深拖多道高分辨率地震探测技术综述

随着我国主要海域的天然气水合物勘探逐步进入详查和开采阶段,对深海天然气水合物矿体空间分布的探查精度要求显著提高,而海洋常规多道地震探测系统分辨率不足,难以满足现阶段深海天然气水合物资源详查、勘探和开发的需要.本文详细阐述了深拖多道高分辨率地震探测技术探测方式及其特点,分析对比了深拖多道地震技术与常规海洋多道地震技术、短排列小道距地震技术及OBC地震技术相比的优越性;总结了国外深拖多道高分辨率地震探测装备以及在精细识别BSR、海底冷泉及海底麻坑等的应用效果.因为深拖多道高分辨率地震探测技术是将震源与采集缆拖曳与近海底(约100 m)且震源具有高主频、宽频带的特点,从而降低了勘探海洋噪声对地震信号的影响,缩短了与被探测目标的距离,降低了地震信号在传播过程中海水的吸收衰减,并且能够克服海面拖曳地震勘探中多次波、气泡效应的影响,所以其具有很高的纵向分辨率和横向分辨率以及高信噪比特点,将在天然气水合物勘探以及海洋工程领域具有极大的应用价值.     

高分辨深反射地震探测采集处理关键技术综述

深反射地震勘探以其可靠性强和精度高的特点,一直作为深地探测的主要技术之一.其中分辨率又作为评价深反射地震勘探质量的关键指标之一,在理论研究及实际生产中都有着重要的意义.文章将深反射地震勘探中影响分辨率的主要因素划分为采集、地质、处理三方面,采集因素主要包括子波激发、空间采样率、接收及观测系统设计;地质因素则主要包括深部波阻抗变化、深部地质体尺度、浅部构造、吸收衰减等,针对以上因素人们提出了静校正、振幅恢复、反褶积、偏移等处理方法来提高深反射地震勘探的分辨率.本文阐述了影响深反射地震勘探分辨率的主要因素,并对提高深反射地震勘探分辨率的主要方法进行了总结与展望.     

面波频散谱多模式高分辨率成像的多道信号比较法

高分辨率的面波频散谱成像是浅层地震勘探领域基于频散性质反演横波速度结构中的一个关键步骤.在天然地震探测领域,仅利用两个台站记录的线性信号比较法(LSC),被广泛用来计算面波的频散谱,并用于大尺度的面波层析成像.然而互相关的成像方式会造成频散谱在低频端较低的分辨率.非线性信号比较法(NLSC)利用指数函数克服了这个问题,...     

再论地震数据偏移成像

利用地震波正向传播方程对属于波形线性反演问题近似求解方法的地震数据偏移成像进行重新推导,得到了适合散射地震数据的散射偏移成像方法和适合反射地震数据的反射偏移成像方法.以地震波传播的散射理论为出发点,首先根据描述一次散射波正向传播的线性方程研究建立散射地震数据的偏移成像方法理论;利用高频近似对产生散射波场的地下速度扰动函数的空间变化进行近似,推导出地下反射率函数,再由散射波传播方程推导出基于反射率函数的反射波传播方程,然后根据描述一次反射波正向传播的线性方程研究建立反射地震数据的偏移成像方法理论.本文指出和修正了Claerbout偏移成像方法中的不足,提出的地震数据偏移成像方法是对当前偏移成像方法理论的完善,使反射地震数据偏移成像具有了更坚实的数学物理理论基础,得到的偏移成像结果相位正确、位置准确、分辨率提高.     

神府煤田大柳塔矿区高分辨率地震勘探

利用高分辨率地震反射法，在地表沙丘、沙垅无规则分布的神府煤田大柳塔矿区为采掘巷道作业，勘探垂直断距２ｍ以上至５ｍ的断层分布。试验观测结果取得了良好的效果。     

精细三维地震采集技术在辽河盆地大民屯凹陷的应用

针对提高地震勘探精度的现实性问题,提出精细三维地震采集技术,旨在从地震采集的每个细小环节入手,提高地震资料品质。经过理论研究、现场试验并应用于实际生产,取得了明显效果。     

近海高分辨率多道地震拖缆系统及其在海洋工程中的应用

目前我国近海工程地震勘探主要使用单道地震拖缆接收,地层分辨率较低,无法进行速度分析、覆盖叠加等精细处理.为了解决此问题,本文提出近海高分辨率多道地震拖缆技术,并结合该技术的研究成果,简要介绍了多道地震勘探系统组成和地震拖缆的结构设计,讨论了拖缆水听器的选择,组内距、道间距的确定,并给出了一个工程应用实例.该系统可以满足今后海洋研究和工程勘探的需要,在试验和应用中取得了很好的探测效果,具有很好的应用前景.     

