海上地震勘探技术-基础知识

滩浅海地震采集技术与作业装备地震采集基础知识滩浅海地区(TransitionalZone)地震采集基础知识海底电缆(OceanBottomCable)轻型OBC地震采集技术滩浅海地震勘探前沿技术&发展方向滩浅海地区地震采集基础知识(TransitionalZone)滩浅海地震采集技术与作业装备一．基本概念二．主要特点三．主要装备四．施工方法五．资料品质海底电缆式勘探（OBC）海上拖缆式勘探（streamer)海底节点式勘探(OBN)(一)滩浅海地震采集技术与装备(二)深海拖缆地震采集技术与装备(三)海底节点地震采集技术与装备海上地震勘探按施工设备划分:滨海带：低潮线与最大浪潮所能冲动到的上地界(最高高潮线)之间的地带。滨海带是海陆互交地带，范围在低潮线与高潮线之间。滨海带进一步可分为上朝带（后滨）、潮间带（前滨）和潮下带(外滨带)。浅海带（水深500m以内？）:大陆周围较平坦的浅水海域，即大陆架。其平均宽度75公里。深度从数十米到几百米不等，平均130米左右。由于浅海带始终处于海水面以下，水动力条件较弱。波浪影响地区主要是大陆架上部。潮流和洋流可影响整个大陆架，但流速较低，主要起搬运作用。深海带（水深达1000米？）：深度在2000—6000米左右的大洋底部，包括从大陆坡底部以下的所有地区，但不包括深海沟。潮间带(前滨带)指高潮与低潮之间的地带。随潮汐的涨落而淹没或露出。潮间带的宽度受海岸坡降的控制，海岸的坡降越平缓，潮间带的宽度越大，反之，潮间带狭窄。潮上带(后滨带)指位于平均高潮线与特大潮水线之间的区域。正常潮汐作用下不能到达，但在大潮或风暴潮时，海水可以淹没。潮下带(外滨带)指位于平均低潮线以下、浪蚀基面以上的浅水区域。亦即潮间浅滩外面的水下岸坡。此区域水浅、波浪作用频繁。TZ:TransitionalZone过渡的(变迁的、转换的)狭长地带，强调的是地形条件。海(水)滩(陆)海(水)滩(陆)水陆交互：水陆过渡带，水陆交互带，水陆两栖带，滩(涂)海地区；其它：盐田卤池区，海水养殖区，沼泽区，港口区等；水深变化：潮上带(后滨带)，潮间带(前滨带)，潮下带(外滨带)，极浅海，浅海；0m、5m、10m、20m、50m、200m水深线……潮汐：潮汐变化规律，沽潮线，潮差，高潮、低潮、平潮等等；海水动力作用：涨落潮，潮流，风浪，浪(涌)。海洋潮汐是由天体引潮力所引起。最显著的是月球和太阳的引潮力。由于月球、太阳和地球3者的相对位置有规律地不断变化，引潮力时强时弱，故潮汐变化有大有小，而且有规律地变化。通常农历每月初一和十五或十六出现大潮，初八或初九和下弦廿二或廿三出现小潮。潮汐在世界各地区常见的有三种类型：即全日潮型（指每24小时50分钟发生一次涨潮，一次落潮）、半日潮型（指每12小时25分钟发生一次涨潮，一次落潮）和混合潮型（指介于以上两种潮汐类型之间的一种，一般可分为不规则半日混合潮和不规则全日混合潮两种）。海洋潮汐的研究，与人类的关系非常密切，如对船只的航行、海上作业、港口码头的兴建、海岸带的水产养殖等都有重要的意义。潮差从低潮到高潮的潮位差，称涨潮潮位差；从高潮到低潮的潮位差，称落潮潮位差。涨潮潮位差和落潮潮位差两者的平均值便是这个潮汐循环的潮差。潮差的大小因引潮力的大小，并受海岸与海底地形的影响而不同。潮流是指潮汐引起的海水的周期性的水平流动。如果由外海大洋向岸边、海湾等流进的潮流叫“涨潮流”，反之叫“落潮流”。潮流有两种类型：旋转流和往复流。旋转流是近海和大洋潮流的一种普遍形式，由于受地球自转偏向力和海底地形的影响，其流向随时变化；往复流一般只发生在近岸河口区或狭窄海湾及海峡处，其流向因受地形限制而不能旋转，主要呈一来一往的形式。海浪海浪又名波浪，是海水有规律地波状起伏运动，其一般传播速度每小时几十公里以上。在深海中海水质点并没有发生大量的水平位移，只是在平衡位置上作有规律的往复园周运动，并做往复螺旋式的前进，波高一般等于波长的1/20-1/30。