剩余靜校正處理技術(shù)在神狐海域水合物識別中的應用?

龔建明， 何玉華， 王建強， 閆桂京， 苑春芳， 廖　晶

(1.國土資源部海洋油氣資源與環(huán)境地質(zhì)重點實驗室，山東 青島 266071；2.國土資源部青島海洋地質(zhì)研究所,山東 青島 266071; 3.中國礦業(yè)大學，北京 100083)

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剩余靜校正處理技術(shù)在神狐海域水合物識別中的應用?

龔建明1,2， 何玉華1,2， 王建強1,2， 閆桂京1,2， 苑春芳3， 廖晶1,2

(1.國土資源部海洋油氣資源與環(huán)境地質(zhì)重點實驗室，山東 青島 266071；2.國土資源部青島海洋地質(zhì)研究所,山東 青島 266071; 3.中國礦業(yè)大學，北京 100083)

為了提高地震剖面上天然氣水合物識別的可信度，以神狐海域天然氣水合物鉆探結(jié)果為基礎，首次將剩余靜校正處理技術(shù)應用于天然氣水合物地震資料處理中。結(jié)果顯示，在經(jīng)過剩余靜校正處理后的地震剖面上BSR特征清晰，反射能量強，極性反轉(zhuǎn)明顯。在此基礎上，對比分析了過神狐海域2口水合物鉆井的新老剖面品質(zhì)，對比結(jié)果顯示，不論是鉆遇天然氣水合物的SH3井，還是未鉆遇天然氣水合物的SH1井，經(jīng)過剩余靜校正處理后的新剖面成像精度得到了明顯提高，剖面顯示出的細微結(jié)構(gòu)更加清晰，有利于天然氣水合物的識別。因此，建議開展海域天然氣水合物(尤其是擴散型水合物)的剩余靜校正處理。

應用； 水合物識別； 剩余靜校正； 神狐海域

引用格式：龔建明， 何玉華， 王建強， 等. 剩余靜校正處理技術(shù)在神狐海域水合物識別中的應用[J]. 中國海洋大學學報(自然科學版), 2016, 46(10): 92-97.

GONG Jian-Ming, HE Yu-Hua, WANG Jian-Qiang， et al. Application of residual static correction processing technique on identification of gas hydrate in shenhu survey area[J]. Periodical of Ocean University of China, 2016, 46(10): 92-97.

目前，剩余靜校正處理技術(shù)主要應用于陸地地震勘探[1-2]，在海洋地震資料處理中，因為海水具有很好的一致性，且地震資料采集和接收幾乎在平整的海平面附近，激發(fā)點與接收點之間不存在巖性和速度的變化，因此，一般不需要做剩余靜校正處理。但是，由于潮汐、涌浪的影響，炮檢點會有高度變化，導致同一面元中的各道存在靜態(tài)時差，在某些特殊條件下(例如：海況差)，靜態(tài)時差可能較大，會嚴重影響速度分析的精度以及疊加道集的同相性，造成海底地形鋸齒起伏和地下反射層畸變，大幅降低觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量，嚴重影響剖面品質(zhì)，甚至造成地震剖面上的虛假構(gòu)造，給解釋人員帶來錯誤的認識[3-5]。如果是以深層油氣構(gòu)造解釋為目的，這種影響或可忽略，但是，海域天然氣水合物主要賦存在于海底之下0～350 m的淺表層[6-8]，潮汐和涌浪造成的靜態(tài)時差對水合物識別的影響就顯得十分突出，因此，開展剩余靜校正處理，恢復地層原始面貌非常必要。

2007年，中國地質(zhì)調(diào)查局在南海神狐海域組織實施了天然氣水合物鉆探工程，在SH2 、SH3和SH7 3個站位鉆獲擴散型天然氣水合物實物樣品, 其BSR埋深較淺，位于182～222 m之間，這是中國天然氣水合物調(diào)查的首次突破[9]。本文根據(jù)鉆探的實際結(jié)果，從剩余靜校正技術(shù)應用的角度，探討了天然氣水合物鉆探成敗的原因。

為了消除潮汐和涌浪的影響，采用三維剩余靜校正迭代技術(shù)，提高了反射波的同相性。從處理出的過井地震剖面BSR特征和過井新、老剖面對比可以看出，成像精度明顯得到了提高，地震剖面顯示出的細微結(jié)構(gòu)更加清晰，有利于天然氣水合物的識別。

