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海洋深部地震勘探技术

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海洋 地震 勘探 技术
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收 稿 日 期 :2000 02 24 ;修 订 日 期 :2000 09 11作 者 简 介 :牛 滨 华 (1953 —   ) ,男 ,博 士 ,教 授 ,博 士 生 导 师 ,应 用 地 球 物 理 专 业 ,主 要 从 事 地 震 波 传 播 、 数 据 处 理 和地 球 物 理 综 合 解 释 教 学 及 科 研 工 作 。基 金 项 目 :海 洋 863205203 和 863205202 重 大 课 题 ;国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 (49974028) ;同 济 大 学 海 洋 地 质 、地 球 物 理 国 家 重 点 开 放 实 验 室 资 助 项 目海 洋 深 部 地 震 勘 探 技 术牛 滨 华 1 ,孙 春 岩 1 ,张 中 杰 2 ,沈   操 1(中 国 地 质 大 学 ,北 京 100083 ;21 中 国 科 学 院 地 质 与 地 球 物 理 所 ,北 京 100101)摘   要 :从 国 内 外 海 洋 油 气 资 源 的 勘 探 开 发 来 看 ,海 洋 (中 )深 部 地 震 勘 探 技 术 是 海 洋 探 测 和 油气 勘 探 的 一 种 支 柱 技 术 ,也 是 获 取 海 洋 环 境 、 资 源 、 能 源 、 权 益 信 息 的 重 要 技 术 手 段 。 由 于 海 洋地 质 构 造 的 复 杂 性 ,海 洋 (中 )深 部 地 震 勘 探 技 术 具 有 其 自 身 的 特 殊 性 ,主 要 表 现 在 数 据 采 集 和数 据 处 理 两 个 方 面 。 文 中 阐 述 了 海 上 中 深 层 单 分 量 地 震 勘 探 数 据 采 集 和 处 理 方 面 的 若 干 关 键技 术 。 数 据 采 集 包 含 :震 源 特 性 、 电 缆 质 量 、 高 分 辨 率 大 动 态 范 围 的 24 位 数 字 地 震 仪 、 合 理 的 观测 系 统 、 设 计 参 数 选 择 和 仪 器 接 收 记 录 因 素 的 选 择 。 数 据 处 理 中 有 :静 校 正 、 吸 收 补 偿 、 压 制 多次 波 等 干 扰 、 多 次 折 射 波 的 消 除 和 偏 移 等 。 文 中 列 举 的 若 干 重 点 技 术 ,特 别 是 在 采 集 处 理 方 面的 相 关 问 题 也 是 国 际 上 研 究 的 重 点 和 难 点 。 发 展 海 上 中 深 部 地 震 勘 探 技 术 ,可 以 提 高 我 国 海 上油 气 资 源 勘 探 和 地 质 调 查 的 整 体 水 平 ,增 加 国 际 上 的 竞 争 实 力 。关 键 词 :海 洋 深 部 ;油 气 资 源 ;地 震 勘 探 ;数 据 采 集 ;数 据 处 理中 图 分 类 号 : 6   文 献 标 识 码 :A   文 章 编 号 :1005 2321 (2000) 03 0274 08我 国 有 近 300 万 管 辖 海 域 ,50 年 来 ,特 别 是 一 期 海 洋 863 计 划 实 施 以 来 ,我 国 海洋 地 质 调 查 和 资 源 勘 探 水 平 有 了 长 足 进 步 ,取 得 了 许 多 有 意 义 的 成 果 。 在 此 基 础 上 ,面 向21 世 纪 ,我 们 要 继 续 发 展 不 断 提 高 。基 于 海 洋 能 源 、 环 境 、 国 家 权 益 ,本 文 结 合 国 内 外 有 关 文 献 资 料 ,围 绕 海 洋 区 域 构 造 与 物质 环 境 、 基 础 地 质 调 查 ,特 别 是 我 国 海 洋 油 气 资 源 勘 探 现 状 及 发 展 趋 势 ,提 出 了 发 展 我 国 海洋 (中 )深 部 地 震 勘 探 技 术 的 认 识 和 观 点 。 