海底地震观测系统设计方法研究_伍忠良
海洋地震勘探中地震波_鬼波综合效应分析与应用
海洋地震勘探中地震波、鬼波综合效应分析与应用陆敬安,伍忠良,曾宪军(广州海洋地质调查局,广东广州 510760)摘 要:鬼波是影响海洋地震资料采集质量的重要因素之一,经过海水表面反射的鬼波与海底反射波相互叠加。
“地震波、鬼波的综合效应”受很多因素的影响,文中从传播路径、传播时间等方面讨论了地震波与鬼波的综合效应。
通过计算机模拟了二者的综合效应,与实测资料进行了对比,其幅频特性中陷波点、幅度等特性非常接近。
结合水合物勘探的目的,文章探讨了基于识别BSR 的勘探频率要求震源和电缆的最佳沉放深度,并通过实际应用验证了理论推算的正确性。
关键词:海洋地震;地震波;鬼波;水合物勘探中图分类号:P315.61 文献标识码:B 文章编号:1003-2029(2006)04-0076-041 理论分析1.1 传播路径差设偏移距为O ,震源沉放深度为d ,电缆沉放深度为d ′,水深为h ,传播路径时差在一个地震子波脉宽内的两条路径分别为:D 1(地震波传播路径)、D 2(“鬼波”传播路径),当电缆沉放深度大于震源沉放深度时,传播路径如图1所示,当电缆沉放深度小于震源沉放深度,其传播路径示意图见图2。
图1 地震波与“鬼波”传播路径示意图(1) 根据传播路径的几何特性,对于图1～图2传播路径,收稿日期:2006-05-02基金项目:国家高技术研究发展计划(863)资助项目(2003AA611020/01-1)图2 地震波与“鬼波”传播路径示意图(2)传播路径差ΔD 均可用下式表示:ΔD =(2h +d -d ′)2+O 2-(2h -d -d ′)2+O 2(1)1.2 传播时间差Δt设传播速度为v ,则传播时间差Δt 的计算公式如下:Δt =(2h +d -d ′)2+O 2-(2h -d -d ′)2+O 2v(2)1.3 “地震波与鬼波的综合效应”的理论计算设海面的反射系数为R 0、海底的反射系数为R 1,“地震波-虚反射”与震源激发的地震波的信号比值为A ,A 值推导结果可用下式表示:A =A (S )A (S 0)=A (f )e j [2c f t +O (t )](1+R 0R 1e j 2c f Δt)A (f )e j [2c f t +O (t )]=1+R 0R 1e j 2c f Δt =1+R 0R 1[co s(2c f Δt )+j sin(2c f Δt )](3)第25卷 第4期2006年12月 海 洋 技 术OCEAN TECHNO LOGY Vol.25,No.4Dec,2006 设信号幅度比值为Aa,推导公式如下:A a=1+2R0R1cos(2c fΔt)+(R0R1)2 表示成分贝形式并归一化处理后的比值为A dBA dB=20lgA amax(A a)=20lg× 1+2R0R1co s(2c fΔt)+(R0R1)21+|R0R1| 进行相对振幅处理、衰减处理及滤波效应等改正后,“地震波与虚反射”的综合效应最后的表达式如下:A drR=20lg 1+2R0R1co s(2c fΔt)+(R20R21)21+|R0R1|-|k|f+|k|. v2(2h+d-d′)2+O+G+L2-W2-(2h-d-d′)2+O+G+L2+WΔd=(2h+d-d′)2+O+G+L2-W2-(2h-d-d′)2+O-G+L2+W2Δt=Δd v式中:W为一常数,该因素与具体地震系统有关;K是衰减常数,与频率和系统响应有关;G为道长度;L为震源长度; O为最小偏移距;d为震源沉放深度;d′为电缆沉放深度;h 为调查水深;V为速度;海面的反射系数为R0、海底的反射系数为R1。
天然气水合物地球物理勘探技术研究进展