不同地区工程勘察的高分辨率地震反射探查

通过４个实例介绍了利用高分辨率浅层地震反射技术在不同地区进行工程勘察的方法特点及资料特征．结果表明,浅层地震反射法在岩层划分、探测地下岩溶和隐伏断层等方面有独到作用,可为工程的设计和建设提供可靠的地质依据     

折射波地震记录叠加成像方法研究

多次覆盖折射波地震勘探是用来追踪反射波成像质量较差地区的地质构造或用于追踪深层基底形态及研究基岩面的一种勘探方法.基于折射波理论,用折射地震记录中的折射波对地下折射界面进行成像,应用共深度折射面元叠加成像理论方法,给出用共深度折射面元叠加成像技术对地下折射界面进行成像的速度分析与动校正计算方法,提出一种适用于折射波发育探区的共深度折射点叠加成像方法,最后以模型和实际例子说明方法的正确性和实用性.     

高分辨率数据处理技术在近海工程地震勘探中的应用

在近海工程多道浅地层地震勘探中,高分辨率地震数据处理技术是一个重要的组成部分,也是提高资料分辨率和信噪比的有效途径.由于为工程服务的近海地震勘探对分辨率的要求很高,因此地层速度的拾取和衰减多次反射干扰波成为影响分辨率的主要因素.本文针对我国某海域工程地震资料,运用了高分辨率速度分析技术和K—L变换多次波压制方法,极大地提高了资料的信噪比和分辨率,有效地解决了该地区的工程地质问题.     

Design,modelling and imaging of marine seismic swarm surveys

Autonomous marine vehicles instrumented with seismic sensors allow for new efficient seismic survey designs. One such design is the swarm survey, where a group, or swarm, of slow moving autonomous marine vehicles record seismic data from shots fired by a source vessel sailing around circles within the swarm. The size of the swarm is dictated by the maximum offset requirement of the survey, and it can be shaped to acquire wide‐ and full‐azimuth data. The swarm survey design equation describes the relationship between the source and receiver positions of the survey and the subsurface coverage or fold. It is used to adapt the swarm to the seismic survey requirements and to calculate survey duration time estimates as function of available equipment. It is shown that a survey conducted by a slowly moving swarm requires six times fewer shots than an equivalent seabed node survey conducted over 85.5 km². Swarm surveys can also be adapted to efficiently conduct infill surveys and replace multi‐vessel undershoots. The efficiency of the survey can further be increased when the autonomous marine vehicles are towing short streamers with multiple receivers. Synthetic tests show that the seismic images for swarm surveys are comparable to those from streamer surveys, while little variation in image quality is found when reducing the number of autonomous marine vehicles but equipping them with a short streamer with multiple receivers.     

菲涅耳体地震层析成像分辨率研究

层析成像分辨率的研究,不仅可以帮助分析层析方法的反演能力,评价层析反演的效果,还可以帮助指导层析参数设置,优化观测系统设计等.本文对比研究了前人提出的两种菲涅耳体层析成像分辨率的计算方法,并针对其存在的问题进行了优化.文中通过对二维理论模型的定量计算,总结了菲涅耳体地震层析成像分辨率的一些规律,并将其与射线层析的分辨率进行了对比.文中最后给出分辨率研究对观测系统与层析成像的指导作用,尤其是对层析中平滑窗设置、变网格层析中模型剖分原则给出了具体的建议.     

通过地震成像分辨率研究近地表复杂介质散射对成像质量的影响

近地表广泛分布的小尺度非均匀介质严重影响地震数据和成像质量. 本文引入参数化的随机介质来描述近地表非均匀介质;借助功率谱、相关长度、均方根扰动等随机统计特征量研究近地表非均匀介质层对地震波传播、散射及成像的影响;通过成像过程的点弥散函数表述成像分辨率. 利用数值方法建立模型的随机统计特征量与成像分辨率特征量之间的关系,以定量或半定量的方式研究二者之间的相关性.数值计算结果表明,近地表非均匀介质层的厚度、速度扰动的幅度以及非均匀体的尺度等都对地震数据质量和成像品质有明显的影响.以全数值方法建立起关于近地表非均匀介质复杂性和地下成像质量之间的关系,有望成为研究近地表非均匀介质对地震数据采集和成像分辨率影响的有效工具.     

