宽区域的OBS多次波数据成像

利用海底地震仪（OBS）记录的水层多次波对加拿大西部近海的海底结构进行成像,将成像结果与常规一次反射数据成像结果对比。这一多次波偏移成像（镜像成像）方法利用了海底之上的下行压力波场,其特点是数据完全不含任何一次反射的信息,而是由这些反射的虚反射信息构成了接收信号。镜像成像方法是利用针对一次反射波的克希霍夫叠前深度偏移算法对接收的虚反射数据进行成像。通过对数据和速度模型的一个简单处理：假定检波器不位于海底而是位于海面上二倍于水深的高度位置,可以解决穿越水层的多次波的附加传播路径。偏移结果表明,与利用一次反射波成像的常规方法结果相比,尤其在反射体很浅且OBS间距稀疏时,多次波偏移成像方法对海底下的结构提供了更宽的照明。镜像偏移方法的成像结果与垂直入射的漂缆数据（单道）在照明度上是相当的。     

海底地形校正在正确拾取OBS震相中的重要作用

海底地震仪(ocean bottom seismometer,OBS)探测是获得海底深部地壳结构的首选方法。正确拾取OBS记录中折射/反射震相,对获得准确的深部速度结构非常重要。当OBS布设在崎岖海底时,起伏的海底地形会影响OBS地震记录剖面中Pg、Pm P、Pn等岩石圈内部震相的展布特征,如南海东部次海盆中横穿珍贝-黄岩海山链的A4M4地震测线和西南印度洋中脊横穿扩张脊的Y3Y4测线,强烈的地形高差变化增加了这些测线上OBS台站地震剖面的震相识别难度。在震相拾取之前,通过地形校正方法消除海底地形对震相的影响;地形校正后,根据震相视速度及其展布趋势可以准确地识别震相,有效地提高了震相识别的可靠性。地形校正方法在上述地区的震相识别与速度结构研究方面发挥了重要作用,同时为今后在其他地形变化复杂地区的OBS震相识别提供了经验与借鉴。     

琼东南海域OBS纵波资料成像处理关键技术

OBS采集具有站点少、站点间距大,同时包含纵、横波信息的特点,因此,对OBS进行成像处理相对常规海洋地震资料处理而言具有更多的挑战。本文主要针对OBS纵波资料处理中几个关键处理技术:(1)利用直达波进行重定位处理获得准确的OBS位置,为OBS资料正确成像打下坚实基础;(2)利用水、陆检数据标定获得频率、振幅、相位一致的水检、陆检数据,并进行水、陆检合并处理;(3)通过波场分离有效地分离出上行波场和下行波场数据,利用具有更宽照明范围的OBS下行波场数据进行镜像偏移处理等。最终可获得海底及海底以下成像分辨率高、构造成像清晰、偏移归位准确的OBS纵波剖面数据。该成像数据频带宽,具有丰富的低、中、高频信息,能为后续的水合物无井岩性处理提供具有丰富频率信息的地震叠加资料。     

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.     

基于文氏谱的起伏海面虚反射特征研究

海洋地震记录中的虚反射会和反射波发生混叠和干涉,严重影响了海洋地震资料的质量。常规海面水平的条件假设将在海面反射系数计算过程中引入误差。本文引入文圣常提出并改进的文氏海浪谱,采用有效波高、海浪成长系数等各项参数模拟出更符合实际情况的海浪形态,并通过时频分析等方法研究起伏海面虚反射对地震记录的改造作用和起伏海面条件下的虚反射时频谱特征。结果表明：当海面起伏程度较大时,起伏海面的虚反射不仅强烈扭曲了海底一次波反射同相轴,且与一次波发生了强烈的干涉作用,导致成像结果出现很多假同相轴,严重影响了地震资料的质量。随着起伏海面有效波高的增加,地震记录受陷波效应逐渐增强,虚反射能量逐渐增加,主频幅值逐渐减小。当海面起伏变化时,随着偏移距的增加,陷波点幅值变化丰富,主频幅值逐渐减小,且向高频方向移动。随着震源或检波器沉放深度逐渐增加,有效波虚反射的能量强度逐渐增加,频带变窄,陷波改造作用强烈,主频幅值逐渐减小。     