天然气水合物地球物理勘探技术研究进展吴其林;侯志平;史文英;刘涛;刘洁;郑植涛【摘要】地球物理勘探技术是天然气水合物成矿研究的三大关键技术之一,备受各国相关研究机构的重视.特别是海洋天然气水合物的勘探,由于埋藏深水海底或地层之中,直接取样的成本和探测范围有限,因此利用有效的地球物理勘探技术显得尤为重要.根据调研成果,天然气水合物地球物理勘探关键技术归类为三大方面:①天然气水合物地震采集、处理和解释;②天然气水合物岩石物理分析、测井研究与储层建模;③天然气水合物AVO正演模拟和地震反演技术研究.并讨论了利用常规海洋地震资料开展宽频高分辨率处理对水合物三维勘探的潜力.【期刊名称】《广东石油化工学院学报》【年(卷),期】2018(028)006【总页数】6页(P5-10)【关键词】天然气水合物;地球物理勘探;海洋宽频地震【作者】吴其林;侯志平;史文英;刘涛;刘洁;郑植涛【作者单位】广东石油化工学院石油工程学院,广东茂名525000;广东省非常规能源工程技术研究中心,广东茂名525000;广东石油化工学院石油工程学院,广东茂名525000;中海油服物探事业部特普公司,广东湛江524057;中海油服物探事业部特普公司,广东湛江524057;中海油服物探事业部特普公司,广东湛江524057;广东石油化工学院石油工程学院,广东茂名525000【正文语种】中文【中图分类】TE122.3天然气水合物的地球物理勘探，已受到各国政府和科学界的重视，美国、中国、俄罗斯、印度、日本、韩国、加拿大等国家纷纷设立了相关的科研机构进行水合物勘探与开采方面的研究［1］。
天然气水合物研究主要集中在三个方面，第一是天然气水合物成因、成矿和成藏机理等地化、地质因素相关的研究;第二是天然气水合物地球物理勘探技术;第三方面是天然气水合物开采技术与开采工艺。
研究结果表明，只有高饱和度、相当规模且具有商业开采价值的天然气水合物矿体才能推动天然气水合物的商业开采，因此高饱和度的规模天然气水合物矿体的地球物理勘探技术研究显得尤为重要。
日本海底地震观测现状与进展
日本海底地震观测现状与进展
卢振恒
【期刊名称】《地震学刊》
【年(卷),期】1999(000)004
【摘要】详细介绍了日本在本世纪７０年代～９０年代初的三经底地震仪观测系统，和日本政府在１９９５年孤神大震后投巨资兴建少地震监测网络情况，并就上述内容的国际研究现状，提出了存在问题和未来海洋地震观察研究的设想。
【总页数】10页(P54-63)
【作者】卢振恒
【作者单位】中国地震数据信息中心
【正文语种】中文
【中图分类】P738.4
【相关文献】
1.天然气水合物矿体的三维地震与海底高频地震联合采集技术——海底地震仪观测系统研究 [J], 曾宪军;伍忠良;郝小柱
2.日本海底地震观测系统的综合开发 [J], 张长青
3.线缆式海底地震观测技术——以浯屿岛海底地震观测台为例 [J], 郝天珧; 郑韶鹏; 张妍; 王肃静; 黄松; 李红旮; 郭永刚; 张艺峰; 游庆瑜; 谢志招; 刘善虎; 杨杰; 徐锡强; 周蓝捷
4.利用DONET海底观测网研究日本南海海域俯冲带地震波各向异性 [J], 刘渊;薛梅
5.ODP第186航次──日本海沟的地震研究(ODP安装长期海底观测仪) [J],
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海洋地质调查方法与设备综述_曾宪军
第1期 气象水文海洋仪器 No .12009年3月 M eteo rological ,Hy drolog ical and M arine Instruments M ar .2009收稿日期:2008-08-21.作者简介:曾宪军(1981-),男,大学,工程师.现从事海洋地震数据采集工作.海洋地质调查方法与设备综述曾宪军,伍忠良,郝小柱(广州海洋地质调查局,广州510760)摘 要:要获取海底的地质信息,需要采用综合的海洋地质调查方法。
当今海洋地质调查技术方法发展非常迅速,特别是计算机、电子信息技术的飞速发展和应用,海洋地质调查的应用越来越广泛,调查越来越深入。
本文从实际工作出发,详细介绍了我国目前海洋地质调查技术的现状和使用的主要设备,并对我国海洋调查技术的发展作了展望。
