在多年的勘探實(shí)踐中，中國(guó)石油東方地球物理公司吐哈物探處通過大量的理論分析和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，2005年和2006年在國(guó)內(nèi)率先提出了可控震源拆分振次和交替掃描技術(shù)，在之后的幾年中，發(fā)展并應(yīng)用了拆分振次和交替掃描聯(lián)合應(yīng)用技術(shù)，2011年在國(guó)內(nèi)又首次成功試驗(yàn)了滑動(dòng)掃描技術(shù)，2012年利用KZ34重型震源和滑動(dòng)掃描技術(shù)研究并應(yīng)用了拆分臺(tái)次技術(shù)。上述技術(shù)的應(yīng)用，大大地降低了單炮激發(fā)成本，為高密度、高覆蓋、寬方位三維地震勘探技術(shù)的應(yīng)用提供了經(jīng)濟(jì)支撐。與此同時(shí)，也探索出了一套諧波壓制和基于勘探目標(biāo)的可控震源參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)。這些技術(shù)的應(yīng)用，大幅提高了生產(chǎn)效率，為觀測(cè)系統(tǒng)優(yōu)化提供了廣闊的空間，使得高密度三維地震勘探技術(shù)得到工業(yè)化應(yīng)用與推廣，地震資料品質(zhì)大幅提升，獲得了良好的勘探成果。同時(shí)將這些技術(shù)應(yīng)用到探區(qū)外的地震采集項(xiàng)目中，也見到了明顯的效果。

可控震源高效采集技術(shù)

目前，國(guó)內(nèi)可控震源高效采集技術(shù)主要有拆分振次技術(shù)、交替掃描技術(shù)和滑動(dòng)掃描技術(shù)，這些技術(shù)已在國(guó)內(nèi)油氣勘探中得到普遍應(yīng)用。

1.拆分振次技術(shù)

以往可控震源施工中，多采用4臺(tái)8～12次振動(dòng)，生產(chǎn)效率很低。根據(jù)疊加原理可知，不同路徑共反射點(diǎn)的水平疊加（多次覆蓋）效果優(yōu)于相同路徑多次振動(dòng)的垂直疊加，根據(jù)近年來的生產(chǎn)實(shí)踐和試驗(yàn)，筆者認(rèn)識(shí)到振動(dòng)次數(shù)對(duì)資料品質(zhì)影響很小，而震源組合臺(tái)數(shù)影響較大。在此認(rèn)識(shí)和試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了可控震源“拆分振次”的概念，即將一個(gè)炮點(diǎn)的多次振動(dòng)拆分成多個(gè)炮點(diǎn)的一次振動(dòng)（圖1），同時(shí)適當(dāng)增加震源組合臺(tái)數(shù)，拆分后面元成倍縮小，炮點(diǎn)密度成倍增加，而激發(fā)成本并未增加，甚至還有所降低。這樣，就較好地解決了方法和成本之間的矛盾。該技術(shù)2005年首次應(yīng)用到了TH盆地油田開發(fā)地震項(xiàng)目中。

2.交替掃描技術(shù)

在常規(guī)可控震源施工中，當(dāng)震源從一個(gè)點(diǎn)搬到下一個(gè)點(diǎn)期間，儀器就要等待，如果區(qū)內(nèi)障礙物多，震源搬遷時(shí)間長(zhǎng)，儀器等待的時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)，這樣將大大降低施工效率。為此，筆者首次提出并應(yīng)用了兩套震源交替掃描的施工方法。交替掃描是指使用兩組或多組震源交替作業(yè)，一組震源掃描時(shí)，另一組震源移動(dòng)搬點(diǎn)，待第一組掃描記錄結(jié)束后，第二組震源已經(jīng)到位并開始掃描，這樣就實(shí)現(xiàn)了儀器不間斷記錄，從而縮短了由于震源搬點(diǎn)帶來的生產(chǎn)間隙停歇，大大地提高了生產(chǎn)效率。

3.拆分振次和交替掃描聯(lián)合應(yīng)用技術(shù)

拆分振次技術(shù)的應(yīng)用大大降低了單炮的掃描時(shí)間，而震源搬點(diǎn)時(shí)間對(duì)施工效率的影響就凸顯出來。為此，在拆分振次和交替掃描兩項(xiàng)成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上，筆者把它們有機(jī)結(jié)合起來，成功地應(yīng)用到勘探生產(chǎn)中，生產(chǎn)效率又上了一個(gè)新臺(tái)階，實(shí)現(xiàn)了平均日效678炮、最高日效1407炮的高效生產(chǎn)。2007年以后，該技術(shù)在油氣勘探項(xiàng)目中得到推廣應(yīng)用。這兩項(xiàng)技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)大噸位可控震源高效采集的技術(shù)空白，使國(guó)內(nèi)可控震源施工效率取得了突破性進(jìn)展，生產(chǎn)效率大幅提高。

4.滑動(dòng)掃描技術(shù)

