《深海寬頻地震采集技術(shù)規(guī)范》編制說(shuō)明

1《深海寬頻地震采集技術(shù)規(guī)范》編制說(shuō)明近10年全球新發(fā)現(xiàn)的101個(gè)大型油氣田中，深海油氣田數(shù)量占比為67%、儲(chǔ)量占比為68%，其中，國(guó)際石油巨頭埃克森美孚、BP、殼牌、道達(dá)爾、雪佛龍等公司海外勘探發(fā)現(xiàn)可采儲(chǔ)量的90%都位于深海領(lǐng)域，開(kāi)展深海油氣勘探已成為國(guó)際石油公司的核心戰(zhàn)略。在我國(guó)已探明的油氣儲(chǔ)量中，40%左右的海洋油氣資源蘊(yùn)藏在深海區(qū)域，海洋深海油氣已成為保障人工地震技術(shù)作為深海探測(cè)的最主要手段，是大國(guó)科技博弈的焦點(diǎn)之一。深海寬頻地震采集是獲得包含高低頻成分的寬頻帶、高信噪比地震數(shù)據(jù)的有效手段，為深海結(jié)構(gòu)的寬頻成像和油氣儲(chǔ)層的有效預(yù)測(cè)奠定基礎(chǔ)。由于海平面是強(qiáng)反射面，上行的深部地層反射波經(jīng)海面反射到水中拖纜接收的強(qiáng)干擾伴隨波（俗稱(chēng)“鬼波”其很強(qiáng)的陷波作用導(dǎo)致地震波高/低頻嚴(yán)重缺失、頻帶變窄、振幅失真等問(wèn)題，“鬼波”壓制是海上地震勘探長(zhǎng)期攻關(guān)的難題，是國(guó)外石油公司壟斷深海油氣勘探的核心技術(shù)，嚴(yán)重影響了我國(guó)深海油氣勘深海地震寬頻采集首先需要解決拖纜變深度沉放問(wèn)題，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的理論研究和實(shí)際觀測(cè)表明，拖纜沉放深度不同，“鬼波”的陷波作用不同，如何利用拖纜上各接收道差異化為后續(xù)地震寬頻成像奠定基礎(chǔ)。另外，變深度沉放的拖纜上，淺的接收道高頻信號(hào)豐富，整體頻帶變窄。目前變深度纜形類(lèi)型較多，其中常用的有弧形纜、犁式斜纜、直斜纜、階梯纜、梯形纜、起伏纜等。不同的纜具有不同的陷波頻率多樣性分布特征，如何優(yōu)化設(shè)計(jì)變深度纜形、以及起始深度、纜長(zhǎng)、纜間距、道間距等采集參數(shù)，獲得最優(yōu)寬頻特征，建立深海變深度拖纜采集參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)深海區(qū)寬頻高分辨率地震探測(cè)具有重要的意長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)海上地震勘探拖纜成套裝備技術(shù)主要依賴(lài)進(jìn)口，特別是我國(guó)深海油氣勘探起步晚，深海地震采集裝備及采集設(shè)計(jì)技術(shù)遭到國(guó)外封鎖，成為制約我國(guó)深海油氣勘探的“卡脖子”難題。目前，從國(guó)外允許進(jìn)口的海上地震勘探拖纜成套裝備只能沉放海平2面下20米內(nèi)，只能開(kāi)展“平拖”式作業(yè)。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)依托國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)課題，改拖纜“平拖”式作業(yè)為變深度的“斜拖”式作業(yè)，經(jīng)過(guò)持續(xù)10年的拖纜采集裝備及采集設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新攻關(guān)，經(jīng)歷了油纜、膠纜到固體電纜三代系統(tǒng)，研制了首批拖纜沉放深“犁”式變深度拖纜作業(yè)的三維地震勘探成套采集裝備，解決了電纜移動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械和聲波噪聲影響問(wèn)題；創(chuàng)新形成了具有最優(yōu)寬頻特征的深?！袄纭笔阶兩疃韧侠|采集參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程；實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)首臺(tái)套12纜物探船“犁”式拖纜采集裝備生產(chǎn)應(yīng)用。