《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》编制说明

一、标准制定的必要性

深海是未来全球油气资源的主要接替区和世界大国争夺的重要战略区。最新数据显示，

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

我国油气安全和海洋权益的战略领域。

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

探的发展进程。

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

“鬼波”与有效波的伴随时差，以便形成差异化的陷波点是深海地震宽频采集的关键所在，

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，

但低频缺失、噪声干扰大信噪比低；而深的接收道低频信号丰富、信噪比高，但高频缺失、

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

义。

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

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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度达100米、

“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

测试项目及技术指标》等多项企业内部标准。

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

海及海外深海的推广应用。

二、标准编制原则及依据

1.按照GB/T1.1－2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起

草规则》要求进行编写。

2.参照相关法律、法规和规定，在编制过程中着重考虑了科学性、适用性和可

操作性。

三、主要试验（或验证）情况分析

(1)深海宽频地震采集技术现场施工情况

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

度缆宽频地震采集。

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

量4210.85千米，工区及测线位置如图1所示。整体采集施工作业过程中，仪器故障率约1%，

表明目前物探装备具备变深度缆地震采集能力。

2

图1区块地理位置示意图

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

4000m缆沉放深度为30m；前3000m缆沉放深度为7—30m变深度，后3000m缆沉放深度为30m；

前4000m缆沉放深度为7—30m变深度，后2000m缆沉放深度为30m。

图2罗经鸟控制电缆深度示意图

3

图3不同方式变深度缆作业模式示意图

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50m

的变深度缆采集方式。如图6所示，实时检查电缆深度信息，保障变深度缆深控制精度。

图4松涛36-2靶区位置示意图

4

图5三维变深度缆采集方式示意图

图6三维变深度缆采集电缆深度信息检查示意图

（2）深海宽频地震采集技术资料

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，

5

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

重影响了频带宽度。

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

法的深海地震采集技术，运用其独特的去鬼波技术去除了接收器虚反射，扩展了频带宽度。

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

没有陷波作用，所以斜缆采集信号具有宽频特征。

绿色：7.5m；蓝色：15m；黑色：35m；红色：斜缆从7.5m到50m图

图2-3不同深度的鬼波滤波算子频谱

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

出，变深度缆采集资料有效频带更宽，更适用于宽频采集。

6

图2-4常规水平缆采集资料处理成果（缆深6m）

图2-5变深度缆采集资料处理成果（缆深6—30m）

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平缆资料

变深度缆资料

图2-6浅层频谱对比（时窗1s~1.5s）

平缆资料

变深度缆资料

图2-7中层频谱对比（2s~2.5s）

四、项目背景及工作情况

（一）任务来源

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办法》的有关规定，经中

国国际科技促进会标准化工作委员会及相关专家技术审核，由中国石油大学（华东）制定

《深海宽频地震采集技术规范》标准，项目计划编号C12023458。

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（二）标准起草单位

本标准的主要起草单位是中国石油大学（华东）、中国地质大学（武汉）、中海油田

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、中国科学院地质与地球物

理研究所参与起草。

（三）标准研制过程及相关工作计划

2023年6-9月，广泛收集、整理深海宽频地震采集技术规范国内外标准和相关文献，

进行调研工作，初步拟定方案，完成准备工作。

2023年10-11月，依据GB/T1.1-2020《标准化工作导则第一部分：标准的结构和编

写规则》、GB20001.4-2015《标准编写规则第4部分：试验方法标准》，团体标准立项

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工作。在标准起草期间，

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，于2023年12月上旬

完成了标准初稿及编制说明的撰写⼯作。完成了本标准的征求意见稿及标准编制说明。

2023年12月向业界数十家单位的专家发送《征求意见稿》，汇总各方意见并对本标准

进行修改，完成了本标准的送审稿。

计划2024年1月，对送审稿的审查意见，经实验补充和数据、资料的补充，进一步修

订并完善了送审稿。

计划2024年2月，根据评审会议评审委员会成员的审查意见，对标准文本的格式进行

修订，完成了标准报批稿。

五、标准制定的基本原则

标准编制过程中，遵循了以下基本原则：

1)标准需要具有行业特点，指标及其对应的分析方法要积极参照采用国家标准和行

业标准。

2)标准能够体现出产品的具有关键共性的技术要素。

3)标准能够为产品的开发、改进指出明确的方向。

4)标准需要具有科学性、先进性和可操作性。

5)要能够结合行业实际情况和产品特点。

6)与相关标准法规协调一致。

7)促进行业健康发展与技术进步。

六、标准主要内容

9

本标准规定了深海宽频地震采集技术规范的总体目标、深海变深度拖缆地震采集装备、

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，

内容包括标准的适用范围、规范性引用文件、术语和定义、总体设计。

七、与有关法律法规和强制性标准的关系

遵守和符合相关法律法规和强制性标准要求。规范性引用文件包括：

1.依据GB/T1.1-2020《标准化工作导则第一部分：标准的结构和编写规则》、

2.按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第一部分：标准化文件的结构和起草规则》，

GB20001.4-2015《标准编写规则第四部分：试验方法标准》要求进行编写。

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

性。

本标准规范性引用文件包括：无。

八、重大意见分歧的处理依据和结果

无

九、后续贯彻措施

（一）政策措施和宣传培训

做好宣传培训，建议由各行业主管部门组织、主要起草单位配合开展标准宣贯培训工

作，使相关执行人员了解标准、熟悉标准，掌握标准的各项技术要求，加强示范效应，让

标准在行业内得到广泛推广和应用，使标准的应用落到实处。

对《深海宽频地震采集技术规范》团体标准执行情况进行跟踪调查，及时发现标准中

执行的问题，不断修改完善，提高标准水平，提高标准的科学性、合理性、协调性和可操

作性。

（二）试点示范

组织规范使用单位参观学习并请专业技术人员讲解标准内容，利用各种活动（如工作

组活动、行业协会的管理和活动、标准化技术刊物、网上信息、产品认证等）尽可能地向

各相关单位和机构宣传该标准。

建议本标准发布之日起半年内实施。

标准编制小组

2023年11月

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团体标准

《深海宽频地震采集技术规范》

编制说明

2023年11月

《深海宽频地震采集技术规范》编制说明

一、标准制定的必要性

深海是未来全球油气资源的主要接替区和世界大国争夺的重要战略区。最新数据显示，

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

我国油气安全和海洋权益的战略领域。

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

探的发展进程。

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

“鬼波”与有效波的伴随时差，以便形成差异化的陷波点是深海地震宽频采集的关键所在，

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，

但低频缺失、噪声干扰大信噪比低；而深的接收道低频信号丰富、信噪比高，但高频缺失、

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

义。

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

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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度达100米、

“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