"透视"可燃冰储层丨多道地震探测
2017-09-08 广海局第275期 天然气水合物
在海域可燃冰勘探中，多道地震始终是重要的勘探手段。
多道地震探测技术是发展较早的一类地球物理调查技术，利用震源激发声波信号传播，遇到地下物性介质的分界面时产生反射，数百个检波器组同时接收信号，这些带着地下信息 的声波经过处理剥离，形成了反映地下介质结构 的“CT图像”。
人体CT扫描是将已知的人体结构和扫描结果进行对比从而发现异常，而多道地震扫描的是未知的地下介质，原始的探测结果（采集记录数据）往往和真实情况相去甚远，需要进行大量的数据处理和成果解释，才能真实地反映地层结构，所以多道地震包含了采集、处理和解释三方面技术。
多道地震在海域可燃冰调查中发挥了决定性作用。应用声波地震方法可以确定大面积分布的可燃冰，可以说海底可燃冰矿藏大多是通过地震资料发现。
识别可燃冰储层的四大基本特征——BSR（似海底反射）、BZ振幅空白带、声波速度异常、波形极性反转，均是基于多道地震资料来获得。
近20年来在南海开展的10万多公里的可燃冰二维地震普查，就是围绕寻找发现以上特征为目的，圈出了一个个成矿有利区带。在逐步缩小范围的有利区带内，进而开展可燃冰三维地震的精细探测，以探明沉积层内矿体的内部结构细节。
多道地震水下缆源展布
多道地震采集技术
随着近20年的可燃冰勘探，多道地震采集技术的进步主要体现在激发震源技术、水面拖缆采集技术、海底地震采集技术、垂直缆采集技术、综合地震立体探测技术五个方面。
1. 激发震源技术
是各类多道地震采集技术的核心，合适有效的震源可以有利识别BSR、分析速度异常等。“十二五”期间研制的50千焦超大能量等离子体震源,地层穿透深度超过1000米。多类型、多能级、多频带范围震源技术，提高了可燃冰识别的针对性和可靠性。
2. 水面拖缆采集技术
是获得BSR显示的重要手段。早期利用拖缆二维地震技术先后在东沙、神狐、西沙海槽、琼东南等海域初步圈定了BSR分布区带。2005年开发的准三维地震技术，实现了反射点精确定位，为2007年神狐海域钻探取样成功获取可燃冰样品提供了技术支撑。2013年以来，应用小道距三维拖缆采集技术，进一步提高了数据的纵横向分辨率。
水面拖缆采集监控系统
3. 海底地震采集技术
可接收海底纵横波，弥补水面拖缆窄方位角、陷波、无横波信息、多次波干扰等缺点，为可燃冰储量预测提供丰富的多波信息。中国地质调查局广州海洋地质调查局与中科院地质与地球物理研究所携手合作，成功研制高频海底地震仪 HF- OBS，2008年以来在三维地震与海底地震联合探测中得以成功应用。2010～2016 年，在国家专项支持下，研制形成多频段4C海底地震仪（IMF-OBS）。
4. 垂直缆采集技术
是将多节点水听器阵列垂直布放于水体中记录三维声波场，具有信噪比高、宽频、广角、易于多次波识别等优势。“十二五”“863”计划《天然气水合物地球物理立体探测技术》研发形成的集中式垂直缆地震系统，可有效识别去除多次波，实现广角宽频三维采集，适用于可燃冰调查局部非常规成像。
自主研制垂直缆采集系统
5. 综合地震立体探测技术
是以上地震采集多技术手段的有效结合。2006年以来，采用三维与海底高频地震联合采集方法，开展了可燃冰储层的多波勘探。“十二五”形成的地震立体探测技术，联合使用分布于水体不同深度范围的震源和检波器集，组成立体广角全方位探测系统，实现同步观测。针对2017年神狐海域试采区的立体联合探测发现，分布在钻探区西北部的以花冠状“气烟囱”为主体的扩散型流体运移类型，是可燃冰形成的重要气源保障。
综合地震立体探测技术体系
利用综合地震立体探测技术获得解释剖面
近年来，海洋可燃冰地震特殊处理与识别技术也处于不断攻关和持续发展中。中国地质调查局广州海洋地质调查局针对海洋可燃冰的储集特征，开展了海底地震、天然气水合物二维、三维地震特殊处理、地震深度域偏移成像、叠前、叠后多参数正反演、天然气水合物识别技术和资源量评估参数提取技术等研究，取得了一批创新性成果，清晰地揭示了可燃冰的地震学标志BSR的展布范围，以及与可燃冰形成密切相关的断裂和运移通道系统，解决了实际生产中的许多技术难题，取得了显著的勘探成效，为国家海域可燃冰勘探开发提供新的高技术支撑，其技术水平整体达到国际先进水平。