南黄海崂山隆起地震采集参数设计

南黄海崂山隆起中-古生界海相碳酸盐岩沉积层是重要的油气勘探目的层,但因工区水深较浅,新生界陆相地层与中生界海相地层之间存在强波阻抗界面,中-古生界碳酸盐岩地层结构较为均匀、速度和密度梯度较小、厚度较大等原因,造成中-古生界地震有效反射波存在能量弱、信噪比低等问题。针对如何增强中-古生界有效反射波能量、提高其信噪比展开采集参数设计。在大量设计方案的基础上,优选出2组强能量、富低频的容量为6390in3的平面组合和立体组合气枪震源;设计接收缆长度7200m,优选接收缆沉放深度16m和20m。对气枪震源和接收缆沉放深度组成的4组试验方案进行外业采集并分析,确定低频能量更强的6390in3平面震源沉放10m、接收缆沉放16m作为地震采集方案,并在空间采样间隔和工区施工环境分析等基础上提出了适合现阶段南黄海崂山隆起中-古生界地震勘探的单源6缆采集方式和采集参数,形成了高覆盖、富低频、强能量地震采集技术。与以往地震资料进行了对比,本次采集的地震资料中-古生界地层反射能量更强,信噪比更高,整体提高了中-古生界地震资料的品质,为后续南黄海地震勘探积累了经验,为下一步井位论证等工作奠定了扎实的基础。     

南黄海“高富强”地震勘查技术及其应用

南黄海海相中—古生界具有厚度大、埋藏深、构造复杂、岩性纵向非均质性强、浅部强反射界面能量屏蔽、碳酸盐岩层内部能量弱等特点。青岛海洋地质研究所联合中石化海洋石油工程有限公司、上海物探分公司(原第一海洋地质调查大队),通过持续的科技攻关,逐渐形成了适用于研究区内地震地质条件的"高富强"(高覆盖次数、富低频、强震源)地震勘查技术,获得了较高品质的海相中—古生界反射资料。2015年在崂山隆起上落实了多个大型中—古生界圈闭构造,为区内油气调查与勘探的突破提供了技术支撑。     

南黄海盆地海相中-古生界地震探测技术攻关历程及效果

南黄海盆地是迄今为止中国近海唯一未发现油气田的大型沉积盆地,具有陆相中-新生界和海相中-古生界2套油气勘探层系。海相中-古生界厚度大、分布广,地震资料成像品质差一直是制约其油气勘探的关键问题。针对中-古生界的地震探测技术攻关经历了地震地质研究、技术攻关和技术突破与应用3个阶段。在第1阶段工作的基础上,以区内地震地质条件与岩石物性分析为先导,以物探船不断更新和地震仪器设备升级换代为手段,以大量理论模拟、针对性室内物理模拟和持续海上试验为方法,通过采集参数不断优化,最终形成了以"高覆盖次数、富低频信号、强震源能量"为特征的"高富强"地震探测技术,突破了技术瓶颈。应用该技术,在原来为空白反射的崂山隆起发现了海相中-古生界3套可连续追踪对比的地震反射标志层组,识别出7个反射界面,建立了地层层序,揭示了残留盆地构造特征,预测了油气远景区,优选出高石稳定带为有利区带,圈定了重点构造,锁定了钻探目标,为南黄海盆地新层系油气勘查突破创造了条件,为下一步勘探指明了方向。"高富强"地震探测技术对拓展中国海域找油空间、加快海域深部油气资源勘探和开发利用具有重要意义,对全球具有类似地震地质条件海域的油气勘探具有实际应用价值。     

南黄海中-古生界地震勘探震源设计及其应用

南黄海崂山隆起存在新近系底界T2强反射界面,中深部发育多套碳酸盐岩高速层,并经历长期的压实作用及复杂的构造运动,波阻抗差异变小,构造特征更为复杂,使得地震波场复杂,深层有效的地震反射信号较弱,信噪比较低,成像质量较差。为了改善中-古生界反射波成像质量,着重对震源端进行攻关,优化设计了2组富低频、强能量的气枪组合震源(总容量为6390in3),分别是沉放10m的平面组合震源和"倒梯形"立体组合震源(4子阵沉放深度分别为7、10、10、7m)。通过外业试验,优选了低频更强的平面组合震源作为地震采集震源方案。与以往地震资料进行了对比,本次采集的地震资料能量衰减较慢,深层能量更强,整体改善了T2不整合面下伏反射层的成像质量,为该区的中-古生界油气勘探奠定基础。     

