2017陸上地震采集技術(shù)新進(jìn)展

孫儷

摘 要：從2016-2017近兩年的SEG、EAGE、SPE等國(guó)際地球物理年會(huì)以及國(guó)內(nèi)外相關(guān)網(wǎng)站資料（包括CGG、PGS、SERCEL公司官網(wǎng)、斯倫貝謝官網(wǎng)、貝克休斯官網(wǎng)等）中看，陸上地震采集技術(shù)主要還是集中于低頻、寬頻采集，高密度采集、陸上可控震源采集技術(shù)、同步激發(fā)數(shù)據(jù)分離技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：采集系統(tǒng)；可控震源技術(shù)；高密度；采集優(yōu)化；

1、地震采集設(shè)備新進(jìn)展

2017年6 月13 日，法國(guó)Sercel 公司發(fā)布WTU-508 Node，是一款單道自動(dòng)陸地?cái)?shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)單元，目的是進(jìn)一步完善508 XT 采集系統(tǒng)，解決有線系統(tǒng)在特殊區(qū)域作業(yè)的困難，是508 陸地采集系統(tǒng)的延伸?；赟ercel 公司X-Tech 技術(shù)的WTU-508 節(jié)點(diǎn)單元，既可以獨(dú)立完成較小規(guī)模的城市工程勘探，也可以填充式使用，與508 系統(tǒng)相整合組建超級(jí)地震隊(duì)。結(jié)合GPS 信息的XT-Pathfinder 技術(shù)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排列鏈接，wifi 數(shù)據(jù)回收。與節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)盲采不同，WTU-508 可以實(shí)時(shí)QC，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)質(zhì)量。

2017年EAGE年會(huì)暨展覽會(huì)上，荷蘭INNOSEIS公司推出了改進(jìn)型的Tremornet自主節(jié)點(diǎn)采集系統(tǒng)，目的是適應(yīng)超高密度地震采集，提高成像效果，有效應(yīng)對(duì)超高密度地震資料采集面臨的排列布設(shè)困難、運(yùn)作成本高等挑戰(zhàn)。盡管Tremornet是業(yè)界公認(rèn)的最輕便的自主式節(jié)點(diǎn)采集系統(tǒng)，INNOSEIS公司還是通過(guò)持續(xù)跟蹤歐洲、美國(guó)和中東客戶使用后的信息反饋，對(duì)該系統(tǒng)做了技術(shù)更新和設(shè)計(jì)。據(jù)稱，該新一代采集系統(tǒng)的推出將極大地降低陸地地震資料的采集成本。

地震數(shù)據(jù)無(wú)線激光中繼系統(tǒng)：近年來(lái)，G3i儀器作為目前地震勘探的主力設(shè)備之一，在國(guó)內(nèi)外多個(gè)地震勘探項(xiàng)目中得到應(yīng)用，它是一個(gè)有限地震勘探系統(tǒng)，工區(qū)中所有的采集設(shè)備都是使用有纜鏈接。隨著勘探工區(qū)越來(lái)越復(fù)雜，遇到湖泊、河流、斷崖等復(fù)雜地形時(shí)正常測(cè)線無(wú)法通過(guò)，給施工造成極大困難。

無(wú)線激光中繼系統(tǒng)完全無(wú)縫融合G3i儀器的數(shù)據(jù)傳輸格式及協(xié)議，可替代G3i儀器的交叉線和排列線實(shí)現(xiàn)對(duì)地震采集數(shù)據(jù)無(wú)線實(shí)時(shí)傳輸，提高G3i儀器跨越障礙的能力（圖1-1）。

圖1-1 地震數(shù)據(jù)無(wú)線激光中繼系統(tǒng)單邊架設(shè)

1、可控震源技術(shù)

來(lái)自羅蒙諾索夫莫斯科大學(xué)、CGG、斯倫貝謝、ION、BGP的很多學(xué)者對(duì)可控震源技術(shù)、低頻勘探技術(shù)等提出了一些新的思路，并通過(guò)實(shí)例分析進(jìn)行了展示。

俄羅斯學(xué)者提出了實(shí)時(shí)自適應(yīng)寬頻可控震源地震采集技術(shù)，新開(kāi)發(fā)的振動(dòng)電子控制系統(tǒng)提升了可控震源的潛力。GDS-II系統(tǒng)允許實(shí)時(shí)寬帶掃描計(jì)算和生成，生成掃描信號(hào)可以靈活地調(diào)整高頻和低頻率范圍，從而支持實(shí)時(shí)寬頻地震采集。

斯倫貝謝公司的學(xué)者提出了一種可控震源數(shù)據(jù)中衰減諧波噪聲的新技術(shù)--顫化掃描長(zhǎng)度。顫化掃描長(zhǎng)度技術(shù)包括疊加多個(gè)有微小掃描長(zhǎng)度變化的記錄而獲得的數(shù)據(jù)。