破浪带、底流当波浪向海岸方向涌进时，在水深不足波长的1/2(通常在10-20m之间)的浅水区，水质点的运动轨迹变成了椭圆形。随着深度的减小，椭圆的压扁程度也越来越高，水质点每次沿椭圆运动后向前的位移也显著增加。由于海底磨擦的原因，表面水质点的移动速度大于底部水质点移动速度，最后导致波浪破碎，涌向海岸，使岸边海水面增高，多余的海水受重力影响，顺斜坡垂直方向退回大海，形成底部返回流，即底流。潮汐预报包括天文潮预报和气象潮预报。天文潮预报是根据日、月的运动规律，用潮汐调和常数计算，并加以海平面等因素，推算得出潮位的逐时逐日变化过程、高潮时和低潮时。潮汐表上刊载的就是计算结果。气象潮预报是根据气象和气候资料，对天文潮推算结果加以修正后，来预报一定时期内对潮汐可能带来的影响。潮汐表把沿海各主要港口未来一年内的高潮和低潮发生的时间和高度、潮汐调和常数、潮流变化等资料刊出，并编算成潮汐表，以便使用和参考。我国由国家海洋局科技情报研究所负责这一工作，每年出版的潮汐表中皆指出中国沿海各港口每时的潮位、高潮和低潮出现的时间等情况。日期潮时时分潮高(cm)102501280920360145221720343712006年9月黄骅港潮汐表2006年9月1黄骅港高低潮潮位时刻表时间(小时)1234567891011121314151617181920212223潮位(cm)2221731401281421822392973303583553282872482232172272543393673693463062006年9月1日黄骅港潮位曲线1001301601902202502803103403704001234567891011121314151617181920212223时间(小时)潮位CM②LowFrequencyNoise2006年9月1日黄骅港潮位曲线1001301601902202502803103403704001234567891011121314151617181920212223时间(小时)潮位CM如何界定TZ范围?①TZ(滩海、滩涂)？----以水深界定2m水深线界定？5m水深界定？10m水深线界定？----以水陆交互变化界定潮间带枯潮线2m水深线气枪不能作业②浅海(极浅海)？大陆架或200m水深以内气枪能够作业？5m以内？10m以内？40m以内？③地表条件、地物特征海水养殖、盐田、卤池、港口一．基本概念二．主要特点三．作业装备四．施工方法五．资料品质滩浅海地区是指海边沿岸带从一定水深向陆上延伸到一定距离的区域，包括浅海、潮间带、滩涂以及与之相接的陆地(水网、沙漠或山地等)，地表条件复杂多变。滩浅海与海水相关、与海岸相连，既有陆上特点，又具备海上特点。地表：复杂，如海底基质、起伏变化等海水：变化，如含盐度，水深，水动力(潮汐、风暴潮、风浪)队伍庞大、成本高、风险大（点多面广）、效率低、装备多、组织难、方法杂、资料差!!!HSE：人员溺水，消防，环保，避风，防风暴潮？①动态的作业环境水陆交互变化；海水动力作用；水深(潮差)变化；动态施工作业；施工方法的变化；作业装备的调整。5m6m7m4m3m2m.4m4m盖洲滩1m3m.6m②施工点位准确性在TZ施工作业，其采集站、检波器、海缆、各种定位浮漂等无时无刻不受到海水动力作用的影响而产生漂移。以海底沙粒为例，在平缓倾斜的海底浅水斜坡上，当一组波浪均匀地向岸边推进时，波浪带动沙粒向上(朝岸一边)运动、前进一段距离。在海水退回时，底流带动沙粒退回一段距离。沙粒在水动力和重力的联合作用上呈往返运动，当水动力作用大于重力作用时，沙粒朝波浪方向移动；当水深加大或地形坡度大的地段，重力作用较波浪水动力作用大，沙粒背朝波浪传播方向运动。