绿山软件施工设计培训教材.docx
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绿山软件施工设计培训教材`美国输入/输出公司北京代表处东方地球物理公司采集技术支持部2005-10-17绿山培训以下一系列练习将介绍绿山软件施工设计和三维质量控制的一些功能。
读者也可以通过阅读绿山用户手册获得这些功能的详细信息。
●程序介绍●GMG数据库文件●施工设计步骤●陆上三维地震勘探分类●观测系统实例●地震数据处理●信息收集●施工设计中公式的应用●施工设计和质量控制●激发技术对比●实例1：
基础设计●实例2：
设计向导●实例3：
单元模版设计●实例4：
导入施工数据和图件●实例5：
多工区设计●实例6：
桩号编排●实例7：
斜交观测系统设计●实例8：
学习Advisor●实例9：
海上施工设计●实例10：
属性和过滤功能●实例11：
数据显示●术语表-1-程序功能MESA在3D施工设计和分析中为用户提供了很大的弹性空间，例如在陆地勘探、过渡带勘探、海底电缆勘探、海上勘探等，图片、等高线图、测量草图（例如.dxf文件）等都可以作为背景在施工设计中应用。
这样，许可证和营地问题就可以在施工设计阶段提前计划，减少野外生产许可的时间和成本。
除了在施工设计方法中的方便，MESA还提供了很多放炮方法和面元分析功能。
另外，MESA还支持一系列文件格式输出：
SEGP-1、UKOOA和SPS等。
施工设计完成之后MESA产生一个绿山GeoScribe观测系统数据库，因此在野外阶段就可以完成最初的叠加处理工作的主要部分。
这些数据库文件可以通过多种硬件平台传输，使MESA成为野外和室内工作的一个非常实用的工具。
GMG文件和数据库下面一系列文件是MESA或GeoScribe数据库文件，这些文件是ASCⅡ文件和二进制文件的结合体，包含了任何2D和3D观测系统定义的信息。
这些文件不一定在每个数据库里出现。
*.bin和*.mid文件只有在面元属性显示并且如果必要的话可以在数据库归档前删除。
文件扩展名格式描述*.atrBinary接收点属性信息*.atsBinary激发点属性信息*.binBinary面元信息，大小*.cf1ASCⅡ接收点电子表格配置文件*.cf2ASCⅡ激发点电子表格配置文件*.defASCⅡMESA施工设计默认值*.fbtBinaryFFID信息，初至拾取时间*.hdrASCⅡSPS输出头块文件*.inrASCⅡ检波器信息*.insASCⅡ激发震源仪器信息*.marBinary海上勘探信息*.masASCⅡ数据库参数和状态标志*.mdlASCⅡ地质模型信息*.midBinary共中心点、炮检距、方位角信息-2-*.mutASCⅡ终止功能信息*.patBinary检波点/炮点模版关系*.rfiASCⅡ检波点过滤设置*.rinASCⅡ检波点排列线名*.seqASCⅡ常规放炮频率描述*.sfiASCⅡ炮点过滤设置*.sinASCⅡ激发线名*.sorBinary激发点号和坐标*.staBinary接收点号和坐标*.tplBinary激发点和接收点排列片关系*.untASCⅡ单位模版配置文件*.xclASCⅡ障碍区类型、大小、坐标施工设计步骤一、建立一个理想的工区MESA可以通过几种方法定义一个工区。
1、直接定义模版、放炮利用激发点和接收点模版对话框，通过设置纵横向间距、方位、工区大小等信息，可以创建正交（砖墙或者直线）、Zig-Zag、斜交式、纽扣式和线束状观测系统。
接下来通过几种放炮方式定义炮检点关系。
2、单位模版在单位模版窗口创建一个单位模版（一组激发点的共接收点模版），然后利用这个单位模版在工区放炮。
单位模版适用于创建砖墙、正交、纽扣或锯齿状观测系统。
3、输入ASCⅡ文件ASCⅡ文件包含炮点、检波点桩号和坐标，这些数据可以直接导入MESA，例如UKOOA、SEG-P1和SPS格式文件。
