海上地震勘探技术-基础知识
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地震勘探seismic prospecting利用地下介质弹性和密度的差异,通过观测和分析大地对人工激发地震波的响应,推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法。
在地表以人工方法激发地震波(见地震),在向地下传播时,遇有介质性质不同的岩层分界面,地震波将发生反射与折射,在地表或井中用检波器接收这种地震波。
收到的地震波信号与震源特性、检波点的位置、地震波经过的地下岩层的性质和结构有关。
通过对地震波记录进行处理和解释,可以推断地下岩层的性质和形态。
地震勘探在分层的详细程度上,以及勘查的精度上,都优于其他地球物理勘探方法。
地震勘探的深度一般从数十米到数十公里。
爆炸震源是地震勘探中广泛采用的非人工震源。
目前已发展了一系列地面震源,如重锤、连续震动源、气动震源等,但陆地地震勘探经常采用的重要震源仍为炸药。
海上地震勘探除采用炸药震源之外,还广泛采用空气枪、蒸汽枪及电火花引爆气体等方法。
地震勘探是钻探前勘测石油与天然气资源的重要手段。
在煤田和工程地质勘察、区域地质研究和地壳研究等方面,地震勘探也得到广泛应用。
20世纪80年代以来,对某些类型的金属矿的勘查也有选择地采用了地震勘探方法。
发展简史地震勘探始于19世纪中叶1845年,R.马利特曾用人工激发的地震波来测量弹性波在地壳中的传播速度。
这可以说是地震勘探方法的萌芽。
在第一次世界大战期间,交战双方都曾利用重炮后坐力产生的地震波来确定对方的炮位。
反射法地震勘探最早起源于1913年前后R.费森登的工作,但当时的技术尚未达到能够实际应用的水平1921年,J.C.卡彻将反射法地震勘探投入实际应用,在美国俄克拉荷马州首次记录到人工地震产生的清晰的反射波。
1930年,通过反射法地震勘探工作,在该地区发现了3个油田。
从此,反射法进入了工业应用的阶段。
折射法地震勘探始于20世纪早期德国L.明特罗普的工作。
20年代,在墨西哥湾沿岸地区,利用折射法地震勘探发现很多盐丘(见底辟构造)。
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。
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,通常界面速度大于层速度。
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、能量、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,如鸣震和交混回响,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油和天然气,因此.海洋地震勘探有极为广阔的前景。
测绘技术海洋测绘的基础知识与技术要点概述一、引言海洋是地球上最广阔的领域之一,其蕴含着丰富的资源和无限的发展潜力。
而海洋测绘技术的发展对于海洋领域的研究、资源勘探和工程建设具有重要意义。
本文将从海洋测绘技术的基础知识和技术要点两个方面进行概述,以期为读者提供全面了解海洋测绘的视角。
二、基础知识概述1. 海洋测绘的定义和意义海洋测绘是指利用现代测绘技术手段对海洋进行调查和数据采集,获取有关海洋地理信息的过程。
海洋测绘的意义在于提供准确、可靠的海洋地理数据,帮助人们深入了解海洋环境、资源分布和海洋动力过程等,为海洋科研、工程建设和国防安全提供支持。
2. 海洋测绘的基本原理海洋测绘主要基于地球测量学的原理,包括测量与观测、地理信息系统、遥感等。
其中,地理信息系统是以地理空间数据为基础,利用计算机技术对其进行管理和分析的一种综合性系统;遥感是指利用航空或卫星的传感器对海洋进行远程探测和数据获取。
三、技术要点概述1. 海底地形测绘技术海洋测绘中的海底地形测绘是其中的重要分支,其主要方法包括多波束测深技术、声学测深技术和激光扫描测深技术。
多波束测深技术通过多个发射声源和接收器同时工作,实现对海底地形的高精度测量;声学测深技术则是利用声纳原理,通过发射声波并观测反射波的时间和强度,计算得出海底地形数据;激光扫描测深技术则是利用激光束对海底进行扫描测量,实现测量精度的提高。
2. 海洋水文测绘技术海洋水文的测绘主要包括温度、盐度、密度、流速等参数的观测和测量。
常用的技术包括航行剖面测量、浮标观测和卫星测量。
