馬 濤 王彥春 李揚勝 柳興剛 倪宇東* 韓志雄

(①中國地質大學(北京)地球物理與信息技術學院，北京 10083；②中國石油東方地球物理公司，河北涿州 072751)

1 方法的提出

近年來,隨著地震勘探技術中高密度、寬方位等理念的逐漸深入，OVT技術逐漸應用于地震資料處理和解釋的各環(huán)節(jié)，并取得了良好效果。OVT域是衍生于十字排列的新的數(shù)據處理域，具有延伸至全工區(qū)的單次覆蓋、偏移后保留方位角信息、可高精度插值等優(yōu)良特性，每個OVT類似一個疊后三維數(shù)據體。它不僅能應用于常規(guī)處理流程中，還能在寬方位、高密度資料中充分發(fā)揮優(yōu)勢。目前OVT技術已成為寬方位資料的主流處理技術。

OVT是十字排列道集內的一個數(shù)據子集，(圖1)。每個OVT有限定范圍的炮檢距和方位角。簡單地講，OVT就是一個限定一定炮檢距、方位角范圍的三維道集。從我們熟悉的面元角度可這樣理解OVT：首先按兩倍線距的網格對每個面元中的炮檢對進行劃分，對每個網格進行編號；然后提取所有面元具有同樣網格編號的炮檢對即構成一個OVT(圖2)。從流程很容易看出OVT片的個數(shù)就是觀測系統(tǒng)的覆蓋次數(shù)。

Vermeer[1]和Cary[2]的研究確立了OVT技術的理論基礎，而寬方位高密度地震勘探促進了OVT技術的發(fā)展和應用；Starr[3]的專利中描述了OVT道集創(chuàng)建和偏移的方法；龔明平等[4]認為，OVT技術在處理過程中可以保留炮檢距和方位角信息，有利于提高地震成像精度；劉依謀等[5]認為，OVT域處理在復雜構造地震成像、各向異性強烈地區(qū)地震數(shù)據能發(fā)揮更大作用；婁兵等[6]的研究表明，OVT域處理后的疊前地震道集具有較高的振幅保真度；袁剛等[7]采用OVT域的非剛性匹配技術有效校平蝸牛道，改善了成像效果；詹仕凡等[8]應用OVT域疊前地震屬性分析技術，實現(xiàn)高精度各向異性分析，顯著提高地震資料解釋和裂縫預測的精度；白辰陽等[9]提出基于OVT的多方位綜合解釋技術，利用方位AVO進行含油氣性檢測；段文勝等[10]認為OVT是十字排列道集的延伸，是十字排列道集的一個數(shù)據子集，并試圖利用OVT域的寬方位疊前偏移壓制多次波和提取較好的地震屬性；王兆磊等[11]針對寬方位勘探帶來的高效采集噪聲干擾、高保真集數(shù)據分離等問題提出了相應的噪聲壓制及拆分混疊數(shù)據等方法，取得了較好的信噪分離效果，證實了分方位資料在解決地震成像和方位各向異性問題上的優(yōu)勢；丁吉豐等[12]應用GeoEast處理系統(tǒng)，針對大慶油田“兩寬一高”數(shù)據進行OVT域疊前地震屬性分析及分方位角的儲層裂縫預測收到了良好的效果。

圖1 十字子集示意圖

圖2 OVT與道集的關系示意圖

OVT概念誕生于采集技術，但是在現(xiàn)階段采集技術的應用中，OVT相關的概念涉及較少。本文深入研究OVT屬性分析技術與采集設計，尤其是與觀測系統(tǒng)之間的相互關系。

OVT有如下優(yōu)點：

(1)OVT能夠拓展到整個探區(qū)，空間不連續(xù)性幅度小，并且OVT內炮檢距和方位角是相對恒定的，非常適合規(guī)則化和偏移處理；

(2)OVT處理相對于分扇區(qū)處理能得到更準確的方位速度，得到更好的成像效果；

(3)OVT偏移后可保留更精確的方位和炮檢距信息，便于方位相關的屬性提取，如方位各向異性分析及裂縫檢測；

(4)OVT域處理克服了分炮檢距處理時，數(shù)據多集中在中炮檢距范圍，大炮檢距和小炮檢距分布不均勻的缺點，在各個炮檢距范圍均有數(shù)量相當?shù)臄?shù)據道參與處理。

OVT有著許多獨特的優(yōu)點，在處理、解釋中有著廣泛的應用。下面首先介紹OVT屬性的概念，分析OVT屬性分析技術在地震采集設計中的應用。

2 OVT屬性

將OVT屬性劃分為兩類：OVT體屬性和OVT片屬性，下面分別進行介紹。

2.1 OVT體屬性

提取全工區(qū)中所有OVT的炮檢距、方位角屬性，垂直疊加構成OVT體屬性。實際工區(qū)都可拆分成許多字排列，將所有提取的十字排列以原點作為基準進行疊加，對炮檢距和方位角等屬性統(tǒng)計分析，此即OVT體屬性分析方法。

