；

根据所述分析结果确定所述观测系统。

在本发明的一种实施方式中，压噪特性分析一般包括，由叠加组合公式，分析偏移距的分布特征对组合叠加响应的影响因素。如公式4、公式5。

如上即为本发明提供的一种适合可控震源激发的三维地震观测系统，首先在分析方法有所突破，克服以往三维地震勘探设计只注重CMP面元内的次数多少，没有考虑到CMP面元内的偏移距分布的均匀性以及有效次数对噪音压制的实际影响。其次找到了适合可控震源激发的三维地震观测系统优化设计的解决方案。在现有三维地震地震观测系统(正交)的基础上，也就是不增加采集成本的情况下，重点分析CMP面元内的叠加数据(次数、偏移距)对噪音的叠加压制效果，由公式计算、叠加响应等分析手段，进一步优化三维观测系统(观测方式、次数、炮点、检波点空间位置)，该方法比较简单、快速、直观、精确和适用性比较强等特点。

应当注意，尽管在附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

本发明还提供了一种计算机设备，包括：适于实现各指令的处理器以及存储设备，所述存储设备存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行一种适合可控震源激发的三维地震观测方法。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行一种适合可控震源激发的三维地震观测方法。

下面结合具体的实施例，详细介绍本发明的技术方案。

为了进一步优化观测系统，对常规和待优化的观测系统提取面元数据，在次数相同的情况下，分析偏移距分布的均匀性，进一步优选观测系统。偏移距均匀度值是评判三维观测系统设计优劣的量化标准，由偏移距分布的均匀性公式计算(公式1、公式2、公式3)，将所有观测系统设计的参数融合在一次，是判断观测系统设计优劣的评判依据，避免过去(常规)单一参数论证，观测系统设计只是满足某些数据处理的要求，缺少与压噪分析。由均匀度将覆盖次数(N)，炮检距观测方式与道距，炮点距，炮线距，接收线距等参数联系在一次，均匀度数值大小，初步筛选符合条件(预期值)的观测系统。

1、常规偏移距分布特征

常规观测系统为正交方式(如图2所示)，即炮点线与接收线互相垂直，图3为排列片示意图，即每个炮点位置放炮，则有几条接收线和接收点，如2S32R176T,2S表示在相邻2个炮点先后激发，32R为接收线条数，176T为每条接收线176个检波点接收，共计接收检波点为32×176＝5632。排列片在纵向、横向方向滚动时，纵向按炮线滚动,每滚动1条，则检波点滚动相等距离的炮线距；横向按接收线滚动,滚动距离与炮线激发(2S)的距离相等。

按照上述进行三维地震观测，获得CMP面元数据，包括方位角分布特征，炮检距分布特征，次数大小。图1为CMP(炮点与检波点距离的中心位置)位置示意图，方位角分布：包括经过CMP点不同方位有多少炮检对(炮点与检波点检对)；偏移距分布：经过CMP点不同炮点与不同检波点距离分布情况(偏移距大小也就是炮检距大小，即炮点与检波点距离大小)；次数：为经过CMP点炮检对数目。

常规观测系统存在问题：施工问题，柴达木盆地地震勘探戈壁滩区采用可控震源激发，采用常规方法，震源车不断90°方向不断折回，影响野外数据采集效率；技术问题，采用可控震源虽然环保、高效，“炮点”激发采用地面机械振动方式，则产生的干扰波及自身的干扰波比较严重(以往采用井炮，地面以下5-50米激发，干扰小，能量强)。有效地震反射波能量弱，信噪比低，影响了进一步改善地震剖面质量的提高。而我们常规地震观测系统论证为单一参数论证，通过公式，满足数据处理需要的条件，而忽略了各参数之间的内在联系。目前利用叠加技术进最大限度压制噪声，提高资料信噪比地最好办法，而压噪与偏移距分布特征有关，图4为常规偏移距分布柱状图(2S32R176T)，通常设计人员认为偏移距分布均匀，如果将CMP面元偏移距大小进行排序，则发现偏移距间距极不均匀(见图5)，最大与最小在0-55米范围内，影响了叠加效果。要优化三维观测系统设计，满足数据处理的要求，通过偏移距均匀度分析，分析各参数之间的内在关系。

2、三维观测系统炮点距与道距的不同倍数布设，偏移距均匀性分析

三维地震勘探不同炮点与检波点距布设，纵向：道距是炮线距的不同倍数、或横向炮点距是接收线距的不同倍数，如图6为不同CMP(炮点、检波点按照45°方位划线，交点处为不同偏移距的共中心点)点位置，获得偏移距分布特征，采用炮点距：90米，接收道距：30米，次数：30次，最大排列长度：870米。从偏移距分布及压噪特性来看(图7)，不同频率或波数的干扰波在均线-30dB之上，不同频率出现假频(10处)，且压噪幅度极不稳定，该频率段附近，使得干扰波脱逃了叠加技术对噪声的压制；图8采用炮点距：60米，接收道距：30米，次数：30次，最大排列长度：870米。从偏移距分布及压噪特性来看(如图9所示)，不同频率或波数的干扰波在均线-30dB之上，不同频率出现假频(7处)，该频率段附近，使得干扰波脱逃了叠加技术对噪声的压制，其余频率段，压噪幅度相对稳定；图10采用炮点距：30米，接收道距：30米，次数：30次，最大排列长度：870米。从偏移距分布及压噪特性来看(如图11所示)，不同频率出现假频(4处)，该频率段附近，使得干扰波脱逃了叠加技术对噪声的压制，其余频率段，压噪幅度相对稳定，不同频率或波数的干扰波在均线-30dB之下。

