海底地震勘探最新方法与技术发展

海底地震勘探最新方法与技术发展

摘要：随着深海耐压材料工艺的突破和海上高分辨精细地震勘探技术的发展，底地震勘探方法逐渐成为热点。一方面，海上三维地震勘探方法逐渐向四维发展，在海上布设漂缆数量越来越多的同时，海底电缆或检波器也被应用到海上复杂油气区块的精细调查中去；另一方面，新能源研究与深水油气技术的突破，同样需要高频与低频型海底地震仪器。本文讲述目前国际上海底地震勘探新方法与仪器设备的发展和我国在海底地震勘探领域的研究状况。

关键词：海底地震仪；横波勘探；四维地震；精确时间计时；精准布设DOI:10.3772/j.issn.1009-5659.2010.06.003上个世纪地震勘探发展过程中，海底地震勘探方法

是以横波信息接收分析，作为观测天然地震，研究海底演变以及作为海上拖缆地震的补充而出现和发展的。由于横波(S波) 不能在液体中传播，因而只接收到了纵波的反射与折射信息。海底地震仪器的出现，检波器放置于海底，与海底耦合，可以接收到横波或者转换横波信息。随着电子科学、材料科学的发展进步，海底地震勘探仪器设备的性能得到了很大的提升；同时，全世界对能源需求和依赖进一步提高，海上油气资源勘探难度逐步加大，海底新型能源的开发利用步伐加快，海底地震勘探技术方法正逐渐成熟，已成为海底深部构造研究、海上四维油气勘探、天然气水合物勘探研究必不可少的手段。

1 海底地震勘探技术简介

海底地震勘探技术是海上地震勘探技术的一种，同样有震源和采集器组成。海底地震勘探技术大都采用非炸药震源（以空气枪为主），震源漂浮在接近海面，有海上调查船拖曳；采集器陈放到海底来接收震源发出，经过海底底层反射的纵横波信号。其特点是在水中激发，水中接收，激发、接收条件均一，可进行不停船的连续观测。检波器最初使用压电检波器，现在发展到压电与振速检波器组合使用。海底地震勘探技术又可分为海底电缆勘探技术（OCEAN BOTTOM CABLE，以下简称OBC）和海底地震仪勘探技术(OCEAN BOTTOMSEISMOMETER，以下简称OBS)。OBC技术是将采集电缆沉入海底，调查船拖曳震源在海面上放炮的方法

OBS勘探技术是将海底地震仪陈放到海底，调查船拖曳震源在海面上放炮的方法。

OBC的优点是：全波场采集；成像效果更好、地层层次清楚、形态可靠；消除鬼波影响，环境噪音低。但技术应用难度大、成本高，应用于海上油田储油区扩展调查等快速收回投资的项目；OBS技术是由研究海底天然地震发展起来，它的特点是：广方位角、全波接收，现在逐渐应用于海底石油勘探和新能源勘探开发。

2 近年来国际海底勘探技术发展

20世纪60年代，美国军方为观测海底核试验位置而研制了世界上第一台海底地震仪，由陆地检波器电缆发展而来的浅水底电缆引用于陆上浅水区和海上滩涂区地震油气勘探。60年代末，西方国家海洋计划开始实施，研究海洋地壳地幔结构、板块俯冲带，海沟海槽演化动力学等课题，研制出功能多样、先进、广泛应用到海洋地球科学研究中的海底地震仪。通过海底地震仪长期定点的至于海洋深处，接收天然地震或对人工触发的地震波的观测，科学家们对大洋中脊和海沟俯冲带地壳结构有了新的认识，发现快速扩张的洋中脊与慢速扩张的洋中脊结构的不同。同时，海底地震仪也用于研究天然地震的地震层析成像以及地震活动和地震预报等。随着工业化的迅猛发展，西方主要经济体对石油需求加大，更精确的油气勘探调查也向更精确和深海方向发展。设计成高分辨率、广方位角、全波接收的海底地震仪被应用到，海上油田储油目标区块的精细调查和深海油气调查中。美国、日本等国家近年来将海底地震仪应用到了新型能源——天然气水合物的调查研究当中。随即，欧盟国家德国、法国、挪威、意大利等也相继推出了新型的海底地震仪产品，并开始走

出研究所，实现商业化发展。

随着经济的发展，对油气资源需求越来越大，油气勘探开发资金投入的加大，海上地震勘探漂缆技术也由最初的单缆二维（2D）发展到现在的多缆3维（3D）、多波多分量海底电缆4维（4D）勘探技术方法。海上油田进入开发期后，由于海上钻井平台和采油平台的障碍等原因，3D或重复的漂缆勘探方法施工已十分不便。OBC技术正逐渐成为国际海上油气调查的主角。与此同时，走向深水是世界海洋石油的发展趋势，因此BP、SHELL等石油公司要求更多的4C OBC服务，并取得了很好的效果。挪威的MGC公司也在自己漂缆业务不佳的情况下选择OBC系统获得良好的收益。最初的OBC技术海底电缆只有两个分量，即在每个观测点上放置一个水平检波器和一个垂直检波器。而新的4C海底电缆采用四分量检波器，并用增加的两个检波器接收S波，利用S波的特性为P波数据提供重要的质量改进。

3 最新海底地震勘探仪器设备的应用

近几年来，随着整个世界各国对海洋开发投入的增加，海洋地质市场的扩大，国际上大的海洋勘探设备供应商积极与相关大学和科研院所相继研发出了最新的海底地震仪器。SERCEL公司推出408UL浅滩底地震采集系统，428XL系统SEARAY海底电缆；FAIRFIELD 公司推出Z700海底地震数据采集节点系统；ION公司推出VectorSeis Ocean深海海底地震采集系统；OBS方面：美国波士顿WHOI研制的宽频海底地震仪，德国geopro，法国地调局研制的MicrOBS地震仪，我国中科院研制的HF-OBS海底地震仪等。

（1）428XL系统SEARAY海底电缆

（2）SeaRay系统

作为428XL系列中的一个成员，SeaRay受益于最先进的软件技术。支持海量地震道采集，系统应用在64位Linux平台上运行。Java基础的用户图形接口可运行于Windows或Linux平台。客户机/服务器结构允许通过局域网和安全的外部互联网登陆系统进行远程监控，从而使用户可以远程登录完全控制系统进行地震采集。例如在气枪船上直接登录系统主机进行远程控制采集。

（3）SeaRay检波器单元

SeaRay中使用的428XL MEMS（微电子机械系统）检波器技术为海底地震采集带来了宽带宽、低畸变和更大的动态范围。3个沿正交向布置的数字式加速度检波器（MEMS）和一个水检集成在一起形成一个4分量检波器单元。这些数字加速度检波器是非常可靠的传感器并且对方向不敏感，因为每个独立矢量都具备完整集成的倾斜度测量功能。

在SeaRay中，每个4分量检波器单元都封装在一个定制的铝-青铜合金的外壳中（称作扁平封装FlatPack），在施工中保护了内部检波器和连接线，同时也提供了检波器与海底卓越的耦合性。具备一定重量的扁平封装防止了铺设后接收点位置移动和滚动。扁平封装外壳上具备孔状结构允许海水进出以确保水检的声学耦合，但同时也改善了扁平封装与软沙地和软土地的机械耦合。

（4）FAIRFIELD公司推出Z700海底地震数据采集节点系统

Z700?节点式设计定义了这一革命性的系统。每个节点自主运行，完全独立的所有其它节点，放置水下无缆供电并且不进行通讯，记录长达15天。Z700

采集工作是两船作业——震源船和节点控制船。节点的布设方式和间距没有约束限

制，适合全方位角勘探。布设时，每个Z700节点可能会附加沿绳线，可轻松回收，类似渔民回收长串列蟹笼。

（5）ION公司推出VectorSeis Ocean深海海底地震采集系统

美国ION公司（原I/O公司）开发了可重复部署的采集系统VectorSeis Ocean （VSO)，用以从海底记录全波数据。VSO集成了ION的多项专有技术，包括VectorSeis 数字全波传感器、浮标记录仪和获得专利的噪声消除电缆系统。VSO是定制的，可以确保从海底的低噪声环境中记录高保真的地震全波场。VSO的核心是VectorSeis——全波传感器。VectorSeis可以捕获目前矢量保真度最高的宽带地震数据。结果会生成高分辨率的油气藏（甚至是深处目标）图像。全波海底成像的具体应用包括：对较薄、分层、裂缝严重或地势陡峭的油气藏进行成像描绘岩性（岩石类型）的变化确定流体类型和流体运动，特别是在四维方案中，在遇到基础设施之类的障碍物时采集地震数据，通过气云成像为AVO和反演提供低频数据（低至1～2Hz）