关键词:海洋地球物理调查;海洋地质调查;海洋水文调查中图分类号:TH 766+.7 文献标识码:A 文章编号:1006-009X (2009)01-0111-07Summary of marine geological survey mehods and equipmentsZeng Xianjun ,Wu Zhong liang ,H ao Xiao zhu(Guangzhou Marine Geological Survey ing B ureau ,Guangzhou 510760)A bstract :T o obtain the seabed g eo logical info rmation ,adopting integ rated m arine g eo logical survey methods we re needed .Geological survey me thods a re developed very quickly at present ,especially the development and application of co mputers and electro nic info rm ation technology are very rapid .The applicatio n of marine geolo gical survey is mo re and mo re ex tensive and investigatio n is in -depth .In this paper ,the status of our m arine geolog ical survey techno logy and the major equipments w ere particularly described ,and the development o f marine geo logical survey in China in the future w as discussed .Key words :marine g eophy sical survey ;m arine geo logical survey ;ocean hy drographic survey0 引言当今海洋地质调查技术方法发展非常迅速,广泛应用于海洋油气资源调查、海洋区域地质调查、海洋工程地质调查、海洋天然气水合物新型能源调查以及海洋灾害地质调查等多个方面。
海洋天然气水合物调查地震采集技术——调查初始阶段研究
海洋天然气水合物调查地震采集技术——调查初始阶段研究伍忠良;曾宪军;王立明【期刊名称】《海洋技术》【年(卷),期】2006(25)4【摘要】地震调查方法在水合物中的应用分为两个主要阶段:调查初始阶段和调查深入阶段.调查初始阶段以"突出天然气水合物的四大主要识别标志(似海底反射、振幅空白带、穿层特征、振幅和速度结构异常)"为主要目的,为资料的处理、解释提供丰富的地震信息.从而圈定天然气水合物富集程度高、成藏条件好的"目标"靶区,开展深入调查,更好地展现"天然气水合物矿体立体上的形态特征",了解"水合物矿体的厚度、顶底界面及富集程度".文中从震源技术研究、高分辨率地震调查技术的调谐组合参数研究和野外施工方法等方面的内容出发,根据大量野外技术试验资料和有关科研成果,总结了在天然气水合物调查初始阶段的特点及相应的地震调查技术.【总页数】9页(P79-87)【作者】伍忠良;曾宪军;王立明【作者单位】广州海洋地质调查局,广东,广州,510760;广州海洋地质调查局,广东,广州,510760;广州海洋地质调查局,广东,广州,510760【正文语种】中文【中图分类】P315.61【相关文献】1.高分辨率地震调查系统在天然气水合物调查船上的应用 [J], 黄文海2.天然气水合物矿体的三维地震与海底高频地震联合采集技术——海底地震仪观测系统研究 [J], 曾宪军;伍忠良;郝小柱3.海洋天然气水合物调查地震采集技术——潮期羽角预测研究 [J], 曾宪军;伍忠良;郝小柱4.海洋天然气水合物调查地震采集技术——调查深入阶段研究 [J], 伍忠良;曾宪军;王伟巍5.广州海洋地质调查局与武昌造船厂签订“天然气水合物综合调查船建造项目”合同 [J],因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
海上地震系统低频响应与电缆噪音
海上地震系统低频响应与电缆噪音
伍忠良;赵庆献;胡家赋
【期刊名称】《海洋技术》
【年(卷),期】2002(021)001
【摘要】海上勘探地震采集的数据中低频率成分常常受到外部环境噪音的严重干扰.如何有效地剔除噪音,拾取更多的地震数据中低频成分.本文从分析地震仪器低频响应入手,得出了地震系统与电缆噪音的一些内在联系,就如何有效地压制外围环境噪音等问题,提供了有效的方法,为野外作业提供参考.
