海洋多道地震拖缆数据采集包设计

针对海洋地震信号幅度小、动态范围大、噪声干扰强等特点,设计了基于高精度32位Δ-Σ(Sigma-Delta)模数转换器(ADC)的海洋多道地震拖缆四通道采集包。该地震信号采集包以STM32L432为核心,使用SPI总线控制4片32位模数转换器完成地震信号采集,采用九轴姿态传感器实时监测拖缆姿态,通过RS485接口将地震数据和姿态数据上传到数传包。测试表明:该装置自噪声小、动态范围大、功耗小、运行可靠,对海洋地震勘探高精度信号采集研究具有借鉴意义。     

海洋多道地震拖缆数据实时传输系统的设计与实现

为满足深拖式高分辨多道地震勘探需求,设计并实现了海洋地震拖缆数据的实时传输系统。系统由数传包与地震采集站连接组成,采用推荐标准485(Recommended Standards 485,RS485)串行总线实现了采集站与数传包的物理连接,利用低电压差分信号(Low-Voltage Differential Signaling,LVDS)、预加重/均衡器、8位/10位(8 bit/10 bit)编码等技术实现了数传包之间的通信链路。设计了无等待反馈重传的差错控制方法,提高系统高效性和可靠性;在现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)内部采用先进先出(First Input First Output,FIFO)构建多优先级任务队列的多级流水线设计,解决了大容量数据并发而产生的数据漏帧问题。在实验室用已知正弦信号对系统进行了对比测试,结果表明系统能够满足海洋多道地震勘探的数据传输需求,对于海洋多道高分辨率地震资料的可靠获取具有重要的意义。     

光纤水听器阵列应用于海洋地震勘探的试验*

为了检验光纤水听器阵列在海洋地震勘探中应用的性能, 在南海, 使用1024基元的光纤水听器阵列与进口的360道压电水听器海洋地震勘探仪, 采用相同的作业方式在同一位置进行海洋地震勘探调查, 对两个设备采集的海洋地震勘探资料进行对比。试验结果表明, 光纤水听器阵列采集的数据主频范围达到10~120Hz, 宽于压电水听器海洋地震勘探仪的主频范围10~80Hz; 地震剖面分辨率优于压电水听器海洋地震勘探仪。光纤水听器阵列在经过适应性改进后完全能够满足海洋地震勘探的性能要求。     

基于GIS的海洋地震数据管理系统的设计与实现

基于大型Oracle数据库管理系统和先进的空间数据引擎SDE技术,将SEG-Y格式海洋地震数据与地理信息系统相结合,并按照“航次—测线—点”的数据组织结构设计了海洋地震数据库.论文首先总结了当前流行的地震数据组织和访问方式,然后阐述了地震数据管理系统的设计方案,最后介绍了数据查询、数据库管理、SEG-Y地震数据查看和地...     

地震属性在海洋天然气水合物识别中的应用

海洋拖缆主动源多道地震技术是应用于海洋天然气水合物资源调查的主要技术方法。不同于常规油气藏勘探,海底天然气水合物成藏机制复杂多样,海底似反射(Bottom Simulating Reflector,BSR)特征与水合物赋存并非完全对应。为提高海洋天然气水合物矿体识别的可靠性,地震属性技术在水合物资源调查中发挥着越来越重要的作用。本文对我国南海北部海域天然气水合物调查中的关键属性进行了对比、分析及筛选试验研究。试验针对海洋高分辨多道三维地震数据,采用三维地震层速度控制综合处理技术完成了BSR区域的成像,提取了与BSR相关的多种地震属性,并对BSR地震属性体的内部特性进行了分析,实现了BSR特征水合物矿体的识别,并提取了BSR上方和下部结合层带的地震属性。研究结果表明,在水合物赋存地层极其复杂的条件下,地震属性分析技术在海洋复杂浅地层水合物识别方面具有可行性和技术优势。     

海洋二维高分辨率地震采集技术与方法

高分辨率地震不同于高频地震。使有效讯号保持“宽而高”的频谱是高分辨率地震的核心。因此，只有从野外采集到室内处理都围绕着“宽而高”这个核心，采取相应的技术措施，才能获得高分辨率的地震资料。本文着重从野外采集出发，就海洋浅中层二维地震勘探，论述了高分辨率采集的主要技术和方法，并较详细地介绍了仪器设备的主要性能与参数。     

