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。     

海上单道地震勘探中船舶等背景噪声的影响分析及压制

单道反射地震以其配置灵活、操作简单、高效经济的优势,在海洋区域地质调查、近海工程物探等领域得到了广泛的应用.利用海上作业前期对单道地震系统试验的数据进行分析,获得船舶等背景噪声的频率特征,为室内资料处理提供可靠依据,旨在最大限度地保留有效信号并压制船舶等背景干扰,提高地震资料处理的效率和剖面的质量.根据实际处理结果,得到2点认识:(1)通常情况下,海洋地震勘探中船舶等背景干扰信号的频率低于200 Hz,而电火花震源的主频在200 Hz以上,二者在频域可分开;(2)地震记录的高低频信号各有用处,野外作业时应尽可能采集背景噪声数据,为室内资料处理提供依据,以免去除噪声的同时滤除了有效信号.最后基于分析处理过程中遇到的问题,进一步提出海洋勘探过程中船舶等背景噪声的调查设计,旨在研究船型、航速、水听器拖曳长度等对背景噪声在地震记录中的特征有何影响以及如何控制船速及水听器拖曳长度来使得野外原始记录的信噪比达到最大.     

面向海洋传感与探测的光纤传感器研究进展

调研了近几年光纤传感器在海洋探测方面的研究进展,主要包括测量海水温度、压力、盐度、叶绿素、pH值和溶解氧的相关光纤传感器以及光纤水听器。简要介绍了光纤传感器的基本原理、结构及性能,同时跟踪了国内外相关的最新研究进展,并与传统的测量方法进行了比较,分析得出光纤传感器是对现有传统海洋探测器的重要补充,并在一些探测领域具有独特的优势。文章最后,探讨了光纤传感技术的未来发展趋势,认为在海洋温度、压力、叶绿素、水听器等领域可能会率先突破技术瓶颈并实现商用,同时提出了未来海洋光纤探测技术新的研究方向。     

宽频立体枪阵优化设计

在海洋油气勘探这一过程中，震源设计是关键环节，其性能的优劣直接影响采集信号的质量。气枪以其质量可靠、组合灵活、安全环保等优势成为海洋勘探领域应用最广泛的激发震源，然而，随着勘探环境的复杂化，平面阵列的激发子波难以满足高分辨率勘探需求。因此，在立体阵列的基础上，分析不同容量气枪子波信号与时间关系，通过优化沉放深度，使不同容量单枪激发产生的振幅在接收时同相叠加，达到拓宽频带和压制陷波效应，进而改进震源的性能。将优化的立体阵列与常规阵列进行属性对比，证明宽频立体气枪阵列拥有更强的振幅能量和更宽的有效频带，可明显压制陷波效应，对复杂地质目标有较好的识别效果。     

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。     

混响环境中声场重构的实验研究

针对混响环境非自由声场中声源测量的问题,本文以消声水池和混响水槽为实验环境,以换能器辐射的声场为研究对象,以水听器阵列为测量前端,进行了混响环境非自由声场中声源对象的测量、分析和重构的实验研究。通过单层水听器阵列对非自由声场进行声压分布测量,并对测量结果作声波分离处理,将分离前后的声压分布和在消声水池中测量的声压分布进行比较,给出了声源频率为5 000 Hz和7 000 Hz时,声场重构的误差分析结果。结果表明,基于单层水听器阵列声压测量的声波分离方法,能够较精确地对混响环境中的声场进行重构。     

基于高性能稀疏采集的低频恢复技术在胜利东风港探区的应用

地震勘探中,地震波低频成分越来越受到重视,而常规检波器记录中的低频有效成分难以被充分识别利用。基于检波器性能分析,通过布设低频检波器估计陆用压电检波器可恢复的最低有效频率并实现低频恢复;在此基础上,设计胜利东风港探区高性能低频检波器稀疏布设方案以及低频数据恢复流程。实际数据表明:对于胜利探区三维勘探,陆用压电检波器最低有效频率能够恢复至3Hz,成像后的叠加剖面的精度和分辨率有显著提高。     

纳机电矢量水听器二元阵的实验研究

纳机电矢量水听器根据鱼类听觉器官侧线设计,是一种新型微纳结合的纤毛式水声矢量探测仿生结构。以往关于纳机电矢量水听器的定向研究都是基于单个水听器的,方位角出现了左右舷模糊,波束图的主瓣宽度较宽。为提高水听器的性能,改进了其敏感单元和封装方式,经国防科技工业一级测量站标定,其频率响应范围为20~2 000 Hz,灵敏度为-165 dB。为解决左右舷模糊,采用二元阵进行定向,水听器的两路输出信号被校准一致后,在某开阔水域进行了纳机电矢量水听器二元阵的实验研究,验证了纳机电矢量水听器二元阵水平沿X轴放置时能够唯一确定目标的方位角,但是俯仰角出现了左右舷模糊;对低频信号的定向能力较强;具有可靠的跟踪水下运动目标能力。     

