基于分布式光纤传感技术实现的小道距海上拖缆地震数据采集系统

分布式光纤声波传感利用单根光纤作为传感单元,可实时捕捉光纤沿线的声波信号,是一种新型的空间连续声波采集技术。首次提出了基于分布式光纤传感技术的小道距海上光纤拖缆地震数据采集系统,拖缆中采用单根光纤依次缠绕在多个水听器骨架上进而形成水听器阵列,不需要添加额外的分离器件,大大简化了采集系统的复杂度和制造工艺。最终实现的光纤拖缆道间距为1 m,系统的声压噪声本底优于-40 dB ref■。驻波管标定结果表明,该技术实现的水听器具有较好的声压响应一致性,声压灵敏度约为-157.8 dB ref rad/uPa。湖上测试结果进一步验证了该采集系统的性能,可以清晰地采集到初至波以及由于多种界面连续反射产生的续至波。该光纤拖缆地震数据采集系统为海上地震采集提供了一种新的技术方案,小道距可以实现更精细的海底矿体成像分辨率,促进了海域天然气水合物勘探开发技术的发展。     

南海北部陆坡天然气水合物地震识别研究

天然气水合物的存在改变沉积地层的声学特征，使得多道地震勘探成为发现天然气水合物的主要手段。地震识别首先通过地震剖面上独特的地震反射特征初步判断，然后经过地震反演获得地层的速度场分布，从而确定天然气水合物的存在及分布。南海北部陆坡是天然气水合物形成并稳定存在的有利区域，其多道地震反射剖面上具有明显的天然气水合物存在标志，包括强振幅的似海底反射（BSR）、振幅空白带、BSR与地层斜交等典型地震反射特征。文章以南海北部陆坡区的多道高分辨率地震数据为基础，探讨了天然气水合物地震识别的地震成像和波阻抗反演这二个方面的关键技术；研究结果不但突出了含天然气水合物地层的地震反射特征，并得到与天然气水合物最相关的地层岩性参数--声波速度；地震反射特征与速度场异常分别为天然气水合物的识别提供了定性和定量的地球物理证据；根据声波速度场的分布，可以推断存在于研究区地层的天然气水合物主要分布在靠近BSR的上覆沉积地层中。     

海底天然气水合物及与其有关的地震反射

天然气水合物可能成为未来石油天然气的替代能源,主要分布在深海沉积物和永久冻土带中,海底天然气水合物蕴藏量约为永久冻土带的9倍。三维地震是研究天然气水合物直观有效的方法,本文在综合现有研究的基础上,系统提出天然气水合物的形成条件及地震识别方法,认为似海底反射(BSR)为天然气水合物底界,顶界为地震速度开始增大的位置,并介绍了与天然气有关的两种(气烟囱、麻坑)特殊地震反射。最后指出利用地震参数、属性对天然气水合物进行定量化研究是今后工作的重点。     

海域天然气水合物三维地震处理关键技术应用

天然气水合物赋存于海底浅部地层,具有埋深浅、横向变化快等特点,另外在海底浅部地层中还存在大量游离气。为了研究天然气水合物矿体分布范围、厚度情况,在南海首次采用三源十二缆地震采集技术获取了高密度三维地震数据。为了突出水合物反射特征,在三维高分辨率数据处理中,采用五维插值技术消除采集脚印,采用深度域速度模型层析成像多轮迭代技术、Q层析建模技术取得高精度速度模型和Q模型等技术。最终的Q-PSDM成果剖面提高了水合物矿体及下部地层的成像精度,消除了气云区导致的成像假象,为水合物矿体解释奠定基础。     

海域天然气水合物三维地震处理关键技术应用

天然气水合物赋存于海底浅部地层,具有埋深浅、横向变化快等特点,另外在海底浅部地层中还存在大量游离气。为了研究天然气水合物矿体分布范围、厚度情况,在南海首次采用三源十二缆地震采集技术获取了高密度三维地震数据。为了突出水合物反射特征,在三维高分辨率数据处理中,采用五维插值技术消除采集脚印,采用深度域速度模型层析成像多轮迭代技术、Q层析建模技术取得高精度速度模型和Q模型等技术。最终的Q-PSDM成果剖面提高了水合物矿体及下部地层的成像精度,消除了气云区导致的成像假象,为水合物矿体解释奠定基础。     