滑行波震相对珠江口地区壳内低速层的约束作用

深入研究珠江口地区海陆过渡带壳内低速层的结构和构造特征对于理解板内地震的发震机理、孕震构造及该区域的地壳结构具有重要的地质地球物理意义。利用2015年珠江口区域海陆地震联测L2-ME测线上的19个地震台站(包括陆上台站14台, 海底地震仪5台)记录到的地震数据来探明该区域低速层的结构和构造特征。在常规震相的基础上, 加入了大量的滑行波震相(Ph)进行结构模型计算, Ph震相的增加使得地壳内部10~20km范围内的射线覆盖密度有了显著提高, 从而获得了L2-ME测线下方更为精确的地壳纵波速度结构模型。结果发现, 模型中测线下方13~18km深度范围内稳定连续展布的壳内低速层被清晰成像, 其内部速度稳定在5.7~6.0 km·s^-1之间, 与上下层界面速度差分别为0.5km·s^-1、0.4km·s^-1, 低速特征明显。该低速层厚度由陆侧的3.5km左右降至海侧的1km, 呈现出向海侧逐渐减薄的趋势, 低速层底界面起伏变化较大且具有与莫霍面相似的起伏特征。     

非线性层析技术在琼东南天然气水合物成像中的应用

琼东南海域地震剖面上存在大量的含气特征,同相轴下拉、明显的速度横向变化等,因此水合物之下地层存在成像模糊且归位不准等问题,本文利用基于非线性层析的深度偏移方法提升成像精度。该方法采用全三维体的层析成像反演法建立深度域速度模型,通过对深度偏移道集拾取RMO量,并对其进行反偏移计算运动学不变量;在建立层位、倾角等骨架信息约束的混合模型基础上,利用运动学不变量进行速度层析,使得RMO最小以实现模型更新。该方法避免了常规速度更新的多次迭代偏移,能极大地提升层析效率,并能充分利用剖面骨架和倾角信息,获得高精度的速度模型。在琼东南水合物资料的实际应用中,有效地消除了含气对地层的影响,获得高精度的深度域成像结果。     

基于起伏地表的小波束叠前深度偏移成像技术

油气勘探的重点正转向复杂地表条件和复杂地质条件的区域。为了较好的实现双复杂条件下的成像,将小波束引入进来,利用小束源良好的局部性和方向性,既实现对于整体的构造成像,又对局部构造进行了刻画。基于"逐步累加"的"直接下延"法是解决复杂地表成像的有效手段,能够较好的消除起伏地形的影响。基于起伏地表的小波束进行叠前成像和照明,该方法结合小束源和Fourier传播算子,首先通过小波束变换中的小束函数合成小束源,然后基于直接下延法,利用Fourier传播算子进行波场外推,完成小束源的照明和成像。对起伏地表模型进行试算,通过对单个小束源和多个小波束源偏移以及照明结果的对比分析,验证了在起伏地表条件下小波束叠前深度偏移和照明的正确性和有效性。     

冷泉活动区气泡羽状流数值模拟的进一步研究

以南海气泡羽状流赋存特征为参考,本文继续研究冷泉活动区气泡羽状流的地震响应。为使羽状流建模方案更合理,根据水中气泡在上升过程时其半径的变化情况,修改原建模方案,重新建立了羽状流水体模型。通过正演模拟得到了羽状流炮集地震记录,单炮记录上显示出明显的散射波场特征和模型的周期特点。通过叠前深度偏移处理炮集地震记录,得到边界收敛效果较好的成像剖面,且成像精度较高。以上研究又一次奠定了羽状流地震响应进一步研究的基础,也逐步探索出更适合羽状流地震资料的处理方法,为识别羽状流提供了理论指导。     

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。     

Pasisar: Performances of a High and Very High Resolution Hybrid Deep-Towed Seismic Device

The Pasisar seismic acquisition system combines a source at the sea surface and a deep-towed single channel streamer. This unconventional device geometry reduces the width of the first Fresnel zone which increases the lateral resolution. However, the device acquisition geometry generates artifacts on seismic profiles and induces large incidence angles of the seismic signal. A specific processing sequence must be applied to the data to obtain a readable seismic section. Penetration of the seismic signal depends on the energy of the signal reaching the seafloor and on its incidence angle. Because of smaller source energy, 800 Joules Sparker data cannot be acquired in water depth larger than 1500 m for example, whereas there is no depth limit for the use of this system with air gun sources. Differential acoustic absorption of seismic frequencies (below 1000 Hz) in the water column is negligible when compared with wave fronts expansion. Thus, the horizontal resolution of any seismic system strongly depends on the frequency spectrum of the seismic source and on the travel distances. Pasisar and conventional seismic profiles being usually simultaneously recorded, we illustrate the interest of using a hybrid seismic device by comparing horizontal resolutions as well as signal-to-noise ratio obtained with both the Pasisar and conventional systems. In addition, by carefully picking time arrivals of a reflection on simultaneously recorded surface and deep-towed seismic records, it is possible to estimate the average interval seismic velocity. We present the simplified example of a horizontal reflector.     

