广角地震勘探技术及在南黄海古近系油气勘探中的应用前景

广角地震(WARRP)是一种针对高速屏蔽层下弱反射层地震勘探的有效方法,其特点是大排列(排列长度可达6~30 km)采集、大能量震源激发、特殊的采集装备、广角反射和折射联合观测;处理中采用以正演模拟、多波分离、远道信息提取和VVO(速度随炮检距变化)分析等与常规处理不同的手段。介绍了广角地震的技术方法,在正演模拟的基础上分析了在南黄海前第三系油气勘探中的应用前景。     

采用射线追踪法的天然气水合物海底地震观测系统设计

射线追踪法是以建立的地下地质模型为基础,研究不同的激发点发出的射线经地下地质界面反射后可以被接收到的信息,从而了解不同的观测系统对于特定地质条件地震资料采集的效果,对于海上地震采集相关参数的确定十分关键.在天然气水合物地震勘探中,丰富的多波勘探信息对于查清水合物内部速度结构、提高地层的分辨率具有重要意义.本文在分析国外天然气水合物海底地震仪(OBS,ocean bottom seismometer)勘探的应用成果基础上,采用射线追踪法理论计算和海上实验,实现了针对天然气水合物的海底地震观测系统设计,试验获得了转换横波记录,取得了良好的应用效果.     

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。     

地震属性法在南黄海北部盆地勘探新区烃源岩厚度预测中的应用

新区、深层和深水等低勘探程度地区是今后油气勘探的重要方向,而烃源岩厚度预测则是沉积盆地勘探新区烃源岩评价的重要问题。以南黄海北部盆地勘探新区东北凹陷的烃源岩早期评价为背景,基于地震反射特征追踪东北凹陷内烃源岩的发育层位和空间展布研究成果,首次应用地震属性方法对东北凹陷的主力烃源岩(上白垩统泰州组和古新统阜宁组)厚度进行了初步预测,并结合地震速度岩性分析法对本区泰州组烃源岩厚度的预测结果加以验证。结果表明南黄海盆地东北凹陷泰州组烃源岩较阜宁组烃源岩分布广且厚度大,西次洼为东北凹陷主力生烃洼陷。地震属性法是沉积盆地勘探新区内定量化预测烃源岩厚度的一种行之有效的新方法,其对于类似盆地勘探早期的烃源岩评价研究也具有非常重要的借鉴意义。     

南黄海沉积层地震反射特征模拟分析与勘探技术选择的思考

基于AVO和地震波吸收衰减的地震反射振幅理论模拟分析,在获得了南黄海盆地主要反射界面的地震反射振幅与偏移距关系的基础上,分析了常规地震勘探面临的主要困难,提出了在采用大容量、长排列地震勘探的同时,应适时采用立体气枪震源、上下缆和双检地震等先进的地震勘探技术,同时开展大地电磁、OBS等勘探技术,以获得深部地层的有效地球物理信息。     

海底地震仪数据处理及应用北大核心CSCD

海底地震仪(OBS)探测在国内进入了快速、自主发展的阶段,并得到广泛应用。目前国内OBS探测以国产仪器及国内科研队伍为主,主要用于海底地壳结构研究及海洋地震监测。介绍了国内OBS广角地震数据处理及速度成像的主要方法,并综合分析了前人提供的不同岩性纵横波速比特征。(1)OBS数据处理包括解编、裁截、时间和位置校正、水平分量旋转(横波处理特有)及其他增强信噪比、提高分辨率的过程。(2)利用rayinvr拟合来自不同界面的反射及折射纵横波,完成已识别震相的确认,得到合理的速度结构。(3)纵横波速比与岩性、孔隙填充物及孔隙度等压实因素息息相关。不同岩性的岩石Vp/Vs与波速的关系分布在不同的区间内,未压实的沉积层普遍具有较高的波速比,含有流体的岩石比含有气体的岩石泊松比要高。     