二、创建一个实际的工区一旦最初的设计参数设置完毕，航空和卫星照片、扫描地形图件、等高图或者测量草图例如.dxf文件）可用来确定工区内的主要施工障碍。
障碍区包括炮点、检波点和（或者）共中心点等可以定义成圆、线或多边形等形状，可以通过手工或ASCⅡ文件输入坐标来定义障碍区的具体形状。
障碍区定义完之后，就可以在这些区域以外进行设计，编辑功能允许用户利用键盘和鼠标选择性的去活炮点和接收点也可以重新布设一组或单个炮点和接收点。
通过“重新设计线”功能可以纵向间隔上添加线以保-3-证覆盖效果-需要布设另外的接收点填补缺口。
通过网格功能保证布设的炮点和检波点在正确的位置上。
这样，我们的设计在施工之前就非常的接近实际的工区，最大限度的节约时间和成本。
三、坐标更新通过施工队伍野外炮点坐标或每天文本文件坐标输入更新理论施工设计，这些新坐标可以是原点的绝对值也可以是转换值。
在采集过程中，通过面元属性分析功能分析覆盖次数、炮检距、方位角，在不足处加密炮点或检波点以达到设计的效果。
陆上3D地震勘探设计方法分类类型线束状适用地形平坦地形优点窄方位角利于处理和分析缺点缺少横向静校正量，不易过障碍物正交式所有地形宽方位角，利于三维DMO处理，解决横向静校正问题，易于施工，成本低砖墙式平坦地形必须用三维处理方法，不能用二维F-K过滤类似正交，另外改善近炮检距和炮检距的炮线不连续，在丛林及分布其他类似地区难以施工炮线距较大，测量等不易施工斜交式所有地形改善炮检距分布，利于AVO分析纽扣状平坦地形、农场、沙漠允许较少的炮点激发，对于多道观测系统不易施工较适用综合了正交、砖墙、斜交观测系统的优点，不易施工另外保证表层的覆盖密度变线距所有地形不对称所有地形综合了正交、砖墙、斜交观测系统的优点，同正交、砖墙和斜交观另外用较少的道数得到较好的远炮检距测系统不易施工任意式所有地形浅层连续性好，采集脚印较小观测系统实例下面的观测系统类型均可以通过MESA软件里单元模版功能或直接布设炮点和检波点然后放炮来实现。
对每一种观测系统类型，有一个基本模版窗口和布设了炮点的设计窗口。
线束式观测系统（海上）优点：
最简单的观测系统类型，适用于DFS-V接收系统。
-4-缺点：
方位角较窄，耦合较差，覆盖次数高。
-5-正交或直线放炮式观测系统优点：
简单易于布设。
缺点：
投入相对较高，最小炮检距较大，需要激发点和接收点有好的通道。
-6-砖墙式观测系统优点：
较小的最小炮检距合理的方位角和炮检距分布有利于静校正耦合。
缺点：
要求激发点和接收点分布规则，所以不适合复杂的地区，大偏移距可能导致检波器的重复摆放。
-7-纽扣状观测系统优点：
能充分利用多道系统。
缺点：
炮数多，需要计算机辅助设计，CMP覆盖不能在相邻的面元产生相同的偏移量/方位角。
-8-折线型观测系统优点：
较小的最小炮检距、偏移距和方位角分布均匀。
缺点：
只有在较好的地形才能实现，例如沙漠。
-9-地震资料处理与观测系统的关系偏移偏移对施工设计有特殊的要求，地下的绕射现象导致需要更多的时间和空间采样才能捕获足够的衍射分解它的能量。
这样，需要设计者采集比实际勘探区域更大更多的地震数据，关于偏移孔径的计算在综合部分有详细介绍。
折射静校正如果要设计的区域有较严重的风化和静校正问题，则需要投入一定的精力优化设计来解决这些问题。
有几种折射静校正算法，大多数算法主要由数学方程式解决，取决于统计冗余量得出最好的解决方法。
折射静校正算法很少考虑静校正耦合问题，因为静校正量不是在中点范围计算，并且现在没有标准的方程解决这个问题。
因此，任何提高初至质量的措施都将改善折射静校正的解决。
没有大的接收点排列组合的单点炸药震源激发能得到最好的效果，而如果接收排列不是直线将导致初至很难拾取。
如果静校正量统计一致并且采样较好，静校正算法将取得最好的效果，这就需要设计者考虑激发点和接收点覆盖次数的平衡，最终设计激发点和接收点覆盖次数要达到6次或更多。
