CN106383360A - 一种基于地震数据的海底沉积物温压场的识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种基于地震数据的海底沉积物温压场的识别方法包括：获得叠后地震数据、海底底界层位拾取、对海底层位数据进行时深转换、基于海底深度数据求取不同深度的温度数据、基于海底深度数据求取不同深度的压力数据、温压场的显示。基于本发明实施例适用范围广；由于地震数据的测量准确性较高，因此本方法获取的海底深度数据也更加准确，本发明可以研究局部温压场和区域温压场；本发明能够直观的显示海底温压场的变化，利用本发明来计算海域天然气水合物发育区的温压场，提高天然气水合物发育区储量评估的准确度，达到降低勘探风险和降低勘探成本的效果。

Description

一种基于地震数据的海底沉积物温压场的识别方法

技术领域

本发明涉及海底沉积物温压场技术领域，尤其是一种基于地震数据的海底沉积物温压场的识别方法。

背景技术

天然气水合物是一种非常规能源，属于一种优质、清洁的能源，在我国海域具有非常丰富的预测储量。目前研究已经表明天然气水合物在海底沉积层的分布位置主要是受温度和压力共同控制的，因此弄清海底温压场的分布可以有助于更好地预测海底天然气水合物的储量。

反射地震勘探是利用地震反射波法来探查地下地质构造或岩性特征，具体做法是测定有声波阻抗分界面上所反射回来的地震波同相轴的到达时间及波形的变化，根据反射同相轴的到达时间、振幅及波形，可以查明地下地层的变化，从而寻找和评价含油气圈闭。

地震勘探中的正演是指已知地下岩石的声波阻抗情况获得体现岩性变化界面的叠后地震记录，地震勘探中的反演是指已知叠后地震记录求取体现岩性空间变化。

地震反演广义上讲就是利用数据恢复地下地质结构和岩石性质的方法，狭义的讲就是从有限频带宽度的地震数据中恢复出宽带波阻抗。

申请号为2014106161280的中国申请专利“一种冻土带天然气水合物的勘探方法”公开了一种冻土带天然气水合物的勘探方法，这种方法主要是综合利用大气探测卫星反演数据、遥感数据、地表土壤烃类油气化探数据、探地雷达数据、瞬变电磁响应数据等来推测一个工区是否具有天然气水合物勘探前景。

申请号为201510363493X的中国授权专利“天然气水合物沉积物多测量单元分析方法及集成系统”公开了一种天然气水合物沉积物多测量单元分析方法及集成系统，该方法通过在测试天然气水合物样品温度和压力数据、相平衡曲线、天然气水合物饱和度、弹性参数、电阻数据等基础上可以实现反演天然气水合物饱和度和孔隙度。

现有技术至少存在以下四个方面的不足：

(1)使用范围受限，局限于某一个构造或某一个开采点；

(2)研究领域狭窄，主要集中于开采领域，勘探领域温压场研究较少；

(3)少有应用地震数据来研究温压场；

(4)计算方法不够方便、计算精度不够，目前计算温压场方法以精度不高的定性为主，也存在一些定量计算方法，但计算方法不够方便，有些计算方法不够精确。

因此，提供一种基于地震数据的海底沉积物温压场的识别方法是本领域急需解决的问题。

发明内容

本发明提供一种基于地震数据的海底沉积物温压场的识别方法，以解决上述问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供的一种基于地震数据的海底沉积物温压场的识别方法，包括以下步骤：

获得叠后地震数据，对采集的海域地震数据进行处理，获得可靠的叠后地震数据；

海底底界层位拾取，由于海水与海底沉积层之间由于存在阻抗差，因此地震剖面上海底反射表现为强反射，基于强反射可以获取反映海底深度的层位数据，需要沿着强反射把反映海底反射的层位数据拾取出来，这样的层位称之为海底层位数据；

对海底层位数据进行时深转换，从地震剖面上拾取的海底层位数据属于时间域，需要将其转换为深度域的数据，将反映海底反射的地震层位利用时深转换关系进行转换获得海底的深度数据；

基于海底深度数据求取不同深度的温度数据，利用温度与海底深度、海底沉积物地层地温梯度的关系求取不同深度位置处的温度数据；

基于海底深度数据求取不同深度的压力数据，利用压力与海底深度的关系求取不同深度位置处的压力数据；

温压场的显示，利用显示软件对海底以下的温度数据和压力数据进行显示，即获得温压场。

在基于上述方法的另一个实施例中，所述将反映海底反射的地震层位利用时深转换关系进行转换获得海底的深度数据包括：

海底层位数据是时间数据，海底层位数据是地震波在海水中垂直传播时间的两倍，根据地震波在海水中传播速度v＝1480m/s这一时深关系，将海底层位数据转换为深度数据为：

