南海中部地震反射波特征及其地质解释

20世纪70年代以来,在南海中部海区开展了各种地震调查,为研究盖层和基底发育、断裂和岩浆活动、海盆成生演化提供了重要依据。在对南海中部海区4112km48道反射地震资料解释的基础上,识别出了T₁,T₂,T₄,T₆,T_g等五个反射界面;识别出了I～V五套地震反射层组,推测时代分别为上新世-第四纪、中新世晚期、中新世早-中期、渐新世和前渐新世。层组I～Ⅱ全区广布。在陆坡、岛坡区,层组Ⅲ以下层组主要见于断陷中;在深海盆,层组Ⅲ分布仍较广,除了在深海盆北段见到层组Ⅳ外,在西南次海盆剖面两缘也见到该层组。在东部次海盆剖面中还不同程度见到了双程反射时间为8.4～8.7s的莫霍面反射,埋深为10～12km,地壳厚度为6～8km.西南次海盆水深和新生界基底埋深均比深海盆北段除外的东部次海盆深,分别为4000-4300和5200～5500m.根据年龄和基底深度关系经验公式,计算西南次海盆基底年龄为距今51～39Ma.地震反射层组解释和年龄一基底深度关系计算表明,西南次海盆形成并非晚于东部次海盆,而是同时或早于东部次海盆。     

崂山隆起地震资料多次波特征与压制策略

多次波压制是海洋地震资料处理的重要环节。在南黄海盆地崂山隆起区,印支期以来强烈的改造作用使得中生界遭受大面积整体剥蚀,部分区域新生界直接叠覆在古生界之上形成不整合屏蔽层。海面、海底及不整合屏蔽层这3个强反射系数界面的存在使得该区多次波异常发育,中—古生界有效反射湮没在多次波干扰中无法识别,有效地压制多次波已成为本区中—古生界成像的基础和关键。通过理论模拟及实际资料分析,总结了研究区多次波特征,认为自由表面多次波、长周期多次波、折射多次波及绕射多次波是主要的多次波类型。对各类型多次波采用了针对性方法进行压制,介绍了压制方法的基本原理,并对其适用性进行了评价。针对横跨本区的南北向测线的多次波压制及偏移成像结果表明,使用的组合压制策略能够较好地压制各类型多次波,最终提升该区中—古生界的地震成像质量。     

浅水多次波衰减技术在多道地震数据处理中的应用

拖缆采集的海上多道地震数据受海水间传播的多次波影响,往往在共炮点道集上发育周期性的强振幅干扰波,这些噪音会掩盖海底以下及强反射层以下地层的面貌,严重影响多道地震数据的成像效果。为了消除海上多道地震数据中存在的海水间传播的多次波对地震数据的干扰,首先分析浅水多次波在海水间多次震荡的产生机制,采用了τ-P域静校正延迟技术对其进行压制,处理的核心是在τ-P域对周期性多次波模型进行预测,再通过自适应相减以去除地震数据中的多次波。实际资料处理结果表明,方法对海水间震荡的浅水多次波具有很好的压制效果,经过浅水多次波去除后的叠加剖面信噪比得到有效提高,剖面的品质得以提升。     

基于逆时偏移的浅水自由表面多次波成像技术

浅水环境中，多次波广泛发育且很难压制。与一次有效波相比，多次波具有反射角小、传播路径长、照明范围广等优点，如何较好地处理浅水自由表面多次波是海洋地震资料处理的重要环节。本文改变将多次波当作噪音进行压制的做法，实现对其有效利用。首先基于确定性水层多次波压制（DWD）技术加自由表面多次波压制（SRME）技术联合实现对于浅水自由表面多次波与有效反射波的良好分离；然后利用分离的有效波通过反馈环理论实现不同阶次多次波的预测；最后基于成像精度更高的逆时偏移成像技术，实现不同阶次多次波的分阶成像。模型资料和实际资料的试处理结果表明，组合分离方法实现了对浅水自由表面多次波与反射波的良好分离，而分阶成像既避免了成像过程中串扰噪音的影响，又通过利用不同阶次多次波进行成像，扩大了成像照明范围，提升了浅水发育区域地震资料的成像质量，实现了对浅水自由表面多次波的有效利用。     