海底地震仪数据处理及应用

海底地震仪(OBS)探测在国内进入了快速、自主发展的阶段,并得到广泛应用。目前国内OBS探测以国产仪器及国内科研队伍为主,主要用于海底地壳结构研究及海洋地震监测。介绍了国内OBS广角地震数据处理及速度成像的主要方法,并综合分析了前人提供的不同岩性纵横波速比特征。(1)OBS数据处理包括解编、裁截、时间和位置校正、水平分量旋转(横波处理特有)及其他增强信噪比、提高分辨率的过程。(2)利用rayinvr拟合来自不同界面的反射及折射纵横波,完成已识别震相的确认,得到合理的速度结构。(3)纵横波速比与岩性、孔隙填充物及孔隙度等压实因素息息相关。不同岩性的岩石Vp/Vs与波速的关系分布在不同的区间内,未压实的沉积层普遍具有较高的波速比,含有流体的岩石比含有气体的岩石泊松比要高。     

珠江口盆地东部YB油田海上多方位融合地震技术应用

针对珠江口盆地东部YB油田当前面临的高含水生产之压力,海上常规单方位拖缆地震资料难以满足对油田深层及周边滚动油气田开发目标的评价,故开展了海上多方位融合地震技术攻关。本次采取的主要技术方法是通过不同方位的三维二次地震采集,提高地下反射界面覆盖次数,增大地下反射点时距曲面能量面积。实践证明,海上多方位融合地震技术在研究区具有更好地压制采集脚印、提高信噪比、增加勘探目标照明度和改善地震资料成像品质等优势。研究结果表明,海上多方位融合地震技术能够支持该油田现阶段稳产及推动周边的储量发现。     

广角地震速度结构反演中的不确定性分析

海底地震仪(ocean bottom seismometer,OBS)广角地震探测是研究海洋深部精细壳幔结构的重要地球物理手段,其主要原理是利用广角折射/反射震相信息来反演地壳深部结构,从而为深入认识海底构造特征提供最为基础的地震学信息。文章基于地震层析成像结构反演的基本原理,针对OBS广角地震速度结构反演中可能存在的一些不确定性因素,用Tomo2D软件构建了不同的理论模型和数据体,对初始模型中沉积层的变化是如何影响整个地壳速度结构的反演结果、不同台站间距所构建的数据体对下地壳高速层分辨精度的控制影响以及不同数据体在分辨深部异常体的有效性等方面进行了分析研究,以此深入了解OBS广角地震速度结构反演中的不确定性因素。研究结果显示,地壳深部较厚(大于4km)的高速层能够被很好地反演出来,而较薄(小于2km)的高速层虽能够识别,但其形态规模恢复得较差;初始模型中沉积层速度结构的失真度影响着高速层的识别,沉积层失真度越大,对高速层的恢复越差;地壳内部存在低速层对反演高速层的规模有较为明显的影响,但低速层的厚度变化对其影响不大;对于文中10km台站间距的模型,能够识别的速度异常体规模在水平方向上最小约为5km,在纵向上最小约为3km,而20km和30km台站间距的模型最小能够识别的速度异常体规模为水平向10km、纵向3km。     

遥测海底沉积层速度结构的一种新方法——射线参数法

本文提出的“射线参数法”,可由多道地震记录谱直接估算层速度或层速度线性梯度值。与现今广泛使用的基于DIX公式的叠加速度谱和近几年发展的τ-p图谱相比较,该法可用于广角反射和(或)折射资料,而且信噪比很高。射线参数法系依据Bullen的时距曲线参数方程,通过对射线参数p的微商式作迭代,实现了用计算机作自动反演,并用此法对大西洋中脊侧翼IPOD 396钻孔附近一沉积池的反射资料进行了估算,得出了沉积层速度线性梯度值为1.9s~(-1),相应基底反射的相似度值高达0.38。     