（6）德国geopro海底地震仪

德国geoproOBS海洋地震仪以高强度玻璃圆球做外壳，可以在6700m深的海底采集地震数据，采用安装在方向架上的3K-检波器和深海水听器。OBS海洋地震仪由无线电定位或光学指示器定位。OBS地震仪可以自动回收或者定时浮出水面。为了增加数据采集密度可以布置垂直水听器阵列。这种形式的排列可以做广角反射/折射剖面处理，叠前偏移处理和共深度点处理。此地震仪需要打开球舱提取数据。

（7）法国研制的MicrOBS海底地震仪

法国SERCEL公司推出的MicrOBS海底地震仪附沉耦架总重量为64kg，仪器安装在17英寸的玻璃舱球内，可放置在5000m以内的海底。仪器内置4个检波器，分别是一个水听器、3个陆地检波器（分别为垂直分量Z，水平分量X、Y）。每个检波器在数字化之前均可调整增益。通过软件控制，增益可以以每6dB的步长从0dB调整到36dB。采样率也可通过软件设置，分别为25Hz、50Hz、100Hz、125Hz、250Hz、500Hz和1000Hz。广州海洋地质调查局引进，用于天然气水合物勘探研究的资料对比和处理，已应用于生产。

4 我国海底地震勘探方法的研究

“九五”期间，中国科学院地质与地球物理研究所开始着手研制海底地震仪。1996年，国家863计划海洋领域正式启动中国科学院地质与地球物理研究所承担的“海洋岩石层三维地震成像技术”研究课题,为完成课题规定之任务，研制出OBS863-1型海底地震仪。OBS863-1是为研究中国大陆边缘及其海域的地壳和深部结构而研制的大动态、宽频带、三分量数字海底地震仪。它的动态范围不小于120dB，频带宽度0.05～10Hz。反馈地震计速度灵敏度5V·s/m前置放大器放大倍率有1、8、32、64四挡，24位A/D变换器灵敏度10～6DC/V;采样率分15.625、31.25、62.5和125Hz四挡,最大工作水深不小于3000m,采样率为31.25Hz时可连续记录2个月，应用期间取得了很好的成果。

“十五”期间，广州海洋地质调查局应用国产海底地震仪在南海海域率先开展了深水油气OBS研究。应用长排列大容量震源地震采集系统与海底地震仪同步联合作业技术，在潮汕坳陷采集了多道反射地震资料和5个海底地震仪站位的地震数据。通过探宝号船搭载，多道地震记录与海底地震仪记录相结合，可以控制从海底到莫霍面的地壳结构。本次研究任务共布设5台，每台的海底记录可以看作一个超长排列的道集，其记录中包含直达波、反射波和折射波，研究深部地质主要利用其中的折射波。分层界面通过折射波震相的弯曲体现。由于海

底地震仪投放间隔较大，因而水平分辨率较低，对于浅部地层，折射信号较少，需要反射资料配合。本次任务测线垂直区域构造走向，地形起伏大，界面倾角影响大，

断裂发育，在浅部高速界面下可能还存在低速被屏蔽层。

本次探测中，看到最远的清楚记录可达115公里以上，反映记录仪器灵敏、震源能量充足。记录中发现沉积基底、高速界面、壳内和莫霍面折射，总体质量良好。经对5个站位资料的初步处理解释，获得了潮汕坳陷的地壳速度结构剖面，同样取得了突破进展。

中国科学院南海海洋研究所联合台湾科研院所，利用三分量海底地震仪、陆上便携式地震仪和海上气枪震源在南海东北部率先进行了海陆联合的深地震探测，测线呈北北西、南南东方向，垂直于区域构造走向，总长达700公里，所获得的数据质量好，深部信息丰富，可分辨出多层明显地震相，为南海东北部深部地壳结构及油气盆地形成演化的研究提供了重要的基础数据。

5 高频海底地震仪的研究进展情况

“十一五”期间，广州海洋地质调查局与中国科学院地质与地球物理研究所展开合作，研究应用高频海底地震仪器在南海北部陆坡区进行天然气水合物矿体的三维与海底地震联合勘探。

与我国研制的上一代海底地震仪（宽频微功耗海底地震仪）相比，高频海底地震仪（HF-OBS）具有检波器主频较高、频谱较宽、存储容量大、可操作性强等特点。地震仪主频集中在120～150Hz 之间，最高接收频率可达到250Hz；频宽0～200(Hz);内存可扩展至32GB；人机交互仪器设置采用蓝牙通讯模式，仪器内安装多种传感装置监视电压、舱压、检波器组姿态、罗盘方位、闪光灯、声学释放等功能，在功能与使用方面可与国外产品相媲美。

为充分发挥仪器的性能，探索天然气水合物有效的新的勘探方法，2007～2009年，广州海洋地质调查局对海底高频地震采集技术做了大量的研究工作。按照研

究思路，海底高频地震采集技术分成了以下几部分实施：

（1）海底地震仪布设观测系统设计；

（2）海底地震仪仪器性能要求；

（3）海底地震仪定点精确投放技术研究；

（4）海底地震仪释放回收技术；

（5）海底地震仪原始数据预处理技术；

（6）海底地震采集安全管理体系制定。

针对南海北部海域天然气水合物分布呈分散块体的特点，海底地震采集观测系统遵循双聚焦理论和射线追踪原理进行设计，采集节点覆盖矿体范围，节点间距为250m。高频海底地震采集设计采样率高，数据量大，因此对仪器设备的稳定性要求特别严格。为此，仪器在原来的基础上进行了稳定性方面的改进：第一，改进了释放装置的供电方式，加强了导线的绝缘性；第二，充分发挥电腐蚀原理，加快了释放熔断丝熔断的时间；第三，加强了对仪器参数的控制，调整检波器增益等。

在海上实际操作中，海底地震仪的投放工作难度很大。为达到观测系统设计要求，工作人员设计了专门的投放架实施有缆海底投放，引进海底定位技术并为此研制了投放监控软件等完整的一套投放系统，很好地实现了投放要求，节点投放误差仅为26m（数据为声学距离计算和水下定位算得）。同时，为顺利回收仪器，专门配备了水下声学搜索、水面无线电搜寻设备搜索水下和浮上水面的海底地震仪器。

对于采集的原始数据，在中国科学院地质与地球物理研究所和南海海洋研究所的努力下，已经提供完整的方法将其转换成标准的segy格式提交处理。整个采集方法的实施，广州海洋地质调查局制定了严格的安全管理措施，保证在此期间的人员、仪器设备、数据等的安全，并做详细的记录，纳入了ISO9001质量管理体系。

截止到2009年12月，我国已经在南海北部陆坡区拿到了天然气水合物海底地震仪采集的第一手资料，覆盖面积大约20多平方公里，测点密度为250m。同时，广州海洋地质调查局具备海底地震采集技术大规模生产的能力，我国高频海底地震采集技术取得仪器和技术方面的突破。

6 结语

随着国际能源市场需求的不断增长，海底地震勘探设备已从科研机构走向大规模应用生产阶段。我国海底地震勘探的发展是国内科研院所与生产单位共同努力的结果。国产海底地震仪功能与稳定性日趋成熟，海底地震采集技术方法逐渐完善，将陆续应用到我国油气及新型能源的勘探开发中来。

