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1、地震勘探在海洋石油勘探中的基地震勘探在海洋石油勘探中的基本原理和本原理和 OBSOBS 技术的介绍技术的介绍学生姓名学生姓名 学学 号号 指导教师指导教师 学学 院院 专业班级专业班级 - 0 -目录目录引言.- 2 - 一、 海洋地震勘探.- 4 - 1.1 测量原理- 4 - 1.2 数据处理和资料解释方面- 5 - 1.3 海洋地震波的激发- 5 - 二、OBS 介绍- 6 - 1、OBS 勘探原理- 6 - 1.1 海底地震仪（Ocean Bottom Seismograph，OBS）- 6 - 1.3 OBS 海底地震勘探- 8 - 2、OBS 应用原理- 11 - 3、OBS 工作
2、流程- 13 - 3.1 海上作业前.- 13 - 3.2 数据采集- 14 - 3.3 数据处理.- 15 - 3.3.1 OBS 时间校正- 16 - 3.3.2 几何扩散校正.- 17 - 3.3.3 野外静校正.- 20 - 3.3.4 叠加.- 20 - 3.3.5 增益应用.- 20 - 3.3.6 滤波.- 20 - 3.3.7 预测反褶积.- 21 - 3.3.8 PS 波速度分析- 22 - 3.3.9 OBS 数据震相拾取- 23 - 3.3.10 OBS 数据反演处理与速度模型的建立.- 25 - 三、 海洋物探船.- 27 - 1、物探船船队状况.- 27 - 四、导航
3、定位.- 27 - 五、 OBS 在海洋油气资源探测中的发展趋势.- 28 - 结束语.- 30 - 参考文献.- 31 - 1 -引言引言本学期我们学习了反射波地震勘探原理和资料解释，从地震波的概念、 形成与传播、时距曲线以及地震资料的野外采集、解释进行了学习，初步了解 了地震勘探的基本原理与方法。实习课上，在老师的指导下，学习了地震勘探 软件的使用。本文将从地震勘探在海洋石油中的基本原理及方法来进行介绍。 从 19 世纪中叶，马利特用人工激发的地震波来测量弹性波在地壳的传播速 度为地震勘探萌芽的开始，经历了数百年的应用与发展，地震勘探已经在生产 生活的各个领域发挥着越来越多、越来越重要的作
4、用。 中国于 1951 年开始进行地震勘探，并将其广泛的应用于石油与天然气、煤 田勘探、工程地质勘查以及金属矿的勘查当中。 从国内外的近几十年勘探实践表明，没有物探技术的进步，就没有更多圈 闭的发现，就没有钻探成功率的提高，也就更不会有油田和储产量的快速增长。宏观看，物探的作用在勘探阶段是客观的目标评价，在开发阶段是精细的 油藏描述。因此，油气勘探开发离不开地震技术和地震技术的进步与发展。如 果说勘探技术是石油工业的第一生产力，那么物探技术就是获得油气储量的第 一直接生产力。 纵观近些年的勘探技术的具体运用，最常见的莫过于地震勘探，所谓地震 勘探就是通过人工方法激发地震波，研究地震波在地层中传
5、播的情形，以查明 地下的地质构造，为寻找油气田或其它勘探目的服务的一种物探方法！ 21 世纪是海洋的世纪，海洋对于人类，对于中国未来几十年甚至数百年的 发展的重要性非同小可。目前，石油已经成为世界各国发展中必不可少的战略 性资源，世界各国对石油资源的消费量逐年递增，据统计和预测，全世界石油 消费在 1990 一一 2010 年将以每年 1.3%的速度增长;国土资源部的资料显示， 近十年来，我国原油消费量以年均 5.7%的速度增加，高出全世界石油消费总增 长速度 4.4 个百分点。近几年来，我国对石油的需求量越来越大，国内石油产 量和需求量之间的差距日益拉大，1993 年我国成为石油净进口国;2
