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摘 要： 随着三分量地震采集技术的不断进步，通过近几年参与三分量地震采集项目的实施和不断总结、设想，浅谈对于未来三分量地震采集技术的发展，旨在和从事、关心、关注三分量地震采集技术的技术管理者进行交流探讨，共促未来三分量地震采集技术的不断发展。
关键词：三分量 地震采集 发展
Abstract：The 3-component data acquisition technology is improving and getting into application as the seismic data acquisition technology is developing. This article is focused on the development of 3-component data acquisition project and guessing . The purpose is promoting the 3-component seismic data acquisition technology with managers.
Key words：3-component seismic data acquisition development
近几年，针对川西成熟油田探区，特别是川西地区裂缝性油气探区，都在尝试和探索开展三分量地震勘探资料采集。作为近年来地震勘探采集技术发展的前沿技术，本人结合目前开展的三分量地震采集现状，从观测系统如何优化、饱和激发控制、低信噪比地区攻关尝试以及制约三分量采集技术推广的瓶颈等等多个方面，提出个人认识和广大三分量地震采集技术管理者探讨。
1、三分量地震采集技术简介
根据横波分裂理论,当横波通过方位各向异性介质时,会分裂成两个偏移方向正交的横波,一个与裂缝走向平行的快横波,另一个与裂缝方向垂直的慢横波。三分量地震勘探就是指利用地震激发来获取P波、PSV波、PSH转换横波共三个分量的勘探资料。结合目前横波激发震源的研制以及勘探效益而言，目前主要是利用纵波激发来进行三分量采集，不需要特殊的横波震源，就可以采集到S波的资料，施工成本低、工作效率高、操作方便。和常规三维勘探相比较而言，三分量勘探可获得三个分量含有纵、横波和转换波资料，而常规三维勘探只有垂直分量，在所有采集状态一致时三分量地震呢采集可多获得两倍的地下信息量，该技术在近年内成为多波地震勘探方法中的主流技术。
三分量地震勘探资料用于解决的问题已不再只限于裂隙检测、岩性预测以及变化、油气检测、还可以通过三分量地震勘探判别真假亮点，甚至确定地下流体的性质、含量、陡倾角界面成像等等。基于四川特殊的地震地质条件及裂缝性气藏的情况，三分量勘探有着更好应用性，S波对裂缝性储层更有着P波无可比拟的优越性！因此对三分量采集技术发展的提升显得极为重要！
2、如何优化三分量地震采集观测系统
通过三分量三维地震勘探的实施，如何优化三分量地震采集观测系统也必须考虑如下因素：
①根据影响CCP迭次的有关参数，翔实收集勘探区内地震资料、实际钻井资料、VSP资料，特别是勘探主要目的层纵横波速度（图2-1）等构建地球物理模型，在此基础上进行精细的参数论证。
②接收线距越小，CCP覆盖次数的差异越小，分布更均匀。小滚动距离有利于CCP覆盖纵、横向分布的均匀性，并使炮检距分布得到改善。因此选择线距、束间滚动距离不能过大，避免影响CCP的覆盖次数分布的均匀性。
③结合勘探目的层，选择好炮检距的分布。为确保CCP叠加成像效果，选择合理的最大炮检距（纵波勘探炮检距的1.5-2倍）。根据转换波传播特点以及转换点的规律（图2-3、2-4），首选非正交观测系统，结合设备的局限性，为了尽可能确保有效的最深目的层的CCP迭次，炮点尽可能布设在在排列的四周。
④观测系统参数论证应以最深目的层为目标，以地质模型为基础，进行射线追踪或波场模拟来论证（图2-2）。
⑤各方位扇区内的炮检距分布平衡，避免导致不同方位角叠加成像效果差异大（图2-5），影响勘探精度。
⑥结合地质任务及施工条件，做好经济和技术的统一