发 展 这 一 技 术 ,会 使 我 国 海 洋 地 震 探 测 和 资 源 勘探 技 术 整 装 性 、 系 统 性 臻 于 完 善 ,有 力 促 进 我 国 海 洋 探 测 和 资 源 勘 探 整 体 技 术 水 平 的 提 高 。海 洋 (中 )深 部 地 震 勘 探 技 术 同 常 规 海 洋 地 震 勘 探 技 术 是 有 区 别 的 ,有 其 自 身 的 特 殊 性 。 文中 提 出 了 海 洋 (中 )深 部 地 震 勘 探 的 主 要 技 术 要 求 ,叙 述 了 主 要 研 究 内 容 和 关 键 问 题 。1   海 洋 深 部 地 震 勘 探 研 究 意 义深 部 地 震 勘 探 中 的 “ 深 部 ” 定 位 是 一 个 “ 相 对 的 动 态 ” 概 念 。 我 国 海 上 主 要 沉 积 盆 地 厚 度—472—第 7 卷 第 3 期2000 年 9 月地 学 前 缘 (中 国 地 质 大 学 ,北 京 )7 3 2000一 般 为 4 000~ 6 000 m ,盆 地 沉 积 基 底 最 厚 可 达 8 000~ 12 000 m。 鉴 于 上 述 情 况 及 阶 段性 的 发 展 需 要 ,目 前 海 洋 深 部 地 震 勘 探 技 术 现 状 是 穿 透 能 力 一 般 为 4 000~ 6 000 m (大 约315 s)的 海 上 地 震 资 料 采 集 、 处 理 、 解 释 技 术 。 实 现 勘 探 盆 地 目 标 是 区 域 沉 积 底 界 面 反 射 同相 轴 在 时 空 位 置 正 确 前 提 下 能 够 辨 认 ,较 为 清 楚 或 清 楚 。发 展 海 洋 深 部 地 震 勘 探 技 术 主 要 有 两 个 目 的 : (1)带 动 并 促 进 我 国 海 洋 基 础 地 质 调 查 与研 究 事 业 的 发 展 。 这 里 包 含 海 洋 区 域 地 质 构 造 与 物 质 环 境 、 生 态 环 境 、 周 边 海 域 海 洋 岩 石圈 、 上 地 幔 等 地 质 问 题 的 调 查 和 研 究 。 (2)完 善 我 国 海 洋 油 气 资 源 地 震 勘 探 技 术 ,改 变 我 国现 有 的 地 震 剖 面 上 难 以 识 别 厚 度 较 深 、 内 部 结 构 复 杂 的 一 类 盆 地 形 态 的 局 面 ,为 在 整 体 上 深入 系 统 的 大 背 景 下 ,从 宏 观 的 视 野 认 识 我 国 海 域 油 气 资 源 的 规 律 性 ,进 而 指 导 海 洋 油 气 勘 探工 作 。 上 述 两 个 目 的 既 有 联 系 又 有 所 区 别 ,中 深 部 地 震 若 作 为 一 种 适 用 技 术 所 提 供 的 信 息对 两 种 目 的 应 该 是 共 享 的 。 它 提 供 的 信 息 应 该 既 可 以 用 于 海 洋 基 础 地 质 调 查 研 究 ,也 可 以用 于 海 洋 油 气 资 源 勘 探 ,因 为 海 洋 基 础 地 质 调 查 研 究 可 以 从 大 背 景 大 环 境 时 空 动 态 关 系 上服 务 于 油 气 勘 探 。 另 外 ,基 于 信 息 使 用 目 的 的 不 同 ,在 深 部 地 震 数 据 采 集 、 处 理 和 解 释 等 技术 环 节 上 会 存 在 一 定 的 差 异 性 ,这 也 是 需 要 加 以 探 索 和 研 究 的 问 题 。 本 文 以 上 述 两 个 目 的为 线 索 ,重 点 讨 论 海 洋 (中 )深 部 油 气 地 震 勘 探 技 术 。(1)在 “ 九 五 ” 国 家 863 海 洋 领 域 高 新 技 术 基 础 上 ,发 展 以 “ (中 )深 部 地 震 探 测 技 术 ” 为 主的 系 列 技 术 是 我 国 海 洋 地 质 调 查 和 资 源 勘 探 技 术 水 平 整 装 性 和 系 统 性 发 展 的 需 要 和 趋 势 。地 震 技 术 是 世 界 公 认 的 “ 海 洋 探 测 和 资 源 勘 探 ” 最 重 要 的 技 术 之 一 。 在 “ 九 五 ” 国 家 863海 洋 领 域 高 新 技 术 计 划 中 ,海 洋 地 震 高 新 技 术 作 为 战 略 重 点 突 出 发 展 ,有 所 选 择 地 研 究 开 发了 适 用 于 浅 、 中 海 域 及 浅 、 中 、 深 地 层 范 围 的 地 震 高 新 技 术 ,例 如 :海 洋 地 形 地 貌 多 波 束 探 测技 术 ,海 洋 中 深 部 高 分 辨 率 地 震 勘 探 技 术 ,海 洋 多 波 地 震 勘 探 技 术 。 