1　消除潮汐和涌浪的剩余靜校正處理方法

通常情況下，野外潮汐記錄可以進行潮汐校正。由于神狐海域天然氣水合物調(diào)查時野外沒有采集潮汐數(shù)據(jù)，因此，潮汐校正可采用三維速度分析與三維剩余靜校正迭代技術(shù)來完成[10]，它通過速度的逐步精確與剩余靜校正量的逐步收斂，可最大程度地減小剩余時差的影響，提高反射波的同相性。

圖1是迭代前后CMP道集的變化，從圖中可以看出，CMP道集的同相性在迭代后有明顯的改善。圖2是速度分析與剩余靜校正迭代前后的疊加效果，從圖中同樣可以看出，迭代后的疊加效果明顯得到改善。

圖1　速度分析與剩余靜校正迭代前后的CMP道集Fig.1　CMP gathers before and after velocity analysis and residual static correction iteration

圖2　速度分析與剩余靜校正迭代前后的疊加效果Fig.2　Overlay effects before and after velocity analysis and residual static correction iteration

圖3和4是第一次和最后一次剩余靜校正量屬性圖。第一次校正量在±10 ms以內(nèi)，最后一次校正量在±2 ms以內(nèi)，收斂明顯。從屬性圖上還可以看到，剩余靜校正量變化明顯具有類似測線的特征，說明剩余靜校正量的存在與測線的采集條件相關。

圖3　速度分析與剩余靜校正第一次迭代統(tǒng)計出的校正量Fig.3　Amount of correction from first iteration

圖4　速度分析與剩余靜校正最后一次迭代統(tǒng)計出的校正量Fig.4　Amount of correction from last iteration

2　效果分析

通過速度分析與剩余靜校正處理，基本消除了潮汐和涌浪的影響。在此基礎上，采用疊前時間偏移處理技術(shù)，獲得了神狐海域穿過8口水合物鉆井的地震剖面。從過井地震剖面BSR特征和過井新、老剖面對比可以看出，成像精度得到了明顯提高，地震剖面顯示出的細微結(jié)構(gòu)更加清晰，有利于解釋人員做出較為客觀的判斷。

2.1 過井地震剖面BSR特征分析

前已述及，神狐海域8口水合物鉆井中，3口井鉆遇了水合物，5口井未鉆遇水合物。為了分析經(jīng)過剩余靜校正處理后的地震剖面上BSR的特征，分別選擇鉆遇水合物的SH3井和沒有鉆遇水合物的SH1井的過井地震剖面。圖5～6依次是過SH1和SH3井的地震剖面，圖中標示了上述2口井的具體位置及相應的速度譜。

圖5　SH1井在偏移剖面上的位置及相應的速度譜Fig.5　Location of Well SH1 and its velocity spectrum

圖6　SH3井在偏移剖面上的位置及相應的速度譜Fig.6　Location of Well SH3 and its velocity spectrum

在上述2口鉆井中，SH3井所在位置BSR清晰，反射能量強，與海底反射極性相反，存在空白反射和速度反轉(zhuǎn)現(xiàn)象，而SH1井所在位置的BSR特征不清楚，無速度反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

2.2 過井新老地震剖面對比

為進一步總結(jié)剖面上BSR、極性、振幅、空白反射等特征與天然氣水合物賦存的關系，對未經(jīng)剩余靜校正處理的常規(guī)疊加剖面(老)和經(jīng)過剩余靜校正處理后的疊前時間偏移剖面(新)進行對比(以下簡稱新、老剖面對比)。

一般情況下，海底反射系數(shù)為正值，按SEG標準，剖面上海底反射顯示為波峰。而老剖面上海底反射為波谷，顯然是反極性的剖面。為此，將正、負極性的新剖面與老剖面進行比對，以幫助識別天然氣水合物的地震反射特征。

圖7是未鉆遇水合物的過SH1井的新、老剖面對比。對比結(jié)果顯示，由于能量特征、極性特征不明顯，斷層不清楚，老剖面上BSR向右一直延伸過SH1井位置；而新剖面則清楚顯示，BSR在SH1井位置向左方向300 m左右因為存在一個箭頭所示的斷層而中止，斷層右邊看不到與海底反射極性相反、空白反射等特征，因此，在新剖面上，SH1井所在位置無BSR反射，這可能是該井未鉆遇水合物的原因。

圖8是鉆遇水合物的過SH3井的新、老剖面對比。SH3井的BSR特征在8口探井中最突出。探井位置到紅色箭頭標注的區(qū)域，新剖面上顯示與海底反射極性相反，有空白反射，能量較強，可判斷為BSR；但在老剖面上極性反轉(zhuǎn)、空白反射等特征不明顯，難以確定是否為BSR。