海南岛西南海底沙波活动及底床冲淤变化

为了研究沙波迁移对底床稳定性的影响,通过对比分析2004—2006年连续3年的多波束海底地貌扫描数据,得出研究区域海底沙波的波长为5.8~91.8 m,波高0.1~4.3 m,陡峭度0.013~0.12,对称指数0.32~6.52。沙波的移动速率最大48.8 m/a,移动方向在研究区域西部为SE向,中部呈往复迁移,东部为NW向;沙波不同部位的迁移速率不同,一般的沙波尾翼迁移速率较大;同一组沙波存在反向扭转迁移的现象,反向扭转迁移的轴线位于研究区域沙脊的脊线附近,这种反向迁移不仅与底层流作用有关,还与海底地形关系密切;西部海底底床处于侵蚀状态,局部最大侵蚀量可达1.3 m,东部处于堆积状态,最大堆积量达2.8 m。     

白令海Navarinsky海底峡谷地震剖面解译

第五次北极科学考察在北极区的白令海首次进行了高分辨率单道地震作业。Navarinsky峡谷头部测线BL11-12剖面中部识别出不对称沙波,陡的一面朝向陆架,波高约为9m、波长约为882m。结合站位U1345的沉积速率及站位U1344表层纵波速率推测沙波沉积可以追溯到中更新世(距今约0.258Ma),同时近陆架的洼地逐渐填平。将地层分为3个沉积层,分析沉积物变化情况,结合0.25Ma以来白令海海平面变化历史,推测最大海退事件对应的界面。结合沙波的地理位置及海平面变化情况,认为内波对沙波的形成起主要作用。     

Kirchhoff向下延拓法在海洋合成多道地震走时反演中的应用*

海洋多道地震数据建模和成像是获取洋壳速度和构造信息的重要手段。海水层的存在使得多道地震拖缆接收到的折射波走时信息仅仅存在于较远的炮检距, 近炮检距被强振幅海底反射波覆盖, 制约了走时数据拾取和反演效果。本文基于波动方程的Kirchhoff积分法, 成功实现了多道地震数据向下延拓, 获取到了更大炮检距区间的初至折射波走时拾取, 并将其应用于洋中脊新生洋壳2A/2B层的合成多道地震数据走时反演。比较向下延拓前后的走时拾取范围及走时反演结果表明, 向下延拓法能够保持地震波场的运动学和动力学特征不变, 在共炮集数据的更大炮检距范围内进行初至折射走时拾取, 从而增加反演的数据选择和浅层射线覆盖, 反演结果能更加准确地分辨出洋壳2A/2B层界面, 并得到更高的分辨率和更准确的速度结构剖面。     

海洋地震勘探中地震波、鬼波综合效应分析与应用

鬼波是影响海洋地震资料采集质量的重要因素之一,经过海水表面反射的鬼波与海底反射波相互叠加。“地震波、鬼波的综合效应”受很多因素的影响,文中从传播路径、传播时间等方面讨论了地震波与鬼波的综合效应。通过计算机模拟了二者的综合效应,与实测资料进行了对比,其幅频特性中陷波点、幅度等特性非常接近。结合水合物勘探的目的,文章探讨了基于识别BSR的勘探频率要求震源和电缆的最佳沉放深度,并通过实际应用验证了理论推算的正确性。     

江苏中部海岸西洋潮流通道区域晚更新世古地貌与沉积体系研究

南黄海曾是长江和黄河两大河流输送的陆源沉积物重要的汇,其沉积记录含有河流演化的丰富信息。江苏海岸中部、南黄海西侧、辐射沙脊群西北的西洋潮流通道及其邻区受到古黄河与古长江的交互影响,其古地貌与沉积地层等研究尚显不足。利用该区多次采集获得的长约380 km的浅层地震剖面数据,结合钻孔资料,分析了西洋浅部地震层序,探讨了其沉积环境特征。研究结果表明,西洋潮流通道区域在平均海面以下33~49 m处,存在一个强振幅、中频率、高连续性的区域性反射界面,与对比钻孔中滨岸沼泽沉积的顶面相对应,代表一个不整合的古地貌面;该界面深度的空间插值结果反演的古地貌面与下伏的沟槽状切割-充填反射结构,揭示了数条沿NE方向延伸的古水道,并集中分布于古地貌面北部相对低洼的区域,为南黄海内陆架晚更新世某古水系的一部分;该古地貌面系末次冰消期的海侵冲刷面,其上覆是全新世滨浅海沉积,下伏是晚更新世末期的洪泛平原或滨岸沼泽或充填下切古河道或古潮道等沉积。对该区域性反射界面的深入研究有助于弄清南黄海西部晚更新世以来的沉积体系演化历史,提升对辐射沙脊群形成演化的认识。     