涠西2012年勘探总体设计通过审查

日前,上海海洋石油局审查通过了北部湾涠西2012年勘探总体设计。涠西的勘探是上海海洋油气分公司2012年油气勘探工作的重点之一。总体设计合理安排部署了三维地震采集、     

海洋等浮电缆内检波器组合接收阵列系统的运动方程及特性分析

目前海洋地震勘探中,广泛地使用了海洋等浮电缆,对其内所相应的一个地震道情况下,检波器组合接收阵列系统的实验研究是十分有益的。本文就该系统在工作状态的运动方程进行了推导,并对其传递函数和输出振幅与相位特性做了简单的分析和讨论,供同行交流。     

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。     

海上地震勘探中震源阵列的定位算法研究

为了得到海洋地球物理勘探作业中震源阵列位置定位问题的解决方案,文中对航行作业过程中的地震勘探船只拖带的震源阵列实时位置计算方法进行了研究。首先,介绍了基于激光定位系统和相对GPS定位系统的震源阵列定位方法。为了解决相对GPS定位系统输出的定位数据粗差剔除、时间同步等预处理问题,提出了一种基于滑动缓冲区的多项式拟合粗差剔除和数据同步处理算法,满足了粗差剔除要求。并利用该模型函数实现了震源阵列放炮时刻观测值的内插,进而实现了放炮时刻和定位时刻的数据同步。在此基础上,研究了震源阵列导航定位模型,提出了以单个枪体为对象的卡尔曼滤波模型来描述震源阵列的运动状态,以满足海洋地球物理勘探震源阵列定位的需要。     

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。     

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。     

海洋地震勘探拖曳系统动态运动分析及控制算法优化探讨

准确地描述和预报拖曳系统的性能及运动规律是海洋地震勘探拖曳系统设计与应用的前提条件,文章在多年研究水下拖曳系统及拖缆定深器的基础上,对海洋勘探拖曳系统进行详细的分析,并针对自行研制的某型拖缆定深器进行仿真计算,最后提出一些在工程实践中比较有用的结论,可为地震勘探拖曳系统设计提供参考.     

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。     

小道距高分辨率多道地震对天然气水合物勘查的适用性

在海底以下100~1 100m的沉积层的地质勘探中,小道距高分辨率多道地震勘探可以获得高信噪比、高分辨率的地震资料。选取合适的地震采集参数,小道距高分辨率多道地震采集技术同样适用于天然气水合物勘查,针对水合物勘探选取合适的地震采集和地震处理参数,可以提高浅部地层分辨率和水合物识别精度。海上地震采集参数设置是非常重要的,尤其是高的采样率为后续地震数据处理,提高剖面分辨率提供了可能。     

极低频海洋噪声与风的相关性研究

风通过影响海洋表面从而产生200 Hz以上的深海环境噪声,但有研究指出,通过风生表面波之间的非线性相互作用产生的驻波,能够与海床共振构成海底微震,从而产生10 Hz以下的噪声。针对这一新型风生噪声机制,本研究对威克岛海域10 Hz以下的极低频噪声进行了分析。比较了不同频率下海洋环境噪声功率谱级与风速的相关性,并讨论了风速和风向对设立在威克岛南北部二组水听器三联体信号的影响,结果表明2 Hz处的海洋环境噪声级与风速相关性最好,而风速和风向变化越剧烈海洋环境极低频噪声与风速风向的相关性越好。     

南海油气勘探有新发现

中国海洋石油南海西部公司1993年在勘探南海石油天然气资源中,坚持“油气并举,拿储最,向气倾斜”的勘探方针,在钻探石油天然气中又有新的发现。 该公司通过采集石油地震测线19000多公里,处理石油地震资料27000多公里,解释地震资料74000多公里,钻探石油天然气勘探井7口等一系列工作,新发现石油地质构造和     

精密枪控计时器设计及在海底数据采集中的应用

为了获得海底地震仪(ocean bottom seismograph,OBS)在海洋地球物理勘探中更真实准确的数据处理剖面,必须消除导航、定位时间、定位精度对OBS数据采集和处理的影响。通过分析时间定位精度对OBS数据处理的影响及计时误差来源,开发了精密枪控计时器以提高时间定位精度和消除常规计时误差,计时精度达到0.01ms,实现了高精度导航定位、炮点定位、时间定位和计时,保证OBS地震数据采集的准确性和精度。经稳定性测试,生产试验后的数据分析表明,该设备时间精确、定位性能完全满足OBS多分量地震勘探要求并可应用于其他需要高精度计时的海洋地球物理勘探领域。