南海神狐海域天然气水合物地震资料采集脚印分析与压制

在三维地震资料采集中,由于观测系统本身的原因及采集条件等因素在地震数据体上形成了采集脚印,在海域资料中表现为条带状的振幅异常。采集脚印的存在,影响着地震资料的成像质量以及后续的地震反演、属性分析和AVO研究。尤其在水合物地震资料分析中,精确的成像以及可靠的地震反演、地震属性分析关乎精确识别水合物分布。因此本文详细分析了神狐海域地震资料的采集脚印现象并采取了有效的压制技术,为后续通过地震反演、属性分析和AVO反演研究精细刻画、描述构造形态、预测天然气水合物储层分布和预测天然气水合物有利富集区带提供了可靠的地震资料。     

双船地震实时状态观测系统设计与实现

采用双船模式进行地震资料采集是海洋地球物理勘探一种有效的作业方法。作业中对双船的精确导航定位及实时控制与状态调整是这一方法获得高品质地震数据的关键。根据海上双船地震作业导航定位特点,采用"框架+插件"体系结构,开发设计"双船地震实时状态观测系统",实现了对双船作业的实时状态监控及视图化管理功能,并依据偏移量对双船的航速与航向进行及时调整直至使之近于同步。系统的应用使导航定位的精度控制在误差范围之内,保证了野外采集数据的质量。     

地震与波浪联合作用下海洋平台动力特性分析

主要针对地震与波浪联合作用下空间导管架式海洋平台结构的动力响应特性进行研究。以春晓平台结构为例,利用ANSYS程序进行了动力响应的数值计算,分析中考虑了地震设防烈度、风浪条件及场地土类型等因素对结构响应的影响,并与地震单独作用下的结构响应进行了对比。分析结果表明,抗震设防烈度较低、中等及较大风浪条件下对海洋平台结构进行抗震分析时有必要考虑地震与波浪的联合作用。     

利用海洋地震数据估算气体水合物与游离气资源量

位于南卡罗来纳近海的布莱克海台的海洋地震数据及测井表明：含有气体水合物的沉积层覆盖于含游离气的沉积层之上，造成了明显的地震似海底反射（BSRs)。我们将一个理论的岩石物理模型应用到二维的布莱克海台海洋地震数据，以确定气体水合物与游离气的饱和度。高孔隙度的海洋沉积物可以模拟为一个颗粒状的系统，其弹性波速度与孔隙度、有效压力、矿物成分、孔隙充填物的弹性属性以及孔隙空间中水、气体及气体水合物的饱和度相关。将此模型应用到地震数据时，我们首先通过叠加速度分析获得层速度。其次，除孔隙度，水、气和气体水合物的饱和度等参数外，通过地质信息获得岩石物理模型的其他输入参数。为了从层速度信息中估算孔隙度和饱和度，我们首先假定整个沉积物中不含气体水合物或游离气，然后，根据岩石物理模型由层速度直接计算孔隙度。在气体水合物与游离气出现的区域，这些孔隙度的数据特征出现异常（无气体水合物或游离气的沉积物中期望的标准数据特征与获得的数据特征相比较而言），低估水合物区域中的孔隙度，而高估含游离气区域的孔隙度。我们用带有异常值的孔隙度数据减去标准的孔隙度特征数据（不含气体水合物和气体）来计算剩余孔隙度。然后,我们应用岩石物理模型剔除气体水合物或气体饱和度引起的异常，最终获得理想的二维饱和度图。因此，这样得到的气体水合物最大饱和度占孔隙空间的13－18％之间（取决于所用模式的型式）。在布莱克海台钻井中（不在地震测线上）测量的饱和度大约为12％，这与计算结果一致，游离气体的饱和度在1－2％之间变化。饱和度的估算值对于输入的速度值相当敏感，因此，采用准确的速度对得到合理的储层特性相当关键。     

Fast static correction methods for high-frequency multichannel marine seismic reflection data: A high-resolution seismic study of channel-levee systems on the Bengal Fan

