南黄海崂山隆起地震采集参数设计

张异彪, 李玉剑, 陈建文, 李斌, 刘璐晨, 黄涛, 施剑, 刘俊

张异彪, 李玉剑, 陈建文, 李斌, 刘璐晨, 黄涛, 施剑, 刘俊. 南黄海崂山隆起地震采集参数设计[J]. 海洋地质与第四纪地质, 2018, 38(3): 143-151. DOI: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2018.03.014
引用本文: 张异彪, 李玉剑, 陈建文, 李斌, 刘璐晨, 黄涛, 施剑, 刘俊. 南黄海崂山隆起地震采集参数设计[J]. 海洋地质与第四纪地质, 2018, 38(3): 143-151. DOI: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2018.03.014
ZHANG Yibiao, LI Yujian, CHEN Jianwen, LI Bin, LIU Luchen, HUANG Tao, SHI Jian, LIU Jun. Seismic acquisition design for Laoshan uplift of the South Yellow Sea[J]. Marine Geology & Quaternary Geology, 2018, 38(3): 143-151. DOI: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2018.03.014
Citation: ZHANG Yibiao, LI Yujian, CHEN Jianwen, LI Bin, LIU Luchen, HUANG Tao, SHI Jian, LIU Jun. Seismic acquisition design for Laoshan uplift of the South Yellow Sea[J]. Marine Geology & Quaternary Geology, 2018, 38(3): 143-151. DOI: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2018.03.014

南黄海崂山隆起地震采集参数设计

基金项目: 

“南黄海油气资源调查” DD20160512

“南黄海前第三系油气前景研究” XQ-2005-01

“南黄海海域油气资源普查” GZH20080503

详细信息
    作者简介:

    张异彪(1969—),男,高级工程师,主要从事海洋地质、地球物理调查研究,E-mail:zyb@sopgc.com

    陈建文(1965—),男, 博士, 研究员, 主要从事海域油气资源调查评价与研究工作,E-mail:jwchen2012@126.com

  • 中图分类号: P738

Seismic acquisition design for Laoshan uplift of the South Yellow Sea

  • 摘要: 南黄海崂山隆起中-古生界海相碳酸盐岩沉积层是重要的油气勘探目的层,但因工区水深较浅,新生界陆相地层与中生界海相地层之间存在强波阻抗界面,中-古生界碳酸盐岩地层结构较为均匀、速度和密度梯度较小、厚度较大等原因,造成中-古生界地震有效反射波存在能量弱、信噪比低等问题。针对如何增强中-古生界有效反射波能量、提高其信噪比展开采集参数设计。在大量设计方案的基础上,优选出2组强能量、富低频的容量为6390in3的平面组合和立体组合气枪震源;设计接收缆长度7200m,优选接收缆沉放深度16m和20m。对气枪震源和接收缆沉放深度组成的4组试验方案进行外业采集并分析,确定低频能量更强的6390in3平面震源沉放10m、接收缆沉放16m作为地震采集方案,并在空间采样间隔和工区施工环境分析等基础上提出了适合现阶段南黄海崂山隆起中-古生界地震勘探的单源6缆采集方式和采集参数,形成了高覆盖、富低频、强能量地震采集技术。与以往地震资料进行了对比,本次采集的地震资料中-古生界地层反射能量更强,信噪比更高,整体提高了中-古生界地震资料的品质,为后续南黄海地震勘探积累了经验,为下一步井位论证等工作奠定了扎实的基础。
    Abstract: The Mesozoic-Paleozoic marine carbonate deposits on the Laoshan uplift of South Yellow Sea are critically important for petroleum exploration. However, the seismic reflection of the Mesozoic-Paleozoic strata has the problems of weak energy and low S/N ratio, owing to the facts that water is relatively shallow, the interface between the terrestrial Cenozoic and the marine Mesozoic is too strong as a seismic impedance reflector, the structure of Mesozoic-Paleozoic strata is uniform with little velocity and density difference, and the thickness of Mesozoic- Paleozoic strata is too large. In the seismic survey of the project, measures were taken to enhance the seismic reflection wave's energy and increase the S/N ratio of the Mesozoic-Paleozoic strata, with specific design on both seismic source and acquisition parameters. A 6390in3 air gun source with strong energy and low frequency, and with both single level mode and multi-level mode was designed. Two streamer depth candidates (16m and 20m) were chosen. The streamer length was designed to be 7200m. 4 acquisition tests were conducted and the 6390in3 in single level mode with depth of 10m and streamer depth of 16m were settled as the final acquisition parameters. A single source-6 steamer is used to increase the spatial sampling. All these formed a seismic acquisition design with high folds, rich low frequency and strong energy. Compared to the previous seismic data, the seismic data of this survey had an overall improvement in quality for the Mesozoic-Paleozoic strata, as the seismic reflection energy of the Mesozoic-Paleozoic was enhanced and the S/N ratio increased. The breakthrough in seismic data quality will lay a solid foundation for the next drilling site determination.
  • 南黄海盆地位于我国和韩国之间的陆架区,该盆地是扬子地块背景上形成的多旋回的残留盆地,其海相层构造区划由北向南依次为千里岩隆起、烟台坳陷、崂山隆起、青岛坳陷和勿南沙隆起,形成了“两坳三隆”的构造格局[1-3]。经过40多年的油气勘探认为, 南黄海中-古生界海相碳酸盐岩沉积层分布广、埋藏深、厚度大,具有良好的油气前景,是重要的油气勘探远景区[4-7]