对于三分量地震采集观测系统的优化是需要从很多方面来综合考虑的。项目部署前须结合勘探地质目标需求以及勘探投资等实际情况来综合优化，做好了观测系统的优化，能够起到较好的勘探效益。
3、对“饱和激发”的理解
要想获取信噪比较高的转换波资料，通过针对性的试验来进行对比是必须的。因为纵波速度大于横波速度（与岩石物性参数有关），且纵波频率比横波频率高。即S波的吸收系数比P波大。根据这种认识我们就可以通过Z分量试验资料以及X分量资料来确定选取合理的激发药量，以便获取相对P波和S波均信噪比较高的地震资料。
以某地区三分量三维药量试验为例，采用16m的激发井深，分别进行了4kg、6kg、8kg、10kg、12kg、14kg、16kg、18kg、20kg的不同激发药量试验。
从Z分量原始单炮AGC显示看，16kg-20kg药量激发记录有效波连续性较好，同相轴清晰，有效反射信息较为丰富，10kg-14kg次之，4kg-8kg较差（图3-1）。
从Z分量原始单炮固定增益显示看，随着药量的增加，激发能量逐渐增大，12kg以上能量变化不是很大且趋于稳定（图3-2）。
通过Z分量试验记录以上定性对比可以看出12kg激发是饱和激发的界限。接下来主要是通过定量分析来对比分析饱和和过饱和激发对于P波勘探的影响。
从定量分析显示，随着药量的增加，记录能量具有逐渐增强的趋势，12kg之后变化趋于平缓，到16kg药量激发时，记录的能量和信噪比较高，主频和频宽也具有优势（图3-3、3-4）。从初至波能量分析看， 12kg之后变化趋于平缓（图3-5）。
从上述Z分量资料定性、定量分析可以得出结论：对于Z分量资料而言，12kg是P波勘探的饱和药量的界限。因此主要对比饱和激发和过饱和激发资料，也就是重点定量对比12kg—20kg激发转换波资料信噪比的变化来确定对转换波勘探有利的激发药量。
选择X分量原始单炮、分频扫描记录AGC显示看，4-12kg较差，信噪比相对较低；16-20kg药量激发记录的信噪比和有效反射连续性较好，能量较强，信噪比较高，针对X分量资料而言16kg激发已经达到饱和（图3-6至图3-7）。
从上述X分量资料定性、定量分析可以得出结论：对于X分量资料而言，16kg是饱和药量界限。想要获得信噪比较高的S波勘探资料，须采用16kg激发药量。
从以上药量试验分析我们得出如下结论：相对三分量地震采集而言，饱和激发也是一个相对概念。因此，要想确保转换波资料的信噪比，就需采取相对P波勘探而言适当的“过饱和激发”来选取针对转换波勘探而采用的“饱和药量”激发更为合理。
4、低信噪比地区能否开展三分量地震采集
针对P波勘探低信噪比地区能否通过开展三分量地震采集来获取一定信噪比的转换波资料呢？我个人认为在低信噪比地区还是可以通过取得的三分量地震采集技术认识来适当开展转换波勘探尝试的。
首先纵波速度大于横波速度（与岩石物性参数有关，如图4-1），且纵波频率比横波频率高，即S波的吸收系数比P波大。虽然S波勘探深度不如P波，但是针对适中的勘探深度而言转换波勘探对于构造刻划方面是否较纵波勘探更为精细呢？因此在理论上而言对于勘探深度适中的低信噪比地区开展横波勘探是可行的，也就是说尝试三分量地震采集从技术上是可以进行尝试的。
其次结合前面关于“饱和激发”的理解，针对低信噪比地区同样可以依据饱和激发理论来寻求合理的相对转换波勘探而言适中的激发药量来确保转换波资料的信噪比。根据S波在不同低信噪比构造响应以及成像精度略高于P波勘探的特点，结合国内外一些应用实例，特别是在纵波弱反射界面、高陡构造带等等证明转换波成像的效果对于P波勘探勘探相对而言是否更具有一定优势呢（图4-2至4-3）？
从上面的资料对比来看，纵波资料成像精度就明显较转换波资料，个人认为针对低信噪比、勘探深度适中的地区，可以尝试结合转换波资料来辅助解决低信噪比地区的勘探问题，因此在低信噪比地区还是可以做一些技术尝试的。
5、多波低测采集技术的瓶颈影响三分量地震采集技术的发展