不同潮水噪音数据统计表涨潮（1144道）平潮（1144道）落潮（1144道）指标道数占%指标道数占%指标道数占%＜60µV282.4＜60µV51545.0＜60µV12911.360-100µV80.760-100µV55848.860-100µV51845.3100-200µV766.6100-200µV675.9100-200µV47241.3200-300µV31527.5＞200µV40.3200-300µV191.7300-400µV39334.4＞300µV60.5＞400µV32428.3平均噪音值331µV平均噪音值63.7µV平均噪音值97.6µV理论点位坐标与一次定位坐标对比点偏大小道数百分比ΔS≤1米82972.47%1米＜ΔS≤3米30226.40%3米＜ΔS≤5米110.96%5米＜ΔS≤5.3米20.17%点位误差统计：一次定位与二次定位坐标对比点偏大小道数百分比ΔS≤3米17515.30%3米＜ΔS≤5米20718.09%5米＜ΔS≤10米51444.93%10米＜ΔS≤15米18916.52%15米＜ΔS≤20米363.15%20米＜ΔS≤25米110.96%25米＜ΔS≤30米40.35%30米＜ΔS≤38米80.7%③天气、环保、海上救护等海上应急预案人员健康海上风暴潮海上迷失溺水船舶防火废物处理燃油泄露污染海上应急演练一．基本概念二．主要特点三．作业装备四．施工方法五．资料品质（1)地震记录系统428XL主机+408ULS外设（2）气枪震源系统海豹六号震源船及气枪震源系统参数船长47.9m船宽8.8m型深3.7m设计吃水2.2m结构吃水2.0m最大航速10节总吨499t净吨149t入级CCS国际级建造时间2010.4.25总功率746KW内燃机数量2推进器种类螺旋桨推进器数量2最低配员11人续航力20天空压机LMF31/138-207D空压机数量1气枪类型G-GUN气枪数量23阵列总容积3020in³等最小激发间隔8s声纳定位系统设计及QC系统声速仪现场处理系统AIS船舶识别系统阿尔帕雷达（3）主要质量控制设备母船供给船放缆船护缆船仪器船橡皮艇（4）主要运载船舶母船一．基本概念二．主要特点三．作业装备四．施工方法五．资料品质①工区踏勘和海况调查重点对工区水深、潮汐、施工季度(天气)、海流、海浪、海底地形地貌、海底基质、海水养殖、港口码头、航道、过往船只、海洋捕捞、渔政、港监等进行详细的调查和了解。②合理选择施工季度、作业时间、观测方法TZ地区施工作业，要选择适当的施工季节和作业时间，慎密合理地利用好地震采集设备，最大程度地提高生产时效、确保野外采集资料品质。通常海上作业是“怕道不怕炮”，道数越多，困难越大，施工作业量就越大，施工点位的准确性就越差，而且还影响施工效率。对策c、聘请渔政部门，帮助警戒。项目设计方案观测系统类型8L4S176R（正交）面元大小25m×25m覆盖次数176次4横×44纵接收道数1408道纵向排列方式4375-25-50-25-4375道距50m炮点距纵100m/横50m接收线距200m最大非纵距775m最大炮检距4443m排列片宽度1400m纵横比0.18束间滚动距200m观测系统：6线24炮192道正交式束状观测系统CMP面元：25×25m覆盖次数：72（6×12）次接收道数：1152（6×192）排列线距：300m道距：50m横向炮点距：50m纵向炮线距：400m最小非纵距：25m最大非纵距：1325m纵向最大炮检距：4775米最小炮检距：35.4m最大炮检距：4955.4m线束横向滚动距离：600m（2个排列）纵横比：0.28排列类型：PATCH接收线数：4接收线距：300m接收道距：50m炮线数：36条炮线距：200m每炮的接收道数：92ⅹ4缆炮点距：50m每条线的炮点数：48个纵向滚动距离：3600m横向方向滚动距离：1200m面元尺寸：25×25m满覆盖次数：92次最大炮检距：5997m最小炮检距：25m0.7m0.8m0.72m盖州滩2m3m4m1m0.6m2m3m4m5m6m7m③试验工作井深激发：等同陆上；气枪激发：气枪沉放深度试验；试验点位置：水深条件，地下构造，海流、潮汐变化等条件Seism