参考文献

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地震勘探原理与解释私人整理版

绪论部分 地震勘探①它是通过人工方法激发地震波，研究地震波在地层中传播的情况，以查明地下的地质构造和有用矿藏的一种勘探方法②包括三种方法：反射波法地震勘探方法、折射波法~、透射波法~③原理是利用地震波从地下地层界面反射至地面时带回来的旅行时间和波形变化的信息推断地下的地层构造和岩性 地震勘探的生产过程及其任务①野外采集工作（在初步确定的有含油气希望的地区布置测线，人工激发地震波，并记录下来）②室内资料处理（利用数字电子计算机对原始数据进行加工处理，以及计算地震波的传播速度）③地震资料的解释（综合其他资料进行深入研究分析，对地下构造特点说明并绘制主要层位完整的起伏形态图件，最后查明含油气构造或者地层圈闭，提供钻探井位） 油气勘探的方法特点方法有:地质法，物探法，钻探法①地质法是通过观察，研究出露在地面的地层，对地质资料进行分析综合，了解一个地区有无生成石油和储存石油的条件，最后提出对该地区的含油气远景评价，指出有利地区②物探法是根据地质学和物理学原理。它是利用各种物理仪器在地面观测地壳上的各种物理现象，从而推断地质构造特点，寻找可能的储油构造。是一种间接找油的方法③钻探法就是利用物探提供的井位进行钻探，直接取得地下最可靠的地质资料来确定地下的构造特点及含油气的情况。 第一章地震波运动学 子波具有确定的起始时间和有限能量的信号称为子波在地震勘探领域中子波通常指的是1—2个周期组成的地震脉冲。 地震子波由于大地滤波器的作用，尖脉冲变成了频率较低、具有一定延续时间的波形，成为地震子波。震源产生的信号传播一段时间后，波形趋于稳定，这时的地震波也为地震子波。 地震波运动学研究地震波波前的空间位置与其传播时间的关系，研究波的传播规律，

地震勘探原理复习题答案

绪论 一、名词解释 1.地球物理方法(ExplorationMethods):利用各种仪器在地表观测地壳上的各种物理现象，从而推断、了 解地下的地质构造特点，寻找可能的储油构造。它是一种间接找油的方法。特点：精度和成本均高于 地质法，但低于钻探方法。 2、地震勘探：就是利用人工方法激发的地震波(弹性波)，研究地震波在地层中传播的规律，以查明地下的地质构造，从而来确定矿藏（包括油气、矿石、水、地热资源等）等的位置，以及获得工程地质信息。 二、简答题 1、了解地下资源信息有那些主要手段。 （1）、地质法（2）、地球物理方法（3）、钻探法（4）、综合方法：地质、物探(物化探)、钻探 结合起来，进行综合勘探。其中，地质法贯穿始终，物探是关键，钻探是归宿。 2有几种主要地球物理勘探方法，它们的基本原理。 地球物理勘探方法是以岩矿石(或地层)与其围岩的物理性质差异为物质基础，用专门的仪器设备 观测和研究天然存在或人工形成的物理场的变化规律，进而达到查明地质构造寻找矿产资源和解决工 程地质、水文地质以及环境监测等问题为目的勘探，叫地球物理勘探，简称物探。相应的各种勘探方法，叫地球物理勘探方法，简称为物探方法，有地震勘探、重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地球物 理测井。 （1）重力勘探：利用岩石、矿物(地层)之间的密度差异，引起重力场变化，产生重力异常，用重 力仪测量其异常值，根据异常变化情况反演地下地质构造情况。 （2）磁法勘探：利用岩石、矿物(地层)之间的磁性差异，引起磁场变化，产生磁力异常，用磁力 仪测量其异常值，根据异常变化情况反演地下地质构造情况。 （3）电法勘探：利用岩石、矿物(地层)之间的电性差异，引起电(磁)场变化，产生电性异常，用 电法(磁)仪测量其异常，根据异常变化情况反演地下地质构造情况。 （4）地震勘探：利用岩石、矿物(地层)之间的弹性差异，引起弹性波场变化，产生弹性异常(速 度不同)，用地震仪测量其异常值(时间变化)，根据异常变化情况反演地下地质构造情况。 （5）地球物理测井：电测井；电磁测井；放射性测井；声波测井；地温测井；密度测井。 3、地震勘探的主要工作环节。 （1）野外数据采集（2）室内资料处理（3）地震资料解释

地震勘探的一些基础知识.doc

接收条件received condition：指地震勘探中接收地震波的仪器的工作状态和条件。广义地说, 接收条件包括地震检波器的安置情况、组合个数与方式，以及地震仪的各种因素等。但通常将接收条件狭义地指地震检波器的安置情况。地震资料的质量与接收条件有密切关系。陆地工作中埋置检波器，海洋工作中使检波器处于水面下一定深度，都是为了避免风、浪等影响而改善接收条件。 界面速度interface velocity：指折射波沿折射界面滑行的速度。界面速度主要反映折射界面以下地层中岩石的物理性质。由于组成地层的岩石颗粒排列有方向性，通常界而速度大于层速度。界面速度可通过折射波测得。 加速度检波器accelerometer：即“压电地震检波器”。 激发条件excited condition：地震勘探中将震源种类、能最、周围介质的情况总称为激发条件。对于炸药震源来说，激发条件一般包括炸药量大小、药包形状，个数，分布方式及埋置岩性和沉放深度等。对于非炸药震源，激发条件则包括装置的种类、能量、参数选择及安置情况等。激发条件的选择是否适当，对地震勘探原始资料质量的影响很大。一般认为,陆地工作中, 风化层下的含水可塑性岩层是有利的激发条件，因此往往采用井中爆炸，在海洋工作小，主要是以减小气泡影响作为合适的激发条件。 海洋地震勘探marine seismic survey：是利用勘探船在海洋上进行地震勘探的方法°其特点是在水中激发，水中接收，激发，接收条件均一；可进行不停船的连续观测。震源多使用非炸药震源，接收常用压电地震检波器，工作时，将检波器及电缆拖曳于船后一定深度的海水中由于上述特点，使海洋地震勘探具有比陆地地震勘探高得多的生产效率，更需要用数字电子计算机处理资料。海洋地震勘探中常遇到一些特殊的干扰波，如鸣震和交混问响，以及与海底有关的底波干扰。海洋地震勘探的原理，使用的仪器，以及处理资料的方法都和陆地地震勘探基本相同。由于在大陆架地区发现大量的石汕和天然气，因此.海洋地震勘探有极为广阔的前景。 高频地震high frequency seismic survey：在水文地质、工程地质调杏和金属矿床勘探中，勘测深度只在儿米到儿百米之间，需要精细分层和精确地测定波的传播时间。为了提高仪器的分辨能力，要用专门的高频地震仪，记录震波的高频分量。高频地震仪的通频带?般在60-350周 /秒之间，专门测定岩石波速时需提高到500-600周/秒。为了压制低频干扰，仪器频率特性的低频一边应有较大的陡度。 干扰波noise：地震勘探中妨碍分辨有效波的振动都属于干扰波。干扰波大体上可分为两种：其中具有明显传播规律的称为规则干扰或干扰波，如声波、面波，多次波等等；没有明显传播规律性的振动称为随机干扰，或简称干扰，如微震等。抗干扰的问题是关系到地震勘探中提高勘探的质量和能力的极其重要的问题。因此，在野外工作和资料处理上采用多种措施，以提高有效波而压制干扰波。干扰波有时也是相对的概念，如在反射法中，折射波就常

地震勘探在海洋石油勘探中的基本原理

地震勘探在海洋石油勘探中的基本原理

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本科生课外研学任务书及成绩评定表 题目＿_地震勘探在海洋石油勘探中的基本原理学生姓名＿___ 黄邦毅_________＿＿__＿__ 指导教师＿＿＿_ 严家斌___＿_＿＿＿__＿_ 学院_＿＿_ 地信院_＿＿_____________ 专业班级_＿＿地科0９0１__________＿____