基于OBS和MCS数据的水合物地层速度特征

天然气水合物是一种新型的清洁能源, 南海北部神狐海域的地质条件有利于水合物的形成和储藏。传统的多道地震(MCS)数据难以得到精确的速度信息, 并且只能从时间域上判断地质体纵向分布。海底地震仪(OBS)是一种常用的主动源地震仪器, 可以接收到更清晰的气枪信号。相比于MCS, OBS剖面上的折射震相可以揭示较深部的地层速度信息。文章结合MCS和OBS的优势, 识别水平叠加剖面上的反射层位, 并得到初始模型; 将OBS剖面和水平叠加剖面拼合, 从而判断OBS剖面上反射震相所对应层位; 拾取OBS台站上的反射和折射震相, 使用RayInvr软件正演模拟得到水合物存在区域的二维速度模型, 解决了MCS中较为困难的时深转换问题。最终模型显示了水合物、游离气区域的埋深、厚度和速度, 以及似海底反射(BSR)下方更深部界面的深度和速度特征。     

南海北部海域油气资源调查技术及其应用研究——拖缆及海底地震仪联合勘探观测系统研究

拖缆与海底地震仪联合勘探技术在野外地震调查中起着举足轻重的作用,特别是对油气资源的地震调查方法的研究。其中对海底地震仪(OBS)的研究能够给深水油气调查提供有力的保障,OBS在海底的布设是联合采集的关键,对OBS观测系统的研究显得尤为重要,关系到OBS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观测系统,为联合勘探技术提供基础数据,降低采集费用、提高作业效率。     

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

三维地震与海底地震仪(OBS)联合采集技术在野外地震调查中起着举足轻重的作用,特别是对天然气水合物的地震调查方法的研究。其中对海底地震仪(OBS)的研究能够给天然气水合物调查提供有力的保障,OBS在海底的布设是联合采集的关键,对OBS观测系统的研究显得尤为重要,关系到OBS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观测系统,为联合采集技术提供基础数据,降低采集费用、提高作业效率。     

海洋广角地震数据校正方法探讨

海洋广角地震数据的采集具有高投入、高风险及高难度等特点,这使得从海洋上采集到的地震数据显得异常宝贵,但往往由于各种客观条件(如气候条件、定时定位条件、仪器条件及人为因素等)的限制,导致采集到的地震数据存在一些缺陷.以南海地区开展的海陆地震联测及海底地震仪(OBS)探测的试验数据为例,对导航数据时间误差、部分陆地固定台站...     

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。     

High resolution velocity analysis of ocean bottom seismometer data by theτ-p method

A method of high resolution seismic velocity analysis for ocean bottom seismometer (OBS) records is applied to the study of the shallow oceanic crust, especially sedimentary and basement layers. This method is based on the direct-p mapping and the-sum inversion. We use data obtained from a 1989 airgun-OBS experiment in the northern Yamato Basin, Japan Sea and derive P- and S-wave velocity functions that can be compared with the seismic reflection profiles. Using split-spread profile records, we obtain interface dips and true interval velocities from the OBS data. These results show good agreement with the reflection profile records, the acoustic velocities of core samples, and sonic log profiles. We also present a method for estimating errors in the derived velocity functions by calculating covariance of the derived layers' thicknesses. The estimated depth errors are about 150 m at shallow depths, which is close to the seismic wavelength used. The high resolution of this method relies on accurate determination of shot positions by GPS, spatially dense seismic observations, and the use of unsaturated reflected waves arriving after the direct water wave that are observed on low-gain component records.     

南海IODP 367-368钻探区深地震探测的OBS站位设计分析

借助于国际大洋发现计划平台, 于2017年2月—6月间在南海实施第三次科学钻探(IODP 367-368航次)。海底地震仪(OBS)深地震探测和国际大洋发现计划(IODP)钻探成果相结合, 可以对南海北部洋陆转换带(COT)边界及地质属性的确定提供更好、更全面的深部地质过程解释。文章基于IODP 367-368钻探提出的三种可能设想(下地壳出露、最老洋壳出露、上地幔出露), 分别建立了三种初始速度模型。利用Rayinvr及Tomo2d软件, 对每一种初始模型分别开展了不同OBS间距的射线追踪和走时模拟测试对比, 以及模型的分辨率测试。测试结果表明: OBS间隔为7km比间隔为10km具有更好的射线路径与密度覆盖; 对于上地幔出露模型, 需要足够长的探测测线(>100km), 才能有效得到30km深处信息; 分辨率测试说明, OBS间距需要设置小于或等于7km时, 才能有效分辨20km速度异常体(即模糊带)。     