航行剖面测量利用船载的观测仪器对海洋的垂直温度和盐度分布进行测量;浮标观测则是利用漂浮在水面上的浮标对海洋的温度、盐度和流速进行连续观测;卫星测量则是借助卫星携带的传感器对海洋的温度、盐度和海流进行遥感探测。
3. 海洋地球物理测绘技术海洋地球物理测绘主要包括对海洋的电磁、地热和地震参数进行观测和测量。
常用的方法包括船载电磁测量、海洋地热观测和地震勘探。
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。
地震勘探基本知识地震勘探基本知识一、基本概念1、地震:地壳的震动2、地震波:地壳质点震动向周围传播的形式。
3、地震勘探:用人工的方法(炸药爆炸、可控震源、电火花、空气枪等)使地壳产生震动,利用不同岩石中地震波传播规律不同的特性,探查构造寻找有用矿产的方法。
4、波阻抗:介质传播地震波的能力。
波阻抗等于波速与介质密度的乘积(Z=Vρ)。
5、反射波:地震波在传播过程中遇到不同介质的分界面时,一部分按照光学原理发生反射,即反射波。
6、透射波:地震波在传播过程中遇到不同介质的分界面时,一部分按照光学原理发生透射,继续传播,即透射波。
7、折射波:地震波以邻界角入射到介质分界面时,透射角等于90°,透射波沿界面滑行,引起上层介质震动而传到地表,这种波叫做折射波。
8、观测系统:检波点与激发点之间的位置关系。
9、排列长度:激发点与最远一道检波点之间的距离。
10、偏移距:激发点与最近一道检波点之间的距离。
二维观测系统(六次叠加)三维观测系统11、信噪比:有效波振幅与干扰波振幅的比值。
12、分辨率:两个波可以分辨开的最小距离叫做分辨率。
13、屏蔽:地震波传播到介质分界面后,一部分能量返回形成反射波,一部分能量透过界面继续往下传播,当遇到另一分界面时,一部分返回,另一部分透过界面继续传播。
第二个界面往回返的能量遇到第一个界面时,一部分能量返回下部,另一部分能量透过界面回到地表,地面接收到的第二个界面反射的能量大大降低,我们称这种现象叫作屏蔽。
上部界面的反射系数越大,则接收到的下部界面的能量越小,称屏蔽作用越厉害。
二、地震勘探的阶段划分(一)设计1、收集测区有关的地质、物探及测绘资料。
2、实地踏勘,了解地震地质条件(包括地形、地貌、植被、河流、道路、潜水位、新生界盖层厚度、岩性及结构、勘探目的层的埋藏深度、构造形态和断裂发育程度等等)。
3、对前人的地质工作成果作出客观的评价。
4、针对地质任务确定工作方法及观测系统。
海上地震勘探系统在深海油气资源勘探中的应用深海油气资源的勘探与开发一直是石油行业的关键挑战之一。
随着陆上和浅海油气资源的逐渐枯竭,石油公司不得不寻找新的勘探领域。
深海地区由于其高温、高压以及复杂的地质条件,给石油公司的勘探和开发带来了重大挑战。
而海上地震勘探系统正是在深海油气资源勘探中发挥着重要作用。
海上地震勘探系统是一种利用地震波在地下的传播特性来研究地下油气资源的勘探技术。
在深海油气资源勘探中,海上地震勘探系统具有以下几个重要的应用:1. 深海地质调查:深海地质环境极为复杂,地下地层的结构和构造变化十分显著。
利用海上地震勘探系统可以对深海地质环境进行全面的调查和研究,为准确评估深海油气资源储量提供可靠的数据支持。
通过获取地下地层的反射振幅、频散等信息,可以建立准确的深海地质模型,为油气勘探和开发决策提供科学依据。
2. 深海油气勘探:海上地震勘探系统通过测量和分析地震波在地下的传播和反射特性,可以确定地下油气储层的位置、厚度、性质以及构造特征等信息。
这些信息对于深海油气勘探极为关键。
利用海上地震勘探系统,石油公司可以获得深海油气资源的详细分布情况,有助于准确定位潜在的油气储层,并为后续的开发提供重要的参考。
3. 储层评价与预测:深海地区常常存在非常复杂的地质构造和岩性,导致油气储层的形成和分布十分复杂。
海上地震勘探系统可以帮助石油公司快速准确地评价储层的特性和储量,并预测未来勘探和开发的潜力。
通过分析地震波的速度、振幅、频散等信息,可以构建详细的储层预测模型,提供深海油气勘探的决策依据。
4. 井下数据获取与解释:海上地震勘探系统所获取的数据不仅可以用于油气资源勘探,还可以用于油井钻探和井下数据获取。
通过在海洋表面部署地震传感器和海底地震仪,可以实时获取井下地震数据,帮助确定钻井方向、获取地下储层结构等关键信息。
同时,可以利用地震反射数据对井下地层结构进行解释和研究,提高钻井和采油的成功率。
总之,海上地震勘探系统在深海油气资源勘探中发挥着重要作用。