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)建立了成套的固體拖纜制造及質(zhì)控體系，制定了《QHS1035海亮拖纜地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)本標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)深海地震方法探測(cè)及油氣勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，目前實(shí)施的中華人民共和國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《海洋地震測(cè)量技術(shù)規(guī)范》（DZ/T0358.1-2020）未涉及深海變深度拖纜裝備及采集參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)。由于國(guó)外深海地震采集裝備技術(shù)封鎖，目前國(guó)內(nèi)外未見(jiàn)相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)范的報(bào)道。為了規(guī)范深海寬頻地震采集裝備的構(gòu)成、技術(shù)要求、性能指標(biāo)、采集施工參數(shù)及其優(yōu)化設(shè)計(jì)規(guī)程，特制定該標(biāo)準(zhǔn)，有力促進(jìn)寬頻地震探測(cè)技術(shù)在我國(guó)深目前物探裝備具體深水表深度纜采集能力，并且先后完成了深水海域二維、三維變深在南海北部海域，完成了變深度纜二維地震采集，工區(qū)東北部水深深度為120米—4000米，工區(qū)西南部水深深度為120米—2500米，共進(jìn)行了15條二維采集測(cè)線，采集工作3不同位置測(cè)線使用不同的變深度纜方式，以及存在同一位置測(cè)線使用不同變深度方式的情況。電纜長(zhǎng)度6000m,使用27個(gè)羅經(jīng)鳥(niǎo)控制電纜深度(圖2所示),實(shí)現(xiàn)不同的變深度纜方式，如圖3所示，包括：前2000m纜沉放深度為7—60m變深度，后4000m纜沉放深度為4在海南島東南部海域，以松濤36-2構(gòu)造為采集靶區(qū)，完成了三維變深度纜采集，采集資料滿覆蓋面積為100平方千米，水深為900—1600米。本次作業(yè)由海洋石油721船拖帶十二纜電纜，使用Seal固體電纜，12.5米道間距，每條纜共480道6000米，電纜由前導(dǎo)段、6米轉(zhuǎn)換段、頭包、前部彈性段、水?dāng)喽?、工作段、?shù)字包、尾包、尾部彈性段、黃電纜、旋轉(zhuǎn)節(jié)、尾部小段、尾標(biāo)等組成。配置23個(gè)羅經(jīng)鳥(niǎo)，羅經(jīng)與深度控制器為一體，控制電纜深度，如圖5所示，實(shí)現(xiàn)前4000m纜沉放深度為7—50m變深度以及后2000m纜沉圖5三維變深度纜采集方式示意圖圖6三維變深度纜采集電纜深度信息檢查示意圖(2)深海寬頻地震采集技術(shù)資料海上拖纜采集的記錄頻譜會(huì)受到海水面產(chǎn)生的虛反射(鬼波)引起的陷波影響，拖纜沉放深度的不同，其陷波作用不同，鬼波的陷波作用，相當(dāng)于對(duì)一次反射波進(jìn)行濾波作用，6濾波器為鬼波陷波算子，如果鬼波陷波算子的頻帶越窄，對(duì)一次反射波的頻譜陷波作用越嚴(yán)重。如圖2-3所示，傳統(tǒng)拖纜固定沉放深度為7.5m、15m和35m時(shí)的鬼波濾波算子的頻譜，不同深度的拖纜有不同的頻率信息，陷波點(diǎn)隨著深度的增加該陷波點(diǎn)將變低，嚴(yán)變深度纜采集通過(guò)隨著炮檢距增大檢波器沉放深度變化的拖纜進(jìn)行信號(hào)采集。該采集方式拖纜的前段部分接收器深度隨炮檢距的增加而遞增(形態(tài)是傾斜的),拖纜的后端近似處于同一深度(形態(tài)是水平的),這樣整條拖纜中既接收到了淺部的高頻信息，又接收到了深部穩(wěn)定的低頻信號(hào)，而且得到了各深度的虛反射特征。該方法是一項(xiàng)有效解決寬頻帶方法的深海地震采集技術(shù)，運(yùn)用其獨(dú)特的去鬼波技術(shù)去除了接收器虛反射，擴(kuò)展了頻帶寬度。