它 们 都 取 得 了 有 意 义 的成 果 。 但 是 ,在 提 供 沉 积 盆 地 深 部 底 界 面 时 间 和 空 间 形 态 信 息 方 面 ,地 震 技 术 还 不 能 完 全 满足 要 求 ,尤 其 是 纪 录 时 间 大 于 215 s 以 后 。 因 此 ,有 必 要 在 上 述 863 基 础 上 ,从 技 术 的 完 整性 、 系 统 性 上 进 一 步 充 实 发 展 我 国 的 海 洋 深 部 地 震 勘 探 技 术 。(2)藉 助 于 “ 十 五 ” 国 家 863 海 洋 领 域 高 新 技 术 的 支 撑 ,发 展 “ 海 洋 (中 ) 深 部 地 震 勘 探 技术 ” , 对 海 洋 国 土 资 源 大 调 查 给 与 支 撑 并 发 挥 重 要 作 用 ,给 国 家 在 更 大 深 度 和 广 度 层 面 上 提供 海 洋 地 质 、 油 气 资 源 、 权 益 信 息 。地 震 是 获 取 海 洋 地 层 信 息 的 支 柱 技 术 。 我 国 目 前 开 展 的 新 一 轮 国 土 资 源 大 调 查 ,300万 蓝 色 国 土 、 海 洋 地 质 和 资 源 的 大 调 查 需 要 中 、 深 地 层 地 震 高 新 技 术 给 与 支 撑 并 发挥 作 用 。 海 洋 中 深 部 信 息 会 促 进 海 洋 物 质 环 境 、 地 层 结 构 、 洋 壳 运 动 、 海 洋 岩 石 圈 、 上 地 幔 等海 洋 基 础 地 质 问 题 的 研 究 。 海 洋 (中 )深 部 地 震 勘 探 技 术 可 以 在 更 大 深 度 和 广 度 层 面 上 对 中国 海 盆 地 系 统 的 、 大 区 域 的 油 气 资 源 研 究 提 供 需 要 的 信 息 ,因 而 会 在 宏 观 上 促 进 和 提 高 中 国海 盆 地 勘 探 战 略 认 识 和 理 论 依 据 研 究 的 发 展 。 例 如 ,除 新 生 代 陆 相 油 气 田 外 ,还 应 该 考 虑中 、 古 生 代 海 相 油 气 资 源 。 这 些 工 作 对 维 护 国 家 权 益 会 发 挥 应 有 的 作 用 。 随 着 近 海 、 浅 海 探测 和 浅 (中 )层 油 气 资 源 勘 探 的 展 开 及 发 展 ,向 海 洋 中 深 部 开 展 探 测 和 油 气 资 源 勘 探 工 作 是今 后 的 发 展 趋 势 。 我 国 陆 上 地 球 探 测 及 信 息 处 理 技 术 的 发 展 正 是 遵 循 了 由 浅 (中 )层 到 中 深部 、 由 简 单 到 复 杂 的 发 展 过 程 。(3)地 球 科 学 20 世 纪 的 发 展 历 史 证 明 ,地 球 物 理 一 直 起 着 先 导 作 用 ,在 海 洋 领 域 尤 其 如此 。—572—2000 ,7 (3)  地   学   前   缘  勘 探 技 术 与 测 试 方 法重 视 并 积 极 发 展 以 “ 海 洋 (中 )深 部 地 震 勘 探 技 术 ” 为 主 的 系 列 高 新 技 术 ,能 够 带 动 和 相互 促 进 海 洋 地 球 物 理 和 勘 探 的 地 球 化 学 等 相 关 方 法 技 术 的 发 展 ,使 我 国 海 洋 探 测 和 资 源 勘探 地 球 物 理 技 术 的 整 体 水 平 迈 上 一 个 新 的 台 阶 。 我 国 陆 上 地 球 探 测 及 信 息 处 理 技 术 的 整 体发 展 演 变 说 明 了 这 种 带 动 和 相 互 促 进 关 系 。2   国 外 海 洋 深 部 地 震 勘 探 技 术 研 究 现 状 及 发 展 趋 势海 洋 (中 )深 部 地 震 探 测 和 资 源 勘 探 技 术 的 发 展 ,其 最 基 本 的 动 因 来 源 于 人 类 生 存 发 展对 海 洋 环 境 、 气 候 、 资 源 、 工 程 、 灾 害 防 治 ,特 别 是 海 洋 油 气 资 源 的 需 求 的 依 赖 。海 洋 油 气 资 源 占 海 洋 资 源 总 产 值 一 半 以 上 。 