叶苑权
海上勘探事业部采集技术服务中心
一、 引言
观测系统面元属性主要指覆盖次数，炮检距，方位角，面元叠加组合等内容。通常，覆盖次数又包括满覆盖次数，覆盖次数渐变带，唯一覆盖次数，不同炮检距所对应的覆盖次数等具体属性；炮检距有最大炮检距，纵向炮检距，横向炮检距，最大最小炮检距，最小最大炮检距等；方位角主要指炮检对位置及对应的方向特性等。在地震资料采集观测系统设计过程中，有一项很重要的工作就是分析观测系统面元属性，通过对比分析观测系统面元属性，优化观测系统设计，以便帮助人们确定最终采用的观测系统。因此，为了科学合理优化观测系统，十分有必要就观测系统面元属性分析问题进行研究与探讨。
二、 问题的提出
一般来说，对面元属性进行分析主要有点、线、面三个分析方法。点，就是单个面元逐个分析法；线，就是逐个二维线上的面元进行分析；面，就是选择一个区域或工区内面元进行分析。初一听起来，点、线、面三方面都兼顾到了，对面元属性的分析应该十分地全面了，但是在实际操作中却很难做到这一点。试想，一个工区或一个局部的观测系统部署，如果每个面元都要进行分析显然是不可能的，也是不现实的；线上分析也是这样，选择多少线进行分析，一条线上有多少面元需要分析，哪些线具有代表性？面上同样面临着面的选择性问题。诸如此类的问题，如果不能正确对待并加以分析的话，将直接影响到面元分析的科学性和合理性，甚至影响到观测系统的选定。图1是两种观测系统，8线8炮和12线12炮观测系统面元属性对比分析，图1-1和1-2是从点上的对比分析，显然选取的几个面元带有很多的美观性、偶然性和随机性，具体到要分析多少个面元，哪些面元必须要进行分析？显然图中没有涉及到。
图1-1:8线8炮局部面元属性分析图 图1-1:12线12炮局部面元属性分析图
线上分析同样是这样的情况，图2-1和图2-2是8线8炮和12线12炮观测系统CROSSLINE方向的面元属性分析图，不难看出，图中显示的是一个局部观测系统辅设的二维抽线炮检距－方位角显示，至于说到要分析多少条这样的二维线、每条二维线分析多长，我们很难从图上知道。
图2-1:8线8炮CROSS线上面元属性分析图 图2-1:12线12炮CROSS线上面元属性分析图
面上分析情况要比点、线分析要好一些，但严格说来仍然存在着分析准确性问题。如果是整个工区辅设计算，需要考虑到拐点和覆盖次数渐变带带来的影响，如果是局部设计几束线辅设计，又不具体代表性。图3-1和图3-2是8线8炮整个工区观测系统辅设面元属性分析，显然图3-2统计的炮检距包括的不满覆盖的区域和范围。
图3-1:8线8炮全工区辅设覆盖次数显示 图3-2:8线8炮全工区辅设炮检距统计分析
以上分析不难看出，传统的面元属性分析存在着局限和随机性，不能全面、科学、系统地反映观测系统面元属性的各个方面。那么，如何才能正确进行观测系统面元属性分析呢？从观测系统的原理出发可能帮助我们很好地解决这些问题。
三、 基本原理与方法
分析知道，当一个排列片每做一个纵(横)向搬动时，其纵(横)向覆盖次数将相应增加，具体覆盖次数增加多少？纵向与排列纵向搬动距离和搬动的次数有关，每搬动一次，覆盖次数增加一次；横向与每次横向搬动排列线数、距离以及横向搬动次数有关，当横向只搬动一条排列线的话，等同排列片纵向搬动上的变化，每搬动一次，覆盖次数增加一次。如果观测系统是均匀覆盖的话，当排列片纵(横)向搬动达到一定次数话，纵(横)向覆盖次数将不再增加，也就是我们通常所说的满覆盖。当达到满覆盖以后，排列片每一次纵(横)向搬动所覆盖的区域也就是满覆盖的增长区域，并且这个满覆盖区域是呈周期性变化的。
1 2 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 图4是4线3炮的观测系统设计，覆盖次数横向2次、纵向9次，可以看出，当纵向滚动9次纵向达到满覆盖之后，纵向每滚动一次，纵向满覆盖区域向前增加一个纵向滚动距离；同理，当横向滚动2次横向达到满覆盖之后，横向每滚动一次，横向满覆盖区域增加一个横向滚动距离（排列线距）。从图中可以很容易发现，这个覆盖区域是呈周期性变化的。 了解到这种周期性变化规律，不难看出，针对一个周期性满覆盖区域内的CDP属性分析，也就是整个满覆盖范围的CDP属性分析。
建立CDP面元分析(循环）区：在一个循环区内，从点、线、面等多方面进行CDP面元属性分析，将一个循环区内每个点、线直至整个循环区内的每个面元分析清楚
四、 实例分析