BGP的學(xué)者提出了一個(gè)新的滑動(dòng)掃描諧波消除法，該方法是一種基于互補(bǔ)的集成經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法，實(shí)際資料應(yīng)用表明，該方法具有顯著的諧波消除效果。

還有的學(xué)者提出了低頻可控震源采集共享技術(shù)，他們認(rèn)為最有效的產(chǎn)生波長(zhǎng)大于兩個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)源之間距離的地震波方式是激發(fā)發(fā)射階段，并進(jìn)行理論推導(dǎo)。

2、高密度采集

CGG公司在南突尼斯進(jìn)行了一次高密度地震采集，指導(dǎo)思想是通過(guò)優(yōu)化采集設(shè)計(jì)得到最大化地震數(shù)據(jù)信息，即研究評(píng)估如何優(yōu)化野外可使用的設(shè)備，得到最大信息量的地震數(shù)據(jù)，增強(qiáng)數(shù)據(jù)成像精度和增加可解釋程度。試驗(yàn)結(jié)果表明，采集密度，而不是震源強(qiáng)度，是獲得地下成像質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)。

BP公司的Jan H. Kommedal展示了利用ISS（Independent Simultaneous Sources）在北極冰原上施工的實(shí)例。在北極地區(qū)施工，面臨無(wú)數(shù)挑戰(zhàn)，包括施工季節(jié)短、要考慮冰的厚度能否承受震源的震動(dòng)、極端的天氣條件以及環(huán)境保護(hù)等。同時(shí)要求克服老資料上風(fēng)的噪音、油田設(shè)施噪音等對(duì)資料質(zhì)量的影響。ISS方法提供了一個(gè)在短時(shí)間內(nèi)采集高密度、寬頻帶、高質(zhì)量地震資料的方法。和之前的勘探相比，強(qiáng)大的ISS施工方法允許在更大的風(fēng)噪條件下施工，也允許優(yōu)選營(yíng)地地址，而不必考慮營(yíng)地活動(dòng)噪音對(duì)施工的影響，最大化地提高生產(chǎn)效率。本次項(xiàng)目使用節(jié)點(diǎn)接收，單震源激發(fā)。單點(diǎn)單源的施工方法在永久凍土環(huán)境下的優(yōu)勢(shì)尤為明顯。單點(diǎn)高密度施工帶來(lái)的更高的采樣和覆蓋次數(shù)，更適合現(xiàn)代的噪音去除技術(shù)。

Repsol的J.Uribe帶來(lái)了兩個(gè)利用節(jié)點(diǎn)設(shè)備在安第斯山脈進(jìn)行高密度三維采集的實(shí)例。在構(gòu)造復(fù)雜的安第斯山區(qū)提高資料分辨率和成像質(zhì)量要求靈活的采集系統(tǒng)。傳統(tǒng)的線纜系統(tǒng)在山區(qū)施工，因?yàn)樵O(shè)備重量問(wèn)題，在施工道數(shù)受到很大限制。無(wú)線節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)因?yàn)樵诘匦螐?fù)雜的山區(qū)可以提供大道數(shù)、高效靈活的施工方式，成為有線系統(tǒng)的有效替代方案。

3、采集優(yōu)化設(shè)計(jì)

很多學(xué)者對(duì)觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、觀測(cè)系統(tǒng)優(yōu)化提出了一些新的思路，并通過(guò)實(shí)例進(jìn)行了展示。其中“針對(duì)鹽底目的層的全波模型采集優(yōu)化設(shè)計(jì)”展示了使用全波模型的優(yōu)點(diǎn)。文章展示了在西非一個(gè)真實(shí)的案例研究，通過(guò)全波模型可行性研究，設(shè)計(jì)和優(yōu)化寬方位海洋地震采集觀測(cè)系統(tǒng)。結(jié)果顯示，在針對(duì)復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造的研究中全波模型模擬體現(xiàn)出了一個(gè)真正的優(yōu)勢(shì)：可以通過(guò)選擇稀疏的合并寬方位觀測(cè)方案得到與密集的寬方位觀測(cè)系統(tǒng)相同的數(shù)據(jù)質(zhì)量，但大大降低采集成本。

4、結(jié)論與建議

每年的SEG年會(huì)以及各大國(guó)際會(huì)議，都會(huì)出現(xiàn)新的地震采集設(shè)備，來(lái)解決采集過(guò)程中遇到的一些特殊作業(yè)區(qū)域的困難。寬頻可控震源技術(shù)依然是地震采集技術(shù)的主流，很多學(xué)者針對(duì)可控震源低頻勘探每年都會(huì)提出一些新思路、新看法。無(wú)限節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)對(duì)于在復(fù)雜山區(qū)地高密度采集提供了很大幫助，使得施工方式更加靈活高效。