1950 年 全 球 海 洋 油 气 产 量 仅 占 世 界 石 油总 产 量 的 515 % ,1995 年 达 到 23 % ,目 前 已 达 到 30 %以 上 。 石 油 和 天 然 气 是 世 界 范 围 内 得到 广 泛 开 发 利 用 的 海 洋 资 源 。已 有 研 究 显 示 ,绝 大 部 分 油 气 盆 地 的 形 成 与 发 展 均 受 到 地 球 深 部 动 力 过 程 及 构 造 的 控制 与 制 约 ,并 且 深 部 流 体 对 成 岩 和 成 矿 有 着 重 要 作 用 。 最 典 型 的 例 子 是 欧 洲 委 员 会 非 核 能源 研 究 与 开 发 计 划 深 部 储 集 体 地 质 领 域 内 所 资 助 的 划 。 该 计 划 于 1989 年 开 始实 施 ,研 究 来 自 岩 石 圈 内 对 域 油 气 盆 地 的 综 合 地 球 科 学 响 应 ,其 主 要 目的 是 研 究 沉 积 盆 地 结 构 与 深 部 地 壳 结 构 的 关 系 、 区 域 构 造 与 盆 地 形 成 历 史 如 何 决 定 盆 地 的性 质 、 形 成 与 发 展 过 程 以 及 地 壳 与 上 地 幔 内 流 体 作 用 ,以 提 高 欧 洲 油 气 资 源 的 评 价 与 描 述 的全 面 性 与 可 靠 性 。 该 计 划 所 获 得 的 地 震 剖 面 一 般 都 大 于 10 s ;最 深 的 可 以 达 到 20 多 s。 这些 地 震 资 料 和 剖 面 也 都 可 以 用 于 海 洋 基 础 地 质 调 查 和 研 究 工 作 。1993 年 下 半 年 全 球 经 济 复 苏 ,油 气 勘 探 趋 于 活 跃 ,世 界 油 气 探 明 储 量 呈 稳 步 增 长 态 势 。新 增 储 量 除 了 陆 上 已 知 油 气 区 周 边 及 深 部 勘 探 的 新 发 现 外 ,另 一 个 重 要 来 源 就 是 海 上 油 气资 源 的 比 例 增 大 ,其 中 海 洋 中 深 部 油 气 资 源 占 有 很 大 份 额 [1 ] 。 据 统 计 ,目 前 有 近 百 个 国 家从 事 海 洋 油 气 勘 探 [1 ] 。 世 界 海 洋 油 气 勘 探 的 活 跃 地 区 有 墨 西 哥 湾 、 北 海 、 西 非 几 内 亚 湾 、 里海 、 南 中 国 海 、 我 国 渤 海 盆 地 、 西 朝 鲜 湾 (首 次 发 现 大 油 藏 ) 、 菲 律 宾 近 海 、 印 度 孟 买 海 区 、 澳 大利 亚 近 海 和 巴 西 勘 普 斯 盆 地 等 。海 洋 中 深 部 地 震 勘 探 是 油 气 勘 探 的 主 要 技 术 ,近 几 年 国 际 会 ,《 、《 D 等 油 气 勘 探 权 威 刊 物 都 提 供 了 这 样 的 信 息 。 例 如 :墨 西 哥 湾 出 现 的 第二 次 找 油 热 潮 [2 ] ,在 墨 西 哥 水 海 域 采 用 长 排 列 地 震 数 据 接 收 ,数 据 纪 录 长 度 一 般 都是 8~ 10 s ,这 是 目 前 海 洋 中 深 部 地 震 勘 探 数 据 纪 录 的 典 型 长 度 。 北 海 油 田 也 是 在 周 边 及 深部 地 震 勘 探 基 础 上 出 现 了 新 生 机 。 另 外 ,在 巴 西 海 域 1995 年 5 月 创 造 了 深 水 1 907 m 海 域勘 探 、 钻 井 、 产 油 的 世 界 新 纪 录 。 这 种 局 面 预 示 了 下 个 世 纪 海 洋 油 气 资 源 勘 探 正 向 着 更 深 水域 和 更 深 地 层 领 域 迈 进 ,这 也 是 海 洋 地 震 勘 探 技 术 向 更 深 水 域 和 更 深 地 层 领 域 发 展 的 趋势 [3 ,4 ] 。3   国 内 海 洋 深 部 地 震 勘 探 技 术 研 究 现 状 及 发 展 趋 势311   国 内 近 海 油 气 资 源 状 况海 洋 油 气 产 量 1987 年 约 占 全 国 总 产 量 的 0117 % ,1997 年 已 经 达 到 10 %。 在 未 来 的 一—672—勘 探 技 术 与 测 试 方 法  地   学   前   缘  2000 ,7 (3)个 时 期 这 种 比 重 仍 会 继 续 加 大 。 