    南黄海海域水深偏浅,且海底浅表层沉积物多为粉砂质砂、砂质粉砂,海面、海底成为鬼波、多次波发育界面[8, 9];南黄海崂山隆起新生界陆相地层直接覆盖在中生界海相地层之上,由于新生界陆相地层与中生界海相地层速度差异很大,该分界面成为一个很强的波阻抗差异界面,形成屏蔽层和多次波发育界面[10, 11];中-古生界发育3套碳酸盐岩地层,其地层结构较为均匀、速度和密度梯度较小、厚度较大,地震波速度较高,内部反射能量偏弱,和上覆、下伏地层存在较大的波阻抗差,易形成层间多次波,与下伏地层构成速度反转,不利于下伏地层反射信号的回传[12, 14]。虽然将南黄海崂山隆起中-古生界地层作为油气勘探重点领域,但因其特殊的地震地质条件,造成中-古生界地层反射波能量弱、连续性差、分辨率和信噪比偏低,难以满足中-古生界油气勘探的需求。

    针对中-古生界地震勘探存在的问题,从2005年开始,青岛海洋地质研究所联合第一海洋地质调查大队等单位通过加长接收缆长度、增大气枪震源容量、加深震源和接收缆沉放深度等在南黄海盆地开展了地震采集技术攻关[15, 16],中-古生界地震资料得到了一定的改善,但仍存在有效反射波能量较弱、分辨率和信噪比偏低等问题。

    本文在系统分析南黄海崂山隆起地震地质条件及十几年地震采集技术攻关情况的基础上,针对如何增强中-古生界有效反射波能量、提高其信噪比展开地震采集参数设计:设计优选了2组强能量、富低频容量为6390in3的平面组合和立体组合气枪震源;优选了2组接收缆沉放深度;论证了接收缆长度。通过对气枪震源和接收缆沉放深度组成的4组试验方案进行外业采集并分析,确定低频更强的平面震源、接收缆沉放16m作为地震采集方案,并提出了适合现阶段南黄海崂山隆起中-古生界地震勘探的单源6缆采集方式和采集参数。与以往地震资料进行了对比,本次采集的地震资料中-古生界地层反射能量更强,反射波组连续性更好,信噪比更高,较好呈现了中-古生界地层反射特征。

    南黄海海域水深偏浅,一般在20~70m之间,海底底质主要受控于现代沉积环境及动力沉积体系,南黄海崂山隆起区底质以粉砂质砂、砂质粉砂为主[17],与海水形成较强的波阻抗差,自由表面多次波较发育[18](图 1),影响海底以下反射波资料的信噪比。为了较清晰示意多次波,图 1中水深和反射界面埋深非实际比例。

    图  1  部分自由表面和层间多次波示意图
    Figure  1.  Aschematic illustration for some free surfaces and inner multiples

    南黄海是发育碎屑岩和碳酸盐岩的叠合盆地[1],新近系地层为松散或较疏松的沉积物,速度约为1700~2500m/s,密度约为2.00~2.25g/cm3;古近系地层速度一般为2200~4500m/s,随深度增加而明显增加,密度约为2.15~2.35g/cm3;中生界碎屑岩地层速度约为3800~5500m/s,密度约为2.35~2.50g/cm3;其中的砂、泥岩地层存在200~800m/s的速度差,是较好的反射界面;下三叠统灰岩速度约为5700~6200m/s,密度约为2.68~2.70g/cm3;古生界碎屑岩速度约为3800~4300m/s,密度约为2.43~2.55g/cm3;古生界及震旦系碳酸盐岩速度约为5400~6200m/s,密度约为2.70~2.72 g/cm3

