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。     

地震拖缆的复模态振动主动控制

地震拖缆系统的振动是影响海上油气勘探数据采集效率的主要因素,为提高勘探作业效率,研究了地震拖缆系统的主动振动控制问题。地震拖缆系统的重阻尼特性使得实模态控制技术难以实施。在地震拖缆系统有限元模型的基础上,基于模态观测器,在独立复模态空间,通过选择合适的权重矩阵,对地震拖缆的低阶模态设计了稳定的最优控制规律。通过对带有四个水鸟的拖缆系统的主动控制仿真,证明基于复模态的地震拖缆最优控制策略,在最大程度上利用水鸟自带电池能量的基础上,有效地抑制拖缆系统的振动,既能减少悬挂式水鸟更换频率,又能提高数据采集的质量,进而提高勘探作业效率。     

基于嵌入式水鸟的海洋地震拖缆运动状态仿真研究

研究分析了嵌入式水鸟作用下的海洋地震拖缆运动状态.在现有的理论基础上,简化地震拖缆运动数学模型,并进行仿真求解,结果表明定深水鸟在使地震拖缆保持水平状态起了重要作用.利用前处理软件建立了定深水鸟几何模型,并用数值计算软件进行了分析计算,得到了定深水鸟的水动力特性及在不同攻角下的升力分布情况,为水鸟运动控制策略提供理论依据.     

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。     

全光学传感器精细显示储层油气

美国传感器系统公司（USSI）于近日宣布,他们已经开发出用于油田地震勘探和生产的一种极可靠的小型光纤地震检波器。该公司表示,新的传感器是对已经在石油工业中应用了近50年的传统电磁线圈检波器的重大技术超越。     

台湾南部恒春半岛以西海域大偏移距地震测量的初步成果

台湾及其附近地区是地球上地表构造最活跃的地区之一。尽管对该区域的地表地质学、大地测量学、电势场、海上地震勘探以及天然地震活动等做过广泛的研究,但是,对欧亚板块和菲律宾板块这两个岩石圈板块在该区域的复杂碰撞过程的认识仍然不够。一个主要原因就是先前的研究缺少深部地震构造数据。为了填补这个空白,美国中国台湾深海地震成像试验合作项目在1995年的夏天开始实施,沿恒春半岛东部和南部布置了几条地震测线,莫里斯·尤因号（MauriceEwing）测量船上的大容量空气枪震源沿这些测线发射地震信号。通过长排列地震拖缆,海底地震仪和陆上测站来记录这些地震反射信号。     

正弦激励下零浮力海洋拖缆动力特性与实验研究

海洋地震拖缆是海洋油气资源勘探中的关键设备,为研究海洋地震拖缆的动力特性及其在不同频率正弦激励干扰下的动力响应,建立了零浮力拖缆的数学模型,设计了一套完整的实验方案,通过弹性测力机构放大张力信号以排除环境干扰,测量了不同拖曳速度与激振频率条件下拖缆首部的张力变化及缆上位移响应情况,初步分析了正弦激励作用下零浮力拖缆的动力学响应。弹性测力机构具有良好的线性度与可重复性,拖缆受到的水阻力与拖曳速度的平方成正比,数值计算与实验结果对比验证了数学模型的正确性,初步分析了正弦激励作用下零浮力拖缆的动力学响应。     

地震属性在海洋天然气水合物识别中的应用

海洋拖缆主动源多道地震技术是应用于海洋天然气水合物资源调查的主要技术方法。不同于常规油气藏勘探,海底天然气水合物成藏机制复杂多样,海底似反射(Bottom Simulating Reflector,BSR)特征与水合物赋存并非完全对应。为提高海洋天然气水合物矿体识别的可靠性,地震属性技术在水合物资源调查中发挥着越来越重要的作用。本文对我国南海北部海域天然气水合物调查中的关键属性进行了对比、分析及筛选试验研究。试验针对海洋高分辨多道三维地震数据,采用三维地震层速度控制综合处理技术完成了BSR区域的成像,提取了与BSR相关的多种地震属性,并对BSR地震属性体的内部特性进行了分析,实现了BSR特征水合物矿体的识别,并提取了BSR上方和下部结合层带的地震属性。研究结果表明,在水合物赋存地层极其复杂的条件下,地震属性分析技术在海洋复杂浅地层水合物识别方面具有可行性和技术优势。     

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.     