Very high-frequency marine multichannel seismic reflection data generated by small-volume air- or waterguns allow detailed, high-resolution studies of sedimentary structures of the order of one to few metres wavelength. The high-frequency content, however, requires (1) a very exact knowledge of the source and receiver positions, and (2) the development of data processing methods which take this exact geometry into account. Static corrections are crucial for the quality of very high-frequency stacked data because static shifts caused by variations of the source and streamer depths are of the order of half to one dominant wavelength, so that they can lead to destructive interference during stacking of CDP sorted traces. As common surface-consistent residual static correction methods developed for land seismic data require fixed shot and receiver locations two simple and fast techniques have been developed for marine seismic data with moving sources and receivers to correct such static shifts. The first method – called CDP static correction method – is based on a simultaneous recording of Parasound sediment echosounder and multichannel seismic reflection data. It compares the depth information derived from the first arrivals of both data sets to calculate static correction time shifts for each seismic channel relative to the Parasound water depths. The second method – called average static correction method – utilises the fact that the streamer depth is mainly controlled by bird units, which keep the streamer in a predefined depth at certain increments but do not prevent the streamer from being slightly buoyant in-between. In case of calm weather conditions these streamer bendings mainly contribute to the overall static time shifts, whereas depth variations of the source are negligible. Hence, mean static correction time shifts are calculated for each channel by averaging the depth values determined at each geophone group position for several subsequent shots. Application of both methods to data of a high-resolution seismic survey of channel-levee systems on the Bengal Fan shows that the quality of the stacked section can be improved significantly compared to stacking results achieved without preceding static corrections. The optimised records show sedimentary features in great detail, that are not visible without static corrections. Limitations only result from the sea floor topography. The CDP static correction method generally provides more coherent reflections than the average static correction method but can only be applied in areas with rather flat sea floor, where no diffraction hyperbolae occur. In contrast, the average static correction method can also be used in regions with rough morphology, but the coherency of reflections is slightly reduced compared to the results of the CDP static correction method.     

东沙海域复杂海况下单源单缆长排列地震资料处理*

大量研究表明南海北部东沙海域的中生界地层具有很好的油气成藏条件, 是油气勘探的有利区域。但中生界地层构造成像不清晰限制了该区域油气资源的准确评价。本文利用在该海域采用单源单缆长排列采集的三维地震数据, 提出了对该类数据的优化处理技术方案, 以期获得中生界地层的清晰成像。处理过程主要包括各种噪音干扰和不同类型多次波的压制, 尤其是比较严重的海洋湍流干扰压制, 提高中深层反射信号信噪比; 通过压制气泡和压缩子波提高地震反射的分辨率; 同时利用高密度速度分析进行各向异性双谱非双曲线动校正, 提高成像质量, 使波组特征、振幅特征更为明显。针对密集二维采集数据特点, 通过合理的面元规则化处理, 使得覆盖次数均匀和横向分辨率提高, 实现高精度三维成像。本研究针对噪音干扰较严重的单源单缆长排列加密地震资料, 按照三维地震资料进行数据处理, 处理后明显突出了浅、中、深各层的有效信息, 特别是针对中生界的成像质量改善更为明显, 形成了一套行之有效的处理流程, 为今后邻近区块的勘探和资料处理提供了技术基础, 也为东沙海域的油气勘探与评价提供了科学依据。     

香港与珠三角地区海陆联合地震探测的数据处理

介绍了香港与珠三角地区海陆联测地震数据处理的一般流程及方法,讨论了导航数据记录时间存在误差的问题及其解决方法,对数据处理程序进行了改进,使之更加通用化。提出了数据处理中需要改进之处,对较远的地震台站采用滤波、均衡、剪切等处理手段,突出弱震相,压制强噪音。广东和香港地区的大部分固定台站均可清晰识别出有效信号,这是首次利用固定台站记录到远距离海上气枪信号,最远接收距离达到240多公里,获得了较好的观测结果。     

Pasisar: Performances of a High and Very High Resolution Hybrid Deep-Towed Seismic Device

The Pasisar seismic acquisition system combines a source at the sea surface and a deep-towed single channel streamer. This unconventional device geometry reduces the width of the first Fresnel zone which increases the lateral resolution. However, the device acquisition geometry generates artifacts on seismic profiles and induces large incidence angles of the seismic signal. A specific processing sequence must be applied to the data to obtain a readable seismic section. Penetration of the seismic signal depends on the energy of the signal reaching the seafloor and on its incidence angle. Because of smaller source energy, 800 Joules Sparker data cannot be acquired in water depth larger than 1500 m for example, whereas there is no depth limit for the use of this system with air gun sources. Differential acoustic absorption of seismic frequencies (below 1000 Hz) in the water column is negligible when compared with wave fronts expansion. Thus, the horizontal resolution of any seismic system strongly depends on the frequency spectrum of the seismic source and on the travel distances. Pasisar and conventional seismic profiles being usually simultaneously recorded, we illustrate the interest of using a hybrid seismic device by comparing horizontal resolutions as well as signal-to-noise ratio obtained with both the Pasisar and conventional systems. In addition, by carefully picking time arrivals of a reflection on simultaneously recorded surface and deep-towed seismic records, it is possible to estimate the average interval seismic velocity. We present the simplified example of a horizontal reflector.     