【总页数】4页(P42-45)
【作者】伍忠良;赵庆献;胡家赋
【作者单位】国土资源部广州海洋地质调查局地质勘察技术方法所,广州,510760;国土资源部广州海洋地质调查局地质勘察技术方法所,广州,510760;国土资源部广州海洋地质调查局地质勘察技术方法所,广州,510760
【正文语种】中文
【中图分类】P738
【相关文献】
1.汽车十大质量问题异响居首噪音大算不算缺陷? [J], 刘回春
2.国外电缆遥测地震系统发展中的问题和趋势 [J], 李秋成
3.电缆故障及电缆超低频耐压试验研究及应用 [J], 朱立锋
4.隧道超低频噪音消音原理及消音装置研究 [J], 高有湖; 耿哲; 陈元培; 李树忱; 冯
现大
5.重卡变速器噪音异响故障解析及处理 [J], 郭君宝
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海洋地质调查方法与设备综述_曾宪军
率为 70 W ;工作水深为 100 m(200 kHz)和1 000 m (33 kHz)。分辨力为 0 .01 cm 。 精度为 5 cm 。主
1 .1 .5 多波束水深测量 多波束测深技术起源于二十世纪 50 ～ 60 年
要用于工程地质调查 , 进行海域的水深测量 。
代 , 90 年代进入高速 发展期 。 世界 发达国家的
收稿日期 :2008-08-21 . 作者简介 :曾宪军(1981-), 男 , 大学 , 工程师 .现从事海洋地震数据采集工作 .
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气象水文海洋仪器
Mar .2009
可以得到时间剖面 、深度剖面 、构造图 、等厚图等 , 通过分析解释 , 可以得到海底的地层结构 、深层断 裂分布以及各种潜在的地质灾害因素资料 , 从而 达到海洋油气远景评价等多种地质目的 。地震勘 探方法相对于其他的物探方法具有探测深度大 、 分辨率较高 、精度较高等优点 , 是目前最主要的 、 应用最广泛的地球物理方法[ 2] 。
水单道地震和深水单道地震 。 (1)浅水单道地震
等 ;④揭示海底下 100 m 以浅基岩埋藏深度 。 在 工程地质调查 、区域地质调查中发挥了重要作用 。
工作水深在 500 m 以内的属于浅水单道 , 采 1 .1 .2 浅层剖面测量
用电火花震源 , 最大调查深度可达 200 m , 地层分
浅层剖面测量可达到以下勘探目的 :①揭示
图 1 海洋地震调查技术方法示意图
1 .1 .1 单道地震
火花作为震源 。 工作水深 超过 3 000 m 时采用
单道地震调查以浅层油气 、浅层地质灾害调 GI 枪作震源 , 地层分辨力 可达 2 ～ 3 m 。 目前我
查为主要目的 , 调查的频带宽度较宽 , 主频较高 , 国主要深水单道地震调查设备为 Delph Seismic
拖缆与海底地震仪联合采集及数据处理方法
(
4)炮 线 横 向 间 距:炮 线 横 向 间 距 与 最 大 空 间
采样间隔有关,炮 线 横 向 间 隔 一 般 是 后 者 两 倍。 假
设目标地层的视声波速度为 5000m/s,最 大 空 间采
样间隔应该是 100m,则炮线横向间距为 200m。
对海底 地 震 仪 的 布 放 间 距、放 炮 间 隔、炮 线 长
据应用研究,电话 020-31704325,
Ema
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l@hyd
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cn。
通讯作者:马金凤,
Ema
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99@163.