稀疏井网地震分辨率以下复合砂体构型地震检测方法及应用

地震沉积学应用于油藏开发地质研究是其在新领域的发展,是以解释井间单成因砂体特征为目的,面向油藏开发的小尺度研究.以往的地震沉积学解释方法,注重于对沉积构型单元的沉积相进行刻画,少有直接对地震垂向分辨率（λ/4）以下的不连续性（构型边界）进行预测.因此,采用地震正演模拟方法讨论了沉积构型单元的地震可识别尺度,通过地质模式约束来降低解释多解性,利用神经网络方法进行了构型单元的地震构型相预测,并利用地震属性进行了次级构型单元的边界预测.研究表明：相比于传统相干体方法,利用地震沉积学方法预测地震垂向分辨率以下沉积单元内部构型的边界具有更高的准确度,结合地震构型相预测结果可实现薄层沉积单元的内部结构识别.

     

地震映像数据的时频分析方法及应用

本文研究地震映像数据的时频解释方法.采用短时傅立叶变换方法获得地震映像记录频谱的时间与空间分布,根据介质对地震波频谱影响的基本规律,通过分析已知地质断面地震映像记录频谱的时间与空间分布,研究了综合利用频率域和时间域信息进行地震映像数据解释的效果.时频分析方法提取了地震波的频谱中关于地层岩性、构造方面的信息,为地震映像数据的处理和解释提供了更多的参考信息.实例证明,利用时频分析解释地震映像数据,有助于了解覆盖层下岩性变化、薄层的分布范围、探测隐伏土洞、确定混凝土构件中缺陷位置,提高地震映像数据的解释精度和准确性.     

中国地震烈度评定值的统计检验

为研究我国地震烈度的评定是否存在随时间变化的趋势,本文从统计的角度,选取合适的烈度衰减关系模型作标准,基于残差分析的基本原理,对1900年到2013年间392个地震的烈度评定值随年份变化的趋势进行了统计分析,并提出一种改进的衡量拟合优劣的算法,量化数据的整体偏差并直观地展现数据的离散程度.统计检验结果表明,烈度评定值无论按区域划分、按震级划分或是按烈度划分均与整体存在一致且显著的时间分布趋势：1960年之前烈度评定值较为离散,1960年到1980年左右烈度评定值逐年减小,1980年开始烈度评定值逐渐增大,2000年以后绝大多数烈度评定值高于平均水平,且该时段烈度评定值偏高程度尤为明显,平均总体偏高约0.4度,且有继续增高的趋势.

     

联合高分辨率地震和精细测井资料的剩余油气分析

寻找和开发剩余油气藏是提高采收率的关键.以往主要是通过测井、试井资料建立中高层渗透砂岩油藏的井间剩余油分布模型,并采用数学分析方法建立井间剩余油的预测模型.本文介绍了基于高分辨率地震和精细测井分析建立剩余油模型并结合数模分析的剩余油分析技术.利用该技术对辽河油田某断块进行了实际剩余油气分析,在开发方案设计和提高采收率方面取得了明显的效果.     

海洋含水合物沉积层的速度频散与衰减特征分析

随着水合物含量的增加,往往会引起纵、横波速度的增加,同时也会引起衰减的变化.针对含水合物沉积层的速度频散与衰减特征分析,有助于水合物含量的估计.本文以有效介质理论模型（EMT）为基础,研究了海洋未固结含水合物沉积层的纵、横波速度的非线性变化趋势.同时采用BISQ模型替代有效介质模型中的Gassmann方程,具体分析了全频带范围内海洋含水合物沉积层的速度频散与衰减特征.采用该模型,速度与衰减均随着水合物含量的增加而增加,且岩石孔隙度与泥质含量对衰减系数的影响较小.针对大洋钻探计划（ODP）164航次的实际数据,运用该模型方程计算采用声波测井数据（20 kHz）与VSP数据（100 Hz）,分别获取了水合物稳定带的饱和度数据,平均在5%～7%之间,由于速度频散的影响,VSP估算结果要弱低于声波测井估算数据,均与实测保压取芯的甲烷含量数据、他人研究成果以及神经网络趋势预测结果均有着较好的一致性.对南海神狐海域三口钻位开展了水合物含量预测,与保压取芯结果有着较好的吻合关系.同时基于层剥离法提取该区域某地震测线BSR层的等效Q值,采用本文方法估算了该区域的等效天然气水合物含量15%～30%.数值模拟与实际应用结果表明：含水合物沉积层的速度频散与衰减特征均随着水合物含量的变化而变化,联合利用这一些变化特征,有助于天然气水合物含量的估计.