    青岛海洋地质研究所陈建文等根据最新地震资料,在地震剖面上划分出T2、T8、T9、T10、T11、T11-1、T12、T13和Tg等主要反射界面(表 1);南黄海崂山隆起缺失古近系和陆相中生界地层,T2和T8为同一界面,新近系与下三叠统海相碳酸盐岩或更老的地层直接接触,界面上下地层层速度相差2.5倍以上,仅有10%以下的透射波能量,使得中-古生界反射波能量弱[1];另外该界面也是多次波发育界面,易形成层间多次波[19](图 1),进而降低界面以下反射波资料的信噪比;碳酸盐岩地层内部非均质性差,厚度较大,速度和密度变化梯度小,即波阻抗差小,反射波能量弱。

    表  1  南黄海主要地震地质层位标定(据青岛海洋地质研究所, 2016年)
    Table  1.  Calibration of seismic strata of South Yellow Sea (Source:QIMG, 2016)
    主要反射层 地质属性
    T2 新近系底界反射,角度不整合界面
    T8 侏罗系底界反射,角度不整合界面
    T9 三叠系下统青龙组底界反射,平行不整合界面
    T10 下二叠统栖霞组顶界反射,平行不整合界面
    T11 中下石炭统地层灰岩、砂泥岩地层界面反射,平行不整合界面
    T11-1 下志留统高家边组顶界反射,整合界面
    T12 下志留统高家边组底界反射,平行不整合界面
    T13 中上寒武统-奥陶系碳酸盐岩地层底界反射,整合界面
    Tg 震旦系底界反射,角度不整合界面
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    2005年启动的全国油气资源战略选区调查评价专项“南黄海前第三系油气前景研究”项目,确定海相中-古生界地层为主要目的层。2005—2012年,青岛海洋地质研究所联合第一海洋地质调查大队等单位在南黄海开展了地震采集技术攻关(表 2):接收缆长度不断加长,从3000m加长到8100m;气枪震源容量不断增大,从2940in3增大到6420in3;震源和接收缆沉放深度不断加深,震源沉放深度从6m加深到10m,接收缆沉放深度从9m加深到14m,覆盖次数不断增加,从30次增加到108次[20]。中-古生界地震资料得到一定的改善,但仍存在有效反射波能量弱、信噪比不高、反射波组连续性较差等问题。

    表  2  2005—2012年南黄海地震采集参数
    Table  2.  The Seismic acquisition parameters in South Yellow Sea, 2005-2012
    施工时间 2005年 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年 2010年 2012年
    调查船 奋斗七号 探宝号 奋斗七号 奋斗七号 奋斗七号 奋斗七号 发现号 发现2号
    接收缆长度/m 3000 4600 4200 5700 6000 6000 7200 8100
    震源容量/in3 2940 5080 2940 2940 2940 3580 6420 5040
    震源深度/m 6 8 8 8 8 8 10 10-7-7-10
    接收缆深度/m 9 10 12 12 12 12 14 12
    道间距/m 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5
    炮间距/m 50 50 37.5 37.5 37.5 37.5 37.5 37.5
    覆盖次数 30 46 56 76 80 80 96 108
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    根据南黄海崂山隆起的地震地质条件,针对如何增强中-古生界有效反射波能量、提高其信噪比进行气枪震源方案、接收缆沉放深度、接收缆长度等参数设计,避免中-古生界地层出现空间假频设计合理的空间采样间隔,提出适合现阶段南黄海崂山隆起中-古生界地震勘探的采集方案及主要参数。

    南黄海崂山隆起T2或T8地震反射层是新生界陆相地层与中生界海相地层分界面,是一个很强的波阻抗差异界面,对地震波有很强的屏蔽作用,造成中-古生界有效反射波能量较弱,难以形成连续的反射波组[21]。2010年进行的地震采集技术攻关,采用大容量气枪震源(总容量为6420in3)激发,7200m长接收缆接收,震源和接收缆分别沉放10m和14m(图 2),经过地震资料处理,中-古生界(3s附近)可见连续的反射波同相轴,整体而言有所改善,但仍不能满足油气勘探的需要。