圖3展示了M工區(qū)觀測系統(tǒng)OVT體的炮檢距屬性。可見絕大多數(shù)觀測系統(tǒng)信息：圖形整體的寬度和長度的比值代表排列片的橫縱比；每個格子代表一個OVT片，片的橫向長度和縱向高度由炮線距和接收線距分別決定；格子(片)的數(shù)量代表觀測系統(tǒng)的覆蓋次數(shù)。

圖3 炮檢距OVT體屬性示意圖

在OVT體屬性中以最小炮檢距為例，網格中顯示的是這一OVT片炮檢對中炮檢距最小值。炮檢距容差即為OVT片內炮檢距最大值減去炮檢距最小值。

OVT體屬性中包含全工區(qū)所有炮檢對的信息。它看起來與單個模板所形成的OVT屬性沒有差別。當然在實際觀測系統(tǒng)中由于變觀，會產生超出理論最大炮檢距的炮檢對。每個OVT片的網格中規(guī)則分布著多個面元網格，每個面元網格中又包含了多個來自工區(qū)不同位置的，具有相同炮檢距、方位角的炮檢對。所以OVT體屬性與工區(qū)形狀無關，僅與觀測系統(tǒng)有關。

2.2 OVT片屬性

如果將OVT體屬性中的某個OVT片的所有面元單獨提取，將其展布到原中點位置，即在工區(qū)范圍內顯示面元屬性，叫做OVT片屬性。每個OVT片上，理論上每個面元有且僅有一次覆蓋，這樣使OVT數(shù)據體具備了有利于處理流程的屬性：面元屬性均勻分布，空間連續(xù)性好。而且整個OVT片數(shù)據體中，所有的炮檢距和方位角屬性，是分布在很小的一個范圍內的。這樣的單次覆蓋數(shù)據體對于偏移算法來說是非常有優(yōu)勢的。

OVT片屬性在空間分布上與工區(qū)形狀具有相似性。針對實際的OVT片，可以直觀分析因現(xiàn)場變觀引起的面元空間分布的不連續(xù)性。圖4a是理論觀測系統(tǒng)某個OVT片的炮檢距屬性，圖4b是實際經過野外炮點偏移后的OVT片的屬性?？梢郧逦闯龃嬖谝恍╇y以避免的炮檢對的缺失，空間出現(xiàn)不連續(xù)現(xiàn)象。為了保證較好的空間連續(xù)性，在偏移前都需做OVT數(shù)據規(guī)則化。

圖4 理論(a)和經實際炮點變觀(b)的OVT片屬性面元分析示意圖

綜上所述，OVT體屬性是宏觀的，是觀測系統(tǒng)的綜合體現(xiàn)。對某一工區(qū)，若觀測系統(tǒng)確定，則有且僅有一個OVT體屬性。而OVT片屬性是微觀的，僅代表這一OVT片的特性，并與工區(qū)形狀直接相關，每個工區(qū)OVT片的個數(shù)與覆蓋次數(shù)相同(變觀會導致產生大于覆蓋次數(shù)的OVT片)，片屬性能直觀體現(xiàn)變觀后OVT片的空間不連續(xù)性。

3 OVT屬性在觀測系統(tǒng)參數(shù)論證中的應用

在地震觀測系統(tǒng)設計階段，通常會提出幾套觀測系統(tǒng)進行分析對比，優(yōu)選最佳方案。這就需要對比不同觀測系統(tǒng)之間細微的差別，本文嘗試采用OVT屬性作為評判標準進行評價、對比。

利用OVT體屬性，可以對比不同觀測系統(tǒng)的橫縱比、覆蓋次數(shù)、最大炮檢距、最小炮檢距、炮檢距容差和方位角容差等。在最大炮檢距確定情況下，OVT片數(shù)量(覆蓋次數(shù))取決于線距的大小，線距越小，劃分的OVT越精細，OVT片數(shù)量越多。炮檢距容差和方位角的容差是OVT一個重要屬性，這種屬性代表一個OVT片里炮檢距或方位角屬性的離散情況。OVT處理技術的初衷是達到分炮檢距、分方位角處理的目的，就是希望每個OVT數(shù)據子集的炮檢距或方位角越集中越好，也就是OVT屬性的容差越小越好。圖5、圖6是兩種觀測系統(tǒng)炮檢距容差和方位角容差的對比，可見160m線距的24L4S96T觀測系統(tǒng)的炮檢距容差僅為303～395m，而240m線距的16L6S96T觀測系統(tǒng)的炮檢距容差達494～622m，遠大于其他觀測系統(tǒng)。因此，OVT數(shù)據不利于OVT域偏移。

圖5 兩種不同觀測系統(tǒng)炮檢距容差對比

圖6 兩種不同觀測系統(tǒng)方位角容差對比

由圖5、圖6可見，兩個觀測系統(tǒng)具有相同的最大炮檢距和橫縱比，由于不同的線距，導致覆蓋次數(shù)有明顯的變化，炮檢距容差和方位角容差也有明顯差異，線距越小，炮檢距容差和方位角容差越小，觀測系統(tǒng)屬性更好，更加利于OVT域處理。