6、000 年我国 原油产量是 1.5 亿吨，进口 5983 万吨;2003 年产量 1.7 亿吨，进口 9112 万吨， 预计 2016 年我国原油需求缺口将达到 2 亿多吨。目前，我国已经成为世界第二 大石油消费国。为了解决石油需求缺口逐年加大的问题，必须从三个方面来考 虑:一是加强勘探，增加国内石油储量和产量;二是进口;三是促进海外石油投资， 建立海外石油基地。 而作为资源勘查专业的学生的我认为第一项：加强石油勘探是重中之重。 中国现有的几大油田：如塔里木油田、延长油田、中原油田、长庆油田、 胜利等等所开发的绝大部分为陆相生油盆地。据数据调查，世界上 70%的油田 是海相生油盆地。 而中国拥
7、有着 299.3 万平方公里的海域面积，有着珠江三角洲盆地，渤海 湾盆地，东海盆地以及广阔的还未详细勘察的南海。这里面蕴藏着丰富的油气 资源 和可燃冰资源。可以为我们国家未来近百年的发展奠定坚实的资源基础。 海洋蕴藏着很多丰富的资源、宝藏，随着生产技术的日趋进步，世界各国- 2 -(包括中国在内)目前都在积极寻求开发海洋资源，在海洋的勘探开发中离不开 物探， 而且运用最广泛也最有效的是地震勘探。地震勘探是近代发展变化最快的地球物理方法之一，它的原理是利用人工 激发的地震波在弹性不同的地层内的传播规律，来勘探地下的地质情况。在地 面某处激发的地震波向地下传播时，遇到不同弹性的地层分界面就会产生反
8、射 波或折射波返回地面，用专门的仪器可记录这些波，分析所得记录的特点，如 波的传播时间、振动形状等，通过专门的计算或仪器处理，能较准确地测定这 些界面的深度和形态，判断地层的岩性，是勘探含油气构造甚至直接找油的主 要物探方法，也可以用于勘探煤田、盐岩矿床、个别的层状金属矿床以及解决 水文地质、工程地质等问题。- 3 -1 1、海洋地震勘探海洋地震勘探在茫茫大海里寻找石油最有效的技术方法是地球物理方法，其中主要是地 震勘探方法。近几十年来，随着电子计算机的广泛应用，海洋地震勘探的数据 采集和装备得到了极大的改进，数据处理技术和解释方法也得到迅速的发展。 在油气勘探中，利用地震资料不仅能确定地下的
9、构造形态、断裂分布，而且能 了解地层岩性、储层厚度、储层参数甚至能直接指示地下油气的存在。在油气 开发中，地震资料同测井、岩芯资料以及其它地下地质资料相结合能对油藏进 行描述和监测。地震技术远远超出了石油勘探领域，已向石油开发和生产领域 渗透。用于寻找海上石油的地震反射法，和陆地的地震反射法相比，在方法基本 原理、资料处理和解释方法等方面基本上是一样的。其中， 1.11.1 测量原理测量原理图 1-1 地震波传播路径在这类方法中，地震波在介质中传播的物理模型如图 1 所示。从激发点激 发出的弹性波投射到反射界面上产生反射波，其条件是：入射角 等于反射 角 。能够形成反射的界面，必须具备这样的条
10、件，即在弹性波垂直入射时， 界面R上的反射系数不等于零。 公式 式（1-1） 11p22p1v1-p2v2Rvvp- 4 -公式（1-1）中 p、v 分别为地层的密度和弹性波的传播速度，它们的乘积 称为波阻抗，角标 1、2 分别表示界面上下的地层。因此，反射界面存在的条件 为：p2v2p1v1。所以,反射界面也称为波阻抗界面。反射波返回地表，为检波 器(s1，s2，s3，)接收，并由地震仪记录下来。反射地震记录内包含着多种 信息，其中反射波的旅行时间和震源到检波器之间距离的关系，称为时距曲线 t(x)。用时距曲线可反演出地下反射界面的几何形态（地质构造）；而在地震 反射信息中，还包含有地震波的
11、振幅、相位、频率、速度、极性以及其他一些 参数，表现出反射波的动力学特点，它能给出地层岩性的特征，有助于判断沉 积环境，甚至还能给出油气的直接指示。1.21.2 数据处理和资料解释方面数据处理和资料解释方面 对共深点反射记录磁带，必须应用电子计算机处理。机器完成动静校正、 振幅调整、滤波、相关和组合等程序之后，再分别进行水平叠加、偏移叠加和 振幅保持，提供水平叠加时间剖面、偏移叠加时间剖面，作为常规处理成果。 根据时间剖面图和时间深度转换关系编制反映某个地震层位空间展布的构造 图。在有利构造上进行反射振幅比、瞬时振幅、瞬时相位、瞬时频率、子波反 褶积、伪声阻抗和烃类检测（亮点技术）等特殊处理，
