海底电缆地震勘探综合导航系统设计与研制

海底电缆(ocean bottom cable,OBC)地震勘探是浅海石油地震勘探的主要勘探方法。首先,分析了当前OBC地震勘探作业采用的导航系统存在的问题,并提出了一种新的不仅包含放缆导航作业、电缆定位及野外地震资料采集能力,还满足安全管理需要的系统总体设计和多船分布式设计方案。阐明了系统应包含的中央集中控制和远程控制,地震同步采集控制等主要功能。通过野外应用表明:研制完成的新系统提高了野外作业同步采集精度,实现了船队内部的数据共享和可视化管理,满足了统一生产指挥及安全管理的需要。     

地震勘探用混叠激发控制系统设计与实现

高效混叠采集是一种高精度地震勘探新作业模式,可大幅缩短野外地震勘探作业的周期,降低采集成本,而激发源控制是该新作业方法的核心内容之一,其控制时间的精度和随机性都将直接影响采集资料的品质。提出一种混叠激发控制系统的设计方法,采用基于MAX-7Q、STM32L475、SDINBDG4-16G-XI1等器件的低功耗设计技术,结合周期性启动MAX-7Q模块进行时钟同步算法,使用地震检波器拾取的数据作为种子,生成数值大小、偏差程度可控的随机数作为抖动激发时间。测试结果表明,设计系统的激发控制时间数据的抖动值具有数值大小、范围可控,随机性强的特征,满足混叠激发作业技术需求。     

波动方程优化正演模拟研究

随着勘探目的层的逐渐加深,勘探难度越来越大,尤其是野外地震资料的采集,如果采集参数不合理,后果是不堪设想的。为此,在勘探某一区域时,在对野外采集参数分析优化设计出观测系统后,为确保采集参数和观测系统设计得合理正确,必须建立地质模型进行正演模拟,来检验各项参数。传统的观测系统正演模拟主要使用的是射线追踪理论,射线追踪存在高频近似假设及不能模拟多路径现象,存在着理论缺陷,本文将利用波动方程开发出新的正演模拟方法,收到了良好的效果。     

宽方位三维观测系统的发展现状与趋势

通过分析对比目前生产实践中所使用的几种常见的窄方位与宽方位观测系统、多接收线与重复炮点的宽方位观测系统、陆上水网地区与滩浅海过渡带的宽方位观测系统的参数与属性,说明了三维地震采集宽方位观测系统是现在乃至今后一定时期内应该大力推行的技术。提出了对于道距、线距和炮点距完全规则相等的全方位三维采集观测系统的理想目标,认为海底电缆（OBC）技术、陆上万道采集系统、微机集群技术的推广使全方位、高密度及高覆盖观测系统的三维地震数据采集成为可能。     

南海OBC水听器分量随机噪声性质分析

针对海洋资源勘探受限于采集技术和环境的限制,以及OBC(Ocean Bottom Cable)记录通常含有大量随机噪声,对有效反射信息的辨识带来不利影响,提出了基于序列能量分布的平稳性检验方法,并利用多椎体法对OBC随机噪声的功率谱特性和平稳性进行了分析研究。使用南海某地采集的OBC实际噪声资料作为分析数据集。研究结果表明OBC随机噪声是一种色噪声序列和弱非平稳时间序列,噪声能量主要集中于低频部分。同时结合海洋勘探环境特点,论证了结论合理性,这对OBC随机噪声特性的基础研究具有一定的实际意义和应用前景。     

高分辨率地震野外参数的选取

野外地震资料采集的质量直接关系地震勘探的成败，保证野外资料采集质量的关键是采集参数的选择。参数选择得当，就能有效地拓宽有效波谱带范围，提高有效波的主频，以松辽盆地北部太平屯－宋芳屯高分辨率地震勘探区块的实际地质参数及相应的地震资料为基础，结合前人的工作经验，从地震波运动学的角度，确定了该地区高分辨率地震资料采集的参数，并分析了它对分辨率的影响程度。     

浅层地震勘探中的无线同步装置研究

为更好地解决浅层地震勘探信号采集的时间同步问题,提出一种基于无线网络的浅层地震勘探数据采集系统.设计并完善基于应变式压力传感器的检波装置,以AT89 C51单片机作为主控制器(MCU:MicroController Unit),采用低功耗、高分辨率的16位Σ-A型模数转换芯片AD7705实现数据采集,选用nRF24L01组建无线网络,给出电源模块和稳压电路以实现准确灵活供电.通过确定数据采集系统不同传输距离的实际时间差值,利用地震仪进行时间补偿,从而实现数据采集同步.测试结果表明:系统在测试期间功耗为2 500 mW,无线传输最远距离为94m,延迟时间最短为1.87 ×10-6s.解决了勘探环境恶劣时的复杂布线和同步问题,实现了浅层地震勘探的低功耗、便携式的同步功能.     