裂口式激发方式产生相反的射线传播路径，很多算法利用相反路径来建立稳定的解决方法。
单边放炮方式被认为是最后的手段。
浅层折射需要较窄的接收线距否则不能很好的采样。
反射静校正根据经验，在传统观念上大多数规则3D设计将减弱地震波能量，炮点和检波点间隔摆放使最初的设计产生了一个假的随机的效果，这给设计者减少了一定的困难。
这种随机性对设计有双重的影响，但并不能保证设计能耦合。
MESA软件噪音板块证明了一个施工设计的耦合度。
如果设计者知道设计工区内所有潜在的静校正问题，则需要考虑一种能对静校正问题采样的方法来设计。
大的长波长静校正或常见的静校正问题会影响设计的采样结果，取决于横向宽度或接收模版的大小。
速度很多好的3D速度算法利用方位角和其它数据进行速度叠加。
这些算法需要面元统计对-10-炮检距和方位角进行足够采样，这样才能对速度进行分析。
速度分析是在超级面元上实现的，所以用户要知道面元之间炮检距与方位角的互补关系。
如果炮检距分布有大的缺口或者浅层反射有近道缺失，速度分析过程中就会出错。
反褶积表层一致反褶积表现出和反射静校正一样的需求。
如果炮点和检波点均匀采样，问题将能更好的解决。
在远炮检距，由于入射角等影响，数据不能被很好的采样（扭曲），使得远炮检距不能参与反褶积，这就额外的要求近道要被更好的采样以便提供反褶积算法需要的信息。
倾角时差校正如果一个采集在所有的炮检距和方位角采样，DMO将取得最佳效果。
很显然，这是实现不了的。
先进的处理技术可以弥补采样过程中的不足，但是采集过程中炮检距和方位角如果能很好的采样也将能提供更好的办法。
一致噪音衰减近年来对采集观测系统有关的一致噪音衰减进行了很多的研究。
激发时产生的噪音取决于采集的观测系统，某些观测系统对噪音的衰减要好一些。
研究者目前主要在叠后或叠后偏移环境下研究这些问题。
NoisePlots和ArrayAnalysis功能可以用于激发或接收排列噪音分析。
相对振幅AVOAVAAVO（振幅与炮检距）和AVA（振幅与方位角）分析是目前数据处理流程的一部分，好的炮检距和方位角采样是当前精确分析必不可少的。
准确的理解AVO带来的效果会帮助确定所需的激发点和接收点的采样率。
-11-信息收集下面一些问题将在施工设计过程中遇到。
目标探测目标的特征（背斜、断层、暗礁等），勘探方法（构造、地层学），走向，倾角，目标的岩性及超覆层的岩性。
目标描述深度、旅行时、目的层平均速度、目的层层速度，倾角（最大值），地层厚度，所需的垂向分辨率、反射频率、横向分辨率和浅层反射等。
项目运作干扰调查（环境噪音、炮点产生的干扰、规则干扰），许可证/营地，时间、天气限制，通道问题，数字地图或图片及数据处理等。
施工设计中用到的公式面元大小避免数据的空间假频：
地下面元＜Vi/（4fsinα）其中Vi=目的层层速度f=期望的目的层的最高频率α=目的层倾角最小炮检距最小偏移距=V*2（t（0）f其中V=地层平均速度t（0）=0偏移距的旅行时f=最深反射层的主频最大炮检距最大炮检距=（1.25）t（0）V其中V=地层的平均速度12空间分辨率空间分辨率≈Vi/（4*fdom）-12-其中Vi=目的层层速度横向分辨率=（3*纵向分辨率）/sin3000最大倾角通常是大于或等于30的，如果构造倾角小于30，则保守做法是取30。
00覆盖次数如果一个地区有较高信噪比的二维资料，则通常原则是三维覆盖次数在二维覆盖次数的1/2到2/3之间。
炮点密度（每平方公里的炮点数）炮点密度（NS）=（2*（FOLD*10））/（R*Bx*By）其中R是接收道数Bx是纵向面元大小By是横向面元大小注意：
面元尺寸的单位是米6炮线距炮线距=10/（NS*Bmin）其中Bmin是最小面元NS是炮点密度注意：
方程只有在观测系统是裂口式的。
6最大的最小炮检距最大的最小炮检距=?
