海上变深度拖缆地震数据采集模拟与分析

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1、海上变深度拖缆地震数据采集模拟与分析全球海洋油气资源丰富，据《油气杂志》统计，截至2006年1月1日，全球海上石油探明储量约380亿吨，海洋天然气资源约140万亿立方米。其中30%分布在大陆坡的深水、超深水域。全球陆地、浅海经过长期的勘探，重大油气发现的数量已经越来越少。海洋油气生产增长迅速，从20世纪60年代每天约20万t到2005年接近每天400万t随着海上油气勘探开发向深海转移，全球深海油气产量也在快速增长。据英国道格拉斯统计和预测，2004年海上产量约占全球总产量的34%，预计到2015年可达到39%。因为海上打一口井的费用

2、太高，一般在水深30-50米的海上，钻一口井的费用相当于陆上的十倍。水深150米钻一口井的费用是陆上的几十倍到上百倍，所以在海上找油，就特别重视地震勘探。海上找油的实践经验可以归纳为一句话：“突出地震，少井高产。”因此，人们加大了对海洋勘探的研究力度。本论文主要研究如下问题：1）分析海上地震勘探拖缆地震数据采集的问题；2）海上变深度拖缆地震数据优势分析；3）海上变深度拖缆地震数据处对策与研究方法；4）了解海上地震勘探原理及主要问题；本文将就上述问题逐一展开。1.分析海上地震勘探拖缆地震数据采集的问题；海上地震如此受重视的原因有三个：

3、一、海上地震效率高、成本低。一般海上地震效率可以较陆上地震高很多，可以达到十七倍，所以海上每公里的成本只是陆上的八分之一。二、海上地震资料质量高，勘探效果好。三、海上地震技术更新快，推广快。虽然随着各大石油公司增加海上地震的投入，很多问题得到了解决，但是在海上地震勘探拖缆地震数据采集方面依然存在很多问题。海洋石油地震勘探是由陆地石油地震勘探发展而来，先延伸至浅海，最后发展到深海。但是由于海洋复杂的地球物理环境，产生了很多不同于陆地石油勘探的问题。影响海上地震资料品质的因素是很多方面的，一、采集系统以外的因素对数据采集的影响：其中有环

4、境的影响，如海水的温度、含盐度和潮汐高程的变化，有洋流的影响，二、采集参数的影响，如气枪容量和沉放深度、电缆长度及沉放深度、道间距、覆盖次数等。具体可以总结为如下：一是三维偏移成像的精度有待提高。对海上地震资料来说，求准空变的三维速度和实现全三维叠前偏移特别重要。现在虽然计算机技术迅猛发展，人机联作进一步加强，正反演模型越来越精准，但是由于人类对海上地震勘探高精准目标的不懈追求，上述方面仍然需要进一步提高和改善。二是要提高深层的高频地震信息（100hz以上）的能量。在等浮拖缆地震数据采集中，高、低频信息匮乏，频带宽度相对窄，不利于一

5、些特殊地质现象（如薄储层和地层圈闭）的处理解释。在现代海上地震采集系统中，震源在提高分辨率方面显得尤为重要。三是三维资料处理和解释的过程慢，特别是要缩短解释的时间。数据采集所用时间相对最短，数据处理时间适中，资料解释所用时间最长。进度缓慢往往会延误整个海上石油开采的过程。解决办法是发展更大的计算机。四是海上地震采集装备中某些部件的可靠性。统计表明，拖缆是海上地震作业中发生故障最多的。只有装备的可靠性提高了，地震作业的效率才能更高，成本才能更低。为了适应海上勘探高覆盖次数的要求，等浮电缆的道数不断增加。在海洋勘探中进行多次覆盖观测时，

6、观测船的速度恒定很重要，因为它关系到震源的激发时间。但是由于船速受风浪、涌流等多种因素的影响，所以必须用多普勒声呐及时调节船速才能保持它的恒定。此外，由于海流的影响，电缆和测线方向往往具有一定的夹角（电缆偏角），激发点间距也不均匀。为了减小电缆偏角的影响，测线要尽可能垂直于反射层走向，也可以在可能的条件下通过适当增大船速来克服侧流影响。由于海水与空气的波阻抗差很大，海面处的反射系数接近，必然导致水层虚反射。要想减小虚反射的影响，电缆的沉放深度也要和震源的深度一样，还有一些消除虚反射的方法，如不同接收深度的双缆作业法，垂直沉放检波器接

7、收法，但效果均不是很好。再就是各种噪声的存在，如船体的拖曳噪声（通常是减小船速来减小此噪声，等浮电缆前端的弹性段可减小此噪声）、膨胀波干扰和波浪噪声。这些噪声降低了低频段的信噪比，通常增大拖缆的沉放深度有助于削弱膨胀噪声和波浪噪声，从而提高低频段的信噪比。但是随着电缆沉放深度的增加，地震资料主频就会降低，频带变窄，分辨率降低。所以在进行地震资料采集前，应针对勘探地区的勘探要求、具体海况等条件，在保障所需主频、频带的同时，兼顾深层信息的接收，尽量减少噪声影响。只有设置合理的震源及拖缆沉放深度才能保证采集的资料具有良好的品质。2.海上变

8、深度拖缆地震数据优势分析:Soubaras(2010年)引入一个概念“全范围地震勘探”，它允许检波器随着拖缆有不同的深度。从最近的地震道开始，检波器的深度随着炮检踞增大而变深，引入多样化的地震鬼波。这种多样性使得我们能够通过运用一种先