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物探与化探  2024, Vol. 48 Issue (5): 1294-1301    DOI: 10.11720/wtyht.2024.1166
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南黄海强屏蔽层下富低频强能量气枪震源设计及应用
黄福强1,2(), 陈建文1,3(), 李斌1,2, 张异彪1,2, 杨佳佳1,3, 李珂1,2
1.青岛海洋科技中心 海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室,山东 青岛 266237
2.中石化海洋石油工程有限公司 上海物探分公司,上海 201208
3.中国地质调查局 青岛海洋地质研究所,山东 青岛 266237
Design and application of a high-energy airgun source rich in low-frequency components under the strong shielding layer in the South Yellow Sea
HUANG Fu-Qiang1,2(), CHEN Jian-Wen1,3(), LI Bin1,2, ZHANG Yi-Biao1,2, YANG Jia-Jia1,3, LI Ke1,2
1. Function Laboratory of Marine Geo-Resource Evaluation and Exploration Technology,Qingdao Marine Science and Technology Center,Qingdao 266237,China
2. Shanghai Geophysical Branch,Sinopec Offshore Oilfield Services Company,Shanghai 201208,China
3. Qingdao Institute of Marine Geology,China Geological Survey,Qingdao 266237,China
全文: PDF(6956 KB)   HTML
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 

南黄海盆地新近系和中—古生界地层之间存在一个强屏蔽层,阻碍地震波能量向下传播,导致深部地层地震反射波能量低、波组特征差,严重制约了中—古生界油气勘探的突破。为了进一步改善南黄海强屏蔽下中—古生界地层的成像质量,从震源激发端进行大量的模拟分析研究,提出了富低频、强能量震源设计方法,优化设计了6 050 in3富低频、强能量震源。在崂山隆起西部极浅水区开展了拖缆地震采集,新采集的资料在强屏蔽层下深层的信噪比更高,同相轴更连续,构造特征更清晰,强屏蔽层下的地震资料品质改善明显。

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黄福强
陈建文
李斌
张异彪
杨佳佳
李珂
关键词 南黄海强屏蔽层大容量富低频震源设计    
Abstract

A strong shielding layer exists between Neogene and Meso-Paleozoic strata in the South Yellow Sea Basin,hindering the downward propagation of seismic wave energy.Consequently,reflected seismic waves in deep strata manifest low energy and poor wave group characteristics,severely constraining the oil and gas exploration in Meso-Paleozoic strata.To enhance the imaging quality of Meso-Paleozoic strata under the strong shielding layer,this study proposed a method for designing a high-energy airgun source rich in low-frequency components through extensive simulation analyses at the excitation end of the source.Finally,a 6050 in3 high-energy airgun source rich in low-frequency components was designed and applied to the streamer-based seismic data acquisition in the extremely shallow water area in the western Laoshan uplift.The seismic data acquired in the deep strata under the strong shielding layer demonstrate significantly improved quality,exhibiting a higher signal-to-noise ratio,more continuous seismic events,and clearer structural characteristics.