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om。
2020 年第 12 期
韦成龙等
拖缆与海底地震仪联合采集及数据处理方法
小放炮间距,可以保证最优的横向分辨率。
表 1 拖缆地震采集记录参数
F
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1 Da
t
at
ab
[
3]
维地震与海底高频 地 震 联 合 采 集 技 术,其 重 点 在 于
海底地震观测系统设计
。
[
4]
利用拖缆 与 海 底 地 震 仪 同 时 接 收 震 源 反 射 信
参数。
海底地 震 仪 采 集 观 测 参 数,主 要 针 对 海 水 深
度、勘探目 标 层 深 度,合 理 设 置 海 底 地 震 仪 布 放 间
距、震源放炮间距、炮线长度、炮线间距等 [7]。
(
1)海 底 地 震 仪 布 放 间 距:布 放 间 距 对 海 面 炮
线长度、反 射 波 及 折 射 波 的 走 时 长 短 有 影 响,合 适
的布放间 距 可 以 在 数 据 处 理 阶 段 形 成 台 站 联 结 剖
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第31卷第2期2011年03月西安科技大学学报J OURNAL OF X I.AN UNI V ERSI T Y OF SCI E NCE AND TEC HNOLOGYV o.l31N o12M ar12011文章编号:1672-9315(2011)02-0194-04海底地震观测系统设计方法研究*伍忠良1,马德堂2,沙志彬1(1.广州海洋地质调查局,广东广州510760;2.长安大学地测学院,陕西西安710054)摘要:海底地震仪(OBS)可以获取纵波、转换横波等多种有效的地震波信息。
丰富的多波勘探信息对于弄清水合物内部速度结构、提高地层的分辨率具有重要意义。
海底地震观测系统设计的主要研究目的是为海底地震数据采集提供最佳的海底地震仪分布形态、分布间距等观测系统参数。
本文中结合国外OBS在天然气水合物中的应用成果,采用射线追踪法,实现了海底地震观测系统设计,取得了较好的应用效果。
关键词:天然气水合物;海底地震仪;观测系统设计中图分类号:P315.61文献标志码:A1发展现状与观测系统设计的意义1992年欧盟成立的欧洲大陆边缘水合物储量预测技术委员会(HYDRATECH),于当年6~7月在挪威外海斯瓦尔巴特(STOREGGA)滑塌区(水深840~1150m),采用海底地震仪(OBS)进行了针对天然气水合物的二维地震和三维地震数据采集,使用的海底地震仪有法国地调局的M icr O bs,德国K.U.M.-Obs 以及海底高频检波器等设备,一共采集了2次。
第1次于6月22日~7月3日,进行了三维地震与M-i c Obs的联合采集,针对天然气水合物特定的目标体,使用了3@7矩阵排列,其排列间距为400m,如图1所示。
第2次于7月7~20日,采用OBS进行了二维地震数据采集。
OBS间距根据地质目的而呈现不等间距排列。
调查资料为后续天然气水合物速度结构分析提供了较好的纵、横波研究资料[1]。
2001年英国BP公司在墨西哥湾雷马油田(ThunderH orse O ilF ield)采用OBS进行了三维地震联合采集,使用了80台G eoPr o OBS,组成了8@10OBS方阵,排列间距为400m,获得了良好的纵横波信息[2]。
可见,无论是深海油气勘探,还是天然气水合物调查,尽管投放海底的OBS的个数有限,但通过合理安排OBS布设方式、排列间距、炮点及炮线间距,可以获得比较好的纵横波及其转换波的有效信息。
2观测系统设计的方法与步骤这里主要采用射线追踪方法获得OBS能接收到的各类波的射线路径、旅行时、面元叠加次数等运动学参数,根据这些参数综合判定观测系统的优劣,继而选取最优的野外采集观测系统。
射线追踪方法较多,主要包括求解初值问题的/打靶法0(Sa m bri d ge,Kennet,t1990)[3]、求解边值问题的/弯曲法0(Per-eyraet a,l1980)[4]和基于程函方程的波前法(V ida le,1990)[5]等。
鉴于三维射线追踪方法耗时多,这里采用/二维拟三维0的方法,即在以往天然气水合物调查的基础上针对特定的水合物目标体建立三维地质模型,然后沿多个特定方向切取二维地质剖面,按野外采集的作业方式以及不同的OBS间距与分布形态,用/打靶法0进行二维射线追踪,再统计分析OBS分布区间内各类波特别是转换横波的面元叠加次数,据此判断OBS间距与分布形态的合理性,并确定最优的OBS的间距与分布形态,从而实现观测系统设计,具体步骤如下。