地震勘探在海洋石油勘探中的基本原理 一、引言 国内外的勘探实践表明,没有物探技术的进步，就没有更多圈闭的发现,就没有钻探成功率的提高,也就更不会有油田和储产量的快速增长。宏观看，物探的作用在勘探阶段是客观的目标评价,在开发阶段是精细的油藏描述。因此，油气勘探开发离不开地震技术和地震技术的进步与发展。如果说勘探技术是石油工业的第一生产力，那么物探技术就是获得油气储量的第一直接生产力。 纵观近些年的勘探技术的具体运用，最常见的莫过于地震勘探，所谓地震勘探就是通过人工方法激发地震波,研究地震波在地层中传播的情形,以查明地下的地质构造,为寻找油气田或其它勘探目的服务的一种物探方法! 21世纪是海洋的世纪,海洋蕴藏着很多宝贵的资源，随着生产技术的日趋进步，世界各国(包括中国在内)目前都在积极寻求开发海洋资源，在海洋的勘探开发中离不开物探，而且运用最广泛也最有效的是地震勘探。 二、海洋地震勘探 在茫茫大海里寻找石油最有效的技术方法是地球物理方法,其中主要是地震勘探方法。近几十年来,随着电子计算机的广泛应用,海洋地震勘探的数据采集和装备得到了极大的改进，数据处理技术和解释方法也得到迅速的发展。在油气勘探中,利用地震资料不仅能确定地下的构造形态、断裂分布，而且能了解地层岩性、储层厚度、储层参数甚至能直接指示地下油气的存在。在油气开发中，地震资料同测井、岩芯资料以及其它地下地质资料相结合能对油藏进行描述和监测。地震技术远远超出了石油勘探领域，已向石油开发和生产领域渗透。 用于寻找海上石油的地震反射法，和陆地的地震反射法相比,在方法基本原理、资料处理和解释方法等方面基本上是一样的。其中， 测量原理 在这类方法中，地震波在介质中传播的物理模型如图1所示。从震源O激发出的弹性波投射到反射界面上产生反射波,其条件是:入射角α等于反射角β。能

地震勘探仪器原理作业及最终答案

地震勘探原理作业整理 作业一 1、地震勘探的三个阶段和每个阶段需要的设备？ 地震勘探基本上可分如下三个阶段：野外数据采集、室内资料处理、地震资料解释。每一个阶段都需要相应的设备，地震勘探装备是地震勘探的物质基础。 需要的设备分别是：地震勘探仪器，大型计算机集群和交互的工作站。 2、地震勘探仪器的任务是什么？ 地震勘探仪器的任务是将由震源激发的，并经地层传播反射回地表的地震波接收并记录下来3、地震勘探第一个阶段的成果是什么？ 地震勘探第一阶段的最终成果，就是地震勘探仪器产生的野外地震记录，它是资料处理和资料解释的原始依据和工作基础 4、地震勘探仪器大致分为哪几代？ 地震勘探仪器经历了六代： 第一代：模拟光点记录地震仪 第二代：模拟磁带记录地震仪 第三代：集中控制式数字地震仪 第四代：分布式遥测地震仪 第五代：新一代分布式遥测地震仪 第六代：全数字地震仪 5、地震信号有效范围是0.001毫伏-100毫伏，要求地震勘探仪器的动态范围至 少为多少？ DR=20log(V max/V min)=20log(100/0.001)=100dB,仪器动态范围为0-100dB 6、对于一个满量程为4096毫伏的10位二进制电压表，输入信号电压为2231.5 毫伏，转换的二进制数据是（不含符号位）多少位，量化电平是多少毫伏？输入信号电压>1/2满量程，所以转换的二进制数据是10位的 量化电平q=V FSR/2N=4096mV/210=4mV 7、叙述地震波的运动学和动力学特征？ 运动学特征：反射波到达时间有关的特征，如到达时间、速度等，称为运动学特征。 动力学特征：地震波的波形特征称为动力学特征，它包括振幅特征和频率特征。 8、叙述采样定理。 用低通滤波器从离散信号中恢复原信号的条件是采样频率(f s)大于信号最高频率（f m）的两倍。 作业二 1、叙述讲过的四种地震勘探检波器的种类，并说明哪种检波器是速度检波器， 哪种检波器是加速度检波器。 速度检波器：电动式地震检波器、涡流式地震检波器 加速度检波器：压电式地震检波器、数字地震检波器-MEMS加速度传感器 2、叙述电动式检波器的性能参数？ 1、失真度（畸变系数） 检波器是一线性振动系统，按理想状态，它的输出应当是一纯正的正弦波，但是由于种种原因，在它的上面总含有其它的倍频于它的高频成分，使其看上去就不那么纯，这就叫做检波器的失真度。

地震勘探常用术语及计算公式

地震勘探缩写术语 2-D Two Dimensional 二维。 3-C Three Component 三分量。 3C3D 三分量三维。 3-D Three Dimensional三维。 9-C Nine Component 九分量。3分量震源╳3分量检波器=九分量。 9C3D 九分量三维。 A/D Analog to Digital模数转换。 AGC Automatic Gain Control 自动增益控制。 A V A Amplitude Variation With Angle 振幅随采集平面的方位角的变化。 A VO Amplitude Variation With Offset 振幅随偏移距的变化。 A VOA 振幅随炮检距和方位角的变化。 CDP Common Depth Point 共深度点。 CDPS Common Depth Point Stack共深度点迭加。 CMP Common Mid Point 共反射面元。共中心点。 CPU Central Processing Unit 中央控制单元。 CRP Common Reflection Point 共反射点。 D/A Digital to Analog 数模转换。 d B/octa d B/octv e 分贝/倍频程。 DMO Dip Moveout Processing 倾角时差校正。 G波G-wave 一种长周期（40—300秒）的拉夫波。通常只限于海上传播。H波H-wave 水力波。 IFP Instantaneous Floating Point 仪器上的瞬时沸点放大器。 K波K-wave 地核中传播的一种P波。 LVL Low Velocity Layer 低速层。 L波L-wave 天然地震产生的长波长面波。 NMO Normal Moveout Correction 正常时差校正，动校正。 OBS Ocean Bottom Seismometer 海底检波器。 P波P-wave 即纵波。也称初始波、压缩波、膨胀波、无旋波。 QC Quality Control 质量控制。

地震勘探在海洋石油勘探中的基本原理

本科生课外研学任务书及成绩评定表 题目__地震勘探在海洋石油勘探中的基本原理学生姓名____ 黄邦毅________________ 指导教师____ 严家斌____________ 学院____ 地信院________________ 专业班级___ 地科0901_______________

地震勘探在海洋石油勘探中的基本原理 一、引言 国内外的勘探实践表明，没有物探技术的进步，就没有更多圈闭的发现，就没有钻探成功率的提高，也就更不会有油田和储产量的快速增长。宏观看，物探的作用在勘探阶段是客观的目标评价，在开发阶段是精细的油藏描述。因此，油气勘探开发离不开地震技术和地震技术的进步与发展。如果说勘探技术是石油工业的第一生产力，那么物探技术就是获得油气储量的第一直接生产力。 纵观近些年的勘探技术的具体运用，最常见的莫过于地震勘探，所谓地震勘探就是通过人工方法激发地震波，研究地震波在地层中传播的情形，以查明地下的地质构造，为寻找油气田或其它勘探目的服务的一种物探方法！ 21世纪是海洋的世纪，海洋蕴藏着很多宝贵的资源，随着生产技术的日趋进步，世界各国(包括中国在内)目前都在积极寻求开发海洋资源，在海洋的勘探开发中离不开物探，而且运用最广泛也最有效的是地震勘探。 二、海洋地震勘探 在茫茫大海里寻找石油最有效的技术方法是地球物理方法，其中主要是地震勘探方法。近几十年来，随着电子计算机的广泛应用，海洋地震勘探的数据采集和装备得到了极大的改进，数据处理技术和解释方法也得到迅速的发展。在油气勘探中，利用地震资料不仅能确定地下的构造形态、断裂分布，而且能了解地层岩性、储层厚度、储层参数甚至能直接指示地下油气的存在。在油气开发中，地震资料同测井、岩芯资料以及其它地下地质资料相结合能对油藏进行描述和监测。地震技术远远超出了石油勘探领域，已向石油开发和生产领域渗透。 用于寻找海上石油的地震反射法，和陆地的地震反射法相比，在方法基本原理、资料处理和解释方法等方面基本上是一样的。其中， 测量原理 在这类方法中，地震波在介质中传播的物理模型如图1所示。从震源O激发出的弹性波投射到反射界面上产生反射波，其条件是：入射角α等于反射角β。