基于弱光栅阵列相位载波解调的分布式井中地震勘探技术研究

分布式光纤声波传感被认为是现有油气资源勘探中最有应用前景的技术,但传统光纤分布式地震勘探利用的光纤本征瑞利散射存在强度随机涨落、偏振衰落等问题,导致解调声场不稳定,系统噪声较高。利用在光纤中插入大量反射率不足1/1 000的全同弱光栅阵列替代瑞利散射,使后向光稳定性显著增强,并采用相位载波解调实现了光纤分布式声波传感(distributed fiber acoustic sensor, DAS)系统噪声的压制。实验室测试结果表明,基于全同弱光栅阵列相位载波解调的DAS系统频响范围可达0.1～320.0 Hz,本底噪声平均约为■,满足了地震检波的需求。现场井中VSP地震资料采集实验表明,全同弱光栅阵列采集到的地震数据信噪比约为传统单模光纤分布式采集数据信噪比的2.5～3.0倍,VSP资料质量有显著提升,为下一代新型光纤分布式地震勘探技术提供了一种有效解决方案。     

利用地震方法识别天然气水合物

地震识别技术已广泛地应用于油气田的勘探与开发中。天然气水合物及其所捕集的含气带与围岩有显著的物性差异，我们可以利用地震技术对其进行识别。国外多年的研究成果证明，应用声学方法确定大面积分布的水合物非常有效，因为水合物具有强烈的声反射效应，它的声速很高，大约是海底沉积物的两倍。若水合物下方的沉积物捕集了天然气，其声速会更低，由此产生的反射波具有鲜明的特点。从物理模型出发，探讨了水合物的地震特征，利用地震资料从构造形态，相位特征以及AVO属性等方面对靶区可能存在的天然气水合物进行了判别。     

南海北部天然气水合物成矿区的地球物理异常特征

以南中国海北部天然气水合物勘探区的实际地球物理资料为依据,探讨了天然气水合物矿区的地震反射异常特征、地球物理测井异常特征、地热特征及其之间的关系。研究结果表明,常规地震剖面结合叠后地震属性剖面解释能够有效识别水合物成矿带;水合物声波速度、电阻率与密度等测井曲线的组合分析是判断水合物层赋存的有效途径;通过地震、测井及地热等多种地球物理特征联合分析与融合,能够优化、集成有效的地球物理技术,提高天然气水合物识别的有效性,形成可靠的水合物矿藏预测技术方法。     

含天然气水合物介质地震空白带成因研究

基于弹性波动方程,结合随机介质理论,以渗透型天然气水合物地震空白带的研究为背景,建立了含天然气水合物的非均匀双相孔隙介质模型。利用高阶交错网格有限差分方法,正演计算了地层孔隙度一定时天然气水合物饱和度分别为2%,10%,15%,20%,25%,30%,40%,50%,60%,70%,80%等11种模型的地震响应。通过对正演偏移剖面作定性分析以及相对能量、频率衰减梯度的定量分析可知:当天然气水合物在地层中的赋存状态为不均匀分布时,水合物对反射波的散射效应使反射波能量减弱,形成地震空白带。当赋存的天然气水合物饱和度达到一定值时,由于水合物不均匀体产生的散射波能量增大,在地震空白带内出现"亮点"。同时,地层中非均匀分布的天然气水合物会影响地震剖面中似海底反射(BSR)的形成,这也可以用于解释为什么会在一些勘探实例中存在天然气水合物而无似海底反射的现象。     

一种海洋地震水听器电压灵敏度检测系统

海洋地震水听器电压灵敏度检测系统主要是由主机、功放、声箱和信号采集卡等组成,它具有水听器信号的波形显示、测量结果的图形显示和数据存储功能以及测量精度高、操作简单和成本低等优点。使用该系统有效解决了在室内快速、准确地检测水听器电压灵敏度的技术难题。本文还简要介绍了检测系统的原理、组成及应用。