滑動(dòng)掃描是一種更高效的可控震源采集技術(shù)，即使用多組可控震源同時(shí)進(jìn)行作業(yè)，相鄰兩次震動(dòng)時(shí)間間隔（滑動(dòng)時(shí)間）原則上大于地震記錄長(zhǎng)度即可，與交替掃描相比，相鄰的兩次振動(dòng)（掃描），突破了第二次掃描必須等第一次掃描記錄結(jié)束才能開始的限制，壓縮了相鄰兩次掃描的間隔時(shí)間，可成倍地提高生產(chǎn)效率，圖2是滑動(dòng)掃描原理及記錄分割示意圖。在滑動(dòng)作業(yè)中，相鄰兩次的掃描間隔（滑動(dòng)時(shí)間）一般較短，兩次掃描之間存在重疊，產(chǎn)生相互干擾，即諧波干擾[67]。對(duì)滑動(dòng)掃描而言，諧波干擾是客觀存在的，但通過設(shè)計(jì)合理的掃描長(zhǎng)度和滑動(dòng)時(shí)間可以減弱諧波干擾。在一定的掃描長(zhǎng)度下，滑動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，諧波干擾越弱，但生產(chǎn)效率越低，當(dāng)滑動(dòng)時(shí)間大到掃描時(shí)間和聽時(shí)間之和時(shí)，諧波干擾消失，這時(shí)就變成了交替掃描。圖3是現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比的不同滑動(dòng)時(shí)間（6，8，10，14s）的相關(guān)記錄，圖4是與之對(duì)應(yīng)的時(shí)頻圖。從圖3可知，干擾主要來自相鄰炮的二階諧波，隨著滑動(dòng)時(shí)間的增加，諧波干擾逐漸減弱，在滑動(dòng)時(shí)間6s的記錄上，諧波干擾最強(qiáng)；在滑動(dòng)時(shí)間8s的記錄上，諧波干擾仍然很強(qiáng)；而在滑動(dòng)時(shí)間10s的記錄上，諧波干擾相對(duì)較弱，只是干擾到近道排列深層位置，從時(shí)頻圖上看（圖4b），基波已經(jīng)避開二次諧波干擾；滑動(dòng)時(shí)間14s時(shí)，已經(jīng)等于掃描長(zhǎng)度，地震記錄上諧波干擾很弱，只有近道震源機(jī)械干擾。綜合效率和干擾水平，滑動(dòng)時(shí)間10s在減弱諧波干擾和提高生產(chǎn)效率方面都是可以接受的。2011年，筆者采用全方位、高密度三維觀測(cè)系統(tǒng)，綜合應(yīng)用上述可控震源高效采集技術(shù)，在國(guó)內(nèi)首次實(shí)施了可控震源滑動(dòng)掃描現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，生產(chǎn)效率顯著提升，在80h時(shí)間內(nèi)完成15288炮，平均日效3822炮，最高日效4560炮，生產(chǎn)效率是交替掃描的6～7倍。由于施工效率大幅提升，激發(fā)成本降低，全方位、高密度三維勘探技術(shù)具備了推廣應(yīng)用的條件。在2012年TH盆地SKS三維項(xiàng)目中，應(yīng)用該技術(shù)，在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了全方位、高密度、高覆蓋（800次覆蓋）三維勘探技術(shù)的工業(yè)化生產(chǎn)。該項(xiàng)目平均時(shí)效達(dá)到了4239炮，創(chuàng)造了國(guó)內(nèi)可控震源的最高生產(chǎn)記錄。

5.基于高覆蓋次數(shù)的拆分臺(tái)次技術(shù)

覆蓋次數(shù)是提高資料品質(zhì)的最有效方法之一，可控震源拆分振次后，適當(dāng)增加了震源的組合臺(tái)數(shù)來確保原始單炮品質(zhì)。因此，拆分振次和滑動(dòng)掃描聯(lián)合應(yīng)用后，要占用大量的震源設(shè)備，給生產(chǎn)組織和成本帶來巨大壓力。試驗(yàn)表明，多臺(tái)震源組合激發(fā)較2臺(tái)或單臺(tái)震源激發(fā)的原始單炮信噪比有較大的提高，但并沒有本質(zhì)上的區(qū)別。剖面信噪比不僅受原始單炮品質(zhì)影響，還與覆蓋次數(shù)、干擾強(qiáng)度等因素有關(guān)。通過提高覆蓋次數(shù)能夠彌補(bǔ)原始單炮品質(zhì)上的不足，并且提高覆蓋次數(shù)也會(huì)在壓制干擾和改善三維面元屬性等方面帶來更大優(yōu)勢(shì)，因此在大幅提高覆蓋次數(shù)的基礎(chǔ)上降低震源組合臺(tái)數(shù)或采用單臺(tái)震源激發(fā)，剖面品質(zhì)也許會(huì)有所提高。根據(jù)這一認(rèn)識(shí)，筆者提出了可控震源拆分臺(tái)次概念，即將一個(gè)炮點(diǎn)由多臺(tái)震源組合激發(fā)拆分成1臺(tái)激發(fā)或2臺(tái)組合激發(fā)，該技術(shù)在滑動(dòng)掃描現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)項(xiàng)目中進(jìn)行了應(yīng)用，試驗(yàn)中采用了1臺(tái)1次14s掃描長(zhǎng)度等弱化的震源參數(shù)，雖然原始單炮品質(zhì)較差，但由于應(yīng)用了更高的覆蓋次數(shù)（900次），剖面信噪比和分辨率卻明顯提高，解決地質(zhì)問題的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于常規(guī)方法獲得的剖面，如圖5所示。通過“拆分臺(tái)次”技術(shù)的應(yīng)用，在不增加震源設(shè)備的情況下，通過減少每套震源組合臺(tái)數(shù)，增加了滑動(dòng)掃描的組數(shù)，進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率，配合高覆蓋次數(shù)三維觀測(cè)系統(tǒng)，既提高了資料品質(zhì)，又降低了野外采集成本。