地震勘探技术的发展与应用

地球探测与信息技术 读书报告 课题名称：地震勘探的发展与应用 班级：064091 姓名：吴浩 学号：20091004040 指导老师：胡祥云

地震勘探的发展与应用 吴浩 （地球物理与空间信息学院，地球科学与技术专业） 摘要地震勘探是地球物理勘探中发展最快的一项技术，近年来，高分辨率地震勘探仪器装备、处理软件升级换代速度明显加快，地震资料采集、处理与解释出现了一体化的趋势。从常规的地震勘探发展到二维地震、三维地震、高精度地震勘探等先进技术，应用于石油、煤炭、采空区调查、地热普查等重要领域，由陆地不断向海洋发展。本文着重针对地震勘探过程和技术的发展几个重要阶段及应用进行展开。 关键字地震勘探三维地震石油勘探煤矿发展与应用 1 引言 地震勘探是利用岩石的弹性性质研究地下矿床和解决工程地质，环境地质问题的一种地球物理方法。地震勘探应用领域广泛，与其他物探方法相比，具有精度高、分层详细和探测深度大等优点，近年来，随着电子技术、计算机技术的高速发展，地震勘探的仪器装备、处理软件升级换代的速度明显加快，地震资料采集、处理与解释的一体化趋势得到加强。从常规的地震勘探发展到二维地震、三维地震、高精度地震勘探等先进技术，通常用人工激发地震波，地震波通过不同路径传播后，被布置在井中或地面的地震检波器及专门仪器记录下来，这些地震拨携带有所经过地层的丰富地质信息，计算机对这些地震记录进行处理分析，并用计算机进行解释，便可知道地下不同地层的空间分布，构造形态，岩性特征，直至地层中是否有石油、天然气、煤等，并可解决大坝基础，港口，路，桥的地基，地下潜在的危险区等工程地质问题，以及环境保护，考古等问题。 2 地震勘探过程及发展 地震勘探过程由地震数据采集、数据处理和地震资料解释3个阶段组成。 1．地震数据采集 在野外观测作业中，一般是沿地震测线等间距布置多个检波器来接收地震波信号。常规的观测是沿直线测线进行，所得数据反映测线下方二维平面内的地震信息。一般地讲，地震野外数据采集成本占勘探成本的80%左右，因此世界各国为了降低勘探成本、提高勘探效果，

目前石油行业海底勘探手段有哪些

目前石油行业海底勘探手段有哪些 目前石油行业海底勘探手段有哪些? 知乎 世界能源发展的趋势表明，储量在1000亿吨至2000亿吨的海洋石油和天然气将是各大石油公司未来能源领域争夺的重点，其资源量约占全球石油资源总量的34%，探明率30%左右，尚处于勘探早期阶段。全球深海石油生产能力自2000年以来增长三倍多，根据剑桥能源的统计，全球深海(超过2000英尺，即610米)石油生产能力2000年为150万桶/日，2009年超过500万桶/日，2015年可能增至1000万桶/日。 各大有实力的石油公司竞相加大海上投资，用资金和技术实力争夺海洋资源。加上海洋中最重要的替代能源--天然气水合物储量中的甲烷总量达到1.8×1016立方米，也十分惊人。由此可以断定：掌握了尖端深海勘探和生产技术的石油公司将会在未来能源市场中占据主导地位。基于上述认识，中国石油正在加快进军深海石油勘探，或在2015年后开始相关深海油气田的勘探开发，计划未来形成海上300万吨以上产能规模。 但是，目前我国三大石油公司深海石油勘探和生产的能力有限，中国海洋勘探技术还局限于水深200米以内的浅海，而水深900米到1200米甚至更深的深海石油勘探和开发则仍处于探讨阶段。我国的海上地震勘探技术起步晚，技术力量薄弱，加上这种技术自身的局限性，决定了即使我国石油公司慢慢掌握了海洋地震勘探技术，也注定远远落后于西方油公司。 正如电信行业目前正在大力发展3G技术的应用，但是同时4G技术的标准也正在制定和开发中。中国移动公司在3G这一市场中的技术远远处在一个劣势地位，因此也就不难理解为何要跳过3G技术开发而转向大力推进4G技术的发展和应用。同样，如果说海洋地震勘探是目前的3G技术，那么，电磁波勘探将会是未来流行的4G技术。 海洋地震是目前海洋石油勘探的主流技术，它可以精细地描绘可能的油气构造，但是这项技术也有自身的局限和技术上无法逾越的瓶颈。因此，地震勘探固有的弱点驱动着科学家们探寻更好的勘探方法。随着科学理论的发展和人类对电磁波认识的深入，人们正在逐渐地掌握利用电磁波进行勘探的技术。 20世纪80年代，电磁波在液体中的传导还被看做是天方夜谭，但在如今，已有使用超低频电磁波而非传统的地震机械波的勘探技术出现。与传统方式相比，电磁波勘探具有天然的技术优势，代表了海洋石油勘探技术的潮流。 使用瞬变电磁场进行海洋石油勘探的研究与应用已经流行了一段时间。瞬变电磁场法是利用敷设在地面的不接地回线通以脉冲电流发 射一次脉冲磁场，使地下低阻介质在此脉冲磁场激励下产生感应涡流，感应涡流产生二次磁场。当一次磁场切断后，感应二次场将持续一段时间，用灵敏度极高的接收机可以接收到这一随断电时间而衰减的二次磁场。 瞬变电磁场方法开创了利用电磁波进行勘探的先河，但是这种技术的局限性决定它在深海石

地震勘探原理及方法 复习答案

《地震勘探原理及方法》复习提纲 一、名词解释 1.反射波在不同密度的媒质分界面发生反射的波 2.透射波地球物理学透射波即透过波 3.滑行波由透射定律可知，如果V2>V1 ，即sinθ2 > sinθ1 ，θ2 > θ1。当θ1还没到90o时，θ2 到达90o，此时透射波在第二种介质中沿界面滑行，产生的波为滑行波。 4.折射波当入射波大于临界角时，出现滑行波和全反射。在分界面上的滑行波有另一种特性，即会影响第一界面，并激发新的波。在地震勘探中，由滑行波引起的波叫折射波，也叫做首波。入射波以临界角或大于临界角入射高速介质所产生的波. 5.波前振动刚开始与静止时的分界面，即刚要开始振动的那一时刻 6.射波前 7.均匀介质反射界面以上的介质是均匀的，即地震波传播速度是一个常数。 8.层状介质指地质剖面是层状结构的，在每一层内速度是均匀的，但层与层之间速度是 不相同 9.振动图形和波剖面某点振动随时间的变化的曲线称为振动曲线，也称振动图。地震勘探中，沿测线画出的波形曲线，也称波剖面。 10.同相轴和等相位面同向轴是一组地震道上整齐排列的相位，表示一个新的地震波的到达，由地震记录上系统的相位或振幅变化表示。 11.时间场和等时面 12.视速度当波的传播方向与观测方向不一致(夹角θ)时，观测到的速度并不是 波前的真速度V，而是视速度Va。即波沿测线方向传播速度。 13. 离散付氏变换 14. 时间域把信号表示为振幅随时间变化的函数，称为信号在时间域的表现形 式。 15. 频率域把信号表示为振幅和相位随频率变化的函数，称为信号在频率域上 的表现形式。 16. 褶积由地震子波和反射系数得到地震记录（输出相应） 17. 离散褶积由离散的地震子波和反射系数得到地震记录 18. 互相关用来表示两个信号之间相似性的一个度量，通常通过与已知信号比 较用于寻找未知信号中的特性。 19. 自相关随机误差项的各期望值之间存在着相关关系，称随机误差项之间存 在自相关性 20. 离散互相关 21. 离散自相关 22. 采样间隔地震勘探中检波器接受的模拟信号转换为数字信号储存，需要采 样离散化，这个采样间隔就称为地震采样间隔。 23. 频率单位时间内完成周期性变化的次数 24. 炮检距激发点（炮）点到接收点（检）点的距离。 25.偏移距指炮点离第一个检波器的距离，等于最小炮检距，μΔx 。 26.观测系统观测系统是指地震波的激发点和接收点的相互位置关系。或激发点与接收排列的相对空间位置关系。观测系统分单边和双边放炮两大类，以上两观测系统又可根据有无偏移距分为端点观测系统和有偏移距观测系统。

