中浅地层剖面质量改进方法及应用

海洋工程勘察中,中浅地层剖面是一种应用广泛的调查设备,其具有便携性、高效率、高主频和高分辨率的特点。实际调查中,随机噪音、多次波等问题严重降低了地层剖面资料的信噪比和分辨率,同时,现场作业对海况的依赖性很强。本文从中浅地层剖面的野外采集设备和室内资料处理方面分析,提出立体震源、多道接收系统、带通滤波、预测反褶积和相关滤波等方法。立体震源拓宽了地层剖面资料的频带,获得了更深的剖面和更高的分辨率;多道接收系统使中浅地层剖面数据由单道变为多道,有利于室内资料处理;对于目前主流的单道中浅地层剖面数据,首先要识别噪音的来源和特征,再通过增益、带通滤波、涌浪校正,预测反褶积等方法来处理,最后获取的高质量地层剖面资料一定是各种方法的综合使用和多次试验的结果。     

深水浅地层高分辨率多道地震探测系统研究

目前我国深海地震勘探主要使用气枪震源激发和单道地震拖缆接收,浅部地层分辨率较低,且无法进行速度分析、覆盖叠加等精细处理。为了解决此问题,提出了深水浅地层高分辨率多道地震探测技术,研究适用于深水的大能量等离子体震源和96道光纤水听器地震拖缆等设备。系统部分联调和测试表明,该技术所研发系统设备地层分辨率可达1.2 m,且具有应用水深范围广、使用方便等特点,可以满足大洋矿产资源调查、远海海洋环境调查的需求。     

浅地层剖面的自由界面多次波预测与衰减

本文基于仅包含一次波和自由界面多次波的原始浅剖资料地震波场,推导出适应于单道数据的自由界面多次波预测方程,并提出基于同相轴追踪的多次波剔除与多道维纳滤波相结合的组合匹配衰减方法,实现了高精度的浅剖数据自由界面多次波预测与衰减,理论模型与实际浅地层剖面的处理实验均证明了该多次波预测与匹配衰减方法的有效性。     

拖缆式浅地层剖面采集系统改进方法

传统拖缆式浅地层剖面地震资料采集系统中往往采用检波点组合的方式进行资料采集,当海水深度较深时,可以忽略组内距对地震资料的影响,当海水深度较浅时,这种采集方式容易导致波形畸变和高频信息丢失。利用多道地震的思想,对传统拖缆式浅地层剖面采集系统进行改进。新的浅地层剖面采集系统采用拖缆式施工、多道、无组合单点接收方式进行采集,即可以获得各检波点采集到的数据,同时改进数据记录的方式。新的采集系统中可以同时监控原始单炮记录、直接叠加后单道记录、时差校正后叠加单道记录、时差校正后地震剖面。     

浅地层剖面探测技术及应用

浅地层剖面技术是应用声学原理高效获取海底面之下浅部地质地球物理信息的探测技术,主要应用于海底浅地层信息探测和海底特殊目标调查等方面。以往研究者主要集中在浅地层剖面的具体应用,未对不同类型的浅剖应用效果进行综合对比分析,本文比较4种不同类型浅地层剖面系统的组成、工作方式和探测技术参数,认为不同尺度的探测目标需要应用不同类型的浅地层剖面系统。分析和对比不同震源类型浅剖的应用案例,发现电火花震源穿透能力最强,分辨率随工作频率的增大而提高;电磁式震源穿透深度与分辨率适中;压电换能器震源分辨率较高,穿透能力弱;参量阵震源利用差频原理,信号中包含高频与低频两部分,能够同时得到较高的分辨率与较大的穿透深度。未来浅地层剖面探测技术向深穿透、高分辨率、高效率、二维向三维甚至高维探测方面发展。     

海洋低信噪比单道地震资料特点及处理策略

海洋单道地震是海洋地球物理调查的常用手段之一,具有广阔的应用前景。但单道地震单一的覆盖次数及非等间距采集模式导致剖面信噪比低、多次波发育、垂向振幅能量差异大等特点。从单道地震的采集原理出发,阐述了单道地震资料处理中的3个难点:海底同相轴抖动、强振幅海底多次、严重背景随机噪音。针对涌浪引起的海底同相轴抖动问题,借用陆地资料静校正原理,将海底抖动分为高频和低频两个分量;采用互相关技术逐步消除高低频静校正分量。针对单道资料强振幅海底多次波,根据一维SRME算法原理,对单道数据运用一维SRME算法公式,预测的多次波模型与实际的多次波模型较为接近;针对单道资料低信噪比问题,将RNA去噪技术与LIFT去噪思想相结合,达到增强有效信号的同时压制空间随机干扰的目的。实际资料处理后的剖面信噪比与分辨率均显著提升,波组特征更加突出,成果资料满足用户解释需求。     