其中RL是接收线距SL是激发线距SA=（int（RL/SS）*0.5-0.5）*SS,SS是炮点距。
RL2?
SL2?
?
SA偏移孔径如果施工设计能聚集正常30以内的能量，处理就能偏移绕射点95%的能量。
偏移孔径=Z*tan（30）=Z*0.58其中Z是目的层深度00施工设计和质量控制任何施工设计都要分析观测系统。
MESA有几种质量控制手段，例如排列片显示和编辑，-13-炮点和检波点桩号命名和排序，以及在分析过程中所需的放炮顺序的定义。
放炮当用单元排列片做施工设计时，炮点根据在设计窗口中的位置放炮。
类似的，如果通过SPS数据导入，则是通过关系文件定义放炮，同时，也可以利用I/O系统中输出的文件定义。
但是，如果从开始的设计模块开始，或着增加炮点，则必须定义放炮顺序。
在这里如何理解术语“放炮”很重要。
我们的目的是，纵向接收点距是同一条排列相邻两个检波点的距离，类似，横向是指相邻两条排列之间的垂直距离；对于炮点，纵向炮点距是同一条炮线相邻两个炮点的距离，横向是指相邻两条炮线之间的垂直距离。
因此，在正交观测系统中炮点的纵向和检波点的纵向是垂直的。
如果用户用自定义的放炮顺序，则掌握操作步骤很重要。
几种放炮顺序定义均利用MESA提供的编号方式而不用标签命名，排列片自动中心定义、SALVO、线束状放炮、常规放炮和手动放炮都是基于MESA提供的编号方式。
基于LABEL定义放炮或输入关系片则是通过LABEL定义炮点-检波点关系。
偏移和正交放炮忽略LABEL而只利用偏移值来定义接收排列片。
在设计窗口，按住Shift键并用鼠标左键单击任何炮点或检波点会弹出下面的信息：
以上所说的的两种编号方式是一致的，上面例子中的：
\是用户自己定义并且可以编辑。
MESA给定这个检波点的编号是线索引（不可编辑）和点号的结合，认识到这点非常重要，因为当要利用编号删除炮点或检波点时会关系到排列片的形状和位置.经常的，-14-我们关闭一部分检波点比删除它们（从数据库中去掉）更方便一些，因为关闭会保留内部编号并且会保持排列片形状。
完成放炮之后，可以通过选择排列片编辑（Utilities菜单）或者Shift+左键单击一个炮点来观看一个排列关系。
排列片内激活的所有检波点会显示成“排列片的颜色”。
通过编辑功能或电子数据表格可以获得更多的关于炮点和检波点的信息。
偏移和正交式放炮是最简单的放炮方式，在任一种情况下，唯一要考虑的就是设定偏移距，一个炮点所有偏移距范围内的检波点都将加入这个炮点的排列关系之内。
这些放炮方法在不规则的接收观测系统地区比较适用。
如果想利用其他方式放炮，则首先要建立一个模板。
模板需要定义接收线数、每条排列接收点数和起始接收点。
更复杂的模板可以通过模板编辑功能来完成。
模板中心自动定义法是MESA中最常用的放炮方法，在这种方法中，一个炮点最近的检波点被定位并被认为是整个模板的中心点，也可以通过模板不对称功能使模板不对称化。
这种方法也可以用来定义单边观测系统。
SALVO放炮方式控制跨越接收线的多个炮点放炮，这种方法限制纵向排列滚动，SALVO放炮方法非常适合倾斜观测系统和海底电缆勘探。
在术语中，一个SALVO是在两相邻排列线之间的一系列炮点（同一条炮线），一个炮点或着20个炮点都可以代表一个SALVO，这取决于模板设计，下面的图显示接收线网格间的炮线，SALVO为3和4个炮点。
-15-基于Label的放炮方式放炮时利用的是Latel编号方式而不是Internal编号方式。
当一个排列片内有很多炮时利用这种方式放炮比较方便（例如海底电缆施工）。