物探新方法、新技术

第一章 地震模拟技术 地震模拟技术是指用物理模型和数学模型代替地下真实介质，用物理实验和数学计算模拟地震记录的形成过程，以得到理论地震记录的各种方法和技术。 物理模拟 ：物理模拟是用一些已知参数的介质做成一定几何形态的模型来模拟地下地质结构，采用超声波模拟地震波，专用换能器模拟震源和检波器，将野外地震勘探过程在实验室内重现，得到理论地震记录的方法和技术。 物理模拟的优点是与实际情况接近，真实性和可比性高；缺点是模型制作和改变参数均困难、成本较高。 合成地震记录 制作合成地震记录的假设条件是： (1) 地下介质是水平层状的，无岩性横向变化，各层间密度变化不大，均可视为常数； (2) 地震子波以平面波形式垂直向下入射到界面，各层反射波的波形与子波波形相同，只是振幅和极性不同； (3) 所有波的转换、吸收、绕射等能量损失均不考虑。 制作合成地震记录的步骤是： (1) 获得反射系数 反射系数曲线?)(t R 波阻抗曲线),(ρv z 根据假设(1)，可用速度曲线代替波阻抗曲线。 通常用声速测井资料即可，但某些地区无声速测井资料，也可利用电测井资料获得声速资料(法斯特公式) 6/13)(102)(ρh h v ?= (1-1) (2) 地震子波的选择 选用不同的子波来制作合成记录，与井旁的地震道比较，选择最接近的一个。 (3) 不考虑多次波及透射损失情况 地震子波与地层反射系数的褶积为合成记录 )()(*)(t s t t b =ξ (1-2) (4) 不考虑多次波，但考虑透射损失情况 )()(*)(t s t t b =ξ (1-3) 式中 )(t ξ——t 时刻并考虑以上各界面透射损失的等效反射系数。 例如第n 个界面的等效反射系数为 )1()1)(1(212221ξξξξξ---=-- n n n n (5) 考虑多次波及透射损失情况 )()(*)(t s t t b =ξ (1-4) 式中 )(t ξ——t 时刻并考虑多次波与以上各界面透射损失的等效反射系数。 图1—3为合成地震记录的示意图。利用合成地震记录，对地震剖面上的地质层位

地震勘探原理知识点总结

第三章地震资料采集方法与技术 一．野外工作概述 1.陆地石工基本情况介绍 试验工作内容：①干扰波调查，了解工区内干扰波类型与特性。 ②地震地质条件调查，了解低速带的特点、潜水面的位置、地震界面的存在 与否、地震界面的质量如何（是否存在地震标志层）、速度剖面特点等。 ③选择激发地震波的最佳条件，如激发岩性、激发药量、激发方式等。 ④选择接收和记录地震波的最佳条件，包括最合适的观测系统、组合形式和 仪器因素的选择等。 生产工作过程：地震队的组成 （1）地震测量：把设计中的测线布置到工作地区，在地面上定出各激发点和接收排列上各检波点的位置 （2）地震波的激发 陆上地震勘探的震源类型：炸药震源和可控震源。激发方式：炸药震源 的井中激发、土坑等。激发井深：潜水面以下1-3m，（6-7m）。 （3）地震波的接收 实现方式：检波器、排列和地震仪器 2.调查干扰波的方法 （1）小排列（最常用） 3-5m道距、连续观测 目的：连续记录、追踪各种规则干扰波，分析研究干扰波的类型和分布规律。 从地震记录中可以得到干扰波的视周期和视速度等基本特征参数 （2）直角排列 适用于不知道干扰波传播方向的情况 Δt1和Δt2的合矢量的方向近似于干扰波的传播方向 （3）三分量检波器观测法 （4）环境噪声调查 信噪比：有效波的振幅/干扰波的振幅（规则） 信号的能量/噪声的能量 3.各种干扰波的类型和特点 （1）规则干扰 指具有一定主频和一定视速度的干扰波，如面波、声波、浅层折射波、侧面波等。 面波（地滚波）：在地震勘探中也称为地滚波，存在于地表附近，振幅随深度增加呈指数衰减。其主要特点：①低频：几Hz～20Hz；②频散(Dispersion)：速度随频率而变化；③低速：100m/s ～1000m/s，通常为200m/s～500m/s；④质点的振动轨迹为逆时针方向的椭圆。面波时距曲线是直线，记录呈现“扫帚状”，面波能量的强弱与激发岩性、激发深度以及表层地震地质条件有关。（能量较强） 声波：速度为340m/s左右，比较稳定，频率较高，延续时间较短，呈窄带出现。 浅层折射波：当表层存在高速层或第四系下面的老地层埋藏浅，可能观测到同相轴为直线的浅层折射波。 工业电干扰：当地震测线通过高压输电线路时产生，整张记录或部分记录道上出现50Hz的正弦干扰波。 侧面波：在地表条件比较复杂的地区进行地震勘探时，常出现侧面波干扰。

海洋重力勘探

海洋勘探的发展与展望 重力勘探 什么是重力勘探? 重力勘探地球物理勘探方法之一。是利用组成地壳的各种岩体、矿体间的密度差异所引起的地表的重力加速度值的变化而进行地质勘探的一种方法。它是以牛顿万有引力定律为基础的。只要勘探地质体与其周围岩体有一定的密度差异，就可以用精密的重力测量仪器（主要为重力仪和扭秤）找出重力异常。然后，结合工作地区的地质和其他物探资料，对重力异常进行定性解释和定量解释，便可以推断覆盖层以下密度不同的矿体与岩层埋藏情况，进而找出隐伏矿体存在的位置和地质构造情况。 重力数据的处理和解释 野外获得的重力数据要作进一步处理和解释才能解决所提出的地质任务,主要分3个阶段:野外观测数据的处理,并绘制各种重力异常图:重力异常的分解(应用平均法﹑场的变换﹑频率滤波等方法),即从叠加的异常中分出那些用来解决具体地质问题的异常:确定异常体的性质﹑形状﹑产状及其他特徵参数。 解释分为定性的和定量的两个内容,定性解释是根据重力图并与地质资料对比,初步查明重力异常性质和获得有关异常源的信息。除某些构造外,对一般地质体重力异常的解释可遵循以下的一些原则:极大的正异常说明与围岩比较存在剩馀质量;反之,极小异常是由质量亏损引起的。靠近质量重心,在地表投影处将观测到最大异常。最大的水平梯度异常相应于激发体的边界。延伸异常相应于延伸的异常体,而等轴异常相应于等轴物体在地表的投影。对称异常曲线说明质量相对于通过极值点的垂直平面是对称分布的;反之,非对称曲线是由于质量非对称分布引起的。在平面上出现几个极值的复杂异常轮廓,表明存在几个非常接近的激发体。定量解释是根据异常场求激发体的产状要素建立重力模型。一种常用的反演方法是选择法,即选择重力模型使计算的重力异常与观测重力异常间的偏差小于要求的误差。 由于重力反演存在多解性﹐因此﹐必须依靠研究地区的地质﹑钻井﹑岩石密度和其他物探资料来减少反演的多解性。 重力异常和重力改正 观测重力值除反映地下密度分布外,还与地球形状﹑测点高度和地形不规则有关。因此,在作地质解释之前必须对观测重力值作相应的改正,才能反映出地下密度分布引起的重力异常。重力改正包括自由空间改正,中间层改正,地形改正和均衡改正。观测重力值减去正常重力值再经过相应的改正,便得到自由空间异常﹑布格异常和均衡异常(见地壳均衡)。在重力勘探中主要应用布格异常。为研究地壳均衡,地壳运动和地壳结构也需要应用均衡异常和自由空间异常。在平坦的地形条件下,常用自由空间异常代替均衡异常。