跨南海西南次海盆OBS、多道地震与重力联合调查

对跨南海西南次海盆及两侧陆缘的一条1050km长的、包括海底地震(OBS)、长排列多道地震和重磁在内的综合地球物理探测剖面(CFT)进行了构造成像和研究。在多道地震成像基础上建立了CFT剖面初始速度模型, 进而通过初至波层析成像方法反演了CFT剖面的速度结构模型, 在重力异常资料的约束下建立了CFT剖面的综合地壳结构模型。讨论了沿CFT剖面出现的下地壳高速体、龙门海山的低密度物质等地质问题。结果表明, 下地壳高速层在北部陆坡、西南海盆和南部南沙地块均有分布, 厚度在0~4km之间, 可能与陆缘下地壳物质和地幔物质熔融混合, 以及深海盆海底扩张期间构造拉伸导致地幔蛇纹岩化有关。     

地震成像道集域的变周期预测反褶积

针对残余多次波的识别与压制问题,提出了1种应用于成像道集域的变周期预测反褶积方法.与传统的预测反褶积方法不同,该方法首先根据所建立的强波阻抗界面的深度-速度模型,在地震偏移剖面上追踪识别出残余多次波,并根据其传播时间确定出相应变化的多次波周期或预测步长,然后在成像道集上对含有残余多次波的成像道进行变周期预测反褶积压制处理,最后再将剔除残余多次波后的成像道集合成为新的地震偏移剖面.实验处理的结果表明:该方法不仅对微屈多次波有效.而且对残余的长周期鸣震多次波也可达到令人满意的压制效果.     

南黄海崂山隆起浅水多次波压制及成像分析

南黄海崂山隆起的中、新生代碎屑岩与下伏的古生代碳酸盐岩地层分界面是一个强反射界面,对地震波向下传播具有强烈的屏蔽作用,加之海上多次波比较发育,使得深部地震反射能量弱、成像困难。在浅水区,由于缺少近偏移距的海底反射信号,利用常规SRME(Surface related multiple elimination)方法不能有效地衰减海底相关多次波,Taup域预测反褶积压制多次波会破坏与海底多次波周期相近的一次有效反射信号,特别在硬海底多次波的振幅能量比海底反射还更强,这种情况下预测反褶积不能完全压制多次波。采用DWD+SRME组合法来衰减海底相关多次波,其中DWD(deterministic water-layer demultiple)方法用来衰减与海底相关的短周期多次波,SRME方法压制自由表面相关的长周期多次波,另外运用高精度Radon变换去除层间多次波,使多次波得到了良好的压制,深部有效反射信号逐步得以体现。通过以上处理效果揭示了崂山隆起为一个平缓的背斜构造,背斜上发育多个逆冲断裂,崂山隆起是在加里东期形成雏形,印支期隆起形成,燕山期为主要发展阶段。     

南海西南次海盆广角地震探测

2010年12月—2011年3月在南海西南次海盆开展了海底地震仪(Ocean Bottom Seismometer,OBS)探测,采用Sedis IV型、I-4C型和MicrOBS3种不同型号的OBS,以4×24.5L的大容量气枪为震源,获得了覆盖西南次海盆残留扩张脊的3D人工地震数据。从处理的地震数据可知,此次试验是一次比较成功的地震实验,OBS地震记录清晰、震相丰富,所使用的气枪有足够的能量输出,显示了其良好的工作能力。选取剖面1中的7台OBS进行了2D剖面处理。初步建模结果表明,南海西南次海盆地壳结构为普通洋壳,海山顶部沉积层很薄,莫霍面埋深较浅。     

琼东南盆地深水区长昌凹陷地壳结构特征

长昌凹陷位于琼东南盆地深水区,向东通过西沙海槽与南海西北次海盆相通,其近东西向的展布形态明显异于深水区其他凹陷的NE-NEE向形态,为了弄清其地壳结构,从而更好地分析凹陷的结构和演化机制,这里根据深反射地震资料、VSP资料和最新重力资料对长昌凹陷的地壳结构进行了综合地球物理模拟.结果显示:长昌凹陷北侧地壳厚度为22～24 km,南侧地壳厚度约20～22 km,从两侧向长昌凹陷中央地壳厚度逐渐减薄,最薄处只有2.8 km;莫霍面深度与沉积基底呈镜像关系,沉积基底最深的地方莫霍面深度最浅,最浅深度距海平面13.8 km;凹陷中央东部存在一层厚约4 km的下地壳高速层,该层在地震剖面和层速度剖面上均可识别.     