Characteristics of Gas Hydrate and Free Gas Offshore Southwestern Taiwan from a Combined MCS/OBS Data Analysis

In this study, we present the results of the combined analyses of ocean bottom seismometer and multi-channel seismic reflection data collection offshore southwestern Taiwan, with respect to the presence of gas hydrates and free gas within the accretionary wedge sediments. Estimates of the compressional velocities along EW9509-33 seismic reflection profile are obtained by a series of pre-stack depth migrations in a layer stripping streamlined Deregowski loop. Strong BSR is imaged over most of the reflection profile while low velocity zones are imaged below BSR at several locations. Amplitude versus angle analysis that are performed within the pre-stack depth migration processes reveal strong negative P-impedance near the bottom of the hydrate stability zone, commonly underlain by sharp positive P impedance layers associated with negative pseudo-Poisson attribute areas, indicating the presence of free gas below the BSR. Ray tracing of the acoustic arrivals with a model derived from the migration velocities generally fits the vertical and hydrophone records of the four ocean-bottom seismographs (OBS). In order to estimate the Poisson’s ratios in the shallow sediments at the vicinity of the OBSs, we analyze the mode-converted arrivals in the wide-angle horizontal component. P-S mode converted reflections are dominant, while upward P-S transmissions are observed at large offsets. We observe significant compressional velocity and Poisson’s ratio pull-down in the sediment below the BSR likely to bear free gas. When compared to Poisson’s ratio predicted by mechanical models, the values proposed for the OBSs yield rough estimates of gas hydrate saturation in the range of 0–10% in the layers above the BSR and of free gas saturation in the range of 0–2% just below the BSR.     

南海北部陆缘OBS2018-H2测线地壳结构初步结果*

南海北部陆缘洋陆转换带实施的OBS2018-H2测线的地壳速度结构, 将为探讨南海张裂-破裂机制提供重要证据。文章介绍了OBS2018-H2测线前期数据处理流程, 包括多道反射地震数据处理、海底地震仪OBS (Ocean Bottom Seismometer)数据格式转换、炮点和OBS位置校正, 以及OBS震相的初步识别, 并对地壳结构进行了初步分析。结果表明: 炮点和OBS位置校正效果良好; 多道反射地震数据为建立初始速度模型提供了良好约束; OBS综合地震剖面识别了多组清晰的P波震相, 包括Pw、Pg、PmP和Pn震相。根据测线西侧OBS36、OBS37两台站的震相分布特征初步估算台站下方地壳厚度约为6~7km, 与根据多道地震剖面LW3的双程走时估算的厚度6~9km大致相符。     

Combination of Least Square and Monte Carlo Methods for OBS Relocation in 3D Seismic Survey Near Bashi Channel

Abstract

The relocation of ocean bottom seismometers (OBSs) is a key step in analyzing the three-dimensional seismic tomographic structure of crust and mantle. In order to get the accurate location of OBSs on the seafloor, we analyze the travel times of direct water waves emitted by air-guns. The Monte Carlo and least square methods have been adopted to calculate the true OBS location. The secondary time correction is necessary if the arrivals of direct water waves show overall time drift during relocation which maybe originates from remnant of linear clock drift correction and average errors of travel time picking, mean water velocity assumption, and experiment geometry. We have improved the original OBS relocation procedure which we used previously for other experiments by deliberateness of a secondary time correction and automatically approaching the really mean water velocity. A series of synthetic tests are carried out firstly to document the feasibility of our procedure and then it is applied on a real experiment. In here, we relocate 28 OBSs in total were relocated in 3D seismic survey near Bashi Channel. Relocation results show that the drifting distances for the 28 OBSs range from 65 to 1136 m between the deployed and relocated locations deduced by relocation results. The Pearson correlation coefficient between OBS drifting direction and sea current direction is 0.79, indicating that the two sets of data are highly linearly related and further manifest the sea current as the most possible driving force for OBS drifting during landing on the seafloor but its detailed influence mechanism is unclear by now. This research is necessary and critical for velocity structure modeling, and the optimal relocation program provides valuable experiences for 3D seismic survey in other area.