d＝1480×t

其中：t表示地震波在海水中传播速度，单位为秒。

在基于上述方法的另一个实施例中，所述基于海底深度数据求取不同深度的温度数据，其计算公式为：

计算海底温度数据：

T_d＝357.9×d^0.631

其中：t表示需要求取的海底温度，d表示海底深度，单位为米，d取值大于300。

利用研究区域地温梯度g(℃/100m)和计算海底温度数据公式来计算海底以下不同深度z位置处的温度，公式表示为：

T＝T_d+g*z

其中z的单位是米，表示为海底沉积物距海底的深度。

在基于上述方法的另一个实施例中，所述基于海底深度数据求取不同深度的压力数据的计算公式为：

$\begin{array}{c}{P}_{lith}=0.101325+1.104\×{10}^{-2}h-9.81\×{10}^{-4}\frac{z^3}{3}\\ +9.81\×{10}^{-10}\frac{z^2}{2}+1.8212\×{10}^{-5}z\end{array}$

其中：z为海底沉积物距海底的深度，单位为米，h为海水深度，单位为米。

在基于上述方法的另一个实施例中，所述获得叠后地震数据，对采集的海域地震数据进行处理，获得可靠的叠后地震数据包括：

通过监测设备检测海底地震激发形成的地震波以及地震数据；

对采集的地震波和地震数据进行处理，所述处理包括以下方法：去噪声处理、地表一致性校正、球面扩散补偿、子波处理、DMO处理、偏移处理；

获取地震海域的可靠的叠后地震数据。

基于本发明上述实施例提供的一种基于地震数据的海底沉积物温压场的识别方法，适用范围广，由于采集的地震数据覆盖区域达到几百平方公里，甚至几千平方公里以上，因此可以在非常广宽的区域使用；由于地震数据的测量准确性较高，因此本方法获取的海底深度数据也更加准确，本发明既可以研究局部温压场，也可以研究区域温压场；本发明属于定量的计算方法，能够直观的显示海底温压场的变化，利用本发明来计算海域天然气水合物发育区的温压场，能更好的帮助认识天然气水合物发育区范围，提高天然气水合物发育区储量评估的准确度，从而为勘探提供指导，达到降低勘探风险和降低勘探成本的效果。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同描述一起用于解释本发明的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中：

图1为本发明基于地震数据的海底沉积物温压场的识别方法的一个实施例的流程图。

图2为本发明于地震数据的海底沉积物温压场的识别方法的另一个实施例的流程图。

图3为南海海域某位置地震数据处理后的叠后地震数据图。

图4为海底位置的海底层位数据图。

图5为将海底层位数据转换为深度数据图。

图6为海底温度场变化图。

图7为海底压力场变化图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1为本发明基于地震数据的海底沉积物温压场的识别方法的一个实施例的流程图，如图1所示，该实施例的基于地震数据的海底沉积物温压场的识别方法包括以下步骤：

10：获得叠后地震数据，对采集的海域地震数据进行处理，获得可靠的叠后地震数据；

20：海底底界层位拾取，由于海水与海底沉积层之间由于存在阻抗差，因此地震剖面上海底反射表现为强反射，获取海底深度数据，需要沿着强反射把反映海底反射的层位数据拾取出来，这样的层位称之为海底层位数据；

30：对海底层位数据进行时深转换，从地震剖面上拾取的海底层位数据属于时间域，需要将其转换为深度域的数据，将反映海底反射的地震层位利用时深转换关系进行转换获得海底的深度数据；

40：基于海底深度数据求取不同深度的温度数据，利用温度与海底深度、海底沉积物地层地温梯度的关系求取不同深度位置处的温度数据；

50：基于海底深度数据求取不同深度的压力数据，利用压力与海底深度的关系求取不同深度位置处的压力数据；

60：温压场的显示，利用显示软件对海底以下的温度数据和压力数据进行显示，即获得温压场。

所述将反映海底反射的地震层位利用时深转换关系进行转换获得海底的深度数据包括：

海底层位数据是时间数据，海底层位数据是地震波在海水中垂直传播时间的两倍，根据地震波在海水中传播速度v＝1480m/s这一时深关系，将海底层位数据转换为深度数据为：

d＝1480×t/2

其中：t表示地震波在海水中双层垂直传播时间，单位为秒。

所述基于海底深度数据求取不同深度的温度数据，其计算公式为：

计算海底温度数据：

T_d＝357.9×d^0.631

其中：t表示需要求取的海底温度，d表示海底深度，单位为米，d取值大于300。

利用研究区域地温梯度g(℃/100m)和计算海底温度数据公式来计算海底以下不同深度z位置处的温度，公式表示如下：

T＝T_d+g*z

其中z的单位是米，表示为海底沉积物距海底的深度。

所述基于海底深度数据求取不同深度的压力数据的计算公式为：

$\begin{array}{c}{P}_{lith}=0.101325+1.104\×{10}^{-2}h-9.81\×{10}^{-14}\frac{z^3}{3}\\ +9.81\×{10}^{-10}\frac{z^2}{2}+1.8212\×{10}^{-5}z\end{array}$