模糊区地震数据处理技术

在详细分析了底辟模糊区地震资料特点的基础上,针对崎岖海底绕射多次波干扰、浅部气层吸收造成的高频成分缺失、复杂断裂结构造成的成像效果差等问题,提出了一项有效的数据资料处理对策。通过采用信号高保真、压制多次波、提高信噪比的优势信号、高精度地震速度建模以及各向异性叠前深度偏移等关键处理技术,极大地提高了底辟模糊区地震资料的信噪比,压制了多成因多特点的多次波干扰,地震剖面的成像质量得到显著提高。     

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。     

东海多次波压制的关键技术

东海陆架属于典型的浅水区,受海面、海底以及新近系底界面等强反射界面的影响,普遍发育多种类型多次波干扰,使得中深部地震反射信号被掩盖,影响了深部的成像品质。常规SRME或者DWD的方法无法有效地对多次波进行压制。笔者采用组合压制方法对东海陆架二维地震数据进行处理。首先针对海底相关短周期多次波使用DWD方法衰减;然后运用三维GSMP二维化方法去除跟地层相关的长周期多次波;最后残留的近远偏移距多次波分别用PRIMAL和高精度RADON变换进行压制。结果表明,这种组合思路能较好地解决东海多次波问题,使中深部有效反射信号得以呈现,有助于提升中生界的成像质量。     

炮集域压制海水鸣震的τ-p变换法

利用Radon变换压制多次波的传统做法一般都是先进行叠加速度分析,然后在CMP道集上做相应滤波处理.实际资料处理中,带有多次波的速度分析难以准确地提取速度,进而造成多次波压制的效果不够理想.有别于传统的做法,本文提出的方法通过对炮集记录进行同相轴重排,运用变换域自适应切除的τ-p变换(线性Radon变换)滤波,实现了直接在炮集记录中压制海水鸣震.实际资料处理表明,该方法对于海水鸣震多次波压制是一种行之有效的方法.     

南海区域岩石圈的壳-幔耦合关系和纵向演化

南海区域岩石圈由地壳层和上地幔固结层两部分组成。具典型大洋型地壳结构的南海海盆区莫霍面深度为９～１３ｋｍ,并向四周经陆坡、陆架至陆区逐渐加深;陆缘区莫霍面一般为１５～２８ｋｍ,局部区段深达３０～３２ｋｍ,总体呈与水深变化反相关的梯度带;东南沿海莫霍面深约２８～３０ｋｍ,往西北方向逐渐增厚,最大逾３６ｋｍ。南海区域上地幔天然地震面波速度结构明显存在横向分块和纵向分层特征。岩石圈底界深度变化与地幔速度变化正相关;地幔岩石圈厚度与地壳厚度呈互补性变化,莫霍面和岩石圈底界呈立交桥式结构,具有陆区厚壳薄幔—洋区薄壳厚幔的岩石圈壳－幔耦合模式。南海区域白垩纪末以来的岩石圈演化主要表现为陆缘裂离—海底扩张—区域沉降的过程,现存的壳－幔耦合模式显然为岩石圈纵向演化产物,其过程大致可分为白垩纪末至中始新世的陆缘裂离、中始新世晚期至中新世早期的海底扩张和中新世晚期以来的区域沉降等三个阶段。     

南黄海前新生代地震资料处理实践

根据南黄海前新生代地层的岩石物性特征和勘探目标,在原始资料品质分析的基础上,确定了处理重点为多次波压制、精细速度分析、深层能量增强和成像,形成了有针对性的处理流程和参数。在精细速度分析的基础上,应用不同多次波压制和去噪方法对多次波和噪音进行压制和剔除,以变速能量补偿技术增强深层古生界反射的能量,取得了较好的处理效果。     

