常规三维地震采集工作基本满足了各油田大中型构造立体勘探的需求。然而随着勘探开发工作的不断深入,面临的地质目标日趋复杂,无论是复杂构造油气藏还是隐蔽油气藏的勘探开发,对地震勘探资料的信噪比、分辨率、保真度和成像精度都提出了更高的要求。现有的常规地震采集技术,已经不能满足精细勘探开发研究的需求。渤海油田从2006年开始,加快海上三维地震采集步伐,在2013年基本完成一次三维地震采集全覆盖工作,地震工作在勘探开发中发挥了重要的作用。现在渤海油田已进入精细勘探阶段,综合分析现有地震资料,针对不同的地质难题,部分区域地震资料存在明显的频带窄、分辨率不足、低频信息缺乏和中深层能量不足的现象,地震资料品质已无法满足精细勘探研究需求。渤海油田KL地区早期采集的海上拖缆地震资料,受限于当时采集装备,技术水平和作业方法的限制,地震资料品质较差,地震资料信噪比低,同相轴连续性差,地震反射特征杂乱,虽然进行了挖潜处理,但是仍然不能满足要求。高密度地震勘探是近年来发展起来的一项勘探技术,通过野外实行高密度空间采样来实现对地质目标的均匀照明和波场连续采样,最终提高地震资料信噪比、分辨率和成像精度。本文主要根据KL地区弱反射区海上拖缆地震资料存在的问题,分析常规拖缆采集参数存在的不足,通过模型正演研究海上地震采集观测系统参数和空气枪震源参数,包括最大炮检距、面元大小、覆盖次数、震源容量和沉放深度等重要参数,并形成海上高密度地震采集参数优选方法。改善弱反射区低信噪比地震资料的主要方法是提高野外地震记录的原始信噪比,这是解决弱反射区低信噪比的根本,当记录道原始信噪比低于1/6时,在处理中是没有任何特殊手段提高信噪比的。海上地震资料采集激发端产生的噪声主要是由于空气枪震源激发时的造成气泡效应,接收端产生的噪声主要是由于检波器与海底耦合差造成的潮流噪声,本文从空气枪震源优化设计入手,研究压制气泡效应提高初泡比的方法,通过改进检波器耦合装置提高检波器与海底耦合程度,研究来自接收端的噪声压制方法,从而达到提高地震记录原始信噪比的目的。通过本次研究认为,在KL地区采用海底电缆束线高密度观测方式,炮道密度至少达到常规拖缆的6倍,面元小于或等于12.5m×25m,气枪震源容量不低于3000cu.in,初泡比不低于25,可以有效提高弱反射区地震资料成像质量。