通过预先输入Label放炮需要先检查工区的Label方案，在下面的离例子中，第一个检波点定义为101501，检波点纵向增量为1（例如101502、101503等），移动第一个炮点到第二条接收排列105501，线号增量为4000，定义第一个炮点为501101,炮点纵向增量也是1,定义第二条排列的第一个炮点为507101,所以横向增量为6000。
这些值很重要因为要根据纵向和横向增量放炮。
列状和常规顺序放炮方式都比较过时，许多工区可以设计其他的放炮方式。
但是，在特定的环境下有时也会用到这些方法，例如观测系统是直交并且非常规则的情况下。
在非常简单的情况下可以使用列状放炮方式：
-16-面元默认的面元大小分别是炮点距和检波点距的一半，面元网格默认为最小和最大的检波点边界而不是中心点覆盖的边界。
面元网格的大小、方位和相对位置都可以通过鼠标和键盘来设定，并且可以修改以便分析各种处理参数。
同时可以利用Place-holders或者Key-positions来调整面元网格来得到设计和实际分析相一致的网格。
可以通过命名一次计算来保存或重新打开面元化的属性。
BinAnalysis菜单里FoldSelection功能用来选择命名的计算，FoldCompare功能用来比较两个命名的覆盖次数计算，并产生一个覆盖次数对比图。
注意：
属性分析计算后如果重新定义面元网格或重新放炮，则需要重新计算来检查效果。
属性计算MESA有几种面元属性计算类型Foldonly非常快速的分析覆盖次数。
F/O/A产生所有覆盖次数、炮检距和方位角属性。
CRPbinning结合3D目标计算，对地下构造面元化因此产生的是CRP（共反射点）覆盖而不是CMP（共中心点）覆盖。
Multi-Valued可以检查特定的炮点和检波点类型组合产生的覆盖次数。
FlexBinning设定一个弯曲半径，选中弯曲半径里一个面元临近面元里的中心点。
局部分析：
CalculationExtents功能用来计算感兴趣的区域，这个区域可以通过输入面元网格范围或用鼠标来确定。
一旦面元属性计算完毕，在设计窗口和面元分析（BinAnalysis）菜单里一系列QC图件就会被激活，需要注意的是如果工区比较大的话面元和中心点文件会非常的大，所以计算和显示都需要一些时间。
面元属性显示：
在设计窗口可面元属性窗口都可以获得面元属性显示信息，这些窗口可以显示主要的QC图件。
当面元属性窗口打开时，会显示出面元网格。
按住Shift键，单击鼠标左键会弹出面元信息对话框。
覆盖次数可以用颜色或数字显示。
利用交互颜色控制可以改变显示的颜色。
同时可以显-17-示全部的覆盖次数或者只显示限制炮检距或方位角的覆盖次数。
在面元分析菜单里选择Mute功能（偏移距或初至时间）然后将其中一个或全部应用到覆盖次数中，需要注意的是如果在覆盖次数计算中应用Mute功能，则在炮检距和方位角显示中同时也会应用。
默认的炮检距显示是在每个面元里的黑白的柱状图，每条线表示一个中心点。
X轴代表面元的纵向，面元的左侧显示0炮检距，由左向右依次增大，右侧显示工区最大的炮检距。
类似的，Y轴的设置同X轴，较长的线表示较大的炮检距。
柱状图中的间隙表示炮检距的属性是间断而不是连续的。
同样可以用颜色柱状图来显示炮检距的分布，中心点根据炮检距范围和颜色编码冗余统计。
在Histograms编辑项中填入柱状图的线数，工区最大的炮检距距离被分成几段，则每个炮检距范围的中心点都将被统计，在每段炮检距范围的中心显示一段柱状线，线的颜色有这段炮检距范围内的中心点数决定。
DMO和偏移会在相邻的面元间移动道能量，所以考虑相邻多个面元的炮检距数量个大小远比只考虑单个面元重要的多。
另外窗口可以用颜色填充的方式显示各个炮检距段内的炮检距分布，分析障碍区的影响时近炮检距显示非常有用，远炮检距则用于验证能否达到最深的目的层。