多波低测调查能够为后续转换波资料处理能够提供准确的静校正量。众所周知，对于三分量地震采集而言ps波的静校正问题是石特别突出的。在前期川西浅丘地区实施的三分量地震采集项目开展的多波微测井采集技术攻关已经取得了一些认识和进展，比如使用较低频的井下井下检波器接收、不同方向的激发试验、横波初至的有效判别以及拾取技术等（图5-1），但是受川西卵石区成单深井难度极大且无法保井的现实条件限制，需要打破多波采集技术的瓶颈，开展如多波小折射采集技术攻关等。
对于多波小折射采集技术攻关主要面临以下几个方面的困难：①继续改进和研制适宜的、较为稳定的多波小折射激发装置，利用多次叠加技术，进一步增加横波信号强度，争取获得容易识别的横波初至；②借鉴多波微测井技术的成功经验，如尝试低主频检波器接收来进行采集攻关等；③加强多波小折射资料处理技术研究工作，如更加有效的横波初至拾取技术等，获取多波小折射解释的可靠方法。
6、建议
通过对前期实施的三分量地震采集项目技术发展以及遇到的实际问题，个人小结了未来三分量地震采集技术发展的几点建议：
⑴三分量地震采集观测系统的优化是很有必要的，是项目实施的技术依据和基础。
⑵三分量地震采集激发药量实施，对于纵波勘探而言属于略过饱和激发，但是对于转换波勘探而言是饱和激发，能够有利地确保转换波资料的信噪比。
⑶转换波资料本来就具有频带较窄，主频较低的特点，但是结合转换波的特点以及国外应用实例，个人认为针对勘探深度适中的低信噪比地区可以尝试开展三分量地震采集工作。
⑷多波低测采集技术制约着转换波资料的静校正处理，是制约三分量地震采集技术发展的瓶颈。因此针对川西平坝卵石区开展多波低测采集技术的攻关极为迫切。
以上是个人对于未来三分量地震采集技术发展的一些看法，谨代表个人观点，仅供与技术管理者进行交流和探讨。如有不妥之处，请指正！
参考文献：
⑴《石油物探工程监督》 沈 琛 著 2004年
⑵《多分量地震勘探技术理论与实践》－赵邦六等著，石油工业出版社，2007年
⑶《多分量地震技术》－黄中玉等著，石油工业出版社，2007年2008年
⑷《多分量地震采集技术实践》－刘胜著，内部培训教材
⑸《合兴场—高庙子地区三分量三维地震勘探项目技术设计》 刘 胜等著 2008年
⑹目前多分量地震勘探中的几个关键问题－地球物理学报，2004年1月，第47卷第1期
⑺转换波地震勘探的若干问题与对策－勘探地球物理进展，2003年8月，第26卷第4期
⑻转换波勘探若干问题－西南石油学院学报，1995年8月，第17卷第3期
关键词：三分量 地震采集 发展
Abstract：The 3-component data acquisition technology is improving and getting into application as the seismic data acquisition technology is developing. This article is focused on the development of 3-component data acquisition project and guessing . The purpose is promoting the 3-component seismic data acquisition technology with managers.
Key words：3-component seismic data acquisition development
近几年，针对川西成熟油田探区，特别是川西地区裂缝性油气探区，都在尝试和探索开展三分量地震勘探资料采集。作为近年来地震勘探采集技术发展的前沿技术，本人结合目前开展的三分量地震采集现状，从观测系统如何优化、饱和激发控制、低信噪比地区攻关尝试以及制约三分量采集技术推广的瓶颈等等多个方面，提出个人认识和广大三分量地震采集技术管理者探讨。
1、三分量地震采集技术简介
根据横波分裂理论,当横波通过方位各向异性介质时,会分裂成两个偏移方向正交的横波,一个与裂缝走向平行的快横波,另一个与裂缝方向垂直的慢横波。三分量地震勘探就是指利用地震激发来获取P波、PSV波、PSH转换横波共三个分量的勘探资料。结合目前横波激发震源的研制以及勘探效益而言，目前主要是利用纵波激发来进行三分量采集，不需要特殊的横波震源，就可以采集到S波的资料，施工成本低、工作效率高、操作方便。和常规三维勘探相比较而言，三分量勘探可获得三个分量含有纵、横波和转换波资料，而常规三维勘探只有垂直分量，在所有采集状态一致时三分量地震呢采集可多获得两倍的地下信息量，该技术在近年内成为多波地震勘探方法中的主流技术。
