应用犗犅犛探测海底天然气水合物

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1、第３１卷第４期勘探地球物理进展Ｖｏｌ．３１，Ｎｏ．４２００８年８月ＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓＡｕｇ．，２００８文章编号：１６７１８５８５（２００８）０４０２５９０６应用犗犅犛探测海底天然气水合物夏常亮１，刘学伟１，夏密丽２，刘恩华１（１．中国地质大学（北京）地球物理与信息技术学院，北京１０００８３；２．中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司研究院长庆分院，陕西西安７１００２１）摘要：近几年，ＯＢＳ（海底地震仪）勘探技术得到了较大的发展和完善。在海上多分量勘探中，ＯＢＳ在勘探海底天然气水合物方面有着非常明显的效果。从

2、ＯＢＳ勘探的观测系统设计、数据处理与解释及实例分析等多方面出发，结合国内外前人的经验，对ＯＢＳ勘探天然气水合物技术进行了系统的总结与研究。利用ＯＢＳ勘探海底天然气水合物时，由于其独特的布设方式使其能够采集到转换Ｓ波，再利用Ｐ波和转换Ｓ波速度曲线的差异则可验证海底是否蕴含天然气水合物。关键词：ＯＢＳ；转换波；极化旋转；天然气水合物；游离气中图分类号：Ｐ６３１．４文献标识码：ＡＯＢＳ是一种将检波器直接放置在海底的地震间并不具有一致的振幅和极化方向。即使如图１ａ观测系统。在海洋地球物理调查和研究中，可以用所示的设计布设方位，道与道之间的ＰＳ波数据也［６］海洋

3、人工震源及ＯＢＳ探测海底地质构造、天然气是不一致的，所以需对犡，犢分量进行极化旋转。水合物和游离气、海底油气资源、调查地下岩层岩YY性、确定海底的弹性参数、粘弹性参数和各向异性参数等等。当今国外一些发达国家已纷纷投入大XXOBS1OBS2量人力物力进行海底地震仪的研制和应用研究，并OBS借助海底地震仪对天然气水合物底部的似海底反a射界面（ＢＳＲ）开展了广角反射和层析成像研究工YY［１，２］作，取得了很好的效果。在我国，ＯＢＳ观测系X［３，４］统仍处于研制和试验阶段。OBS1OBS2X本文从ＯＢＳ勘探的数据处理与解释等多方面OBS出发，结合国内外前人的经

4、验，对ＯＢＳ勘探天然气b水合物技术进行了系统总结与研究，并以实例说明图１海底ＯＢＳ设计水平分量方位（ａ）和布了利用ＯＢＳ资料验证似海底反射界面（ＢＳＲ）区域设后水平分量方位（ｂ）是否含天然气水合物的方法。设极化方向，即炮点与检波器的连线方向与水平轴成α角，检波器犡分量与水平轴成θ，所以犡１ＯＢＳ数据处理［７］旋转向极化方向狉的角度为α＋θ（图２）。为了获得道与道之间一致的ＰＳ波数据，水平ＯＢＳ的数据处理包括预处理和常规处理。预分量每道数据都要进行极化方向旋转，θ角是固定处理包括：格式转换、确定ＯＢＳ位置方位、时间校的，而α角对每炮来说都是变化的。图２中

5、，犃点正、分道、水平分量旋转、几何扩散校正和基准面校位置为某一炮点的位置，犗为某ＯＢＳ的位置，α为正；常规处理包括：叠加、增益恢复、滤波、反褶积、径向方向与炮点线之间的夹角，通过炮点与检波点Ｐ波速度分析和ＰＳ波速度分析。的位置坐标就可以求取α角。设检波器犡分量实由于ＯＢＳ固定在海底，且炮点激发间隔相对际方向与设计方向即炮点线成θ角，狌和狌为校狓狔ＯＢＳ间距来说小得多，所以在相邻道可以进行常［５］正前分别在犡和犢分量上检波器接收到的地震波量偏移距叠加。ＯＢＳ数据处理中的关键技术为水平分量旋转和ＰＳ波速度分析。收稿日期：２００８０３２５；改回日期：２００８

6、０５１３。１．１水平分量旋转第一作者简介：夏常亮（１９８２—），男，硕士在读，主要从事地震勘探对于ＰＳ波而言，同样的采集系统，道与道之技术的研究及ＯＢＳ数据处理理论与方法研究。２勘探地球物理进展第３１卷［８］波场值，狌和狌为旋转校正后分别在径向和横向换波信息得到高精度的狏／狏和ＰＳ波速度。主狉狋ＰＳ分量上得到的波场值，则极化旋转角为α＋θ。要通过Ｐ波速度分析得到速度谱和径向水平分量数据（ＰＳ波数据），由于ＰＳ波的时距曲线是非双Y'Yt曲线型的，所以ＰＳ波速度分析与常规速度分析不同，需采用一种特殊的处理流程来完成ＰＳ波速度r分析，从而得到Ｓ波速度谱。uy

7、利用来自同一反射界面的垂直分量的反射ＰX'波和沿激发炮点线方向的水平分量的反射ＰＳ波间的对应关系来确定狏／狏值。但由于测线方向SVOＰＳuxX分量上大量的反射同相轴使得这种联系不确定，所A以必须采用一种方法限制这种对应关系。具体方法为：利用狏／狏常量对ＯＢＳ沿线分量数据进行ＰＳ非双曲形正常时差（ＮＭＯ）校正。通过垂直分量的SHＰ波速度值和狏Ｐ／狏Ｓ常量计算正常时差速度图２ＯＢＳ极化旋转示意（狏），从而得到狏／狏的扫描图。图３是某工区ＮＭＯＰＳ在极化旋转角确定后，就可依４个方位角的狏Ｐ／狏Ｓ扫描结果。该工区布设了４个ＯＢＳ，正方形布设，得到４个方位角ＯＢ

8、Ｓ数据，采烄狌狉烌烄ｃｏｓ（α＋θ）ｓｉｎ（α＋θ）烌烄狌狓烌＝用这种布设的主要目的是减小倾斜