海上地震采集观测系统研究现状与展望

随着陆上油气勘探潜力的逐渐下降,石油工业的重心已开始转向海洋。目前,国内外海上油气勘探主要集中
在浅水区,而深水区的油气勘探开发才刚刚起步。为了适应深水区复杂地质构造清晰成像的要求,满足深水区油气资
源的评价、寻找有利勘探目标、提高勘探成功率的需要,有必要加大海上地震勘探采集设计的研究。近20 年来,海上
拖缆观测系统出现了窄方位、多方位、宽方位、富方位、全方位的地震拖缆采集方式。本文针对每种采集方式的观测系
统参数、施工方式和自身的优缺点做了分析和总结,并对宽方位和全方位拖缆采集方式中独具特色的观测系统进行了
详细介绍。最后,对未来海上多船宽方位拖缆观测系统的设计趋势进行了展望,以期推动中国海上拖缆地震采集观测
系统研究的不断快速发展。     

HOW 3D SEISMIC IS CHANGING THE OIL INDUSTRY

介绍了海上三维地震勘探技术的新近发展．包括：１．单震源多道海上拖缆地震勘探，指出这是一种成本较低的、可获得高堵皱数据的新技术，对单震源和双震源两种技术作了分析比较．２．多船—多道海上拖缆勘探技术，认为这是在复杂地质条件下，一种快速、经济的勘探技术，目前大多是利用两条船，每条船拖３条海上电缆进行作业．３．④维地震展望：④维地震本质上是时间推移的三维地震，它可精确地确定油气空间体积、流动方式及运移规律．目前主要用于油藏管理．它可能是下一代的地震勘探技术．     

地震采集的质量监控与评价方法

本文主要介绍了地震采集的质量监控与评价的步骤与方法，着重说明了原来评价体系中不常用的一个阶段。即采用现场质量统计分析的方法。使用质量监控与评价的目的在于控制地震采集质量，从而达到提高野外采集质量，缩短勘探周期降低勘探单住成本。     

拖缆与海缆联合宽频采集设计

传统的海洋地震勘探采用拖缆进行数据采集,拖缆采集数据的信噪比受外部环境影响较大,通过改变拖缆的
沉放深度,可以降低环境对采集地震数据的影响。受国内海洋地震勘探装备作业能力的限制,在中国海域实现海洋宽
频地震采集相对较困难。为了打破这一限制,探讨了拖缆与海缆联合宽频采集设计的方法,对联合采集的参数论证、
面元合并、羽角对宽频的影响和深度优化求解等4 项关键技术进行了分析。在参数论证方面,论证了如何通过最浅目
的层深度设计线间距的方法;针对拖缆和海底电缆检波器间距差异设计了面元合并方案,同时考虑了面元合并对信噪
比的改变;在羽角存在的情况下,讨论了横向变化率对采集数据限波点频率和能量的影响;最后论述了深度变化试验
求取拖缆最优沉放深度的方法。通过对拖缆与海底电缆联合宽频采集设计4 项关键技术的分析,搭建了拖缆与海缆
联合宽频采集设计的基本流程。     

浅层地震勘探中的无线同步装置研究

为更好地解决浅层地震勘探信号采集的时间同步问题, 提出一种基于无线网络的浅层地震勘探数据采集系统。设计并完善基于应变式压力传感器的检波装置, 以AT89C51单片机作为主控制器（MCU: Micro Controller Unit), 采用低功耗、 高分辨率的16位Σ-Δ型模数转换芯片AD7705实现数据采集, 选用nRF24L01组建无线网络, 给出电源模块和稳压电路以实现准确灵活供电。通过确定数据采集系统不同传输距离的实际时间差值, 利用地震仪进行时间补偿, 从而实现数据采集同步。测试结果表明： 系统在测试期间功耗为2 500 mW, 无线传输最远距离为94 m, 延迟时间最短为1.87×10^-6 s。解决了勘探环境恶劣时的复杂布线和同步问题, 实现了浅层地震勘探的低功耗、便携式的同步功能。     

基于压缩感知的地震观测系统设计及数据重建

在陆上油田,受地表障碍物限制,常规的基于规则采样理论的地震数据采集越来越难以实现,同时为了解决越来越复杂的地质问题,需要更密集的空间采样,造成地震勘探成本急剧上升。为了适应复杂的地表条件和节省勘探成本,本文研究基于压缩感知理论设计随机地震观测系统,利用高维空间低秩约束算法完成随机地震数据的高密度规则化重建,通过理论模型对方法进行了验证,结果表明在同样采样密度下,该方法能获得比规则采样更好的成像效果,为当前东部老油区的高效高密度地震勘探探索一条新途径。     