将上述图6、图8、图10炮点与检波点位置互换，同样得到图7、图9、图11一致的偏移距分布特性及压噪特性。另外，炮点距与检波点距的倍数为1，压噪效果最好，但炮点、检波点布设密度越大，地震数据采集成本加大，最佳方法布设，炮点距或检波点的2倍，或检波点距是炮点距的2倍。

因此，炮点距是接收道距的不同倍数布设，则获取CMP面元数据的偏移距分布特征及压噪特性有差异。对于三维地震勘探，纵向：炮点线距是检波点距的2倍，在横向：炮点距是接收线距的2倍，为最佳布设(如图8所示)。

确定了炮点与检波点距之间的关系，也就确定了三维地震接收线距、接收道距、炮点距、炮线距的大小及布设关系(见图12)。

3、观测系统排列片横线滚动不同接收线条数，偏移距均匀性分析

以常规三维观测系统为例，见图13。

观测系统方式1：2S24L312T(接收线移动1条)；

观测系统方式2：4S24L312T(接收线移动2条)。

道距：40m，纵向炮点距：40m，横向炮点距：80m，

接收线距：80m，接收道数：24×312，覆盖次数：12×52＝624；

两种观测系统，炮点、检波点空间布设及点数、次数、最大偏移距参数一致，仅仅观测排列片横向移动的接收条数不同而异，将获取CMP面元数据，将偏移距大小进行排序，相邻偏移距之差，获得偏移距间距大小分布图，见柱状图14、图15，两种观测系统，如果偏移距均匀性比较好，则数值大小一样，实际数值大小均在20米以内变化，定性无法判断偏移距分布的均匀性。将偏移距大小排序，按照偏移距均匀度公式计算，滚动1条,均匀度5.28,滚动2条,均匀度6.84。

因此，滚动1条比滚动2条或2条以上的偏移距分布相对均匀。

4、不同观测系统观测方式，偏移距均匀性分析

以如下常规正交三维观测系统为例：

观测系统方式1：2S12L64T(接收线移动1条)；

道距：40m，纵向炮点距：40m，横向炮点距：80m，

接收线距：80m，接收线数：12接收道数：12×64，

覆盖次数：6×16＝96；

优化后的三维观测系统，见图16、图17；

观测系统方式2：2S12L64T(接收线移动1条)；

道距：40m，纵向炮点距：40m，横向炮点距：80m，

接收线距：80m，接收线数：12，接收道数：12×64，

覆盖次数：6×16＝96；

观测系统1与优化后的观测系统2，相同点：所有的采集参数均相同，包括次数、最大炮检距、接收道距，接收线距，炮点总数及炮密度；不同点：炮点空间位置不同，观测系统1，炮点为“线”布设，看上去炮点为“直线”，炮线的所有炮点在相同道间(相邻接收道之间的中间位置、或检波点与检波点距离的中间位置)布设；观测系统2，炮点为“点”布设，炮线的所有炮点分布在不同道间(相邻检波点中间)位置，看上去炮点为“满天星”，另外，观测方式不同。

优化前后的两种观测系统，将偏移距大小继续排序，相邻偏移距之差，获得偏移距间距柱状图，见图18、图19，优化前偏移距间距数值起伏变动较大，优化后相邻偏移距间距变化小，理论分析，根据公式2，当偏移距间距为12米左右，则偏移距分布非常均匀。优化后的偏移距间距值在10米左右范围内，靠近12数值，没有剧烈起伏，则观测系统达到了优化设计的目的。从偏移距均匀度值来看，优化前(常规)观测系统，均匀度数值为10.3228，优化后均匀度数值为7.993326。因此，观测系统优化设计达到了目的。

5、不同观测系统观测方式，野外施工效率分析

图20优化前(常规)设计，纵向观测震源车行走路线，采用“弓”型，图21优化后设计，纵向观测震源车行走路线，采用“S”型。

如果纵向测线长度为10Km，纵向观测，优化前震源车行行走路线长度为15Km,优化后震源车行行走路线长度为12.071Km。优化后缩短了行车距离，还不包括震源车折弯时间，缩短作业时间，提高了施工效率。同时震源车不跨大线(接收线)，震源车来回跨线作业，容易压断或损坏大线(电缆线)。

本发明是基于当前三维地震采集技术的创新，技术关键点在于：

以往的三维地震采集方法论证，对覆盖次数、道距、接收线距、炮点距、炮线距、观测方式(正交)、最大偏移距等进行单一参数论证，容易造成“顾此失彼”，一方面造成采集成本上升，另一方面地震剖面品质达不到地质任务要求。实际上各参数之间有内在的联系，采集数据最后浓缩在CMP面元内进行资料处理，采集数据分析也就是CMP面元属性分析，包括方位角(三维地震勘探，获得地下位置不同方向的反射波信息)、偏移距分布、次数，在所有参数一定的情况下，如果观测方式不同，则面元属性对压噪起作用的偏移距分布不同。采集参数论证以往只注重叠加次数(N)对地震剖面品质提高所起的重要作用，缺少面元属性(次数、偏移距)的理论分析，增加次数，也就是变相增加了采集成本。设计得不到优化，分析只是一些定性分析，容易造成费力、费时、及采集成本的推高，使观测系统得不到优化设计，这就是该发明的技术动因。

在次数一定的情况下，忽略了CMP面元内偏移距分布的均匀性以及空间波数(k

该技术发明适应于二维宽线地震、三维地震观测系统的优化设计。对于当下采用可控震源激发，进一步降低勘探费用，利用地震数据处理的叠加技术，最大限度地压制噪音、提高资料信噪比，优化观测系统显得尤为重要。

虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。