*收稿日期:2010-06-10基金项目:国家/8630计划重大项目(2006AA09A202)通讯作者:伍忠良(1967-),男,湖南安乡人,高级工程师,主要从事海洋地质地球物理勘察研究.第2期伍忠良等:海底地震观测系统设计方法研究图1 HYDROTEC H 天然气水合物联合采集观测系统F ig 11 Co m b i ned collecti on layout for gas hydrates by HYDROTEC H(a)观测位置 (b)观测系统2.1 选定目标体在天然气水合物研究过程中,地震技术方法是最主要的研究方法之一[6]。
自1999年以来,国内科学家在我国南海北部陆坡进行了大量的天然气水合物的研究工作,采用高分辨率二维地震调查技术,初步圈定了天然气水合物的分布范围。
之后,又进行了二维加密地震调查,测网密度达到1km @4km,初步选定了天然气水合物试验区。
并建立了区内主测线和联络测线相应的二维地质模型(如图2(b)),一共14条测线;根据各测线上水合物的分布情况,优选了2个地质目标体(如图2(a)),将目标1作为本次试验的重点研究对象。
拟通过对OBS 观测系统的研究,获取有效的纵波及其转换横波的资料,从而进一步弄清与水合物有关的似海底反射层(BSR )及其邻近地层的速度结构特征,为天然气水合物特征识别、井位优选等工作提供技术支撑。
图2 由多个二维地质剖面选定天然气水合物目标体F ig 12 Se l ected ta rget o f gas hydrates fro m m any 2-D geo l og ical pro files(a)目标体 (b)二维地质剖面2.2 针对目标体建立三维地质模型针对特定的目标体,从14条测线的二维地质剖面上拾取各主要反射界面(如海底T 0以及T 1,T 2等)的深度数据,然后将同一反射界面的所有深度数据进行插值得到该界面的三维深度数据。
在有明显似海底反射(BSR )的范围内,用BSR 的深度代替T 1的深度,并在BSR 的上面和下面各20m 处虚拟2个界面,近似认为是天然气水合物的顶底界面(图3(a)),对应层的速度是在T 1之上层的速度加上或减去50m /s .各反射界面(包括天然气水合物的顶底界面)的三维深度数据和各层的速度值构成了三维地质模型(图3(b))。
2.3 射线追踪模拟确定OBS 最佳观测方案从三维模型中,切取通过目标体的二维地质剖面,按OBS 分布间距的不同状况,通过射线追踪模拟,分析纵、横波接收情况,根据覆盖次数与均匀程度,选取最佳的覆盖效果(图4)。
通过对OBS 分布间距为100,200,300,400,500,600,700,1000m 等情况下模拟得到的几组数据的分析比较,确定针对特定目标体的OBS 最佳观测方案:¹分布间距500m 以下,300~400m 效果最佳;º分布方式为长方形矩阵分布。
195图3 由多个二维界面建立三维地质模型界面F i g 13 Created 3-D g eo log ica l s ur face fro m 2-D geo l og ical surface(a)二维地质界面 (b)三维地质界面3 野外实际资料采集验证根据上述研究结果,2008)2009年,在南海某海域进行了天然气水合物三维地震与海底地震联合采集技术试验。
激发震源为540Cu .in .的G I 枪组合/点震源0系统,炮间距为25m ,线间距加密至25m;试图4 BS R -层的反射转换波射线分布和叠加次数图F i g 14 R ay d i str i bution and stack ti m es of converted w ave reflected from BS R layer验中一共采用了28台OBS,针对天然气水合物目标体,OBS 采用方阵方式进行布设,分布间距为500m.图5(a)为OBS 数据X 分量的处理剖面,按照常规的处理办法,多次波非常发育;图5(b)为剔除多次波后的剖面。
可见,BSR 特征得到了进一步突出,BSR 邻近地层的同向轴的连续性更好;图5(c)为多次波剖面(图5(a)与图5(b)的数据差)。
海底地震观测系统的方法研究的结果表明:OBS 的分布形态、分布间距等观测系统参数设计合理,为海底地震数据的采集提供了有利的技术支撑,突出了水合物目标体的BSR 特征,提高了BSR 及其邻近地层的分辨率,达到了研究目的。
图5 野外实际O BS 接收资料的处理剖面F i g .5 P rocessed pro files from real da t um rece i v ed by OBS(a)常规处理后的剖面 (b)剔除多次波后的剖面 (c)多次波剖面196 西安科技大学学报 2011年第2期伍忠良等:海底地震观测系统设计方法研究197 4结论针对特定的天然气水合物目标体,为了获取矿体内部精细的速度结构,OBS的分布形态应采用方阵进行布设。
为了获得较好的成像效果,OBS分布间距以小于500m为宜。
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