三维地震勘探在新疆戈壁区的应用及研究

本文以新疆某煤矿在戈壁区的三维地震勘探为例,阐述了在戈壁区进行野外数据采集、资料处理和资料解释中所采用的主要技术措施及取得的地质成果。经井下巷道资料验证,三维地震的勘探精度较高。     

鄂南黄土塬高密度地震勘探关键技术

鄂尔多斯盆地南部黄土塬地区表层结构复杂,地震波吸收衰减严重,纵向目标层系多,构造幅度低,储层微断裂发育、非均质性强、预测精度低,岩溶孔隙及断缝尺度小,难以识别。为此,在该地区系统开展了高密度三维地震采集、目标处理、综合解释一体化技术攻关。基于地质效果优化采集方案设计,采用小组合、适中面元、宽方位、高覆盖的观测系统,应用井震联合宽频激发与全节点接收,在保障地震资料一定信噪比的基础上进一步提高分辨率。在保真、保幅的前提下,应用高精度融合静校正技术、特色噪声衰减技术及煤层屏蔽下弱信号成像技术,获得了高品质的地震资料。针对断缝体及上古生界成藏主控因素的地震地质特点,建立了高分辨率储层预测、高精度断裂识别与圈闭描述技术,最终形成了一套黄土塬高质高效地震勘探关键技术体系。将该技术应用于鄂尔多斯盆地南部HS工区高密度三维地震勘探,获得了高品质的地震资料,取得了较好的勘探效果。     

南川复杂构造带常压页岩气变密度三维地震采集技术的实践与认识

重庆南川地区五峰-龙马溪组常压页岩气资源潜力大,发展前景广阔。该区具有复杂近地表和复杂构造的"双复杂"特征,地震资料品质差,采集成本高,制约了页岩气的勘探开发工作。深入分析前期资料,总结了该区地震采集的主要影响因素,将南川地区划分为"砂岩地表、向斜构造区""灰岩地表、斜坡构造区"和"灰岩地表、高陡构造区";提出了统一排列片接收、分区不同密度炮点激发的变密度三维观测系统设计,与前期施工方法相比,采集成本降低约13.56%;优化地震激发接收参数,提高了原始单炮品质;采用基于高清航测影像和全局寻优原则的激发点优化设计,提高全区整体资料品质及施工效率。2020年阳春沟变密度三维获得较高信噪比地震反射资料,落实该区构造格局。该技术适用于四川盆地周缘地表、地下"双复杂"区页岩气的地震采集。     

分布式光纤声波地震波勘探技术

随着常规和易采油气资源日渐减少,勘探开发复杂地质油气资源,对降低我国油气对外依存度,保障国家能源安全发挥着越来越重要的作用。复杂地质油气藏具有储层更薄、更深,非均质性更强等特性,现有地震波检测技术难以实现有效勘探。设计了一种用于油气地震波勘探开发的分布式光纤声波监测系统,使用光缆作为传感器来检测声音信号,采用基于背向瑞利散射的相位调制解调技术,实现了10 m的空间分辨率、-145.35 dB的声压灵敏度的测试,并进行了地震弹炮实地勘探,完成了地震波信号采集处理,获得了清晰的地层反演信息。     

基于目的层反射能量二次导数的炮检距设计

在地震勘探中,观测系统的设计对提高采集资料的品质起着至关紧要的作用。常规的观测系统设计方案已经无法满足现阶段复杂的地形需求,针对复杂地区提出了基于目的层反射能量二次导数的炮检距设计思路。在地震照明的基础上,构建地质模型进行数值模拟,根据观测系统接收目的层能量最大及效率最高的原则,将积累能量和能量导数结合起来,设计最大炮检距。通过对塔西南复杂山地地区实际资料建立模型的模拟实验,推断出观测系统的最大炮检距,为复杂地区的最大炮检距设计提供了新的方法和手段。     

基于GPS的海底电缆二次定位测量系统

讨论了二次定位中声波定位方法和初至波定位方法误差的来源,指出由于多台GPS设备在不同的船上工作,众多设备统筹协调不好是造成二次定位存在较大系统误差的重要原因。在863课题支持下,开发了基于GPS的海上物探测量系统,该系统能统筹管理多台设备,实时完成导航、资料处理、绘图等多项功能,对提高生产效率,降低系统误差起到了重要作用。