南黄海盆地油气资源调查新进展

南黄海盆地是中-古生代海相沉积盆地与中-新生代陆相沉积盆地相叠加的大型沉积盆地,其油气调查与勘探始于20世纪60年代初,经历了陆相盆地调查与勘探、探索与研究、海相盆地勘查3个阶段。由于地震地质条件复杂、盆地演化历史复杂、地质构造复杂、勘探程度相对较低,50多年的调查与勘探未获得商业性油气发现。经过2005年以来的长期地震调查技术攻关,初步形成了以"高覆盖次数、富低频信号、强震源能量"的采集技术和"高分辨率、富低频成分、强反射能量"的处理技术相结合的盆地深部"高富强"地震探测技术,并获得深部海相层的有效地震反射。近年来的进一步调查和研究发现:(1)南黄海盆地不仅是扬子板块在海域的延伸,而且是下扬子地块的主体;(2)南黄海盆地与四川盆地在中-古生代海相盆地沉积时期具有相同的沉积建造和沉积演化历史;(3)南黄海陆相中-新生界以下残留有巨厚的中-古生代海相地层,存在可追踪对比的三套地震反射标志层组,据此建立了中-古生代海相沉积层的地震层序;(4)发育下寒武统荷塘组(或幕府山组)、上奥陶统五峰组-下志留统高家边组、上二叠统龙潭组-大隆组三套优质烃源岩,三套完整的生储盖组合,具备形成大型油气田的物质基础;(5)理论模拟和包体分析表明,海相中-古生界存在多源多期成藏特征;(6)崂山隆起是海相下古生界油气远景区,勿南沙隆起是海相上古生界的油气远景区;(7)崂山隆起高石稳定带是有利勘探区带,是寻找类似于四川盆地"威远型"和"安岳型"油气田的重要地区;(8)高石3号构造是古生界的首选钻探目标。下一步工作重点是实施以下古生界为主要目的层的参数井钻探,建立区内完整的中-古生代地层层序,获取资源评价参数,实现南黄海油气调查的战略发现和勘探认识突破。     

南黄海中、古生界地震资料精细处理关键技术

南黄海盆地中部隆起发育巨厚的中、古生界海相地层,油气勘探前景良好,但该地区地震地质条件复杂,地震资料品质差、信噪比低。通过地震波场数值模拟分析认为,浅部强屏蔽层,中、古生界内部地层弱反射系数及多次波干扰等几方面因素是影响地震反射成像品质的主要原因。针对这一难题开展了中、古生界老地层的地震资料精细处理关键技术研究,形成了多次波组合压制、多域噪音衰减、提高信噪比等几项关键技术系列。实际资料处理实践表明,针对性的处理技术系列有效地提高了中、古生界资料的信噪比,地震成像品质较以往大大提高,处理效果良好。     

大震源长缆深沉放地震采集技术在南黄海中古生代盆地的应用

南黄海海域中古生代盆地具有原型盆地类型多样、成盆背景复杂、后期构造改造强烈等特点,导致地震资料品质一直是制约其油气勘探的关键问题。针对南黄海中古生代盆地开展地震采集攻关,以研究区内地震地质条件与地震物性条件的分析为先导,剖析了该区地震勘探存在的关键问题:浅层强界面屏蔽、目的层内部阻抗界面弱、地震成像品质差,并有针对性地开展了相应的大震源长缆深沉放地震采集技术攻关实践,其震源能量超过6 180cu.in3,电缆长度10 050m,枪缆沉放深度分别为10和25m。实践证明,该新技术手段可以有效增大向深部中古生界传播的低频地震分量,降低外源噪音干扰,增加目的层信噪比,使得地震剖面成像品质得到了明显提高。     

南黄海前新生代油气地震勘探面临的问题与努力方向

南黄海海域的中、古生代海相油气地震勘探取得了丰硕的成果,但也面临着在恶劣的采集环境下降低原始资料干扰难、提高强反射界面下目标层的反射能量难、复杂波场条件下多次波的识别与压制难以及复杂构造条件下地震精确成像难等诸多技术难题。在分析了所面临问题的基础上提出了解决问题的努力方向,即重新定位勘探流程;加强基础理论研究;开展采集和处理技术方法的创新研究与试验;强调综合地球物理方法的有效融合等。     

