海上多波地震勘探.doc

海上多波地震勘探 论文提要 海上多波勘探是近些年发展迅速的一种新的地震勘探方法。本文从海上多波多分量的概念入手，论述较成熟的海上多波多分量地震勘探的采集系统——四分量海底电缆（简称4C OBC）采集系统，主要包括：记录子系统、震源子系统、电缆子系统、声学子系统、综合导航子系统和质控子系统。该系统已成功地应用于国内外实际地震勘探中。同时针对海上多波资料处理问题,还有一套海上多波资料处理方法和软件。经海上多波资料处理应用,证明了方法和软件的正确性和有效性。 正文 理论上，多波勘探肯定优于单纯的纵波勘探。但由于种种原因,多年来多波勘探几起几伏,终于初步进入实用。地震波从本质上而言是弹性波,包括纵波和横波。因此,利用地震波了解地下介质状况的地震勘探应该是联合纵波和横波的多波勘探。尽管早在1828年左右泊松等人就已经从理论上证明了横波的存在,但由于种种原因,长期以来地震勘探一直只利用纵波进行。然而,对多波勘探的研究从未中断。近年来,随着人们认识水平的提高、勘探难度的加大和技术水平及装备的发展,多波地震勘探越来越受到重视,已经初步开始了实际应用。与三维勘探取代二维勘探一样,多波多分量勘探也将会逐渐取代单纯的纵波勘探。未来的地震勘探必将是多维多分量的勘探。 一、多波多分量地震的概念及优势 多波多分量地震，有人称全波地震，是指用纵波（P波）或横波（S波）震源激发，利用多分量检波器记录地震纵波、横波(包括快、慢横波)或转换波，从而使野外记录的地震数据信息更为丰富，为地质构造的成像、裂隙和孔道的确定、储层岩性的解释等提供特定的信息。横波勘探具有野外作业成本高、需要专门的横波震源、勘探深度浅和信噪比低等弱点。因此，人们把研究的思路转向了PS波(转换横波)，PS波的振幅依赖于界面的物理参数、入射角及转换的波型。Garaotta和Michon在1982年最先报道了PS波勘探的成果。PS波的好处在于震源简单、不需要专门的横波震源、采集费用低、信噪比高、勘探深度大、频带宽。 PS波具备S波所具有的特征。目前，我们所称的海上多波多分量地震勘探一般是指单个P波震源激发海上四分量检波器接收的转换波勘探，即海上四分量地震勘探（简称4C OBC）。四分量则将一个海洋检波器（也称水听器）、一个垂直检波器和两个相互正交的水平检波器组装成一个检波器包，因此它能同时记录P波和S波。非常关键的是，一定海水深度的海床，相对陆地来讲，属于低环境噪声范畴，非常有利于转换波的记录及后期的处理和应用。 多分量资料为我们提供了从常规P波资料所不能获得的信息，如穿过气云（gas clouds）的成像问题等。当地震波穿过岩石时，P波特性将同时受到岩石的基质（固体部分）和岩石的孔隙空间（充填有液体或气体的那部分）的影响；而当横波穿过岩层时，其特性只受到岩石基质的影响。因此，同时记录两类波型信号，能够提供更多的有关岩石及其所含流体的信息。从各种媒体发布的成果看，多分量资料提高了岩层的地震成像能力，同时能够直接反映岩性参数，鉴别真假亮点，有助于对诸如盐丘、火成岩、礁体等地质体高阻抗屏蔽下的下伏地层成像以及钻井风险的预测，从而更准确地评价气藏、流体、气水化合物、孔隙压力、岩石属性。 二、较成熟的海上四分量采集系统——4C 图1 海上多波多分量采集系统 OBC采集系统海上多波多分量地震采集系统与常规拖缆和OBC采集系统一样，主要包括：记录子系统、震源子系统、电缆子系统、声学子系统、综合导航子系统和质控子系统。 该采集系统与拖缆之间的主要区别在于： （一）电缆的不同。拖缆等浮电缆，由于电缆的比重与海水基本相同，在定深器的协助下，可放到任何深度。拖缆的内部除主要有海洋检波器外，还有磁罗经、罗经鸟、声学鸟、RGPS、压力传感器、深度传感器等；多分量采用4C OBC电缆，将四分量检波器包内置或外挂在海底电缆上，4C OBC电缆铺设到海底，比重大，成本高。 （二）多波多分量数据采集时使用双船作业，而常规单一纵波采集使用的是单船作业。 （三）作业方式不同拖缆采集系统的枪阵和记录的拖缆都由一条船支持激发与接收都是在运动中进行的，所以拖缆采集是动态的;而4C OBC采集系统，一旦海底电缆铺设完成在一束线采集中是静态的。在采集过程中，4C OBC电缆不受海面风浪、海流的动荡影响，不会像等浮电缆那样产生电缆羽角，造成多次覆盖次数异常的情况。与常规OBC不同，多分量采用4C OBC电缆，常规OBC采用普通OBC电缆。多波采集时的定位包括3个方面：记录船、震源和电缆的定位。所有导航定位均由综合导航系统控制。 记录船由差分GPS定位。震源的位置由综合导航系统对安装在震源上的RGPS进行计算确定。 电缆的位置由声学定位系统确定。具体操作分两步 （一）由记录船船底的声学探头和安装在电缆前后的超短基线USBL声学传感器构成声学网