论文部分内容阅读
上个世纪90年代开始，海洋油气勘探取得巨大进步，尤其在深水(500-2000m)与超深水(＞2000m)领域的油气勘探和开发技术不断取得新的进展。新的开发区块主要集中在墨西哥湾、英国北海、西非和巴西外海等地区，其他地区海洋深水勘探刚刚处于开发初期。已经生产的深水油气产量约占海洋油气总储量的5％，进一步发掘潜力巨大。从海底工程领域到海洋地球物理勘探领域，都需要新的技术去解决新的难题。 在海洋海底工程领域，如何通过海洋声波探测数据获取海洋浅层沉积物类型是海洋声学探测的难题，同时也是海洋地球物理调查方面的普遍性问题。本文通过水槽实验进行10kHZ和20kHZ主频声波在水泥、卵石、粗砂、细砂和淤泥介质基底的相似比物理模拟，克服了实验室样本检测的物理条件失真性和实际海洋实验的低信噪比缺点。通过计算分析实验数据发现:综合加权平均频率、瞬时品质因子和甜点属性可以很好的区分海底浅层沉积物的类型;其中加权平均频率属性在5种介质上呈阶梯变化，细砂的加权频率属性与粗砂和淤泥有很大的交集;瞬时频率属性可以最有效的区分水泥介质、卵石介质和其他三种介质，而在粗砂、细砂和淤泥的识别上能力有限;甜点属性可以区分水泥、粗砂和淤泥三种介质，而对于细砂和淤泥无法进行精确的划分。研究填补了这一领域的空白，为利用海洋超声和多波束方法直接对海底浅层介质物性探测划分提供直接参考参数;并为用海洋地震数据识别海底浅层沉积物提供物理实验基础。进一步的，通过对海洋物理模拟声波实验的数据处理和系统分析，引出了在海洋数据处理中受到普遍关注的两个问题:声波在海水中的能量衰减和噪音压制问题。 声波在海水中传播存在着能量衰减现象，并且仅仅依靠海洋物理的声学知识很难有针对性的解决相对局域、小尺度和具有观测系统参数的地震波衰减问题，尤其在海洋OBC/OBS/OBN地震勘探的实际应用领域，需要对海水中的地震波衰减和能量不均衡现象进行深入的分析，并提出有效的解决方法。此外，海洋多分量地震数据中，存在大量的噪音，包括最主要的鬼波和多次波，这些规则干扰的噪音在实际地震信号记录上会严重干扰有效波的成像和分析。针对4C地震数据特点，必须建立一套行之有效的多分量地震数据压制鬼波和下行多次波的方法和工作流程。 首先，通过研究海洋物理参数，建立一套利用海洋调查物理数据（温度、盐度、深度和纬度）计算海水中声波速度场和密度分布的基本方法和流程;其次，结合实际地震数据道头信息，研究解决由于测网布置和海水深度导致的地震记录不同道震源能量不一致现象，求取地震道能量均衡补偿办法;最后，通过综合建立的海水速度场信息和OBC多分量地震数据，求取不同地震道的透射补偿因子，等效的将震源和检波器置于近似同一海底平面之上，对OBC多分量地震信号进行有效的补偿。 在多分量地震数据压制鬼波方面，首先，根据OBC压力分量和垂直分量检波器接收信号原理和转换方法的不同，提出利用标准化后的相关系数方法自动扫描求取垂直分量的尺度转换因子，使其在振幅尺度上不断趋近于压力分量数据。利用相关分析和反射系数分析对每一个地震道进行扫描，使垂直分量和压力分量地震道在相位上达到最优化一致性，从而进行压力分量和垂直分量的叠加（PZ叠加），分离出鬼波和下行多次波，得到最佳的纵波数据。其次，采用绝对振幅比扫描的方法，求出压力分量和水平分量地震数据之间的尺度转换因子，利用分离出的鬼波和下行多次波，压制其在水平分量地震数据上的干扰，突出PS波有效信号。 通过前期的研究成果，分别分析全球8个潜在含油气海区的海水物性信息，建立了一套适用于实际海洋地震调查分析的地震测网布置参数数据。此外，根据不同的海洋地震调查尺度和目标，建立了在不同分辨率下，达到不同速度分析精度的地震测网布置方法，并对几大海区的海水透射损失情况进行了研究。