南黄海崂山隆起地震采集方法

南黄海盆地崂山隆起经历了多期构造运动,中生界地层几乎剥蚀殆尽,使得新生界底界存在高速屏蔽层,地震波能量难以下传,同时由于下伏中—古生界主要以碎屑岩、碳酸盐岩为主,反射系数小,导致南黄海崂山隆起深部中—古生界地震成像效果较差,信噪比低。为了提高地震波能量下传,改善深部地震成像效果,近几年在南黄海崂山隆起开展了较大气枪容量震源、长电缆地震采集方法。通过系统分析近几年崂山隆起地震采集参数,针对研究区中—古生界地质条件特征,结合实际地震资料效果进行论证分析,得出了适合南黄海崂山隆起的地震采集参数建议。     

南海北部海域油气资源调查技术及其应用研究——低频地震震源技术研究

低频地震震源技术在野外地震调查中起着举足轻重的作用,特别是在南海北部海域油气勘探目标埋藏深的条件下,如何改善中生界地层成像效果至关重要。文中通过对"立体"结构低频震源技术的研究,结合海上试验的数据结果,综合分析了立体低频震源的频带宽度较常规震源相比有所拓宽,在抗噪和信噪比方面也有较大优势,这些关键参数的提高,有助于获得较强的中深部有效反射信号,增强信噪比,提高中生界地震采集的野外资料的总体质量和后期解释。因此,通过研究,可以选择设计最佳的组合方案,为南海北部海域油气资源调查提供技术支撑。     

基于南黄海区域地质调查的地震关键技术和成果

以南黄海区域地质构造特征调查为目标,开展采集、处理技术方法攻关和海上试验等工作,形成了大容量多层震源、长缆深沉放多道地震采集技术和基于长排列、低信噪比的资料成像处理技术,提高了地震资料的成像品质,获得了深部地层的有效反射;得出了前新生代残留盆地分布面积大,中、古生代海相沉积地层发育,千里岩隆起区是扬子块体与华北块体碰触接触带等新认识,对南黄海区域地质与油气资源前景研究意义重大。     

大陆架科学钻探南黄海CSDP-2井的垂直地震剖面资料采集技术

CSDP-2井位于南黄海盆地中部隆起西部,是大陆架科学钻探项目在中部隆起上实施的第一口以探查印支构造面以下海相中-古生界地层属性为目标的科学钻探井,对了解中部隆起前新生代基岩地层赋存关系具有重要意义。为了获取井孔的高精度地层速度及高信噪比地震波场特征,建立准确的地震层位与钻井地层的对应关系,对该井实施了垂直地震剖面(VSP)观测。针对观测井的地震地质条件和观测目标,采用了由4条1500in3的Bolt气枪组成的大容量气枪阵列作为地震激发震源,克服了海相地层顶界面强反射对地震波强烈阻滞的难题;通过三分量数字检波器等间距观测方法,记录传播到井中的地震波场信号。现场的初步处理结果表明,获得了高信噪比的地震波场信号,纵波和转换波信号清晰、特征突出。     

地震调查在南黄海崂山隆起的发现及其石油地质意义

崂山隆起位于南黄海中部,是南黄海中、新生代盆地的隆起构造单元,其调查与研究程度极低,新近系之下是否有沉积地层一直没有得到资料的证实。近年来战略性油气地质调查工作在该区新近系之下发现了层状地层,根据地震反射特征分析、重磁震联合反演和区域地质对比,推测为海相古生界,是下扬子区古生界的海上延伸。这一发现对推动南黄海海域油气新领域、新层位的调查与勘探具有重要的石油地质意义。     