三分量地震勘探资料用于解决的问题已不再只限于裂隙检测、岩性预测以及变化、油气检测、还可以通过三分量地震勘探判别真假亮点，甚至确定地下流体的性质、含量、陡倾角界面成像等等。基于四川特殊的地震地质条件及裂缝性气藏的情况，三分量勘探有着更好应用性，S波对裂缝性储层更有着P波无可比拟的优越性！因此对三分量采集技术发展的提升显得极为重要！
2、如何优化三分量地震采集观测系统
通过三分量三维地震勘探的实施，如何优化三分量地震采集观测系统也必须考虑如下因素：
①根据影响CCP迭次的有关参数，翔实收集勘探区内地震资料、实际钻井资料、VSP资料，特别是勘探主要目的层纵横波速度（图2-1）等构建地球物理模型，在此基础上进行精细的参数论证。
②接收线距越小，CCP覆盖次数的差异越小，分布更均匀。小滚动距离有利于CCP覆盖纵、横向分布的均匀性，并使炮检距分布得到改善。因此选择线距、束间滚动距离不能过大，避免影响CCP的覆盖次数分布的均匀性。
③结合勘探目的层，选择好炮检距的分布。为确保CCP叠加成像效果，选择合理的最大炮检距（纵波勘探炮检距的1.5-2倍）。根据转换波传播特点以及转换点的规律（图2-3、2-4），首选非正交观测系统，结合设备的局限性，为了尽可能确保有效的最深目的层的CCP迭次，炮点尽可能布设在在排列的四周。
④观测系统参数论证应以最深目的层为目标，以地质模型为基础，进行射线追踪或波场模拟来论证（图2-2）。
⑤各方位扇区内的炮检距分布平衡，避免导致不同方位角叠加成像效果差异大（图2-5），影响勘探精度。
⑥结合地质任务及施工条件，做好经济和技术的统一
对于三分量地震采集观测系统的优化是需要从很多方面来综合考虑的。项目部署前须结合勘探地质目标需求以及勘探投资等实际情况来综合优化，做好了观测系统的优化，能够起到较好的勘探效益。
3、对“饱和激发”的理解
要想获取信噪比较高的转换波资料，通过针对性的试验来进行对比是必须的。因为纵波速度大于横波速度（与岩石物性参数有关），且纵波频率比横波频率高。即S波的吸收系数比P波大。根据这种认识我们就可以通过Z分量试验资料以及X分量资料来确定选取合理的激发药量，以便获取相对P波和S波均信噪比较高的地震资料。
以某地区三分量三维药量试验为例，采用16m的激发井深，分别进行了4kg、6kg、8kg、10kg、12kg、14kg、16kg、18kg、20kg的不同激发药量试验。
从Z分量原始单炮AGC显示看，16kg-20kg药量激发记录有效波连续性较好，同相轴清晰，有效反射信息较为丰富，10kg-14kg次之，4kg-8kg较差（图3-1）。
从Z分量原始单炮固定增益显示看，随着药量的增加，激发能量逐渐增大，12kg以上能量变化不是很大且趋于稳定（图3-2）。
通过Z分量试验记录以上定性对比可以看出12kg激发是饱和激发的界限。接下来主要是通过定量分析来对比分析饱和和过饱和激发对于P波勘探的影响。
从定量分析显示，随着药量的增加，记录能量具有逐渐增强的趋势，12kg之后变化趋于平缓，到16kg药量激发时，记录的能量和信噪比较高，主频和频宽也具有优势（图3-3、3-4）。从初至波能量分析看， 12kg之后变化趋于平缓（图3-5）。
从上述Z分量资料定性、定量分析可以得出结论：对于Z分量资料而言，12kg是P波勘探的饱和药量的界限。因此主要对比饱和激发和过饱和激发资料，也就是重点定量对比12kg—20kg激发转换波资料信噪比的变化来确定对转换波勘探有利的激发药量。
选择X分量原始单炮、分频扫描记录AGC显示看，4-12kg较差，信噪比相对较低；16-20kg药量激发记录的信噪比和有效反射连续性较好，能量较强，信噪比较高，针对X分量资料而言16kg激发已经达到饱和（图3-6至图3-7）。
从上述X分量资料定性、定量分析可以得出结论：对于X分量资料而言，16kg是饱和药量界限。想要获得信噪比较高的S波勘探资料，须采用16kg激发药量。