我 国 周 边 有 渤 海 、 黄 海 、 东 海 和 南 海 四 大 海 域 ,面 积 近 300百 万 从 北 至 南 有 渤 海 湾 盆 地 、 北 黄 海 盆 地 、 南 黄 海 盆 地 、 东 海 盆 地 、 台 西 盆 地 、 台 西 南盆 地 、 珠 江 口 盆 地 、 北 部 湾 盆 地 、 琼 东 南 盆 地 、 莺 歌 海 十 大 新 生 代 沉 积 盆 地 (或 30 多 个 新 生 代沉 积 盆 地 ) ,除 南 黄 海 以 外 ,其 它 各 个 沉 积 盆 地 的 新 生 代 地 层 中 都 发 现 了 工 业 油 气 流 。 其 中表 1   中 国 近 海 年 度 产 油 量 产 油 / 万 t 年 度 产 油 / 万 t 年 度 产 油 / 万 t 年 度 产 油 / 万 001819851989199219979179515463131 62910注 :气 已 经 换 算 成 油 当 量 。表 2   中 国 近 海 大 油 气 田   田 / 大 气 田 所 在 盆 地 石 油 储 量/ 亿 t 气 储 量/ 亿 现 时 间 发 现 单 位崖 13 - 1 莺 琼 1 000 1983 11 - 1 珠 江 口 2118 1987 36 - 1 渤 海 湾 2161 1987 海 洋 石 油 总 公 司东 方 1 - 1 莺 歌 海 996185 1992 海 洋 石 油 总 公 司秦 皇 岛 32 - 6 渤 海 湾 1165 1995 海 洋 石 油 总 公 司渤 海 湾 盆 地 、 东 海 陆 架 盆 地 、珠 江 口 盆 地 、 北 部 湾 盆 地 、 琼东 南 盆 地 五 大 产 油 气 盆 地 使我 国 海 上 油 气 1998 年 产 量达 到 1 650 万 t ,其 中 后 三 个盆 地 产 油 1 200 万 t 。我 国 近 海 海 域 油 气 资 源量 丰 富 ,1997 年 预 测 在 500亿 t 以 上 ,其 中 渤 海 、 黄 海 、东 海 海 域 约 占 1/ 5 ,南 海 北部 海 域 占 1/ 5 ,南 沙 海 域 占3/ 5 ,南 海 总 计 占 4/ 5[5 ,6 ] 。我 国 海 洋 油 气 年 产 量1997 年 是 1987 年 的 100 倍 ,10 年 间 的 这 种 发 展 速 度 在 世 界 上 是 少 有 的 。 特 别 是 最 近 我 国在 渤 海 湾 中 部 探 明 了 一 个 规 模 接 近 大 庆 的 海 上 油 田 。 这 些 表 明 在 未 来 的 一 个 时 期 我 国 海 上油 气 勘 探 仍 会 保 持 一 种 强 劲 的 发 展 势 头 [6 ] 。 有 关 情 况 参 见 表 1 ,2 ,3。312   我 国 周 边 海 域 含 油 气 盆 地 地 震 地 质 客 观 条 件海 洋 地 震 地 质 客 观 条 件 主 要 包 含 海 水 深 度 、 勘 探 目 的 层 位 深 度 、 海 床 地 形 和 盆 地 构 造 复表 3   中 国 近 海 域 油 气 资 源 预 测   域 盆 地 名 称 预 测 油 气储 量 / 亿 t 合 计 油 气储 量 / 亿 湾 4010~ 5710黄 海 1210东 海 陆 架 32176~ 4612台 西 北 610~ 121090176~ 12712南部台 西 南 1710珠 江 口 5610~ 5710北 部 湾 110~ 1210莺 歌 海 琼 东 南 1410~ 4813东 沙 南 31010110~ 13711杂 程 度 等 。 总 体 情 况 可 见 表 4。按 照 海 水 深 度 级 次 划 分 的 办 法 ,一 般是 每 500 m 为 一 个 台 阶 。 从 表 4 中 ,首 先可 以 看 到 ,我 国 近 海 北 部 4 个 和 南 部 4 个主 要 含 油 气 沉 积 盆 地 的 海 水 深 度 一 般 都 小于 500 m ,属 于 浅 和 较 浅 海 范 围 ;只 有 某 些局 部 海 域 海 水 深 度 (例 如 琼 东 南 盆 地 )大 于500 m。 其 次 ,所 有 盆 地 新 生 代 沉 积 厚 度普 遍 较 大 ,例 如 东 海 陆 架 盆 地 最 深 处 可 以达 到 14 000~ 15 000 m。 还 有 一 个 重 要特 点 就 是 沉 积 盆 地 地 质 构 造 普 遍 复 杂 。 