西沙湾工程波浪推算及波浪场数值模拟

本研究根据崇武水文站1976—2007年共31 a的波浪观测资料,使用皮尔逊Ⅲ型频率曲线进行拟合分析,推算出崇武在不同重现期条件下的特征波浪要素,再将其作为外海波浪要素输入,通过基于椭圆型缓坡方程的CGWAVE近岸波浪数值模型,模拟西沙湾的重现期波浪场,得到其设计波浪要素,得到较为合理的计算结果。西沙湾的海底地形强烈地影响近岸波浪,导致了波高和波向的不均匀分布特征,岛屿和礁石都是天然屏障,东侧水域受龟屿及闽台码头的掩护,波浪反射、绕射明显,对避风坞起到了有效的保护作用。此外,对于不同地质的边界,反射系数不同使得近岸波高分布有较大差异。     

多向随机波浪反射的试验研究

试验研究了多向随机波浪在直立式防波堤和斜坡式防波堤前的反射情况。在试验中，改变波浪要素(波陡、周期)、波浪入射角度(正向、斜向)和方向分布以及防波堤的坡度，以充分研究这些因素对波浪反射的影响。遗传算法用来分析多向随机波从建筑物的反射。试验结果表明，直立堤的反射系数基本上不随入射波浪方向变化，斜坡堤的反射系数随波浪峰频的增大和堤坡的变缓而减小，且随波浪方向有一定变化。还探讨了多向随机波浪在斜坡式防波堤上的反射面位置问题。     

Identification and characterization of fluid escape structures (pockmarks) in the Estremadura Spur,West Iberian Margin

Located on the West Iberian margin, between Cabo Carvoeiro and Cabo da Roca, the Estremadura Spur is a trapezoidal promontory elongated in an east-west direction, extending until the Tore seamount. Recently a field with more than 70 pockmarks was discovered in the NW region of the Estremadura Spur outer shelf (Lourinhã Monocline). Pockmarks are the seabed culminations of fluid migration through the sedimentary column and their characteristic seabed morphologies correspond to cone-shaped circular or elliptical depressions. The characterization of these features and the understanding of the associated fluid escape process are the main objectives of this work. Here we characterize these structures to understand their structural and stratigraphic control based on: 1) Seismic processing and interpretation of the high resolution 2D single-channel sparker seismic dataset, 2) Bathymetric and Backscatter interpretation and 3) ROV direct observation of the seafloor.The analysis of the seismic profiles allowed the identification of six seismic units, disturbed by the migration and accumulation of fluids. The Estremadura Spur outer shelf has been affected by several episodes of fluid migration and fluid escape during the Pliocene-Quaternary that are expressed by a vast number of seabed and buried pockmarks. At present, the pockmarks are mainly inactive, as the seabed pockmarks are covered by recent sediments. It is concluded that the migration of fluids to the seabed occurred over the Pliocene-Quaternary, as indicated by the buried pockmarks at different depths below the seabed. The vertical stacking of various pockmarks suggests a cyclical fluid flow activity that can possibly be the result of the eustatic sea level variations and the subsequent changes of the hydrostatic pressure.     

Reflection profiling in the deep ocean using a near bottom hydrophone

A 20 km long high resolution seismic reflection profile was carried out approximately 300 km southwest of Bermuda. The data were collected using a small airgun sound source and a single hydrophone receiver towed 100 m above the seafloor at a depth of 5400 m. Comparisons with nearby conventional seismic reflection profiles show the considerable improvement of resolving power provided by this method, particularly of the basement morphology beneath the 700 m thick sediment column. The data were recorded digitally and selected data examples show the enhancement provided by filtering, stacking, source deconvolution and corrections for hydrophone motion. The precise picture of basement topography that results from this data is compared with deep tow bathymetry profiles of the present day mid-Atlantic Ridge flanks, and is seen to be remarkably similar.