Estimation of seawater movement based on reflectors from a seismic profile

Seismic oceanography is a new cross-discipline of reflection seismology and physical oceanography. The biggest difference between seismic oceanography and traditional reflection seismology is its research object of time-varied seawater. How to estimate the temporal variations of reflectors in water structure and make some corrections in seismic data are basic problems in seismic oceanography research. Here a method of estimation for seawater movement is provided based on the reflectors. The application results of this method to the simulated and field seismic data turn out to be acceptable. As compared with the previous research, this method has the advantages of low-dependence on migration velocity and dip of reflectors, and it is very suitable for correction in a spectral analysis using seismic data, which is very useful in the research of ocean energy budget.     

OBS广角反射地震及其意义

在蒸发岩、玄武岩等高阻抗岩层发育地区 ,常规反射地震往往难以获取高阻抗层以下的地层地质信息。而使用海底地震仪 ( OBS)进行广角反射地震测量 ,可较好地解决高阻抗层屏蔽问题 ,它是开展海上地质构造勘查的一种行之有效的方法。对 OBS广角反射地震法的原理 ,海上测量方法 ,资料处理 ,时间剖面解释及地下地质构造计算机模拟方法作了阐述 ,对 OBS广角反射地震勘探法的成功范例——苏伊士湾高蒸发岩发育区结晶基底勘探作一扼要介绍。     

南沙地块OBS2019-2测线数据处理与震相识别*

为揭示南海南部陆缘的地壳结构, 研究其张裂-破裂机制, 开展共轭陆缘对比, 我们在南沙地块礼乐西海槽附近的洋陆转换带上完成了OBS2019-2测线的探测工作。相较于北部陆缘, 南部陆缘已有的海底地震仪(ocean bottom seismometer, OBS)测线较少, 对深部地壳结构的研究也较少, 因此OBS2019-2测线就尤为重要。文章重点阐述了OBS2019-2测线的数据处理工作, 包括UKOOA文件制作、数据格式转换、位置校正、单个台站综合地震记录剖面的生成等, 然后在剖面图中对各类深部震相(Pg、PcP、PmP、Pn)进行识别追踪, 并建立初步的模型; 使用Rayinvr软件进行走时试算工作, 验证了震相识别的准确性。处理结果显示OBS2019-2测线的深部震相清晰, 最远震相可以连续追踪到120km以外, 数据整体质量良好, 能为后续速度建模和构造解释等工作提供坚实基础。     

深度域地震资料解释探讨

叠前深度偏移在速度复杂或构造复杂地区的成像具有优势,目前已经成为地震数据处理领域的标准流程.对叠前偏移处理数据进行后续的解释主要有两种思路：时深转换到时间域进行解释、直接在深度域进行解释.在深度域进行解释有很多优点,但也存在一些难点：褶积模型的适用性、井震标定的适用性以及深度校正问题.在前人研究和工作实践的基础上,提出了一种在深度域进行解释的方法,尽量适应目前解释系统、工作习惯、工作思路的方法.     

国产OBS的时间矫正方法——以2019年台湾海峡地壳结构海陆探测实验为例

时间服务系统对利用走时层析成像方法进行地下介质速度结构反演至关重要。海底地震仪(ocean bottom seismometer, OBS)工作期间由于没有GPS时间接入, 其时间误差(包括守时误差和授时误差)主要来源于内部石英晶振的准确程度, 受到外部环境变化以及开关机等因素影响。长期实践发现, 部分国产OBS在记录气枪信号以及天然地震信号时存在较大的时间偏差。本文对2019年福建及台湾海峡地壳结构海陆探测实验所获得的53台次国产OBS记录进行了时间服务系统矫正。其中, 针对OBS授时误差, 利用出海前不中断采集的一致性试验和运输船运输过程中产生的晃动互相关进行时间矫正; 针对守时误差, 采用计算实际采样频率与理论采样频率偏差进行矫正; 通过对比矫正前后OBS记录到的天然地震信号, 进行秒级别的检测。结果表明, 经过以上步骤矫正的OBS数据, 其时间记录的准确性得到了显著提高, 从而降低了震相识别、走时拾取的时间误差, 为标准化国产OBS数据采集作业流程提供了重要参考。     

海洋地震勘探中地震波、鬼波综合效应分析与应用

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。