4 OVT屬性指導現(xiàn)場變觀

采集現(xiàn)場炮點變觀后通常采用兩種激發(fā)—接收方式(圖7)： 一種是恢復性激發(fā)，使用原炮點位置的排列；一種是使用采集設計中正常觀測系統(tǒng)接收，大多是中間放炮對稱接收。其中恢復性激發(fā)會導致出現(xiàn)超出正常設計的最大炮檢距的炮檢對。勘探實踐中往往根據甲方的需求選取其中之一。

圖7 恢復性放炮(a)與正常放炮(b)對比

本次研究以非洲M國的實際采集數(shù)據為例進行說明。設計的觀測系統(tǒng)具體參數(shù)如下。

觀測系統(tǒng)： 16L5S110T

基本面元/m2： 25×25

覆蓋次數(shù)/次： 8(橫)×11(縱)

接收線距/m： 250

激發(fā)線距/m： 250

最大炮檢距/m： 3365.4

橫縱比： 0.72

由于該項目三維區(qū)地表較簡單，野外炮點偏移較少，因此面元屬性較理論觀測系統(tǒng)的屬性變化較少。實際現(xiàn)場地震數(shù)據采集過程中，炮點變觀采用恢復性激發(fā)，實際炮檢點布設如圖8所示。覆蓋次數(shù)分布和玫瑰圖如圖9所示，可見覆蓋次數(shù)和玫瑰圖均無明顯變化。

圖8 實際炮檢點布設圖

圖9 覆蓋次數(shù)分布圖(a)及玫瑰圖(b)

首先進行了OVT體屬性分析，觀測系統(tǒng)為16L5S110T，88次覆蓋，理論OVT片數(shù)量為88個，但實際數(shù)據經過數(shù)據分選計算得到的116個OVT體屬性數(shù)據(圖10)，比理論值多出了28個。多出的這些OVT片，與中間正常的OVT片不同，其數(shù)據量明顯偏小，只有幾十道至幾百道。這些數(shù)據顯示在圖10中帶“十字”的位置。

這些數(shù)據產生的原因，是由于本次采集炮點變觀后，使用了恢復性激發(fā)方式，導致最大炮檢距增大。

從OVT片屬性角度分析正常OVT片(圖11a)和一個小數(shù)據OVT片(圖11b)的屬性，可見正常OVT數(shù)據面元分布圖在整個工區(qū)范圍內基本完整，僅有極個別面元缺失；而小數(shù)據OVT片僅在少數(shù)面元上有數(shù)據，大部分面元缺失數(shù)據。

分析小數(shù)據量OVT片對最終剖面的影響。針對某一個小數(shù)據量OVT片數(shù)據進行了偏移處理，結果見圖12?？梢钥闯銎拭姹憩F(xiàn)出來的都是偏移假頻，基本看不到有效信息。圖13是將所有小數(shù)據量OVT片數(shù)據進行偏移疊加剖面，仍然難以分辨有效反射信息。圖14是所有OVT數(shù)據的偏移疊加剖面，圖15是去掉小數(shù)據量OVT片的偏移疊加剖面。可見即使將所有小數(shù)據量OVT片進行疊加，也無法增加有效反射信息，而去掉了小數(shù)據量OVT得到的剖面效果好于用全部OVT片偏移疊加的效果，說明這些小數(shù)據量的OVT片對最終偏移剖面產生了干擾作用，應盡量避免這些數(shù)據參與疊加。

圖13 所有小數(shù)據OVT片偏移疊加剖面

圖14 全部OVT偏移疊加剖面

圖15 去除小數(shù)據OVT片后的偏移疊加剖面

這些小數(shù)據量OVT體是由于炮點野外變觀，并采用恢復性放炮，導致最大炮檢距超出設計值所致，并且數(shù)量稀少。在分OVT片進行偏移時，無法進行偏移歸位，導致嚴重偏移假頻，對于最終的偏移結果起到的只是干擾作用。所以野外變觀應盡量采用正常觀測系統(tǒng)放炮，避免采用恢復性激發(fā)方法，更有利于OVT域數(shù)據偏移處理。

5 結束語

本文尋求用從OVT屬性分析技術角度分析其在地震采集技術中的應用。

從OVT體屬性圖件可得到多方面的觀測系統(tǒng)信息，例如覆蓋次數(shù)、橫縱比、最大炮檢距、炮檢距容差、方位角容差等，可作為觀測系統(tǒng)分析與評價中的有力數(shù)據。實際數(shù)據分析表明：恢復性放炮產生的大炮檢距的數(shù)據，不僅影響觀測系統(tǒng)的屬性，而且對偏移成像起到了干擾作用，實際施工中應盡量不采用恢復性放炮。