海洋气枪远场子波模拟技术及应用

在海洋地震勘探中,获取精确气枪震源子波对地震数据提高分辨率处理和震源质量监控等具有重要意义。针对已有的气枪震源子波模拟算法不能充分考虑气枪实时状态,模拟的子波和实际情况差异较大的问题,提出了基于近场水听器信号,考虑通过单枪激发试验测量的水听器相对灵敏度、通过气泡上浮计时试验和枪阵实时导航数据计算的气泡相对运动,以及考虑海面虚反射等因素,在频率域模拟气枪震源远场子波的方法。并测试了这几种因素对模拟结果的影响程度和适用条件。与常规基于震源设计参数理论模拟方法进行了实际数据应用对比,结果表明,所提出的远场子波模拟方法模拟出的远场子波能反映气枪震源真实激发状态和条件,具有高保真性,用于地震数据子波处理后能更好地压制气泡效应,大幅提高地震资料的分辨率,具有重要的实用意义。

大容量气枪震源及其波形特征

大容量低频组合气枪震源已成功应用于南海北部海陆联测实验及陆上水库实验，其信号传播最远距离可达255km．为了探讨气枪信号的波形特征，从广东省地震台网数据中选择了台基相同、震级与震中距相近的珠海台的地震记录，将气枪震源、天然地震和爆破三种震源的波形特征进行了对比分析，结果表明，气枪信号特征明显，信号主频4～8Hz，振幅±0．15μm·s^-1，波形一般具有3～5个峰值，并随时间有规律变化，易于准确识别．实验探测结果说明，这种能量强、重复性好、探测精度高、绿色环保的枪阵组合震源可广泛应用于海洋与陆地深部结构研究．

宾川地震信号发射台的选址、建设及初步观测结果

详细记述了宾川地震信号发射台的选址和建设过程,总结了多年来对台址所处区域的地震活动性、地震地质和地壳结构等的观测和研究结果,为今后主动源探测的研究和观测提供一些基础资料。此外,还介绍了发射台工作情况和取得的一些初步成果,并对今后的工作进行了思考。

不同激发环境下井中气枪震源特征研究

基于单枪容量为250 in^3的BHS-2200LL井中气枪,在内径0.2、5.0m不同激发井中开展了气枪震源特征对比分析,研究表明:15.0m井中气枪激发产生的信号优势频率集中在10~40Hz,比在0.2m井中的低,这主要是由于较大水体利于气泡的振荡;2在能量方面,5.0m井中激发信号的能量强于0.2m井中的,相差1个数量级,单次激发的传播距离可达9km;32种激发环境下产生的气枪信号都具有较好的重复性。

马鞍山-铜陵-安庆长江沿线上地壳速度结构成像

利用安徽人工震源地下结构探测科学实验的三维高分辨探测数据,以及初至波走时成像技术,获得了沿长江一线上地壳速度结构的成像结果。结果显示,沿长江马鞍山-安庆,上地壳速度结构存在明显横向差异,沉积盖层厚度和浅表速度在该区呈现明显的隆升和坳陷相间的构造特征,显示了该区域中生代以来经历的隆升和伴随着岩浆活动的伸展作用。

海上空气枪点震源阵列的优化设计及应用

常规海上气枪阵列震源激发的远场子波信号存在明显方向性差异,难以满足海上(或OBC)宽方位三维地震数据采集所需的点震源要求。基于地震波传播理论,本文探讨了无方向性差异点震源阵列的设计原理,并提出了理想点震源阵列设计方案。即通过非对称性分布的点震源阵列(如交错排列)优化设计,筛选出的优化子波模拟的远场子波信号适用于特定海洋勘探环境下宽方位地震数据采集。最终地震成像剖面显示:洼陷边界及内幕成像明显改善,洼陷底界波组连续性较好,洼陷内幕反射能量得到提高。

台湾海峡深地震探测:HX9测线试验及初步成果

利用海上大容量气枪震源、陆上地震台站（包括流动台站和固定台站）和海底地震仪首次在台湾海峡地区开展了深地震探测试验。试验结果表明,＂延平2号＂科考船气枪枪阵信号最远传播距离达280km,成功获得了数万道高质量的地震数据,并且识别了不同类型的P波震相。HX9剖面一维地壳结构模型表明,由2个速度间断面产生的Pc及Pm P两组反射波和基底折射波（Pg）所反映的地壳结构构成了该区基本的地壳结构特征,康拉德界面和莫霍界面的深度分别为16.0~17.5、28.0~29.5km。

