《深海宽频地震采集技术规范》编制说明

《深海宽频地震采集技术规范》2023年11月1《深海宽频地震采集技术规范》编制说明近10年全球新发现的101个大型油气田中，深海油气田数量占比为67%、储量占比为68%，其中，国际石油巨头埃克森美孚、BP、壳牌、道达尔、雪佛龙等公司海外勘探发现可采储量的90%都位于深海领域，开展深海油气勘探已成为国际石油公司的核心战略。在我国已探明的油气储量中，40%左右的海洋油气资源蕴藏在深海区域，海洋深海油气已成为保障人工地震技术作为深海探测的最主要手段，是大国科技博弈的焦点之一。深海宽频地震采集是获得包含高低频成分的宽频带、高信噪比地震数据的有效手段，为深海结构的宽频成像和油气储层的有效预测奠定基础。由于海平面是强反射面，上行的深部地层反射波经海面反射到水中拖缆接收的强干扰伴随波（俗称“鬼波”其很强的陷波作用导致地震波高/低频严重缺失、频带变窄、振幅失真等问题，“鬼波”压制是海上地震勘探长期攻关的难题，是国外石油公司垄断深海油气勘探的核心技术，严重影响了我国深海油气勘深海地震宽频采集首先需要解决拖缆变深度沉放问题，项目团队的理论研究和实际观测表明，拖缆沉放深度不同，“鬼波”的陷波作用不同，如何利用拖缆上各接收道差异化为后续地震宽频成像奠定基础。另外，变深度沉放的拖缆上，浅的接收道高频信号丰富，整体频带变窄。目前变深度缆形类型较多，其中常用的有弧形缆、犁式斜缆、直斜缆、阶梯缆、梯形缆、起伏缆等。不同的缆具有不同的陷波频率多样性分布特征，如何优化设计变深度缆形、以及起始深度、缆长、缆间距、道间距等采集参数，获得最优宽频特征，建立深海变深度拖缆采集参数优化设计标准，对深海区宽频高分辨率地震探测具有重要的意长期以来，我国海上地震勘探拖缆成套装备技术主要依赖进口，特别是我国深海油气勘探起步晚，深海地震采集装备及采集设计技术遭到国外封锁，成为制约我国深海油气勘探的“卡脖子”难题。目前，从国外允许进口的海上地震勘探拖缆成套装备只能沉放海平2面下20米内，只能开展“平拖”式作业。项目团队依托国家科技重大专项课题，改拖缆“平拖”式作业为变深度的“斜拖”式作业，经过持续10年的拖缆采集装备及采集设计技术创新攻关，经历了油缆、胶缆到固体电缆三代系统，研制了首批拖缆沉放深“犁”式变深度拖缆作业的三维地震勘探成套采集装备，解决了电缆移动产生的机械和声波噪声影响问题；创新形成了具有最优宽频特征的深海“犁”式变深度拖缆采集参数优化设计技术规程；实现了国内首台套12缆物探船“犁”式拖缆采集装备生产应用。项目团队建立了成套的固体拖缆制造及质控体系，制定了《QHS1035海亮拖缆地震数据采集系统本标准服务深海地震方法探测及油气勘探开发领域，目前实施的中华人民共和国地质矿产行业标准《海洋地震测量技术规范》（DZ/T0358.1-2020）未涉及深海变深度拖缆装备及采集参数优化设计。由于国外深海地震采集装备技术封锁，目前国内外未见相关行业标准及技术规范的报道。为了规范深海宽频地震采集装备的构成、技术要求、性能指标、采集施工参数及其优化设计规程，特制定该标准，有力促进宽频地震探测技术在我国深目前物探装备具体深水表深度缆采集能力，并且先后完成了深水海域二维、三维变深在南海北部海域，完成了变深度缆二维地震采集，工区东北部水深深度为120米—4000米，工区西南部水深深度为120米—2500米，共进行了15条二维采集测线，采集工作3不同位置测线使用不同的变深度缆方式，以及存在同一位置测线使用不同变深度方式的情况。