其中：z为海底沉积物距海底的深度，单位为米，h为海水深度，单位为米。

图2为本发明于地震数据的海底沉积物温压场的识别方法的另一个实施例的流程图，如图2所示，所述获得叠后地震数据，对采集的海域地震数据进行处理，获得可靠的叠后地震数据包括：

101：通过监测设备检测海底地震的地震波以及地震数据；

102：对采集的地震波和地震数据进行处理，所述处理包括以下方法：去噪声处理、地表一致性校正、球面扩散补偿、子波处理、DMO处理、偏移处理；

103：获取地震海域的可靠的叠后地震数据。

图3为南海海域某位置地震数据处理后的叠后地震数据图，如图3所示，采集的海域地震数据经过步骤10处理以后，获得可靠的海域叠后地震数据。

图4为海底位置的海底层位数据图，如图4所示，将图3中获得的可靠的海底叠后地震数据抽取，就能得到海底层位数据。

图5为将海底层位数据转换为深度数据图，如图5所示，由于海底层位数据是地震波在海水中垂直传播时间的两倍，利用地震波在海水中传播速度v＝1480m/s这一时深关系，根据步骤30，将海底层位数据转换为深度数据，利用时深关系进行转换后得到每个CDP的海底深度数据。

图6为海底温度场变化图，如图6所示，获取了基于海底深度数据以后，根据步骤40，利用温度场求取公式T＝T_d+g*z可以获得海底不同深度位置的温度数据，图6为深度范围介于海底到深度为2000m之间温度场的变化图。

图7为海底压力场变化图，如图7所示，获取了基于海底深度数据以后，根据步骤50，利用压力场求取公式：

$\begin{array}{c}{P}_{lith}=0.101325+1.104\×{10}^{-2}-9.81\×{10}^{-14}\frac{z^3}{3}\\ +9.81\×{10}^{-10}\frac{z^2}{2}+1.8212\×{10}^{-5}z\end{array}$

可以获得海底不同深度位置的压力数据，图7为深度范围介于海底到深度为2000m之间压力场的变化图。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。对于系统实施例而言，由于其与方法实施例基本对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

可能以许多方式来实现本发明的方法和装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (5)

1.一种基于地震数据的海底沉积物温压场的识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

获得叠后地震数据，对采集的海域地震数据进行处理，获得可靠的叠后地震数据；

海底底界层位拾取，由于海水与海底沉积层之间由于存在阻抗差，因此地震剖面上海底反射表现为强反射，基于强反射可以获取反映海底深度的层位数据，获取海底深度数据，需要沿着强反射把反映海底反射的层位数据拾取出来，这样的层位称之为海底层位数据；

对海底层位数据进行时深转换，从地震剖面上拾取的海底层位数据属于时间域，需要将其转换为深度域的数据，将反映海底反射的地震层位利用时深转换关系进行转换获得海底的深度数据；

基于海底深度数据求取不同深度的温度数据，利用温度与海底深度、海底沉积物地层地温梯度的关系求取不同深度位置处的温度数据；

基于海底深度数据求取不同深度的压力数据，利用压力与海底深度的关系求取不同深度位置处的压力数据；

温压场的显示，利用显示软件对海底以下的温度数据和压力数据进行显示，即获得温压场。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将反映海底反射的地震层位利用时深转换关系进行转换获得海底的深度数据包括：

海底层位数据是时间数据，海底层位数据是地震波在海水中垂直传播时间的两倍，根据地震波在海水中传播速度v＝1480m/s这一时深关系，将海底层位数据转换为深度数据为：

d＝1480×t

其中：t表示地震波在海水中传播速度，单位为秒。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于海底深度数据求取不同深度的温度数据，其计算公式包括：

计算海底温度数据：

T_d＝357.9×d^0.631

其中：t表示需要求取的海底温度，d表示海底深度，单位为米，d取值大于300。

利用研究区域地温梯度g(℃/100m)和计算海底温度数据公式来计算海底以下不同深度z位置处的温度，公式表示为：

T＝T_d+g*z

其中z的单位是米，表示为海底沉积物距海底的深度。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述基于海底深度数据求取不同深度的压力数据的计算公式为：

$\begin{array}{c}{P}_{lith}=0.101325+1.104\×{10}^{-2}h-9.81\×{10}^{-14}\frac{z^3}{3}\\ +9.81\×{10}^{-2}\frac{z^2}{2}+1.8212\×{10}^{-5}z\end{array}$

其中：z为海底沉积物距海底的深度，单位为米，h为海水深度，单位为米。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得叠后地震数据，对采集的海域地震数据进行处理，获得可靠的叠后地震数据包括：

通过监测设备检测海底地震激发形成的地震波以及地震数据；

对采集的地震波和地震数据进行处理，所述处理包括以下方法：去噪声处理、地表一致性校正、球面扩散补偿、子波处理、DMO处理、偏移处理等；

获取地震海域可靠的叠后地震数据。