从以上药量试验分析我们得出如下结论：相对三分量地震采集而言，饱和激发也是一个相对概念。因此，要想确保转换波资料的信噪比，就需采取相对P波勘探而言适当的“过饱和激发”来选取针对转换波勘探而采用的“饱和药量”激发更为合理。
4、低信噪比地区能否开展三分量地震采集
针对P波勘探低信噪比地区能否通过开展三分量地震采集来获取一定信噪比的转换波资料呢？我个人认为在低信噪比地区还是可以通过取得的三分量地震采集技术认识来适当开展转换波勘探尝试的。
首先纵波速度大于横波速度（与岩石物性参数有关，如图4-1），且纵波频率比横波频率高，即S波的吸收系数比P波大。虽然S波勘探深度不如P波，但是针对适中的勘探深度而言转换波勘探对于构造刻划方面是否较纵波勘探更为精细呢？因此在理论上而言对于勘探深度适中的低信噪比地区开展横波勘探是可行的，也就是说尝试三分量地震采集从技术上是可以进行尝试的。
其次结合前面关于“饱和激发”的理解，针对低信噪比地区同样可以依据饱和激发理论来寻求合理的相对转换波勘探而言适中的激发药量来确保转换波资料的信噪比。根据S波在不同低信噪比构造响应以及成像精度略高于P波勘探的特点，结合国内外一些应用实例，特别是在纵波弱反射界面、高陡构造带等等证明转换波成像的效果对于P波勘探勘探相对而言是否更具有一定优势呢（图4-2至4-3）？
从上面的资料对比来看，纵波资料成像精度就明显较转换波资料，个人认为针对低信噪比、勘探深度适中的地区，可以尝试结合转换波资料来辅助解决低信噪比地区的勘探问题，因此在低信噪比地区还是可以做一些技术尝试的。
5、多波低测采集技术的瓶颈影响三分量地震采集技术的发展
多波低测调查能够为后续转换波资料处理能够提供准确的静校正量。众所周知，对于三分量地震采集而言ps波的静校正问题是石特别突出的。在前期川西浅丘地区实施的三分量地震采集项目开展的多波微测井采集技术攻关已经取得了一些认识和进展，比如使用较低频的井下井下检波器接收、不同方向的激发试验、横波初至的有效判别以及拾取技术等（图5-1），但是受川西卵石区成单深井难度极大且无法保井的现实条件限制，需要打破多波采集技术的瓶颈，开展如多波小折射采集技术攻关等。
对于多波小折射采集技术攻关主要面临以下几个方面的困难：①继续改进和研制适宜的、较为稳定的多波小折射激发装置，利用多次叠加技术，进一步增加横波信号强度，争取获得容易识别的横波初至；②借鉴多波微测井技术的成功经验，如尝试低主频检波器接收来进行采集攻关等；③加强多波小折射资料处理技术研究工作，如更加有效的横波初至拾取技术等，获取多波小折射解释的可靠方法。
6、建议
通过对前期实施的三分量地震采集项目技术发展以及遇到的实际问题，个人小结了未来三分量地震采集技术发展的几点建议：
⑴三分量地震采集观测系统的优化是很有必要的，是项目实施的技术依据和基础。
⑵三分量地震采集激发药量实施，对于纵波勘探而言属于略过饱和激发，但是对于转换波勘探而言是饱和激发，能够有利地确保转换波资料的信噪比。
⑶转换波资料本来就具有频带较窄，主频较低的特点，但是结合转换波的特点以及国外应用实例，个人认为针对勘探深度适中的低信噪比地区可以尝试开展三分量地震采集工作。
⑷多波低测采集技术制约着转换波资料的静校正处理，是制约三分量地震采集技术发展的瓶颈。因此针对川西平坝卵石区开展多波低测采集技术的攻关极为迫切。
以上是个人对于未来三分量地震采集技术发展的一些看法，谨代表个人观点，仅供与技术管理者进行交流和探讨。如有不妥之处，请指正！
参考文献：
⑴《石油物探工程监督》 沈 琛 著 2004年
⑵《多分量地震勘探技术理论与实践》－赵邦六等著，石油工业出版社，2007年
⑶《多分量地震技术》－黄中玉等著，石油工业出版社，2007年2008年
⑷《多分量地震采集技术实践》－刘胜著，内部培训教材
⑸《合兴场—高庙子地区三分量三维地震勘探项目技术设计》 刘 胜等著 2008年
⑹目前多分量地震勘探中的几个关键问题－地球物理学报，2004年1月，第47卷第1期
⑺转换波地震勘探的若干问题与对策－勘探地球物理进展，2003年8月，第26卷第4期
⑻转换波勘探若干问题－西南石油学院学报，1995年8月，第17卷第3期