面向不同解释目的的参量阵浅剖处理

为了更好地利用浅剖资料进行浅剖解释工作,利用参量阵浅剖仪CW模式发射的短时连续波采集的浅地层剖面资料,经过资料特征分析,进行了预处理(包括数据拼接、延迟校正、球面扩散补偿、道间振幅均衡和大值干扰压制处理)。在预处理的基础上,首先提取资料的瞬时振幅(波形包络)并对其进行带通滤波,资料的低频成分突出,同相轴连续,分辨率适中,该处理结果适合用于构造解释。而后,对波形包络资料进行提频处理,在保留低频成分的同时突出高频成分,分辨率高,但在构造较陡部位同相轴连续性较差,该处理结果适合用于薄层砂体刻画。     

浅层物探SEGY数据震源位置校正方法

浅地层剖面仪、单道地震仪器采集的原始数据通常以二进制形式保存在SEGY型数据文件中,定位信息保存在数据道头,一般而言该定位信息是GPS天线头或导航参考点的坐标,不是震源的真实位置,它们之间存在一个固定的偏移量。该类数据的处理大多采用OMEGA、FOCUS、SU、RadExpro等地震处理系统来处理,并未考虑定位数据的错位情况,影响了后续地质解释的精度。利用导航数据文件的船艏向信息和SEGY数据中的坐标数据匹配,根据震源与SEGY中道记录位置的相对关系,重新计算震源坐标,改写SEGY数据文件。该方法可为资料的综合解释提供了准确的地理位置。     

高分辨率单道地震调查数据采集技术方法

通过系统研究单道地震数据采集技术方法,结合项目实际应用效果和海上试验结果,从震源的选择、环境背景噪声特点、接收水听器实际效果、单道地震采集系统方法改进等方面进行了分析研究.总结了一套可行的单道地震调查施工技术方法,采用一发双收双通道地震采集系统,可达到提高单道地震剖面分辨率和获得高信噪比资料的目的.     

南海南部礼乐海区二维地震资料的高分辨率处理方法

南海南部礼乐海区以其丰富的油气资源储备成为我国油气勘探的后备区,目前勘探程度低,地震资料较少,仅有少量的二维地震资料。由于该区地形复杂、水深变化范围大,因此在地震数据中发育着多种类型的干扰波,加之该批数据道数少、信噪比低,上述因素都成为高分辨率处理的难点。针对该区地震数据的特征,采用多种手段的真振幅恢复技术以及异常振幅压制等预处理方法;采用串联反褶积提高了资料的分辨率;根据多次波的类型分别采用τ-p域预测反褶积、速度滤波、内切除等组合方法压制多次波。从资料处理的效果来看,使得浅、中、深层能量得到平衡,多次波等各类干扰波得到了较好的压制,资料的信噪比和分辨率都得到了提高,最后得到了高分辨率的地震剖面。     

小排列高分辨多道地震系统在岱山岛大桥工程中的应用

对运用小排列高分辨多道地震系统获取的岱山岛大桥附近海域高精度的地震数据进行了综合分析和处理,查明了调查区域的工程地质条件,并对两个桥址方案进行了地质条件的对比。采用的地震系统参数:拖缆为24道,道间距为2 m,偏移距为46 m,枪容积为10 in3,频带范围为1~1 000Hz。结果表明:(1)采用了统一方法和流程对岱山岛大桥工程中所获得的地震数据进行分析、处理,保证了两种选址方案调查结果的一致性。(2)舟山本岛-岱西桥位(方案Ⅰ)和舟山本岛-双合山桥位(方案Ⅱ)海底地形平缓,不存在海底滑坡体等不良地质现象,调查区域虽分别有6条和5条断裂,但所有断层的上覆第四系均未发生错断,断裂均为非活动性断裂,两个方案桥位线均具有建桥的良好工程地质条件。(3)与单道地震相比,小排列高分辨多道地震系统能得到更为丰富的地层反射地震数据,而该系统比传统的多道反射地震方法具有作业方便、经济的优势,可见,该调查方法适用于近岸区域浅水工程环境的地质调查工作,是一种方便、实用和经济的地质调查手段。     

高精度和高分辨率水下地形地貌探测技术综述

为提高我国水下地形地貌探测技术水平,促进对海洋的科学认知和高效开发利用,文章综述高精度和高分辨率水下地形地貌探测技术研发进展,并分析关键技术发展方向。研究结果表明:采用机载激光、多波束、侧扫声呐、浅地层剖面、双频识别声呐、合成孔径声呐和水下三维扫描声呐等探测技术以及无人船、水下机器人和海底观测网等探测平台,可获取高精度和高分辨率水下地形地貌信息;应在提高设备性能、减小探测误差和完善数据算法等方面加大研究力度,重点发展综合探测技术,从而全面和清晰地反映水下地形地貌。     

近海底高分辨率地震探测系统设计与实现

受大深度水体的影响,传统的海面拖曳式多道地震技术在进行深水地层探测时,目标地层深度处的菲涅耳半径非常大,水平分辨率低,难以满足海域天然气水合物高精度探测需求。针对海面拖曳式地震探测技术存在的上述问题,设计了一套可以在2000 m水深近海底作业的地震探测系统。应用耐压透声发射阵技术,克服了20 MPa外压环境和瞬时内压冲击对等离子体震源子波幅频特性的不利影响,研制的深拖等离子体震源的声源级达到214 dB,主频低于1000 Hz;水下控制中心采用集成SoC片上系统设计,可以对震源进行定距激发控制,进行近海底多道地震数据的连续采集。系统在2019年深海试验拖曳最大深度达2025 m,测试剖面数据显示最大地层穿透深度达380 m,纵向分辨率<2 m,横向分辨率<10 m,为深水海域沉积地层的深拖高分辨率地震探测提供了技术支撑。     