前沿：海洋宽频带地震勘探新技术扫描

前沿：海洋宽频带地震勘探新技术扫描 文|吴志强 国土资源部海洋油气资源与环境地质重点实验室

1、概况 海洋地震勘探在海洋地质调查、油气藏勘探与开发中起到了无可替代的重要作用。随着勘探领域的不断拓展，地震勘探的难度越来越大。在深部地质调查和复杂构造、火山岩（或碳酸盐岩）屏蔽下的油气藏地震勘探中，为了获取目的层有效反射信号、实现精确成像，对地震数据采集的要求进一步提高，包括采集到低频、高频成分丰富的宽频带、高信噪比原始地震记录。地震信号中的低频信息具有穿透能力强、对深部目的层成像清晰的优势，同时也使地震反演处理结果更具稳定性。宽频带可产生更尖锐子波，为诸如薄层和地层圈闭等重要目标体的高分辨率成像提供全频带基础数据。 理论研究表明：当地震数据的频带宽度不低于两个倍频程时，才能保证获得较高精度的成像效果；频带越宽，地震成像处理的精度越高；增加低频分量的主要作用是减少子波旁瓣，降低地震资料解释的多解性，提高解释成果的精度。 图形象地展示了低频分量的重要性：高频分量丰富、但缺少低频分量的地震子波的主峰尖锐，却会产生子波旁瓣，使地震资料的精确解释变得困难且多解；高分辨率子波是在低频和高频两个方向都得到拓展的宽频带子波，这样子波的主峰尖锐、旁瓣少且能量低，能分辨厚度极小的薄层，地震解释的精度高。 现今地震资料反演处理大多是基于模型的地震反演，成功的关键是能否提取真实子波和建立精确的低频模型。常规地震数据中缺失低频信息，只能采用从测

井数据中提取低频分量再与地震数据反演的相对波阻抗合并处理方式得到绝对 波阻抗。 在目标地质体复杂、钻井少的探区，仅靠测井资料提取的低频分量难以反映复杂地质体横向变化，导致不精确或假的反演结果。为弥补该缺陷，一般采用从地震叠加速度提取低频分量方式，而叠加速度只能提供0～5Hz低频信息，无法弥补常规地震所缺少的0～10Hz低频分量。可见，地震数据中低频信息对保证地震岩性反演的精度意义重大。 然而，在海洋地震勘探中得到宽频带地震数据是比较困难的。 首先，在常规海洋地震数据采集中，电缆和气枪都要以固定深度沉放于海平面之下，以保证下传的激发能量最大化和降低接收环境噪声。 由于海平面是强反射界面，在激发和接收环节都会产生虚反射效应，从而压制了信号的低频和高频能量，并产生了陷波点，限制了地震勘探的频带宽度。例如，为了获得深部目的层有效反射信号，必须增加气枪阵列容量、加大沉放深度以得到穿透能力大、主频低的激发子波，并加大电缆沉放深度以减少对来自深部反射界面的低频反射信号的压制效应，由此带来的副作用是高频信号受到较大压制，降低了地震信号的频带宽度和分辨率。 在海洋高分辨率地震勘探中，一般采用较小气枪阵列容量和较浅沉放深度以得到高频成分丰富的激发子波，同时降低电缆沉放深度以降低接收环节对高频信号的压制效应，这样虽然提高了地震信号的频带宽度和视觉分辨率，但它是以牺牲低频信息和勘探深度为代价，处理后的成果数据缺少低频信息，给后续的反演处理带来较大困难。 勘探设备性能也限制海洋地震勘探获得宽频带地震数据的能力，电缆在移动时产生的机械和声波噪声掩盖了微弱的有效地震信号，降低了地震数据的频宽和信噪比，尤其是对高频段信号的影响幅度更大。到目前为止，常规海洋地震勘探中尚未找到完全有效压制虚反射效应的采集和处理方法。 近年来，针对海洋宽频带地震勘探面临的主要难题，在勘探设备方面进行了研发并取得重要进展。固体电缆的研制成功和工业化应用，有效地降低了电缆噪声，提高了对微弱高频信号的响应和记录能力；双检波器拖缆采集技术的发展与应用，压制了虚反射效应，拓宽了地震频带。 众所周知，气枪和电缆以一定深度沉放于海平面之下，海平面反射在上行波和下行波之间产生交互干涉的鬼波效应，对地震反射信号产生了压制和陷波作用，降低了原始地震资料的频带宽度。气枪和电缆沉放越深，对高频信号压制越大，越有利于低频信号；沉放越浅，对低频信号压制越大，越有利于高频信号。 为了压制虚反射效应，提高地震数据频带宽度，在海洋地震激发时借鉴陆上地震勘探压制虚反射的成功做法，开发了多层震源组合新技术代替传统的平面震源组合方式，激发地震子波的低频和高频分量都得到有效拓展和提升，因此其频带展宽、穿透能力增强。 在海洋地震信号接收环节，为有效削弱由海平面虚反射引起的陷波作用，利用电缆沉放深度的变化对不同频带的压制特性，采用上、下缆接收技术，既有效

深海地震探测技术

浅析海洋深部高分辨率地震勘探技术 摘要：从国内外海洋油气资源的勘探开发来看，海洋深部地震勘探技术是海洋探测和油气勘探的一种支柱技术 ,也是获取海洋环境、资源、能源、权益信息的重要技术手段。文中阐述了海上深部高分辨率地震勘探数据采集和处理方面的若干关键技术。文中列举的若干重点技术 ,特别是在采集处理方面的相关问题也是国际上研究的重点和难点。发展海上中深部地震勘探技术，可以提高我国海上油气资源勘探和地质调查的整体水平 ,增加国际上的竞争实力。 关键词：海洋深部；油气资源；地震勘探；数据采集；数据处理 引言：我国有近 300万 km2的管辖海域，50年来，特别是一期海洋 863 计划实施以来,我国海洋地质调查和资源勘探水平有了长足进步，取得了许多有意义的成果。 基于海洋能源、环境、国家权益，本文结合国内外有关文献资料，围绕海洋区域构造与物质环境、基础地质调查，特别是我国海洋油气资源勘探现状及发展趋势 ,提出了发展我国海洋深部地震勘探技术的认识和观点。发展这一技术，会使我国海洋地震探测和资源勘探技术整体性、系统性臻于完善,有力促进我国海洋探测和资源勘探整体技术水平的提高。海洋深部地震勘探技术同常规海洋地震勘探技术是有区别的 ,有其自身的特殊性。文中提出了海洋深部地震勘探的主要技术要求 ,叙述了主要研究内容和关键问题。 1 海洋深部高分辨率地震勘探技术研究意义 深部地震勘探中的“深部”定位是一个“相对的动态”概念。我国海上主要沉积盆地厚度一般为4000～6000 m ,盆地沉积基底最厚可达8000～12000 m 。鉴于上述情况及阶段性的发展需要,目前海洋深部地震勘探技术现状是穿透能力一般为4000～6000 m(大约3.5s)的海上地震资料采集、处理、解释技术。实现勘探盆地目标是区域沉积底界面反射同相轴在时空位置正确前提下能够辨认, 较为清楚或清楚。 发展海洋深部地震勘探技术主要有两个目的:(1)带动并促进我国海洋基础地质调查与研究事业的发展。这里包含海洋区域地质构造与物质环境、生态环境、周边海域海洋岩石圈、上地幔等地质问题的调查和研究。(2)完善我国海洋油气