    图  2  2010年发现号物探船采集地震剖面
    Figure  2.  Seismic profile by M/V Discoverer in 2010

    相比2010年以前的地震采集参数(表 2),其中气枪震源容量明显增大,其他参数有所变化,震源、接收缆沉放深度有所加深,接收缆长度有所加长,覆盖次数有所增加。气枪震源容量与激发产生的地震波能量正相关,说明通过增大激发能量来增强中-古生界有效波能量是可行的。所以本次设计气枪震源的目标为激发能量强(主峰值大)、有效频段频谱光滑,为了进一步提高地震波的穿透性,注重提高60Hz以内频段的能量。

    基于以上认识及气枪震源设计目标,设计了多组气枪震源,经对比分析,优选出2组容量为6390in3的4子阵气枪震源,分别是平面震源(4子阵沉放深度均为10m)和立体震源(4子阵沉放深度分别为7m、10m、10m、7m)。模拟其远场子波,并与容量相当的6420in3气枪震源进行对比:相比6420in3气枪震源,6390in3平面震源主峰值约提高28%,立体震源主峰值约提高30%,均增强了激发能量(表 3);6390in3平面震源200Hz以内频段振幅能量提高2~6dB,10Hz附近频段提高5~6dB,立体震源70~80Hz频段因立体震源压制了虚反射陷波效应,平均约提高10dB,60Hz以内频段振幅能量提高1~3dB(图 3),更利于地震波穿透屏蔽层;6390in3平面组合震源和立体组合震源初泡比分别提高29%、34%,进一步提高了震源激发子波自身的信噪比。根据勘探目的,6390in3平面震源和立体震源远场子波性能整体上优于6420in3气枪震源;6390in3平面震源远场子波主峰值略低于立体震源,远场子波频谱各有特点,所以将这两组震源方案进行外业试验,根据实际效果进一步优选出后续地震勘探所用的气枪震源。

    表  3  6390in3和6420in3气枪震源沉放10m模拟远场子波参数统计
    Table  3.  The far field seismic wavelet of the 6390in3 and 6420in3 source with depth of 10m
    震源容量/in3 沉放深度/m 主峰值/
    (bar.m)
    峰-峰值/
    (bar.m)
    初泡比 低截频/
    (-6dB,Hz)
    高截频/
    (-6dB,Hz)
    优势频宽/
    (-6dB,Hz)
    主频/
    (-6dB,Hz)
    6420 10 86.3 179.6 15.4 6 64 58 35
    6390 10 110.6 228.0 19.9 6 66 60 36
    6390 7-10-10-7 112.6 182.5 20.6 6 70 64 38
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    图  3  6390in3平面震源、立体震源和6420in3气枪震源模拟远场子波频谱对比
    Figure  3.  The far field seismic wavelet spectrum of the 6390in3 and 6420in3 source

    在优选出6390in3、沉放10m的气枪震源方案基础上,进一步探讨接收缆的沉放深度。因接收缆接收的反射波信号已经过大地滤波,模拟分析时为了更接近实际采集的地震波信号,根据南黄海地层地球物理特征,针对双程旅行时3s的反射层,赋值地层吸收衰减因子Q=110,模拟在接收缆沉放12m、14m、16m、18m、20m情况下的子波波形及频谱(图 4图 5)。

    图  4  接收缆不同沉放深度模拟子波对比
    Figure  4.  The seismic wavelet signature with different streamer depths
    图  5  接收缆不同沉放深度模拟子波频谱对比
    Figure  5.  The seismic wavelet spectrum with different streamer depths

    将接收缆不同沉放深度模拟子波及频谱进行对比:接收缆沉放越深,子波能量越强,20Hz以内的低频成分越丰富,但因虚反射陷波效应的影响,有效频带变窄;接收缆沉放较深,如沉放18m、20m陷波频率分别出现在41.6Hz和37.5Hz附近,限制了一定的有效频带宽度;接收缆沉放较浅,如沉放12m时,陷波频率出现在62.5Hz附近,和实际中深层地震信号的有效频带相匹配,但6~20Hz频段内振幅能量偏低,不利于提高中-古生界有效反射波能量;沉放14m、16m陷波频率分别出现在53.6Hz和46.9Hz,沉放16m较沉放14m的有效频带偏窄,能量偏大。