海上单道地震与浅地层剖面数据海浪改正处理研究

因受海面大风浪与涌浪等影响,海上单道地震与浅地层剖面数据反射同相轴常出现波浪状起伏,造成剖面反射层位错乱,分辨率与信噪比降低。根据海浪噪声与海底反射地层在横向上的相关性与变化频率等特性,以及综合前人的研究成果,采用陆上地震数据剩余静校正处理中的统计模型道互相关方法来实现对剖面反射同相轴的海浪改正处理;为减少强能量噪声对相关运算的影响,采用中值滤波、光滑滤波技术对反射同相轴曲线进行滤波处理,以进一步减少残留海浪的影响及相关运算改正误差。将这些方法综合运用于海上实际调查资料处理后,大风浪与涌浪影响下的波浪状反射同相轴变得连续、光滑,海底下混乱模糊的反射层位变得清晰、连续,剖面信噪比与分辨率得到了极大的提高。     

南黄海西部海域高分辨率声学地层及其沉积环境

通过对高分辨率浅地层剖面的分析解译,对南黄海西部陆架区进行了声学地层划分。南黄海西部海域声学地层剖面可划分为5套地层Ⅰ、Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅲ1、Ⅲ2,每套地层代表一次全球性(或区域性)海平面变化周期内的海进一海退这样一个完整的旋回变化过程所形成的海侵或海退沉积层序。将典型声学地层剖面与区内钻孔岩心的沉积地层岩性单元对比研究,得到各声学反射层的时代、岩性及沉积环境。并发现依据浅地层进行的声学地层划分与钻孔岩心的地质地层划分有较好的对应关系。结合区内钻孔岩心的分析结果,对晚更新世以来南黄海陆架区的沉积环境及沉积过程进行了探讨。     

探讨高频检波器与低截处理的替代关系

地震检波器是实现把机械振动转换为电信号的传感器,不同检波器具有不同的相位特性和频率特性。从检波器的振动理论方程着手,分析了地震资料反射品质与检波器特性的关系。结合地质任务和技术指标要求,在相同采集因素条件下,执行特定的试验内容,考核了不同检波器类型及其性能,对资料进行了有益的处理方法尝试,获得实用而有意义的结论。在目的层较浅的探区,试验数据表明采用自然频率较低的检波器和特殊的低截处理方法同样能够实现高分辨率的地震勘探效果。     

TOBI image processing-the state of the art

TOBI (Towed Ocean Bottom Instrument) is a deep-tow sidescan sonar vehicle from which sidescan sonar data are now routinely collected and archived. This paper describes the algorithms developed for detailed processing of TOBI data. Sonar imagery has a characteristic set of processing challenges and these are addressed. TOBI provides a very large sonar dataset, and to limit the difficulties of handling and processing these data, the raw data are subjected to a data reduction technique prior to further processing. Slant-range correction is improved by editing vehicle altitude data using a median filter. Noise on TOBI imagery can appear in two main forms; speckle noise and line dropouts. Speckle noise is removed by a small median difference kernel and line dropouts are removed using a ratio of two box-car filters, each with appropriate thresholding techniques. Precise geocoding of the imagery requires an accurate estimate of vehicle location, and a method of calculation is presented. Two optional processing algorithms are also; presented; deblurring of imagery to improve along-track resolution at far range, and the suppression of a surface reflection return which may occur when TOBI is operated in relatively shallow water. Several of the techniques presented can be transcribed and modified to suit other datasets     

An acoustic complex for dual-frequency profiling of aquatic areas

The construction and functioning principles of two-channel equipment for simultaneous acoustic profiling with two different frequency sources are described. The equipment makes possible the collection of high resolution data for the upper part of the sediments and reasonable depth penetration for engineering purposes. Unlike profiling by applying two independent systems, the presented hard- and software package makes it possible to synchronize the sources and eliminate mutual interference. The data is saved to a common file on a single computer. The software package contains resources for processing the high and low frequency data.     

小波变换压制噪声在单道地震资料处理中的应用

海洋区域地质调查中,单道地震勘探以其高分辨率、方便快捷等优点成为揭示浅地层地质构造的重要手段之一.结合前人研究成果并出于保护信号的完整性,对低频部分的噪声采用带通滤波进行滤除,而对高频信号中的随机噪声采用小波阈值去噪方法进行压制处理.在小波阈值去噪过程中,通过比较选用最佳小波基函数sym5对地震剖面进行三层小波分解.结果表明:两种阈值去噪方法在带通滤波的基础上进一步提升了剖面的质量,使得反射层面变得连续可追踪.软阈值去噪滤掉了剖面上的较多信息,去噪效果较为彻底,硬阈值去噪则保留了较多的细节信息.