圖7　未鉆遇水合物的過SH1井的新、老剖面對比Fig.7　Contrast between new and old seismic profiles of Well SH1

圖8　鉆遇水合物的過SH3井的新、老剖面對比Fig.8　Contrast between new and old seismic profiles of Well SH3

3　討論

綜上所述，對于賦存在海底淺表層的天然氣水合物，潮汐和涌浪造成的靜態(tài)時差會降低淺部地層的地震分辨率，特別是在斷層發(fā)育的地區(qū)。因此，在未經(jīng)剩余靜校正處理的地震剖面上，細微結(jié)構(gòu)不甚清晰，小斷層難以區(qū)分(例如：SH1井)；而在經(jīng)過剩余靜校正處理后的地震剖面上，細微結(jié)構(gòu)清晰可辨，小斷層顯示明顯，因而，很容易判斷SH1井位置不存在BSR，而極有可能的BSR在箭頭所示斷層的左側(cè)(見圖7)。

另外，在經(jīng)過剩余靜校正處理的新地震剖面上，天然氣水合物層所具有的與海底極性相反、空白反射、能量較強等特征更加突出(見圖8)；而在未經(jīng)剩余靜校正處理的老剖面上，其極性反轉(zhuǎn)、空白反射等特征不太明顯。由此可見，經(jīng)過剩余靜校正處理后的地震剖面有利于天然氣水合物的識別，尤其是擴散型天然氣水合物。

4　結(jié)論

(1)通過減少涌浪和潮汐造成的靜態(tài)時差，神狐海域天然氣水合物剩余靜校正處理技術(shù)提高了反射波的同相性，改善了速度譜能量團的聚焦程度。

(2)經(jīng)過剩余靜校正處理，鉆遇水合物的過井地震剖面上BSR特征清晰，反射能量強，極性反轉(zhuǎn)明顯；相反，在未鉆遇水合物的過井地震剖面上則缺少BSR特征。

(3)過井新、老地震剖面對比結(jié)果顯示，經(jīng)過剩余靜校正處理后的新剖面成像精度明顯得到提高，地震剖面顯示出的細微結(jié)構(gòu)更加清晰。因此，從神狐海域天然氣水合物鉆探結(jié)果來看，剩余靜校正處理技術(shù)有利于海域天然氣水合物的識別，建議推廣。

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責任編輯徐環(huán)

Application of Residual Static Correction Processing Technique on Identification of Gas Hydrate in Shenhu Survey Area

GONG Jian-Ming1，2, HE Yu-Hua1，2, WANG Jian-Qiang1，2,YAN Gui-Jing1，2, YUAN Chun-Fang3,LIAO Jing1，2

(1.The Key Laboratory of Marine Hydrocarbon Resources and Environmental Geology, Ministry of Land and Resources,Qingdao 266071;China; 2. Qingdao Institute of Marine Geology, Ministry of Lond and Resources， Qingdao 266071, China； 3.China University of Mining and Technology, Beijing 100083, China)

In order to increase the credibility of gas hydrate identification in seismic profiles, residual static correction processing technic is firstly applied to the seismic data-processing of gas hydrate based on the drilling results of gas hydrate in Shenhu Survey area. The result shows that BSR is clearer, reflected energy is stronger and polarity-reversal is more obvious in seismic profiles processed by residual static correction. On the basis of residual static correction processing, the profiles quality between new and old are compared and analyzed for the 2 gas hydrate-drilling Wells of Shenhu Survey area. Result shows that no matter the SH3 Well which met gash hydrate，or the SH1Well which did not discover gas hydrate, the imaging precision of new profiles has improved greatly, the microstructure showed by seismic profile is clearer, and identification of gas hydrate become more credible after the residual static correction processing. Therefore, it is suggested to carry out residual static correction processing technique on identification of gas hydrate, especially for the dispersed gas hydrate.

application; identification of gas hydrate; residual static correction; Shenhu Survey area

國家自然科學基金項目“祁連山天然氣水合物氣源成因研究”(41273066)；國家青年科學基金項目“南海北部神狐海域深水水道演化與水合物成藏的關系”(41406080)資助

2015-06-24；

2015-10-07

龔建明(1964-)，男，研究員，主要從事海洋油氣與天然氣水合物研究工作。E-mail：gongjianm@aliyun.com

P631.4

A

1672-5174(2016)10-092-06

10.16441/j.cnki.hdxb.20150224

Supported by Sources for Permafrost Gas Hydrates in the Qilian Mountain (41273066); The Relationship Between Deepwater Channels Evolution And Gas Hydrate Accumulation In Shenhu Area, Northern South China Sea(41406080)