大容量气枪震源陆地反射地震探测--以长江中下游铜陵地区为例

为了实验大容量气枪震源陆地水体流动激发反射地震探测效果,在长江中下游安徽省铜陵段,采用气枪船长江航道流动激发、沿江岸布设反射地震仪器接收的非纵弯线工作方式,得到了反映测线经过地区地壳深部结构和构造特征的反射地震数据。原始资料信噪比较低,但部分资料不同部位仍可辨认出来自地壳及莫霍面反射波组。就传播距离而言,地震波传播的水平距离最大可达21km,垂直深度可达30km以上。在数据处理中,根据原始资料特点,针对性采用了非纵弯线面元定义、三维层析静校正、叠前多域去噪及组合反褶积技术,最终得到的叠加时间剖面上具有丰富的壳内反射波组。结果显示,测线经过地区的地壳结构为双层结构,总厚度为30.0~36.0km。上地壳呈现隆坳相间的反射特征,下地壳存在多组叠层状弧型反射波组,莫霍面反射特征清晰,由2~3个反射同相轴组成,呈现SW端向NE段抬升的形态。剖面经过地区存在一个切穿下地壳和莫霍面的深部断裂,应该是长江深断裂的反映。研究结果充分说明,大容量气枪震源可应用于陆地流动水体地壳精细结构的深地震反射探测。

水库气枪震源选址的要求与流程

气枪震源是一种绿色环保、重复性好的人工震源。在水库进行气枪激发,需要进行详尽的选址工作。根据选址的基本要求和经验,从对环境的影响、实施平台、交通运输、水深条件这四个方面总结了水库气枪激发点选址的基本原则,介绍了选址调查的流程。

水中气枪声源激发的地震波场波动成分及其能量占比特性

为分析水中声源激发的海底地震波场波动成分组成及其能量占比特性,开展了理论推导、数值仿真与试验研究。基于高阶交错网格有限差分法对分层浅海模型中声源激发的海底地震波场进行数值模拟仿真,理清海底地震波场波系及其组成成分;采用τ-p法对仿真的海底地震波场波动成分进行分离,分析不同海底底质条件下气枪声源激发的地声波动成分能量及其占比特性;开展一次湖试和两次海试,验证了仿真结果。研究表明:水中声源激发的海底地震波可分为纵波、横波、水中声波、表面波4个波系;τ-p法能有效分离气枪声源激发地海底地震波场波动成分;通过处理气枪声源激发的浅海海底地震波阵列信号,可以比较准确地获得海域底质特性;硬海底利于激发海底地震波、表面波和横波,软海底利于激发纵波,异常软的底质难以激发出表面波。

空气枪震源控制系统的发展和预测

海洋地震勘探是海洋地质调查的重要手段之一。空气枪控制系统是震源系统的重要组成部分。介绍了空气枪震源控制系统的组成及原理、空气枪震源控制系统的发展及实际应用情况。结合国内外物探船的实际工作情况和地震数据发展要求,推测了气枪控制系统的主要发展方向和特点。

气枪声源激发的浅海地震波频散特性研究

为了研究由浅海中声源激发的海底地震波主要波动成分的频散特性,首先基于波动方程对液-固界面处的声场进行了推导,证明纵波和横波不具有频散特性,而表面波具有正常频散特性。随后基于高阶交错网格有限差分法,对气枪声源激发的液-固界面处的声场进行了数值仿真,通过分析仿真数据观察到表面波的频散现象,验证了理论分析结果;最后基于τ-p变换对海试数据处理与分析,精细提取了海底表面波的频散曲线。

空气枪震源在水库区煤田高精度三维地震勘探中的应用

库区水上煤田高精度三维地震勘探,存在重复冲击、鸣震、交混回响等干扰。以华北某水库区水上勘探为例,在分析空气枪震源类型、组合方式、组合距离、沉放深度、工作压力等参数的激发特性与试验基础上,选用空气枪沉放深度2m、三枪组合激发、压电检波器沉放水底接收的数据采集方法。为保证点位准确及减少二次放缆误差,压电检波器采用定位系统与导航软件进行实时导航抛缆定位,激发点则采用导航软件与定位系统定时导航激发。针对水上资料的特点,重点做好静校正、去噪等处理工作。通过对三维数据体的综合解释,取得了可靠的地质成果。

两次强震发生前后主动源观测走时数据的变化

利用祁连山主动源连续激发台站记录资料,通过不同时间段的多次激发数据叠加处理,可以获取各个地震台的Pg和Sg震相走时变化数据.对震相走时变化数据分析发现,在2015年11月23日祁连5.3级和2016年1月21日门源6.4级地震发生前后震源区附近台站存在明显的震相走时变化,推测导致这种异常变化的原因是震源区的速度发生了改变.这一观测结果说明主动源方法可能成为地震预测的一种新途径.