Key wordsSouth Yellow Sea    strong shielding layer    high capacity    rich low-frequency component    source design
收稿日期: 2024-04-24      修回日期: 2024-07-11      出版日期: 2024-10-20
ZTFLH:  P631.4  
基金资助:青岛海洋科技中心海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室“十四五”重大项目(LSKJ202203404)
通讯作者: 陈建文(1965-),男,博士,研究员,主要从事海洋油气资源调查评价与研究工作。Email:jwchen2012@126.com
作者简介: 黄福强(1988-),男,2012年毕业于中国石油大学(北京),高级工程师,主要从事海洋地质、地球物理方面的研究工作。Email:18621763931@163.com
引用本文:   
黄福强, 陈建文, 李斌, 张异彪, 杨佳佳, 李珂. 南黄海强屏蔽层下富低频强能量气枪震源设计及应用[J]. 物探与化探, 2024, 48(5): 1294-1301.
HUANG Fu-Qiang, CHEN Jian-Wen, LI Bin, ZHANG Yi-Biao, YANG Jia-Jia, LI Ke. Design and application of a high-energy airgun source rich in low-frequency components under the strong shielding layer in the South Yellow Sea. Geophysical and Geochemical Exploration, 2024, 48(5): 1294-1301.
链接本文:  
https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2024.1166      或      https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2024/V48/I5/1294
序号 施工
时间/年
采集目标区域 震源容
量/in3
气枪类型 枪/缆沉
放深度/m
1 1999 勿南沙隆起 1368 SLEEVE 3/4
2 2000 青岛凹陷 2905 G 5/6
3 2000 区域油气资源调查 3000 BOLT 8/12
4 2001 区域油气资源调查 3000 BOLT 8/12
5 2002 区域地质调查 2400 SLEEVE 7/9
6 2003 区域油气资源调查 5080 BOLT 6/7
7 2005 “南通幅”调查 2940 SLEEVE 6/9
8 2005 区域地质调查 5080 BOLT 8/10
9 2006 崂山隆起 2940
(单枪最
大容量
300,最
小40)
SLEEVE 8/12
10 2007 崂山隆起 2940 SLEEVE 8/12
11 2008 崂山隆起 2940 SLEEVE 8/12
12 2009 崂山隆起 3580 SLEEVE 8/12
13 2009 崂山隆起 6180 G 7/25
14 2010 崂山隆起 6420
(单枪最
大容量
380,最
小40)
SLEEVE+BOLT 10/14
15 2010 崂山隆起 6316 BOLT 10/16
16 2011 崂山隆起 7340 SLEEVE (6/9)/15
17 2012 极浅水区 5460 SLEEVE OBC
18 2012 盐城东区块滩海区 3900 OBC
19 2012 海安东区块滩海区 2070 BOLT OBC
20 2013 崂山隆起中部 5040 SLEEVE 7/10
21 2014 崂山隆起中部 5040 SLEEVE 7/10
22 2015 崂山隆起中南部 6390 GII 10/16
23 2016 崂山隆起中南部 6390
(单枪最
大容量
380,最
小45)
GII 10/16
24 2018 崂山隆起中南部 5110 GII 10/14
25 2018 南部凹陷 4350 GII 6/7
Table 1  南黄海地震调查项目所用震源信息
Fig.1  不同沉放深度的震源子波频谱特征曲线
Fig.2  4种气枪类型的单枪子波低频信号曲线
Fig.3  4种气枪类型的单枪子波能量关系曲线
Fig.4  相同总容量不同单枪数目子波能量关系曲线
总容量/in3 主峰值/(bar·m) 峰—峰值/(bar·m)
90 90(单枪) 2.67 5.51
2×45(线性排布,3 m间隔) 3.89 8.15
2×45(相干,相干间距1 m) 3.56 7.43
150 150(单枪) 3.07 6.22
2×75(线性排布,3 m间隔) 4.90 10.10
2×75(相干,相干间距1 m) 4.46 9.15
210 210(单枪) 3.33 6.68
2×105(线性排布,3 m间隔) 5.44 11.10
2×105(相干,相干间距1 m) 4.92 9.98
300 300(单枪) 3.77 7.48
2×150(线性排布,3 m间隔) 5.99 12.10
2×150(相干,相干间距1 m) 5.30 10.60
450 450(单枪) 4.75 9.29
2×225(线性排布,3 m间隔) 6.57 13.10
2×225(相干,相干间距1 m) 5.77 11.40
500 500(单枪) 5.05 9.82
2×250(线性排布,3 m间隔) 6.64 13.20
2×250(相干,相干间距1 m) 5.72 11.30
760 760(单枪) 6.40 12.30
2×380(线性排布,3 m间隔) 8.41 16.50
2×380(相干,相干间距1 m) 6.66 12.90
Table 2  不同容量相干枪震源子波能量统计
Fig.5  不同容量相干枪子波能量对比关系曲线
Fig.6  设计的6 050 in3震源平面排布示意
震源容
量/in3
沉放深
度/m
主峰值/
(bar·m)
峰—峰值/
(bar·m)
初泡
主频
/Hz
频宽(-6dB)
/Hz
6050 6 114.2 236.7 33.0 60.0 9~105
6050 7 117.2 236.5 29.4 53.0 6~92
6050 8 111.1 226.9 25.9 48.5 6~83
6050 9 109.5 226.5 23.0 43.5 6~75
6050 10 113.2 229.5 21.3 39.0 5~67
6050 11 112.9 223.1 18.5 36.0 5~62
6050 12 109.7 215.1 16.5 33.0 5~57
Table 3  6 050 in3组合震源在不同的沉放深度(6~12 m)模拟远场子波参数统计
Fig.7  6 050 in3震源沉放7 m时模拟子波
Fig.8  6 050 in3震源沉放7 m时模拟子波频谱
2009年二维拖
缆采集方案
2022年二维拖
缆采集方案
气枪类型 SLEEVE GII
震源容量/in3 3580 6050
震源深度/m 8 7
电缆深度/m 9 10
工作压力/psi 2000 2000
炮间距/m 50 37.5
道间距/m 12.5 12.5
电缆长度/m 6000 8100
覆盖次数 60 108
最小偏移距/m 145 170
采样间隔/ms 2 2
记录长度/ms 8024 10240
Table 4  2022年崂山隆起西部极浅水区地震采集主要参数
Fig.9  采集原始单炮记录
Fig.10  采集原始单炮记录频谱分析
Fig.11  2009、2022年新老资料单炮频谱对比
Fig.12  2009、2022年新老资料在相同覆盖次数(60次)下的偏移剖面对比
Fig.13  偏移成果剖面对比
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