12、并进行速度分析和层速 度计算，提取各种地震参数，进而利用地震波的动力学特点来研究地层的岩性， 为发现地层圈闭或隐伏油气藏提供依据。 但在野外工作方面，由于海洋与陆地有很大的差别，海上地震工作也有许 多特殊性。海上地震工作是以地震队(船)的组织形式来完成的。可把地震仪器 安装在船上，使用海上专用的电缆和检波器，在地震船航行中连续地进行地震 波的激发和接收。而现在我们在海洋地震勘探方面广泛应用的是 OBS 技术。1.31.3 海洋地震波的激发海洋地震波的激发 关于海洋地震波的激发人们首先想到的是海上震源，最早的海上震源是简 单地把陆上炸药震源引入到海上，但很快暴露出了它的缺陷：炸药在海水中爆炸会产
13、生气泡效应，为了不产生重复冲击，要通过试验 确定炸药的最佳沉放深度；施工不方便，它不能自动化操作，人工操作很危险；对环境污染严重，尤其是对鱼类的伤害。 在非炸药震源出现之后，炸药震源就在海洋勘探中迅速消失了。空气枪是 目前常规地震勘探中占了主导地位： 空气枪震源是将压缩空气在短暂的瞬间内释放于水中，可以和炸药爆炸一 样，形成气泡并造成强烈的地震震动。海洋地震勘探中使用的各种空气枪的具 体 结构不完全一样，但它们的工作原理可概括如下：空气压缩将空气送进空气枪 的气室中并达到一定的压力。工作时， 用电磁阀打开气室，其中的压缩空气即 迅速进入水中形成气泡，造成振动。海上地震工作具有下述几方面的特点：
14、 1使用非炸药震源，如空气枪。 2野外记录数字化，使用 96、120、240、480、720、或 960 道数字地震仪。 3使用等浮数字电缆。为了适应高覆盖的需要，等浮电缆的道数不断增加。- 5 -4一般为单船作业，记录仪器和震源在同一条船上，目前多船作业也逐渐增多。5采用高次覆盖，例如在部分海域的地震勘探最高已达 120 次。6采用导航定位技术实时确定船的位置和炮点的位置。图 1-2 海洋地震勘探流程示意图二、二、OBSOBS 介绍介绍1 1、OBSOBS 勘探原理勘探原理OBS 作为广角地震的一种，较海洋调查中其它常规地震方法的显著特点和 优势在于它实现了海洋地震的海底接收，这样就避免地层
15、返回来的地震波能量 在海水中的大量吸收和衰减，并可同时记录来自地壳中的 P 波和转换 S 波信息， 且海底是较为安静的环境，这样就大大提高了所得数据的信噪比，减少了反演 结果的多解性。此外 S 波数据采集的实现使我们可以探讨地壳的物质组成，这 在相对缺少岩石证据的海区具有重要的意义。1.11.1 海底地震仪海底地震仪（Ocean Bottom Seismograph，OBS） 海底地震仪是一种将检波器直接放置在海底的地震观测系统，在海洋地球 物理调查和研究中, 既可以用于对海洋人工地震剖面(短周期)的探测,也可以用 于对天然地震(长周期或宽频带)的观测,是研究边缘海和大洋深部结构的有效手 段。
16、其探测和观测结果可以用于研究海洋地壳和地幔的速度结构及板块俯冲带、 海沟、海槽演化的动力学特征,也可以用于研究天然地震的地震层析成像以及地 震活动性和地震预报等。目前美国、英国、日本等国家已纷纷投入大量人力物 力进行海底地震仪的研制和应用研究。在我国，虽然曾有部分单位通过国际合 作等方式开展过少量的人工剖面探测方面的工作,但总体来说这方面工作尚处于 起步- 6 -阶段, 我国的 OBS 观测系统仍处于研制和试验阶段。1.21.2 设计海底地震仪时的原则设计海底地震仪时的原则 （1）要保证地震仪与海底有良好的接触。部分海底的覆盖物并不是岩石,而是软沉积物,因而要想获得良好的数据记录,必须使地震仪与海底有良好的接触。（2）为了捕捉小震或远震, 海底地震仪需要有高度的灵敏性。整机的设计要求