电缆长度6000m，使用27个罗经鸟控制电缆深度（图2所示），实现不同的变深度缆方式，如图3所示，包括：前2000m缆沉放深度为7—60m变深度，后4000m缆沉放深度为60m；前3000m缆沉放深度为7—60m变深度，后3000m缆沉放深度为60m；前4000m缆沉放深度为7—60m变深度，后2000m缆沉放深度为60m；前2000m缆沉放深度为7—30m变深度，后前4000m缆沉放深度为7—30m变深度，后4在海南岛东南部海域，以松涛36-2构造为采集靶区，完成了三维变深度缆采集，采集资料满覆盖面积为100平方千米，水深为900—1600米。本次作业由海洋石油721船拖带十二缆电缆，使用Seal固体电缆，12.5米道间距，每条缆共480道6000米，电缆由前导段、6米转换段、头包、前部弹性段、水断段、工作段、数字包、尾包、尾部弹性段、黄电缆、旋转节、尾部小段、尾标等组成。配置23个罗经鸟，罗经与深度控制器为一体，控制电缆深度，如图5所示，实现前4000m缆沉放深度为7—50m变深度以及后2000m缆沉放深度为50m5海上拖缆采集的记录频谱会受到海水面产生的虚反射(鬼波)引起的陷波影响，拖缆沉放深度的不同，其陷波作用不同，鬼波的陷波作用，相当于对一次反射波进行滤波作用，6滤波器为鬼波陷波算子，如果鬼波陷波算子的频带越窄，对一次反射波的频谱陷波作用越严重。如图2-3所示，传统拖缆固定沉放深度为7.5m、15m和35m时的鬼波滤波算子的频谱，不同深度的拖缆有不同的频率信息，陷波点随着深度的增加该陷波点将变低，严变深度缆采集通过随着炮检距增大检波器沉放深度变化的拖缆进行信号采集。该采集方式拖缆的前段部分接收器深度随炮检距的增加而递增(形态是倾斜的)，拖缆的后端近似处于同一深度(形态是水平的)，这样整条拖缆中既接收到了浅部的高频信息，又接收到了深部稳定的低频信号，而且得到了各深度的虚反射特征。该方法是一项有效解决宽频带方图2-3中红线所示，在7.5到50m之间的各接收深度的鬼波滤波算子振幅谱叠加得到的鬼波滤波算子的平均振幅谱，拖缆平均深度是35m，在低频段的与黑色线相同，相当于保留了平均缆深的低频能量；除了f=0之外，没有其他的陷波点，也就是剩余鬼波频谱在2.5Hz以上，鬼波的作用相当于低截止频率为2.5Hz的一个高通滤波器，也即对一次波如图2-4及图2-5所示，通过变深度缆采集与传统固定深度缆采集地震资料的成果剖面对比可以看出，变深度缆采集资料处理成果有更加丰富的低频信息，成像效果更加逼真，剖面的层次感更好，构造细节刻画更清晰。如图2-6、图2-7所示，从频谱对比中也可以看78平缆资料变深度缆资料根据《中国国际科技促进会标准化工作委员会团体标准管理9本标准的主要起草单位是中国石油大学（华东）、中国地服务股份有限公司物探事业部、中海油研究总院有限责任公司、2023年6-9月，广泛收集、整理深海宽频地震采集技2023年10-11月，依据GB/T1.1-2020《标准化工作导写规则》、GB20001.4-2015《标准编写规则第4部分：试验方通知公示后，编写人员根据工作计划分工和编写要求开展了相关编制小组主编单位及参编单位组织了数次内部研讨会，经过多次修改，完成了标准初稿及编制说明的撰写工作。完成了本标准的2023年12月向业界数十家单位的专家发送《征求意见计划2024年1月，对送审稿的审查意见，经实验补充和数据计划2024年2月，根据评审会议评审委员会成员的审查意见深海变深度缆宽频地震采集数值仿真、不同变深度采集模板及参数变化的鬼波特征分析、深海宽频宽方位三维地震采集参数优化设计及整体性能评价技术等。正文部分共分8章，遵守和符合相关法律法规和强制性标准要求。2.按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第一部分：标GB20001.4-2015《标准编写规则第四部分：试验方法标准3.参照相关法律、法规和规定，在编制过程中着重考虑了科学性、适用性和可操作无做好宣传培