这 些 就 是 我 国 目 前 海 洋 地 震 地 质 勘 探 的 主 要 特 点 ,即 海 水 深 度 较 浅 、 地 层 沉 积 较 厚 、 盆 地 构 造 复 杂 。313   对 我 国 海 上 油 气 资 源 规 律 性 的 主 观 认 识海 洋 油 气 资 源 规 律 性 的 认 识 同 发 展 海 洋 地 震 勘 探 高 新 技 术 密 切 相 关 。 油 气 资 源 勘 探 宏观 的 战 略 理 论 观 点 至 关 重 要 。 油 气 资 源 的 勘 探 开 发 是 集 地 球 物 理 、 地 球 化 学 、 地 质 、 钻 探 、 计算 机 、 机 械 等 多 学 科 为 一 体 的 复 杂 系 统 工 程 ,其 落 脚 点 是 对 沉 积 盆 地 形 成 演 化 的 规 律 性 认识 。 以 往 研 究 工 作 基 本 上 是 针 对 新 生 代 盆 地 进 行 的 ,且 规 模 和 深 度 有 限 。 正 如 有 的 学—772—2000 ,7 (3)  地   学   前   缘  勘 探 技 术 与 测 试 方 法者 [5 ,6 ]指 出 的 那 样 :过 去 对 中 国 海 盆 地 系 统 的 、 大 区 域 的 油 气 资 源 宏 观 研 究 还 十 分 不 够 ,因而 也 就 难 以 在 宏 观 上 为 中 国 海 盆 地 勘 探 战 略 提 供 理 论 依 据 。 这 使 我 们 自 然 想 到 本 世 纪 50表 4   中 国 海 域 主 要 新 生 代 盆 地 有 关 数 据   名 称 面 积 S/ 万 生 界 厚 度 H/ 最 厚 海 水 深 度 h/ 最 大渤 海 湾 盆 地 511~ 713 2 000~ 5 000 7 000~ 10 000 20~ 25 29 ; 1 100 < 2 335台 西 北 盆 地 - - - - 南 盆 地 610 - - - 口 盆 地 101215 3 000~ 6 000 9 500 50~ 100 < 400北 部 湾 盆 地 118 3 000~ 6 000 9 000 50~ 100 < 400莺 歌 海 盆 地 51859 3 000~ 6 000 12 000 50~ 100 < 400琼 东 南 盆 地 51044 5 3 000~ 6 000 10 000 50~ 200 1 0003 渤 海 海 底 较 平 坦 ,最 深 29 m ;渤 海 海 峡 地 形 十 分 复 杂 ,最 深 78m。年 代 ,我 国 一 些 老 一 辈 地 质 学 家 从 我 国 东 部 新 华 夏 构 造 理 论 体 系 出 发 ,在 一 个 大 空 间 大 时 间背 景 下 ,提 出 我 国 石 油 资 源 勘 探 向 东 部 转 移 的 战 略 观 点 。 由 此 发 展 并 利 用 当 时 的 地 球 物 理等 多 种 新 方 法 新 技 术 ,在 新 华 夏 体 系 第 一 凹 陷 带 先 后 发 现 了 大 庆 、 吉 林 、 辽 河 、 大 港 、 胜 利 等一 系 列 大 中 型 油 田 。 由 此 可 以 看 出 ,我 国 海 洋 油 气 资 源 勘 探 指 导 思 想 的 演 变 发 展 深 刻 地 影响 着 我 国 海 洋 地 球 物 理 、 地 球 化 学 等 高 新 技 术 的 发 展 。另 一 方 面 ,没 有 必 备 的 信 息 支 撑 ,油 气 资 源 勘 探 指 导 思 想 在 高 一 层 次 时 间 、 空 间 的 大 背景 上 把 握 和 提 升 是 很 难 做 到 的 ,即 我 国 海 洋 油 气 勘 探 指 导 思 想 的 把 握 和 提 升 ,需 要 海 洋 (中 )深 部 地 震 勘 探 和 有 关 地 球 物 理 、 地 球 化 学 等 高 新 技 术 的 发 展 并 给 与 有 利 的 信 息 支 撑 。 过 去对 中 国 海 盆 地 系 统 的 、 大 区 域 的 油 气 资 源 宏 观 研 究 还 十 分 不 够 ,因 而 也 就 难 以 在 宏 观 上 为 中国 海 盆 地 勘 探 战 略 提 供 理 论 依 据 。 出 现 这 种 情 况 的 主 要 原 因 是 :深 部 各 种 资 料 品 质 差 ,没 有形 成 针 对 埋 藏 深 度 较 大 、 地 质 条 件 复 杂 的 中 深 部 地 震 勘 探 技 术 和 地 球 物 理 综 合 解 释 方 法 技术 。 