塔中沙漠区碳酸盐岩已成为塔里木盆地3个最主要的油气勘探目标之一。目前,在该区存在的主要问题是如何进一步提高对碳酸盐岩缝洞储层的识别精度,为该区的油气开发准确提供井位。分析表明,实施小面元三维地震勘探是该区下一步的主攻方向之一。为此,提出了面元大小、覆盖次数和观测系统形式是进行小面元三维地震采集方法设计考虑的最主要因素。其中,面元大小主要考虑缝洞体的偏移效果、实际识别精度要求及地震地质条件所限制的面元尺寸极限；可以利用以往地震资料及钻井、测井资料,估算噪音大小、不同缝洞储层的反射系数及处理预期效果,进行覆盖次数的量化设计；在确定上述两种因素的基础上,考虑面元属性分布及"采集脚印"深浅程度,最终选择合理的观测系统形式。利用上述理论确定了塔中地区的小面元三维地震观测系统,并进行了试生产,取得了较好的效果。