圖2-3中紅線所示，在7.5到50m之間的各接收深度的鬼波濾波算子振幅譜疊加得到的鬼波濾波算子的平均振幅譜，拖纜平均深度是35m,在低頻段的與黑色線相同，相當(dāng)于保留了平均纜深的低頻能量；除了f=0之外，沒(méi)有其他的陷波點(diǎn)，也就是剩余鬼波頻譜在2.5Hz以上，鬼波的作用相當(dāng)于低截止頻率為2.5Hz的一個(gè)高通濾波器，也即對(duì)一次波沒(méi)有陷波作用，所以斜纜采集信號(hào)具有寬頻特征。綠色：7.5m;藍(lán)色：15m;黑色：35m;紅色：斜纜從7.5m到50m圖圖2-3不同深度的鬼波濾波算子頻譜如圖2-4及圖2-5所示，通過(guò)變深度纜采集與傳統(tǒng)固定深度纜采集地震資料的成果剖面對(duì)比可以看出，變深度纜采集資料處理成果有更加豐富的低頻信息，成像效果更加逼真，剖面的層次感更好，構(gòu)造細(xì)節(jié)刻畫(huà)更清晰。如圖2-6、圖2-7所示，從頻譜對(duì)比中也可以看出，變深度纜采集資料有效頻帶更寬，更適用于寬頻采集。7圖2-4常規(guī)水平纜采集資料處理成果(纜深6m)圖2-5變深度纜采集資料處理成果(纜深6—30m)8圖2-6淺層頻譜對(duì)比(時(shí)窗1s~1.5s)圖2-7中層頻譜對(duì)比(2s~2.5s)根據(jù)《中國(guó)國(guó)際科技促進(jìn)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化工作委員會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)管理國(guó)國(guó)際科技促進(jìn)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化工作委員會(huì)及相關(guān)專(zhuān)家技術(shù)審核，由中國(guó)石油大學(xué)(華東)制定9本標(biāo)準(zhǔn)的主要起草單位是中國(guó)石油大學(xué)（華東）、中國(guó)地服務(wù)股份有限公司物探事業(yè)部、中海油研究總院有限責(zé)任公司、2023年6-9月，廣泛收集、整理深海寬頻地震采集技2023年10-11月，依據(jù)GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)寫(xiě)規(guī)則》、GB20001.4-2015《標(biāo)準(zhǔn)編寫(xiě)規(guī)則第4部分：試驗(yàn)方通知公示后，編寫(xiě)人員根據(jù)工作計(jì)劃分工和編寫(xiě)要求開(kāi)展了相關(guān)編制小組主編單位及參編單位組織了數(shù)次內(nèi)部研討會(huì)，經(jīng)過(guò)多次修改，完成了標(biāo)準(zhǔn)初稿及編制說(shuō)明的撰寫(xiě)?作。完成了本標(biāo)準(zhǔn)的2023年12月向業(yè)界數(shù)十家單位的專(zhuān)家發(fā)送《征求意見(jiàn)計(jì)劃2024年1月，對(duì)送審稿的審查意見(jiàn)，經(jīng)實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充和數(shù)據(jù)計(jì)劃2024年2月，根據(jù)評(píng)審會(huì)議評(píng)審委員會(huì)成員的審查意見(jiàn)深海變深度纜寬頻地震采集數(shù)值仿真、不同變深度采集模板及參數(shù)變化的鬼波特征分析、深海寬頻寬方位三維地震采集參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)及整體性能評(píng)價(jià)技術(shù)等。正文部分共分8章，遵守和符合相關(guān)法律法規(guī)和強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)要求。2.按照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第一部分：標(biāo)GB20001.4-2015《標(biāo)準(zhǔn)編寫(xiě)規(guī)則第四部分：試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)3.參照相關(guān)法律、法規(guī)和規(guī)定，在編制過(guò)程中著重考慮了科學(xué)性、