拖缆式浅地层剖面采集系统改进方法

传统拖缆式浅地层剖面地震资料采集系统中往往采用检波点组合的方式进行资料采集,当海水深度较深时,可以忽略组内距对地震资料的影响,当海水深度较浅时,这种采集方式容易导致波形畸变和高频信息丢失。利用多道地震的思想,对传统拖缆式浅地层剖面采集系统进行改进。新的浅地层剖面采集系统采用拖缆式施工、多道、无组合单点接收方式进行采集,即可以获得各检波点采集到的数据,同时改进数据记录的方式。新的采集系统中可以同时监控原始单炮记录、直接叠加后单道记录、时差校正后叠加单道记录、时差校正后地震剖面。     

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。     

基于遗传算法的海洋地震拖缆避险工况阵列控制研究

针对海洋地震拖缆系统上位机对多个“水鸟”的控制问题,选取一种海上常见避险工况,对该工况进行分析计算,建立数学模型并利用“罚函数法”进行约束处理,得出基于遗传算法的适应度函数,并提出适用于该类工况一般情况的适应度函数公式,该公式能够完成对该工况所有情形的控制。实例表明该方法易于操作,计算得出的结果符合控制要求。     

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。     

小排列高分辨多道地震系统在岱山岛大桥工程中的应用

对运用小排列高分辨多道地震系统获取的岱山岛大桥附近海域高精度的地震数据进行了综合分析和处理,查明了调查区域的工程地质条件,并对两个桥址方案进行了地质条件的对比。采用的地震系统参数:拖缆为24道,道间距为2 m,偏移距为46 m,枪容积为10 in3,频带范围为1~1 000Hz。结果表明:(1)采用了统一方法和流程对岱山岛大桥工程中所获得的地震数据进行分析、处理,保证了两种选址方案调查结果的一致性。(2)舟山本岛-岱西桥位(方案Ⅰ)和舟山本岛-双合山桥位(方案Ⅱ)海底地形平缓,不存在海底滑坡体等不良地质现象,调查区域虽分别有6条和5条断裂,但所有断层的上覆第四系均未发生错断,断裂均为非活动性断裂,两个方案桥位线均具有建桥的良好工程地质条件。(3)与单道地震相比,小排列高分辨多道地震系统能得到更为丰富的地层反射地震数据,而该系统比传统的多道反射地震方法具有作业方便、经济的优势,可见,该调查方法适用于近岸区域浅水工程环境的地质调查工作,是一种方便、实用和经济的地质调查手段。     

物探船拖缆姿态及拉力预报

针对海洋地震物探船布设探测网络实际工况的要求,提出一种拟合数值计算与模型实验结果预报拖缆姿态及拉力的方法,应用此方法进行多方案比较研究,获得优化的拖缆－扩展器－检测电缆组合探测系统。经海上拖航实验验证,此种预报方法查可行,预报精度完全能满足工程实用要求。     

拖缆宽方位与双方位效果分析

为了改善珠江口盆地PY4洼中深层地震成像,进行了双船拖缆宽方位地震采集试验,获得了满覆盖次数1 680次的地震数据.按照每15° 1个方位宽度,划分了 24个方位数据体对地震资料进行处理,并对不同方位宽度和正交双方位数据分别进行了叠加,得到了不同方位角宽度和不同覆盖次数的成果数据.分析后认为:①随着方位角宽度和覆盖次数...     

水下非均匀拖缆稳态动力学分析

水下拖缆物理参数不均匀会影响拖缆的动力特性,研究非均匀拖缆的参数变化对拖缆动力特性的影响有一定的工程实际意义。建立了拖曳系统运动的三维数学模型,推导出了水下非均匀拖缆的稳态运动控制方程,在首尾两端加上相应的定解条件,直接求得或使用嵌套二分法求得非均匀拖缆在端点的初始值,进而求解稳态动力学方程。借助文献中的拖缆—海底拖车系统算例,通过计算结果的对比,验证了数学模型及计算方法的正确性。通过四阶龙格库塔法进行数值仿真计算,得到了稳态解,分析了非均匀拖缆自身物理参数变化对缆绳系统稳态运动的影响。结果表明,非均匀拖缆的切向阻力系数、法向阻力系数、直径和密度变化会影响稳态缆形和张力分布,影响的程度各不相同。最后给出了两个尾拖船系统非均匀拖缆的稳态运动算例。     

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。     

应用剩余静校正衰减采集脚印:在南海某工区中的尝试

在海上地震拖缆施工中产生的采集脚印,对地下精细地质构造解释和储层特征及物性的描述和刻画均影响甚大.剩余静校正可以有效衰减采集脚印带来的影响,大大提高地震剖面成像质量,进而真实地反映地下深部地质构造特征,为油气勘探开发部署及油气地质综合研究提供高质量的地震剖面.文章阐述了剩余静校正及其衰减采集脚印的原理,并以南海A工区地震资料处理为例,论证了应用剩余静校正方法在海上地震数据处理中衰减采集脚印的有效性和可行性.     

海洋地震多缆拖带方式探讨

海洋三维地震拖缆作业中,水下电缆的拖带方式决定了前导缆、扩展器、连接绳索间相互受力关系.通过对10缆拖带方式拖带点的受力分析,可以确定当展开器与前导缆的连接绳索（spur line）与工作电缆垂直时的拖带方式,连接绳索受力最小,并且改变前导缆释放长度,可以改变拖带点的弯折角度,从而改变前导缆与连接绳索的受力情况.因此对多缆拖带方式进行模拟优化,可以减小拖带点各连接设备所受到的拉力,从而降低设备损坏率.