地震勘探原理作业习题

地震勘探原理 1．什么是各向同性和各向异性介质？什么是的均匀介质和非均匀介质？什么是层状介质和连续介质？ 2．什么是应力？简述正应力和剪切应力的物理含义。 3．什么是应变？简述正应变和剪切应变的物理含义。 4．试叙述杨氏弹性模量、剪切模量及泊松比的物理含义。 5．试叙述纵波和横波的传播特点。 6．设流体中的压强为P =Kθ，试证明流体中的纵波满足以下方程 01222=??-?t P V P p , ρK V p = 7．解释名词： （1）波前和波尾； （2）振动图和波剖面；（3）波的球面扩散； （4）同相轴和等相位面；（5）时间场和等时面；（6）频谱分析 8．什么叫视速度定理？ 9．从反射和折射波形成的机制，分析反射和折射波形成的条件是什么？ 10．试述面波传播的特点及频散现象？ 11．一个三层模型如下图所示， 如果波从第一层顶界面出发振幅为A 0，法线入射波到第二层，试写出波在第三曾底界面上反射波返回至第一层顶界面时的振幅值。模型中R 表示反射系数；h 表示地层厚度；α表示吸收系数。 12．地震波在薄层介质中传播的动力学特点如何？ 13．讨论绕射的产生过程。 14．什么是大地滤波作用？ 15．一个以α=300出射的反射波的视周期T *=40ms ，视波长λ*=250m 。试计算其视频率f *和介质中的波速。当视周期不变，出射角变为200时，f *，λ*、、k *、v * 有无变化？若有变化，应当变为多少？ 16．若脉冲g 1(t)的谱为G 1(f),而脉冲g 2(t)=g 1(at), a 为常数，试求g 2(t)的谱G 2(f),并分析其结果的物理意义。 试绘出点震源激发的p 波、SH 波和SV 波的振动方向示意图 17．假设声波、面波、直达纵波沿界面传播的视速度分别为350、700、1400(m/s)，试在同一直角坐标系中画出它们的时距曲线。 18．水平反射界面以上介质的传播速度为2000m/s ，在同一直角坐标系中，画出h=500, 1000, 1500, 2000 m 的反射波时距曲线。 19．水平反射界面的埋藏深度为2000m ，在同一直角坐标系中画出v 1=1500, 2000, 3000, 4000m/s 时反射波的时距曲线。 20．简述“平均速度”、“均方根速度”、“叠加速度”、“射线速度”等的定义及R 1 R 2 R 3

物探新方法新技术--本科课程第一章

1地震模拟技术 在地震资料解释过程中，常常需要根据地震解释结果建立地层模型。这种模型是真实地层的简化，只考虑影响地震剖面的主要因素。制作模型的技术就是地震模拟技术，包括物理模拟和数学模拟。 地震模拟技术是指用物理模型和数学模型代替地下真实介质，用物理实验和数学计算模拟地震记录的形成过程，以得到理论地震记录的各种方法和技术。 地震模拟技术广泛应用于地震理论研究领域，并能够指导实际生产。 1.1物理模拟 物理模拟是用一些已知参数的介质做成一定几何形态的模型来模拟地下 地质结构，采用超声波模拟地震波，专用换能器模拟震源和检波器，将野外地震勘探过程在实验室内重现，得到理论地震记录的方法和技术。 物理模拟的优点是与实际情况接近，真实性和可比性高；缺点是模型制作和改变参数均困难、成本较高。 有些地质现象十分复杂，几乎不能用理论方法去解决，所以有时需要用缩小了的物理模型进行模拟，见图1—1。但是如果希望模拟结果真实可靠，模型必须从几何地震学、运动学和动力学各个方面都与所模拟的地质系统相似。 图1—1地震模拟槽为使物理模型观测到的波场特征与野外观测到的波场特征一致，要求模 型与被模拟系统具有几何相似性和物理相似性(运动学、动力学)。

几何相似性是指用相应的比例将地质模型缩小，各层的倾角与实际地层的 倾角相同，就可以满足物理模型与地质系统的几何相似性。如果长度方向缩小的 比例为「则面积缩小的比例就是2，体积缩小的比例就是3。 物理相似性则要求模型材料与地层介质的物性参数具有相似性，以便获 得与野外记录相似的运动学和动力学特征。运动学相似性考虑的是时间比.，需要模型在位置和形状上与实际地质体产生相似的响应，速度与加速度比分别为 ■ /.和7 ?2。动力学相似性考虑的是质量分布比，则密度比为■厂3。与维数 无关的参数(例如泊松比)必须与实际地质体在数学上相同。 例如可以建立一个用10cm表示1km的模型，则模型的长度比例为鑿=10*。实际上，所用的模型材料限制了地震速度，模型与真实地层的速度比只能限制在一个很小的范围内，即"。由于已经选择了「所以只能限制.。如果模型材料与真实地质体具有相同的速度，即? =10*，则所使用的震源频率就是实际勘探中所使用的震源频率的104倍(频率比等于1/ )0制作模型的材料密度与实际地质体的密度基本相同，由于密度比」厂3=1，所以质量比为丿=10J20 图1 —2为美国Geoquest公司利用物理模拟手段证明菲涅尔带的影响，其中道间距为85m，主频为30Hz，菲涅尔带半径为280m。图1 —2(a)为地质模型，图1— 2(b)为沿测线A在箱型构造上方的地震记录，图1—2(c)为沿测线B离箱型构造150 m 处的地震记录。补充：French三维模型试验 1.2合成地震记录 制作合成地震记录的假设条件是： (1)地下介质是水平层状的，无岩性横向变化，各层间密度变化不大，均可视为常数； (2)地震子波以平面波形式垂直向下入射到界面，各层反射波的波形与子波 波形相同，只是振幅和极性不同； (3)所有波的转换、吸收、绕射等能量损失均不考虑。 - 1500m >4------- \209tn

胜利油田滩浅海地区地震勘探技术

胜利油田滩浅海地区地震勘探技术 崔汝国，王燕春，曹国滨 （胜利石油管理局物探公司，山东东营257100） 摘要：滩浅海地区由于特殊的地表条件和复杂多变的表层结构，既不同于陆上勘探也不同于海上勘探，尤其在两栖地带存在海陆两种施工方式。本文对滩浅海地区地震勘探的激发震源、检波器和观测系统等野外采集各环节的进行了系统研究，提出解决滩浅海地区野外难以采集到高品质地震资料问题的方法；以滩浅海复杂表层结构中地震波场传播理论为基础，进行了地震记录上的干扰波压制、差异校正等方面的深入研究，提出解决滩浅海地区地震资料处理品质过低和成像精度不足问题的方法，形成一整套适用于滩浅海地区油气资源探查的高精度实用性的特色技术主题词：滩浅海;表层结构;激发;接收;观测系统;二次定位；差异校正；干扰波压制 1、概述 滩浅海是指包括滩涂、潮间带至10米水平以内浅海区域，胜利油田滩浅海地区的勘探范围较为广泛，西起四女寺河口，东至潍河口，有利勘探面积约为5500km2。从1974年开始,经过近三十年的滩浅海地震勘探，开辟了以埕岛构造带为主的海上勘探阵地，发现了十四个油田，为胜利油田增储上产和可持续发展做出了巨大的贡献。 滩浅海地区有丰富的油气资源，由于滩浅海地区地表条件复杂、勘探难度大，不适宜采用常规陆上地震勘探设备和技术,也无法采用海上采集技术，造成滩浅海地区勘探程度相对于陆上勘探程度低，是胜利油田未来增加储量的主要阵地，发展前景十分广阔。经过多年的滩浅海地震勘探技术研究，形成了专门应用于滩浅海施工的地震勘探技术。通过应用这些技术，使滩浅海地区地震资料的品质有了很大的改进和提高，具备滩海、潮间带和极浅海环境下全方位地震勘探的能力，可以很好地完成滩浅海地区地震勘探任务。 2、滩浅海地震勘探特点及难点 2.1滩浅海地震勘探特点 胜利滩浅海地区内，极浅海近海水域底部平缓，水深一般分布在数米范围内，但由于黄河入海的影响，还在黄河口形成了沿海滩涂和潮间带。 由于黄河入海的影响，淤泥分布较广，为黄河泥沙最新淤积而成，烂泥较深，厚度大约在0.2-1m不等，激发、接收条件很差，随着黄河的延伸，其地表与沼泽地带无异。 另外大大小小的潮沟纵横交错，随着潮汐的变化，潮间带水深变化在0－1.5m。潮间带水深受潮汐变化影响，施工因素必须根据潮涨潮落来作出调整。 2.2滩浅海地震勘探难点 由以上环境特点给滩浅海施工带来很多难点，具体表现如下： 1