方位角以蜘蛛的形式在每个面元内显示，每条线和对应的中心点的炮检距都是成比例的，且线的方向表示该炮检距的方位。
也可以显示成为带颜色的蜘蛛（颜色表示炮检距）、球状、圆形或道方位。
覆盖次数、炮检距和方位角也可以同时显示出来，按住Ctrl键，单击鼠标左键，则会显示一个“大蜘蛛”（该面元内所以炮检距）。
面元属性曲线图：
该图显示一条CDP线纵向或横向所有的信息，用户可以选择Y轴和X轴的各种参数，因此每个垂向的列就是包含间隔的炮检距单元的共中心点面元。
一般情况下，Y轴显示炮检距方位角则由颜色表示，这样检查障碍区影响非常方便。
图显示成一系列V型，这些炮检距都将应用到速度分析中，激活Show缺点sSectioninDesignWindow功能，将在设计窗口中显示当前的面元线。
-18-面元统计窗口面元统计窗口提供工区内所有面元信息的统计情况，X和Y轴的变化取决于选择的图形的类型。
可以表示成为百分比、实际数目、覆盖次数、炮检距等。
用户可以选择显示覆盖次数图、炮检距图、方位角图、玫瑰图或者炮检距-覆盖次数图。
同样可以显示一个面元属性信息文本框。
-19-练习1－基本设计这个练习将介绍在MESA建立一个工区的基本步骤：
设计炮点和激发点、平移工区、定义面元网格、放炮、计算诊断学、输出SEG-P1文件。
MESA可以设计几种类型的观测系统，例如：
斜交、Zig-Zag、线束状、纽扣状、任意形状等等。
这个练习主要设计简单的直线式正交观测系统。
1）选择Layout菜单，选择Receivers选项，出现一个关于接收点设计的下拉菜单。
这个练习选择Lines/Bricks选项，弹出“Lines/Bricks设计”对话框：
“Line/Brick设计”对话框用来定义工区内接收点的参数。
炮点设计同接收点设计对话框非常类似。
用户需要定义纵向和横向间隔、方位、起始坐标和工区大小。
工区大小可以通过几种方法定义：
第一、定义工区内接收线数和每条线的接收点数，第二、定义纵向和横向间隔，第三、将障碍区或炮点线填充到一个事先定义的区域。
后面将练习怎样利用填充功能来定义工区大小。
Brick（砖墙）选项用来设计“砖墙”类型工区而不是正交的观测系统。
对话框同样可以定义检波器类型和桩号。
在“Line/Brick设计”对话框填入下面的参数：
-20-单击Numbering图标定义工区桩号，在对话框中定义的每个编号都将应用于下面设计的所有炮点和检波点。
此次，利用MESA缺省的桩号命名。
值得注意的是可以定义检波点和炮点线前缀和后缀（文字和数字的）。
单击“Instrument”图标，弹出下面对话框，定义检波点和激发点类型。
-21-同样选择缺省值，关闭对话框，单击“Line/Brick设计”对话框中OK图标产生检波点。
2）现在设计激发点：
选择Layout菜单中Sources-＞Lines/Bricks选项，弹出激发点“Line/Brick设计”对话框，填入下图中的参数，单击OK布设激发点，如下图：
3）同时可以设置系统的单位，选择Layout菜单中Units选项，设置所需的单位。
-22-4）注意此时设计窗口的标题为“＜Untitled＞”，表明当前的数据还未保存。
打开File菜单选择SaveDatabase，在文件名提示处输入名字“exercise01”并保存。
现在设计窗口标题变为“exercise01”。
我们设计的是一个（7920×7920）2.25平方公里大小的三维工区。
接收点距为110m,接收线距为440m，激发点距为110m激发线距为880m。
接收线方位角距北
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