    2010年地震采集参数中接收缆沉放深度为14m,较之前有所加深,如前所述取得了一定的改善,说明接收缆深沉放也是增强深部有效波能量的途径之一;目前发展中的单缆去鬼波技术通过压制水平缆接收端的鬼波,弱化虚反射陷波效应达到拓宽频谱的目的,所以可以通过接收缆深沉放获得更强的深部有效波能量,后期再用单缆去鬼波技术拓宽一定的频谱;基于勘探目的,为了提高有效波频带宽度,并兼顾到目前处理技术的发展进步,优选接收缆沉放16m、20m作为试验方案。

    根据上述分析,设计并进行了4组外业试验,分别是:6390in3平面震源,接收缆沉放16m;6390in3平面震源,接收缆沉放20m;6390in3立体震源,接收缆沉放16m;6390in3立体震源,接收缆沉放20m。现场对4组试验方案采集资料进行相同处理,分析叠加剖面双程旅行时1.5~3s之间反射波组的频谱特征(图 6),在6~40Hz频段,6390in3平面震源、接收缆沉放16m试验方案相比其他试验方案振幅能量更强,并且在45Hz以内频段无明显陷波点,确定该震源/接收缆沉放深度组合作为本区地震采集方案。

    图  6  叠加剖面双程旅行时1.5~3s频谱分析
    Figure  6.  The spectrum analysis of stacked profile with double travel time of 1.5-3s

    海上采集地震资料噪音主要来源于随机噪音和多次波等。其中随机噪音中有一部分是环境噪音,接收缆沉放越浅,接收到的环境噪音越大,所以可以通过将接收缆沉放深度加深,来降低环境噪音。本次接收缆沉放深度试验方案为16m、20m,较以往采集时深,能够降低一定的环境噪音。

    其他随机噪音可以通过提高覆盖次数进行压制,理论上在覆盖次数达到36次之前,信噪比随着覆盖次数的增加迅速提高,覆盖次数在36~106次之间,信噪比能够较快地增加,之后信噪比缓慢地增加[22, 23]。海上地震采集在道间距、炮间距一定的情况下,可通过增加接收缆长度来增加覆盖次数,但接收缆加长施工时对远偏移距的质量控制十分不利,所以设计时要在覆盖次数和施工质量上有所取舍。

    通过增加最大偏移距与最小偏移距之间多次波剩余时差,可以更好地压制多次波,这就需要增加一定的偏移距(即接收缆长度);海底和T2强反射界面多次波比较发育,建立这两个界面的多次波模型并进行计算分析(图 7),当接收缆长度4000m时,就能较好地压制海底、T2强反射界面有关的多次波,但考虑到中-古生界强反射界面也会产生多次波,接收缆长度要超过4000m。

    图  7  海底、T2强反射界面多次波分析
    Figure  7.  The multiple analysis of seabed and T2 strong reflector

    接收缆长度的选择还与速度拾取精度有关。南黄海崂山隆起下古生界目的层埋深约6~7km,选取不同偏移距进行速度谱分析,偏移距0~7km和0~8km时能量团收敛性都较好,且两者差异不大,7km偏移距已能满足速度拾取精度的要求[20],提高有效波叠加能量,进而提高信噪比。

    基于以上分析,初步确定接收缆长度7000m左右。受空压机供气能力、船速等因素的影响,炮间距以37.5m为宜;道间距是固定的,为12.5m;当接收缆长度7200m时,覆盖次数96次,满足压制随机噪音、多次波进而提高信噪比的要求。

    空间采样间隔设计时主要考虑最高无混叠频率和横向分辨率。每个倾斜同相轴在偏移前都有一个最高无混叠频率fmax,如果频率高于这个值就会发生混叠,造成同相轴不能连续追踪;按照信号可恢复的采样定理,每个反射波的波长至少需要取2个样点;空间采样间隔应小于两者的最小值[24, 25]

    计算南黄海T2及下伏反射层的空间采样间隔要求(表 4),反射层越浅,横向分辨率越高,要求的空间采样间隔也越小,T2和T8反射层要求的空间采样间隔分别为34.2m和76.1m。常规海上多缆地震采集接收缆间距为100m,双震源交替放炮,道间距12.5m;平行和垂直于测线方向的空间采样间隔分别为6.25m、25m,均满足T2及下伏反射层空间采样要求。

