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目前,双源多缆三维地震采集是海上主要的地球物理勘探方法,该方法是采用地震船拖带两个震源和多条电缆(m条),通过两个震源交替放炮,进行自激自收的方式进行地震采集。与常规地震采集相比,其主要优点在于采集效率高,每条航行线可采集2×m条CMP地震测线,是常规地震采集效率的2×m倍。但是,由于采集节点的增多,为了保证地震资料的质量,对导航定位的要求也相对较高。在常规地震采集中,仅对地震船进行导航定位,震源位置通过简单的推算得出,而电缆的位置一般假定在一条直线上,与常规地震采集不同,双源多缆三维地震采集出对地震船进行导航定位外,还必须对震源和电缆进行精确定位。
由于受到成本、海况、地震船拖带能力、噪音影响等多种因素的制约,海上双源多缆三维地震采集的导航定位配置也受到相应的制约,因此,在双源多缆三维地震采集中,进行合理的导航定位网络配置研究及导航定位误差对地震资料的影响研究相当重要。本论文通过生产实践与理论相结合,利用测量学原理和误差学原理,对双源多缆三维地震采集导航定位网络的配置方法进行研究,并对导航定位误差对地震资料的影响进行分析研究,同时,对在双源多缆三维地震资料处理中进行潮汐校正的方法进行了研究。
本论文首先对国内外在双源多缆三维地震导航定位研究现状及发展趋势进行调研和分析,目前,国内外在该领域研究只是停留在导航定位技术、导航定位软件等方面,而对导航定位在双源多缆三维地震采集中的合理配置缺乏研究,也没有专门针对导航定位误差对地震资料影响的研究与分析;然后,通过查阅大量文献资料,结合现有技术和研究成果及生产实践经验,对双源多缆三维地震采集导航定位配置、导航定位误差对地震资料的影响、导航定位质量控制、地震资料处理中的潮汐校正方法等进行了研究。
本论文主要研究内容包括:
1、导航定位系统分析
简要介绍了在双源多缆三维地震采集中采用的导航定位设备/系统的工作原理及性能,包括:GPS、DGPS、尾标GPS、电锣经及罗经鸟、声学鸟及测深仪等,同时,对综合导航系统、导航资料后处理系统、面元计算系统等导航软件系统进行介绍。
2、双源多缆三维地震导航定位配置方法研究
通过对双源多缆三维地震采集导航定位配置的制约因素和配置原则进行了分析,结合各种导航定位系统的特点,利用测量学原理和误差学原理,分别对DGPS、尾标GPS、罗经鸟、声学网络的配置进行了研究分析。通过研究,获得了一套在双源多缆三维地震采集中各种导航定位设备配置的理论方法,并提出了在实际工作中对地震船、电缆、震源、尾标进行各自导航定位配置的具体方案。
3、导航定位对地震资料质量的影响分析及质量控制方法
通过建立误差分析模型,研究导航定位误差对地震资料的影响,并分析导航定位误差对地震资料影响的直观表现;对双源多缆三维地震中,导航定位误差的来源进行分析研究,并结合误差来源,对在双源多缆三维地震采集中进行导航定位质量控制的方法进行了研究,提出了有效的质量控制方法。
4、利用SkyFixXP高程进行潮汐校正方法研究
潮汐变化作为一种自然现象,对海上地震资料的质量具有一定影响,虽然潮汐的变化具有一定的规律,也可利用潮汐表,对各地各时段的潮汐进行查证,但很难同实时进行的地震资料进行匹配校正。通过对潮汐规律的研究与分析,并结合高精度GPS定位系统的定位特点,利用测量学原理,通过实时测量地震船GPS天线点大地高程,通过高程转换,进而求出地震采集过程中实时的潮汐值,在地震资料处理中进行潮汐校正,从而提高地震资料晶质的方法。
本论文的最大特点在于理论研究与生产实践相结合,充分利用测量学原理、误差学原理及地震反射原理,通过各种数学模型和误差模型,进行研究与实践。通过本文的研究,获得到了一些在生产实际中具有指导意义的成果和结论:
1、通过本文研究说明,对于双源多缆三维地震采集中导航定何网络的配置问题,可以从测量学和误差学原理出发,在理论上进行解决,获得导航定位网络配置的理论依据和方法。也就是说,在双源多缆三维地震采集中,导航定位网络的配置,是可从理论上进行解决的;
2、通过理论与实际相结合,得到了一套在双源多缆三维地震采集中地震船、震源、电缆、尾标上进行导航定位配置的具体方案;
3、通过误差分析,得到了导航定位误差对地震资料的影响随采集深度、偏移距的变化规律,为在地震处理及现场作业中有效控制导航定位误差提供了理论依据;
4、通过生产实践总结和理论研究分析,更加清楚地知道了在双源多缆三维地震采集中,导航定位误差产生的原因;
5、通过对误差来源分析,提出了在双源多缆三维地震采集中进行导航定位质量控制的有效手段;
6、根据测量学原理,利用高精度定位系统的优点,获得了一套行之有效的在地震资料处理中进行潮汐校正的方法。
以上研究成果和结论,是在理论研究和生产实践总结的基础上获得的,具有较强的理论性和可操作性,在以后的生产作业中可以推广应用。
必须指出的是,根据每次作业的要求不同、震源及电缆的配置不同,对导航定位网络的配置也将稍有不同,在实际工作中,要根据具体情况进行分析,不能完全照抄一种配置方法,根据实际情况分析每次作业最合理的导航定位配置方案。