现 有 的 地 震 剖 面 上 难 以 识 别 厚 度 较 深 、 内 部 结 构 复 杂 的 盆 地 形 态 ,难 以 在 整 体 上 深 入 系统 的 大 背 景 下 ,从 宏 观 战 略 的 视 野 认 识 我 国 海 域 油 气 资 源 的 规 律 性 ,进 而 指 导 油 气 勘 探 工作 。 事 实 上 ,我 国 近 海 油 气 盆 地 的 深 部 地 震 勘 探 在 20 世 纪 90 年 代 以 来 已 经 开 展 了 相 应 的工 作 。 例 如 ,环 渤 海 湾 的 辽 河 油 田 、 大 港 油 田 、 冀 东 油 田 、 山 东 油 田 和 海 洋 油 田 都 在 环 渤 海 湾不 同 区 域 开 展 了 一 定 的 工 作 ;但 是 无 论 从 勘 探 技 术 ,还 是 工 作 数 量 同 实 际 需 要 都 有 很 大 的差 距 。上 述 观 点 和 认 识 是 有 积 极 意 义 的 。 因 此 ,为 使 我 国 海 洋 油 气 资 源 勘 探 迈 上 新 台 阶 ,需 要发 展 “ 海 洋 (中 )深 部 地 震 勘 探 技 术 ” 。314   国 内 海 洋 (单 分 量 )地 震 勘 探 技 术 基 本 现 状经 过 40 余 年 的 努 力 ,我 国 海 洋 地 震 勘 探 技 术 得 到 了 长 足 发 展 。 渤 海 湾 1965 — 1990 年完 成 地 震 测 线 224 306 至 今 ,上 海 海 洋 地 质 调 查 局 在 东 海 共 采 集 包 含 地 震 等 各 类 地 球物 理 测 线 50 万 渤 海 湾 盆 地 至 90 年 代 已 经 完 成 全 区 1 1 震 详 查 等 等 。 常规 地 震 勘 探 基 本 上 已 经 能 够 满 足 中 浅 海 水 、 中 浅 地 层 油 气 勘 探 的 需 要 ,同 时 也 能 够 根 据 勘 探目 的 需 要 开 展 海 上 三 维 地 震 勘 探 。 海 洋 石 油 天 然 气 总 公 司 在 1999 年 和 国 外 石 油 公 司 合 作—872—勘 探 技 术 与 测 试 方 法  地   学   前   缘  2000 ,7 (3)开 展 了 海 底 四 分 量 地 震 采 集 试 验 工 作 ,获 得 了 好 的 结 果 。 同 上 述 各 种 地 震 采 集 技 术 配 套 的地 震 数 据 处 理 技 术 、 解 释 方 法 技 术 也 都 取 得 了 程 度 不 同 的 进 步 发 展 。综 上 所 述 ,我 国 海 洋 地 震 勘 探 技 术 基 本 现 状 是 : (1)单 分 量 方 式 数 据 采 集 方 面 : ① 勘 探 目的 层 设 计 均 小 于 2 500~ 3 000 m ; ② 接 收 排 列 ,单 船 单 缆 长 度 均 小 于 8 000 m ;接 收 道 数 均小 于 360 ; ③ 多 次 覆 盖 次 数 均 小 于 50 ; ④ 16 位 或 24 位 浮 点 数 字 地 震 仪 器 ; ⑤ 时 间 纪 录 均 小于 或 等 于 6 s ; ⑥ 有 关 震 源 激 发 条 件 、 仪 器 接 收 参 数 选 者 均 限 于 并 服 从 于 中 浅 层 地 震 勘 探 的设 计 。 (2)数 据 处 理 方 面 :除 个 别 处 理 技 术 环 节 (如 :多 次 波 处 理 )外 ,数 据 处 理 整 体 技 术 均 能满 足 浅 中 层 地 震 勘 探 要 求 。4   海 上 中 深 部 地 震 勘 探 的 主 要 技 术 要 求结 合 我 国 目 前 实 际 情 况 ,海 上 中 深 部 地 震 勘 探 的 主 要 技 术 要 求 大 体 如 下 : (1) 单 分 量 方式 数 据 采 集 方 面 : ① 勘 探 目 的 层 设 计 均 大 于 2 500~ 3 000 m ; ② 接 收 排 列 ,单 船 单 缆 长 度 均大 于 8 000 m ,一 般 在 8 000~ 10 000 m ;接 收 道 数 均 大 于 或 等 于 360 ; ③ 多 次 覆 盖 次 数 均 大于 或 等 于 50 ,315 s 左 右 (或 更 深 一 些 ) 的 主 要 目 的 层 信 噪 比 ≥ 1。 ④ 24 位 浮 点 数 字 地 震 仪器 ; ⑤ 时 间 纪 录 大 于 6 s ,均 在 6~ 7 s ,或 更 长 ; ⑥ 有 关 震 源 激 发 条 件 、 仪 器 接 收 参 数 选 者 均 服从 于 (中 )深 部 地 震 勘 探 的 设 计 。 (2)数 据 处 理 方 面 :数 据 处 理 整 体 技 术 能 够 匹 配 并 满 足 (中 )深 部 地 震 勘 探 要 求 ;315 s 左 右 (或 更 深 一 些 )的 主 要 目 的 层 同 相 轴 较 清 楚 或 能 够 辨 认 。5   研 究 内 容 和 关 键 问 题按 照 海 上 中 深 部 地 震 勘 探 基 本 技 术 要 求 ,海 洋 中 深 部 地 震 勘 探 具 体 技 术 及 研 究 内 容 大体 包 含 采 集 和 处 理 两 部 分 。 (1)单 分 量 方 式 数 据 采 集 方 面 : ① 震 源 整 体 特 性 好 ,保 证 中 深 部需 要 的 能 量 。 单 枪 小 容 量 ,集 束 特 性 好 ,频 带 宽 、 能 量 足 、 延 迟 短 ,源 点 沉 放 水 深 度 较 之 (常 规6 s 纪 录 方 式 )要 稍 深 些 。 要 有 好 的 实 时 监 控 系 统 。 应 该 多 模 拟 多 试 验 做 探 索 。 ② 低 噪 高 灵敏 度 数 字 电 缆 。 中 深 部 发 射 信 号 弱 ,因 此 ,要 尽 量 减 少 所 有 产 生 人 为 规 则 干 扰 源 (如 电 缆 、 机械 动 力 源 等 )的 能 量 。 ③ 24 位 浮 点 数 字 地 震 仪 器 。 动 态 范 围 大 ,5~ 10 s 纪 录 长 度 ,以 便 保证 中 深 部 弱 信 号 能 够 被 纪 录 。 ④ 观 测 系 统 参 数 :单 缆 长 排 列 8 000~ 10 000 m ,360 道 数 以上 ,覆 盖 次 数 50 以 上 。 ⑤ 仪 器 相 关 纪 录 参 数 选 择 要 合 理 (如 增 益 、 滤 波 等 ) ,应 该 多 模 拟 多 试验 做 积 累 。 单 分 量 方 式 数 据 采 集 方 面 ,海 洋 电 缆 和 数 字 地 震 仪 器 可 以 通 过 与 国 外 合 作 或 国外 技 术 加 以 解 决 。 震 源 和 观 测 系 统 在 向 国 外 学 习 的 同 时 ,要 结 合 我 国 海 洋 地 震 地 质 的 实 际情 况 加 以 研 究 试 验 探 索 ,这 两 项 技 术 环 节 是 海 洋 中 深 部 地 震 数 据 采 集 的 关 键 技 术 。 (2)数 据处 理 方 面 :海 洋 (中 )深 部 地 震 勘 探 处 理 技 术 同 目 前 海 上 常 规 地 震 处 理 技 术 有 很 大 的 不 同 。浅 中 层 重 点 是 突 出 分 辨 率 。 (中 )深 部 除 了 满 足 浅 中 层 处 理 的 一 般 要 求 外 ,要 重 点 研 究 (中 )深 部 处 理 的 特 殊 问 题 。 主 要 是 排 列 加 长 、 记 录 加 长 。 波 场 (中 )深 部 反 射 能 量 较 弱 、 干 扰 特 别是 线 性 规 则 干 扰 较 强 , 即 两 长 一 强 一 弱 的 特 点 。 因 而 , (中 ) 深 部 的 重 点 应 该 是 突 出 有 效 层位 和 有 效 信 息 ,即 (中 )深 部 的 信 噪 比 要 解 决 好 。 ① 长 周 期 鸣 震 处 理 技 术 。 长 周 期 鸣 震 也 是与 自 由 表 面 有 关 的 一 种 多 次 波 。 由 于 排 列 加 长 、 记 录 加 长 ,与 自 由 表 面 有 关 的 多 次 波 问 题 凸现 明 显 。 长 周 期 多 次 波 的 ( a) 时 间 展 布 范 围 加 大 ,可 以 大 于 3 s ,有 时 可 达 6 s ;能 量 也 较 强 ,—972—2000 ,7 (3)  地   学   前   缘  勘 探 技 术 与 测
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本文标题:海洋深部地震勘探技术
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