南黄海盆地崂山隆起海相中—古生界构造地质特征

南黄海盆地位于下扬子地台的东北部、郯庐断裂带以东的活动区内,是一个在前震旦系变质岩基底之上,经海相中—古生界、陆相中生界和新生界多期沉积叠覆而成的叠合盆地。近年来,在崂山隆起上的地震剖面获得了较好的深层反射,隆起上存在较连续分布、厚度超过4~5km的中生界—上古生界地层。但由于中—古生界海相地层的勘探程度低,制约着该区油气勘探的进程。通过地震资料解释,结合邻区钻井与区域地质资料,研究了崂山隆起区海相中—古生界地层的构造地质特征,结果表明,崂山隆起区以下志留统高家边组泥岩滑脱带为界划分为上下2套海相构造层,其形成演化受晋宁运动、广西运动、东吴运动以及印支运动等影响,经历了基底形成、被动边缘克拉通、稳定台地、抬升剥蚀及陆内造山阶段。其中海相上构造层假整合或不整合覆于海相下构造层之上,由于受后期印支、燕山等构造运动的强烈改造作用,造成其在崂山隆起区遭受强烈的隆升褶皱和剥蚀夷平,逆冲断裂广泛发育,并伴随着逆掩推覆和滑脱作用,上构造层的上部地层显著减薄甚至缺失,残留厚度变化较大。该区断裂发育较弱,主要有2组方向的断裂,一组为EW向断裂,这类断裂规模较大,但不发育;一组为NE向断裂。     

地震初至波速度层析成像技术在南黄海盆地崂山隆起的应用

崂山隆起位于南黄海盆地的中部,新生代地层沉积薄,其底部存在高速屏蔽层,加上中—古生代地层经历了多期构造运动,导致中—古生界地震有效反射信号弱、成像效果较差,地震处理中采用常规速度谱拾取不能准确获得高速屏蔽层下的地层速度,给叠前时间偏移和叠前深度偏移的速度建模工作带来很大困难。近几年,青岛海洋地质研究所在南黄海崂山隆起采集了大容量震源长电缆地震数据,获得了来自中—古生界的初至波信息。采用初至波层析成像方法来揭示高速屏蔽层下中—古生界速度变化信息,主要通过拾取初至波时间,建立初始速度模型,经过不断迭代反演得到最终速度模型。结果表明,高速屏蔽层下地层速度横向变化剧烈,存在速度为3 500~4 000m/s的低速层,预测为碎屑岩;速度为5 100~5 500m/s的高速层,预测为碳酸盐岩地层。     

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。     

南黄海盆地海相中—古生界构造区划

南黄海盆地属于下扬子地块海域部分,是我国海相中—古生界发育最齐全,保存相对较完整的地区之一。该区具双层基底结构及复杂的深部构造体系,经历了多旋回的盆地成生、改造及叠加过程。海相中—古生界则经历了印支、燕山、喜山等构造运动的改造,以往由于缺少深部地震资料,无法对海相中—古生界进行构造区划。通过该区沉积盆地原型的分析,结合深部地震资料的解释划分了南黄海盆地海相中—古生界的构造格局。     

南黄海盆地中部隆起的形成与演化

南黄海盆地是在前震旦系克拉通基础上发育的中、古生界海相与中、新生界陆相多旋回叠合盆地。通过地震资料解释,结合邻区钻井与区域地质资料,对南黄海盆地中部隆起中、古生代地层及其形成演化进行了研究,结果表明,南黄海盆地中部隆起沉积了较全的中、古生界海相地层,发育第四系—新近系、中—下三叠统青龙组、上二叠统、下二叠统—上泥盆统、中—下志留统,奥陶系—震旦系和前震旦系变质岩系等7套地震地质层序;主要经历了前震旦纪基底形成、震旦纪—早古生代克拉通发育、晚古生代—中三叠世稳定台地—陆内裂陷、晚三叠世—古近纪形成与抬升剥蚀及新近纪-第四纪坳陷沉降5个阶段。     

南黄海海相地层速度的提取及其特征

南黄海盆地特殊的地震地质条件导致准确获得海相地层速度存在困难。基于本区的多道地震资料,联合使用多数据质控速度分析、初至波层析反演及层控网格层析反演3种方法,提取出了较为可靠的海相中-古生界速度信息。结合提取的地震速度及下扬子区已有钻井信息,总结了南黄海主要海相地层的速度分布。本区海相地层速度整体呈高低相间分布结构,存在速度的突变和倒转。海相下构造层速度高,不同地层间速度差异较小。由于海相下构造层无钻井资料约束,获得的速度信息仍存在不确定性。     

南黄海海相中—古生界储集条件分析与预测

南黄海位于下扬子地块的东部,是我国海相中、古生界发育最齐全,现今保存相对较完整的地区之一。在对该区构造背景、构造演化、地层发育特征等分析的基础上,充分利用现有的钻井、测井、地震等资料,初步分析、预测了该区海相中古生界的储集条件。综合分析南黄海地区的地层展布、沉积、断裂发育等特征,结合邻区资料的对比,初步预测了研究区有利的储集区带。