海上气枪阵列震源子波数值模拟研究

基于海上地震勘探气枪理论模型,开展了单枪、单一子阵列、立体阵列震源子波数值模拟研究。结果表明,单一子阵列可以很好地提高子波主脉冲值,并在压制气泡脉冲方面具有较好的效果;立体阵列可以较好地抑制由于海面虚反射等因素引起的陷波作用,其子波频谱较平面阵列子波频谱光滑。气枪立体阵列组合能够有效地提高子波质量,对其开展更深入的研究与试验具有重要意义。

海洋电火花震源地震勘探研究进展

电火花震源是一种重要的海洋地震勘探技术装备。它不仅环保、安全、成本低,而且数据具有宽频带优势,能够实现高分辨率地震勘探。但电火花震源在发展初期,存在信号不稳定、勘探深度浅等问题,导致它的发展速度减慢而被气枪震源所取代。后来,随着电力电子技术的快速发展以及数据处理水平的提高,这些问题逐渐得到解决,近年来逐渐又引起了人们的重视。文中概括了电火花震源的硬件、数据处理方法的发展历程,总结了电火花震源发展过程中存在的问题,阐述了前人使用电火花震源地震勘探的应用效果,从数据处理角度提出了解决存在问题的方法,展望了电火花震源对于未来海洋地震勘探的前景以及发展方向,认为电火花震源在未来海洋地震勘探中将会发挥更大的作用。

气枪震源近场气泡脉动效应的三维模拟

为便于开展三维模拟研究,将气枪震源的水下激发过程简化为水中高压气泡的脉动,用ANSYS AUTODYN程序建立了水中高压气泡的三维计算模型,并针对不同的深度和边界条件开展了数值模拟。结果表明,高压气泡会产生水中冲击波和后续的气泡脉动压力波;随着气泡所处深度的增加,气泡的脉动频率越来越大,脉动压力波的幅值越来越大,压力增大的幅度越来越小;足够大的有限水域中的刚性边界会导致气泡脉动频率增加,脉动压力增大;接近水底时,气泡脉动频率减小,脉动压力减小。该三维模拟方法可行,能用于平面和立体气枪阵列等复杂的组合模拟,具有优化震源的效果。

海上气枪震源阵列优化组合设计与应用

笔者基于海上气枪震源子波模拟方法,针对海上多子阵进行了大量的不同气枪阵列组合情形下的震源子波模拟试算,提出了适应深水地震勘探要求的立体多阵列和将气枪阵列的大容量气枪放置在中间位置以及交错排列两种非常规气枪阵列,所模拟的子波具有低频能量强、初泡比大、陷波点处的频谱能量强的特点。同时,把优选的立体四阵列组合和六子阵非常规阵列组合的气枪阵列在不同勘探靶区进行了野外地震采集试验,结果表明,笔者提出的优化阵列组合设计可以明显提高子波性能,所获得的地震剖面品质明显改进,深部地层的反射特征明显,清楚地展示了盆地结构、地层充填特征等,取得了良好的应用效果。

南黄海崂山隆起地震采集参数设计

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。

基于长江安徽段气枪主动源实验庐江台阵的台站对双差地震速度成像

针对气枪主动源监测中相位加权叠加数据绝对到时拾取可能存在较大误差的问题,提出基于台站之间叠加信号波形的相似性,利用台站对波形的互相关得到更准确到时差的策略。在此基础上,将台站对双差地震速度成像方法直接用于台站对到时差数据,以确定地下介质的速度异常。本文利用长江安徽段气枪实验在庐江临时地震台阵接收到的数据进行了测试,发现基于波形互相关得到的到时差数据比绝对到时数据更准确。最后,采用台站对双差地震成像的方法,得到了庐江台阵覆盖区域的地壳三维速度异常模型,继而确定了该地区较大尺度的地下结构分布。