    表  4  T2及以下反射层的空间采样间隔要求
    Table  4.  Spatial sampling requirements for T2 and sub-T2 reflectors
    主要反射层 最高无混叠频率
    要求空间采样间隔/m
    横向最大分辨率
    要求空间采样间隔/m
    T2 140.1 34.2
    T8 311.7 76.1
    T9 453.7 110.7
    T10 376.9 92.0
    T11 497.1 145.5
    T11-1 517.6 126.3
    T12 618.3 150.9
    T13 1009.5 246.4
    Tg 1269.9 309.9
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    本次针对中-古生界设计的气枪震源为4子阵大容量震源,双震源就需要8个子阵。目前主流多缆物探船均配置2个震源,每个震源有3个子阵,3子阵组合成的气枪震源达不到强能量、富低频的效果。为了达到增强中-古生界有效反射波能量目的,建议选用4子阵大容量气枪震源,限于物探船设备情况,采用单震源进行地震采集;对应的平行和垂直于测线方向的空间采样间隔分别为6.25m、50m,虽不能满足T2及上覆反射层空间采样要求,但能够满足T8及下伏反射层空间采样要求。南黄海崂山隆起缺失古近系和陆相中生界地层,T2和T8为同一反射界面,本次勘探重点目的层段为T2或T8下伏中-古生界地层,垂直于测线方向50m的空间采样间隔也能满足中-古生界勘探要求。另外,还可以对实际采集资料垂直于测线方向的地震数据进行叠前插值、规则化处理,形成12.5m×25m面元,相比原始的6.25m×50m面元,偏移后空间假频得以改善(图 8)。

    图  8  垂直于测线方向不同面元偏移效果对比
    Figure  8.  Comparison of migration seismic profile with different bin size

    此外,南黄海崂山隆起调查区水深较浅,渔捞作业发达,多条航道穿越其中,且接收缆长度超过7km。为保证外业采集时水下设备的安全,结合以往外业采集施工经验,设计拖带6条接收缆,接收缆间距为100m,即采用单源6缆进行外业采集。

    经以上地震采集参数论证、设计及海上试验,适合现阶段南黄海崂山隆起中-古生界地震勘探的采集方式为单源6缆,主要采集参数详见表 5

    表  5  南黄海崂山隆起地震采集主要参数
    Table  5.  Seismic acquisition parameters for Laoshan Uplift in South Yellow Sea
    参数名称 参数值
    震源数 1
    震源容量(in3) 6390
    震源沉放深度(m) 10(4子阵平面震源)
    炮间距(m) 37.5
    接收缆沉放深度(m) 16
    接收缆长度(m) 7200×6
    接收缆间距(m) 100
    道间距(m) 12.5
    空间采样间隔 6.25m×50m
    覆盖次数 96×1
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    经过全面的分析对比,相比以往采集的地震剖面,采用本设计方案采集的地震剖面,中-古生界地层反射能量更强,信噪比更高,反射波组连续性更好,整体提高了南黄海崂山隆起中-古生界地震资料的品质(图 9),内幕揭示清晰。

    图  9  本次采集地震资料(右)和以往采集资料(左)对比
    Figure  9.  Comparison of seismic profiles by this survey and a previous survey

    (1) 在已有攻关成果和分析工区地震地质条件的基础上,本次地震采集针对增强中-古生界有效反射波能量、提高其信噪比展开参数设计。优选了6390in3平面组合震源沉放10m、7200m×6接收缆沉放16m作为本区地震采集方案,形成了高覆盖、富低频、强能量地震采集技术;

    (2) 通过与以往地震资料的对比,本次采集的地震资料中-古生界地层反射能量更强,信噪比更高,反射波组连续性更好,整体提高了南黄海崂山隆起中-古生界地震资料的品质,有利于对崂山隆起中-古生界地层的认识,为后续南黄海地震勘探积累了经验,为下一步井位论证等工作奠定了扎实的基础。

    致谢: 特别感谢青岛海洋地质研究所在本研究工作中提供的资料!衷心感谢杨文达、徐洪斌、周云和等专家的帮助和指导!
  • 图  1   部分自由表面和层间多次波示意图

    Figure  1.   Aschematic illustration for some free surfaces and inner multiples

    图  2   2010年发现号物探船采集地震剖面

    Figure  2.   Seismic profile by M/V Discoverer in 2010

    图  3   6390in3平面震源、立体震源和6420in3气枪震源模拟远场子波频谱对比

    Figure  3.   The far field seismic wavelet spectrum of the 6390in3 and 6420in3 source