南黄海多次波特征及其速度分析

南黄海地区地质条件复杂,海水浅,海底多次波和层间多次波发育且与有效反射波混合在一起,使之真假难辨。通过已有的w5-stl井的测井岩石物性分析,建立2D地质模型,利用有限差分法实现全波场模拟地震记录。通过分析模拟地震记录的速度特征可以看出,1800ms以下的深层能量团变化不大,这说明多次波能量太强,有效反射太弱,致使我们看不到有效的能量反射。通过波场快照并结合多种识别多次波的方法可以看出,与T7界面有关的短程多次波比较发育,严重干扰了有效反射。实际地震记录的速度特征和我们模拟的地震记录的速度特征基本一致,都是多次波强能量团严重干扰了有效波的反射。可以通过预测反褶积、波动方程延拓以及τ-P变换来有效衰减多次波。     

南海中南—司令断裂带的延伸特征及其与南海扩张演化的关系

为了确定中南—司令断裂带在南海海盆及其在南部陆缘的延伸位置,并探讨其与南海扩张的关系,本文利用重磁异常、地震、莫霍面深度、P波速度特征、钻井拖网资料,对中南—司令断裂带的延伸位置进行了综合地质和地球物理研究,厘定了中南—司令断裂带在东部次海盆与西南、西北次海盆之间呈NS向延伸,并南延至南海南部陆缘之上,深度上切割至莫霍面。根据南海海盆中磁异常条带走向的变化,及磁异常条带、走滑/转换断裂、扩张方向的印证关系,结合前人对古南海"剪刀状"碰撞闭合、南海扩张演化、构造应力场的研究,提出在32~25 Ma,伴随着南海东部次海盆的NNW向扩张,南海海盆及南沙地块整体发生顺时针旋转,使中南—司令断裂走向由形成初期的NNW向转变为N—S向;23.5 Ma之后,顺时针旋转停止,南海东部次海盆继续NNW向扩张,西南次海盆呈NW—SE向渐进式扩张。作为一条切穿地壳的深大断裂,中南—司令断裂与红河-越东断裂、马尼拉海沟断裂三条深大断裂一起组成区域"滑线场",制约南海海盆的扩张与南沙地块的南移。     

多次波压制技术适用性分析

多次波衰减是地震资料处理中的一个难题。经过不懈研究,地球物理学家提出了多种压制多次波的方法。归纳起来主要有两种处理思路:①基于有效波与多次波的速度、频率、周期性存在差异的滤波法;②基于波动理论的预测减去法。介绍了基于两种思路的6种常用的多次波压制方法,探讨了方法的适用性。     

基于多次反射等效界面模型的海上三维多次波预测与剔除

本文在系统分析倾斜界面多次波传播路径的基础上,提出了一种基于多次反射等效界面模型的多次波追踪与剔除方法,通过构建多次反射等效模型,将复杂的多次波反射路径转化为更易射线追踪的一次反射路径,实现了炮集域三维地震多次波的高精度射线追踪;在此基础上,再通过FK滤波算法实现了多次波的有效剔除。该方法避免了常规CMP域多次波剔除时的共面元道集覆盖次数分布不均匀以及动校畸变的问题,且可高效高精度的实现三维地震多次波的预测与剔除。理论模型检验和海上实际资料的处理结果均验证了该方法的有效性。     

基于地震模拟数据分析的南黄海前新生代地震成像问题与对策探讨

分析了南黄海前新生代地震勘探地质条件,认为该区地下地震反射界面速度反差可高达1.5~3.0倍。在建立了南黄海前新生代地震勘探1D和2D地震波传播模型的基础上,通过对模拟采集数据进行分析,提出了该区前新生代地震成像的主要问题。通过对模拟采集数据进行成像处理发现,通常的叠加方法在一定程度上能够压制多次波,但前新生代地层反射波不能成像;在不考虑速度模型建立的情况下,在压制鬼波、SRME+高精度拉动变换压制自由表面多次波后,Kirchhoff积分叠前深度偏移方法能够使前新生代复杂地质构造基本成像,而叠前逆时深度偏移方法能够使前新生代复杂地质构造精确成像。