刘岗庄三维采集是大港油田三维二次采集项目，为了进一步优化观测系统，现场采用10线9炮观测系统采集了4束数，以便后续的资料处理与分析工作。具体的观测系统参数和图示如下。
观测系统试验主要采集参数
观测系统：10线9炮
接收道数1440道
横向炮点距：50m
纵向炮点距：200m
排列线距：150m
道距：50m
CDP面元尺寸：12.5m ×25m
排列横向搬动：3条排列
完成线束：4束
横向搬动：3条排列 按照上述介绍的观测系统面元属性分析原则与方法，当横向2次、纵向9次覆盖时，10线9炮观测系统又可以分解成8线3炮、6线6炮、4线3炮和4线6炮等4种观测系统，每种观测系统及其所对应的面元属性分析数据可以归纳成如下表格。
表1：刘官庄三维束线试验横向2次覆盖观测系统及面元属性分析数据表
横向滚动
序号 观测系统
排列数
1 2 3 4
8线3炮 6线6炮 4线3炮 4线6炮
2条 3条 1条 2条
道数 1152 864 576 576
次数 覆盖次数 覆盖次数 2×9 2×9 2×9 2×9
2 2 2 2
9 9 9 9
面元总数 192 288 96 192
总道数 3456 5184 1728 3456
面元数 12 18 6 12
面元数 16 16 16 16
记录
覆盖
横向
纵向
面元分析子区
面元分析子区
横向
纵向
从上表中可以，每个观测系统所要分析的面元个数、面元线数以及分析区域内的道数都一目了然，非常地清楚和量化，分析起来也就十分地方便，克服了传统面元分析方法存在以偏概全或重复分析的不足。
1、 单（逐）个面元分析法
根据表1中统计的面元数，可以将4种观测系统的面元数及其面上分布关系直观显示出来逐个进行分析。下图中可以看出，在纵向滚动距离一定的情况上，滚向滚动的排列数多的其面元的数也多，循环区内的个性面元特性多，相互间的差别也大，6线6炮横向滚动3条排列其面元分析个数无可厚非是4个观测系统中最多的。
4线3炮横向滚动1条排列
8线3炮横向滚动2条排列
6线6炮横向滚动3条排列 4线6炮横向滚动2条排列
2、 二维（线）面元分析法
二维（线）面元是一种近似于二维剖面分析的分析方法，是将每个面元的属性按照二线成像的规律排列出来进行分析比较。从下图中4种观测系统中第一条INLINE方向炮检距－方位分布图可以发现，虽然炮排列一样，纵向上的面元个数一样，但由于观测系统的差异，其线上面元属性存在一定的差异。
第一条INLINE方向炮检距-方位分布图(16个CDP点)
第一条CROSSLINE方向炮检距－方位分布图差异较大，主要是观测系统类型和横向滚动排列线数存在明显差异。8线3炮是每隔12个面元进入下一个循环，每个循环内部又分成2组，前6个面元和后6个面元存在明显的差异；4线3炮是每隔6个面元进入下一个循环，一个循环内部和循环与循环之间的面元属性差异较小，表现出良好的横向一致性。
8线3炮横向滚动2条排列(12个CDP点一循环) 4线3炮横向滚动1条排列(6个CDP点一个循环)
4 线6炮横向滚动2条排列(12个CDP点一个循环) 6线6炮横向滚动3条排列(18个CDP点一个循环) 第一条CROSSLINE方向炮检距-方位分布图
3、 三维（面）面元分析法 集中在每个观测系统循环区域内的面元属性分析也就是整个三维满覆盖范围内的面元属性分析。同时，由于缩小了分析范围，分析起来不但准确可靠，而且十分地简单、快捷。从下图是4种观测系统的炮检距统计分布规律，图中很清楚地显示了4种观测系统的炮检距统计分布上的差异。
8线3炮横向滚动2条排列 4线3炮横向滚动1条排列
4线6炮横向滚动2条排列 6线6炮横向滚动3条排列
五、 结论与展望
500 随着观测系统设计技术和分析手段的不断提高，人们对CDP面元属性分析已不仅仅局限于炮检距、方位角等方面的分析，已经发展到在一个CDP面元子区内，通过人工合成CMP道集，下图是4种观测系统3D合成的CROSSLINE方向叠加剖面，图中可以清楚看出种观测几种合成剖面的差异，很明显
最终通过CMP道集叠加来更为科学合理地进行CDP面元属性方面的分析。因此，下一步有必要开展CDP面元道集合成方面的研究。
RLI:600m SLI:600 RLI:250m SLI:500m RLI:200m SLI:250m RLI:500m SLI:500m 横向滚动1条 横向滚动1条 横向滚动1条 横向滚动1条
几种观测系统3D合成的CROSSLINE方向叠加剖面
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