    图  4   接收缆不同沉放深度模拟子波对比

    Figure  4.   The seismic wavelet signature with different streamer depths

    图  5   接收缆不同沉放深度模拟子波频谱对比

    Figure  5.   The seismic wavelet spectrum with different streamer depths

    图  6   叠加剖面双程旅行时1.5~3s频谱分析

    Figure  6.   The spectrum analysis of stacked profile with double travel time of 1.5-3s

    图  7   海底、T2强反射界面多次波分析

    Figure  7.   The multiple analysis of seabed and T2 strong reflector

    图  8   垂直于测线方向不同面元偏移效果对比

    Figure  8.   Comparison of migration seismic profile with different bin size

    图  9   本次采集地震资料(右)和以往采集资料(左)对比

    Figure  9.   Comparison of seismic profiles by this survey and a previous survey

    表  1   南黄海主要地震地质层位标定(据青岛海洋地质研究所, 2016年)

    Table  1   Calibration of seismic strata of South Yellow Sea (Source:QIMG, 2016)

    主要反射层 地质属性
    T2 新近系底界反射,角度不整合界面
    T8 侏罗系底界反射,角度不整合界面
    T9 三叠系下统青龙组底界反射,平行不整合界面
    T10 下二叠统栖霞组顶界反射,平行不整合界面
    T11 中下石炭统地层灰岩、砂泥岩地层界面反射,平行不整合界面
    T11-1 下志留统高家边组顶界反射,整合界面
    T12 下志留统高家边组底界反射,平行不整合界面
    T13 中上寒武统-奥陶系碳酸盐岩地层底界反射,整合界面
    Tg 震旦系底界反射,角度不整合界面
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    表  2   2005—2012年南黄海地震采集参数

    Table  2   The Seismic acquisition parameters in South Yellow Sea, 2005-2012

    施工时间 2005年 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年 2010年 2012年
    调查船 奋斗七号 探宝号 奋斗七号 奋斗七号 奋斗七号 奋斗七号 发现号 发现2号
    接收缆长度/m 3000 4600 4200 5700 6000 6000 7200 8100
    震源容量/in3 2940 5080 2940 2940 2940 3580 6420 5040
    震源深度/m 6 8 8 8 8 8 10 10-7-7-10
    接收缆深度/m 9 10 12 12 12 12 14 12
    道间距/m 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5
    炮间距/m 50 50 37.5 37.5 37.5 37.5 37.5 37.5
    覆盖次数 30 46 56 76 80 80 96 108
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    表  3   6390in3和6420in3气枪震源沉放10m模拟远场子波参数统计

    Table  3   The far field seismic wavelet of the 6390in3 and 6420in3 source with depth of 10m

    震源容量/in3 沉放深度/m 主峰值/
    (bar.m)
    峰-峰值/
    (bar.m)
    初泡比 低截频/
    (-6dB,Hz)
    高截频/
    (-6dB,Hz)
    优势频宽/
    (-6dB,Hz)
    主频/
    (-6dB,Hz)
    6420 10 86.3 179.6 15.4 6 64 58 35
    6390 10 110.6 228.0 19.9 6 66 60 36
    6390 7-10-10-7 112.6 182.5 20.6 6 70 64 38
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    表  4   T2及以下反射层的空间采样间隔要求

    Table  4   Spatial sampling requirements for T2 and sub-T2 reflectors

    主要反射层 最高无混叠频率
    要求空间采样间隔/m
    横向最大分辨率
    要求空间采样间隔/m
    T2 140.1 34.2
    T8 311.7 76.1
    T9 453.7 110.7
    T10 376.9 92.0
    T11 497.1 145.5
    T11-1 517.6 126.3
    T12 618.3 150.9
    T13 1009.5 246.4
    Tg 1269.9 309.9
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    表  5   南黄海崂山隆起地震采集主要参数

    Table  5   Seismic acquisition parameters for Laoshan Uplift in South Yellow Sea

    参数名称 参数值
    震源数 1
    震源容量(in3) 6390
    震源沉放深度(m) 10(4子阵平面震源)
    炮间距(m) 37.5
    接收缆沉放深度(m) 16
    接收缆长度(m) 7200×6
    接收缆间距(m) 100
    道间距(m) 12.5
    空间采样间隔 6.25m×50m
    覆盖次数 96×1
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  • 收稿日期:  2018-01-22
  • 修回日期:  2018-04-02
  • 刊出日期:  2018-06-27

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