JP2006138706A - Method of estimating thickness of hydrate layer - Google Patents

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Kazuteru Hoshijima
一輝 星島
Hiroshi Takeda
博 竹田
Yukirou Kadomoto
之郎 門元
Yasunori Nishida
泰憲 西田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of estimating a thickness of a hydrate layer, capable of obtaining a more accurate hydrate layer thickness than by conventional methods by performing a reflection survey by means of low and high frequencies and processing the survey results. <P>SOLUTION: The thickness-estimating method for estimating the thickness of a hydrate layer by means of a reflection survey method includes steps of estimating a pseudo-seabed reflecting surface appearing on a survey record obtained by exploring at a low frequencies in the range of 100 Hz to 300 Hz as the lower limit of the hydrate layer, and estimating the earliest reflected waves among those with short intervals, appearing on the survey record obtained by exploring at a high frequency in the range of 300 Hz to 1 kHz as the upper limit of the hydrate layer. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、海底地層内等にあるハイドレート層の層厚推定方法に関し、より詳細には、低周波数と高周波数の音波を用いてハイドレード層の上限と下限を推定するハイドレート層の層厚推定方法に関する。   The present invention relates to a method for estimating a layer thickness of a hydrate layer in a submarine formation, and more specifically, a layer thickness of a hydrate layer that estimates an upper limit and a lower limit of a hydrate layer using low-frequency and high-frequency sound waves. It relates to an estimation method.

海底の石油やメタンハイドレート等の資源の探査を行う手段の一つに反射法地震探査がある。この反射法地震探査では、海面付近や海中や海底で、圧縮した空気を瞬時に海中に放出するエアガンや圧電素子や超磁歪合金等の振動源(送波器)で、振動(音波)を発生させ、海底面や海底下の地層の境界面等で反射して戻って来る音波を、ストリーマーとよばれるケーブルに間隔を設けて配置されたハイドロホン(受波器)で受信し、この受信記録、即ち、海底面下の地震探査記録に現れる物性が異なる地層同士の境界面を探り、地質構造を解析している。   Reflection seismic exploration is one of the means of exploring resources such as seabed oil and methane hydrate. In this seismic reflection survey, vibrations (sound waves) are generated by vibration sources (transmitters) such as air guns, piezoelectric elements, and giant magnetostrictive alloys that immediately release compressed air into the sea near the sea surface, in the sea, and at the bottom of the sea. The received sound waves are received by hydrophones (receivers) that are arranged at intervals in a cable called a streamer. In other words, the geological structure is analyzed by searching for the boundary surface between the strata with different physical properties that appear in the seismic survey record under the seafloor.

この音波が、海中を伝わり、海中を伝わった音波は海底面で反射して、ある程度の音波が受波器まで戻って来る。しかし、海底面の下の地層まで入っていく音波もあり、この地層の中に入った音波は地層同士の境界面でも反射して受波器まで戻って来る。海底面下、どの程度の深さまで音波が到達し、受波器に戻ってくるかは、使用する機器によって異なるが、石油探鉱のための地震探査では、海底面下10,000m程度までの記録をとることもある。反射してきた音波を使って探査をするので反射法地震探査と呼ぶ。海底面下の地震探査記録では、物性が異なる地層同士の境界面は黒い線で現れ、この境界面は地質構造を示している。なお、最近の石油探鉱地震探査では、ストリーマーケーブルも6,000m以上となったり、複数本のストリーマーケーブルを同時に曳航して調査する場合もある。このストリーマーケーブルを複数本使用する場合には、立体的な地震探査記録を得ることができるので、3次元地震探査という。   This sound wave propagates through the sea, and the sound wave transmitted through the sea is reflected from the bottom of the sea, and a certain amount of sound waves returns to the receiver. However, there are sound waves that enter the formation below the ocean floor, and the sound waves that enter the formation are reflected at the boundary between the formations and return to the receiver. The depth of the sound wave that reaches under the seabed and returns to the receiver depends on the equipment used, but in seismic exploration for oil exploration, records up to about 10,000 m below the seabed. May take. This method is called reflection seismic exploration because it uses the reflected sound wave for exploration. In seismic exploration records under the seafloor, the boundary between strata with different physical properties appears as black lines, and this boundary indicates the geological structure. In recent oil exploration seismic exploration, the streamer cable may be 6,000 m or more, or a plurality of streamer cables may be towed at the same time for investigation. When a plurality of streamer cables are used, a three-dimensional seismic survey record can be obtained.

この反射法地震探査に関して、エアガンから発する100Hz程度の低周波数の音波は、反射波の分解能が低く高精度の地層探査が困難となるため、海底近傍を航走させる自律型無人航走体から振動波を発生し、この振動波を、この自律型無人航走体が曳航しているストリーマケーブルにより受信する海底地層探査システムが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。   With regard to this seismic reflection survey, sound waves with a low frequency of about 100 Hz emitted from an air gun vibrate from an autonomous unmanned aerial vehicle that navigates near the sea floor because the resolution of the reflected wave is low and high-precision geological exploration is difficult. There has been proposed a submarine geological exploration system that generates waves and receives the vibration waves by a streamer cable towed by this autonomous unmanned vehicle (for example, see Patent Document 1).

そして、特に、メタンハイドレート層を対象とした反射法地震探査では、エアガン等を用いた低周波(例えば、100Hz)による探査では、ハイドレート層の存在を示唆する海底疑似反射面を確認できるが、深海曳航体などによる高周波(例えば、600Hz)による探査では明確に確認できない場合があり、また、海底疑似反射面の直上に、振幅が小さくなるブランキング現象が確認される等の特徴が知られている。   In particular, in the seismic reflection survey targeting the methane hydrate layer, the low-frequency (for example, 100 Hz) survey using an air gun or the like can confirm a submarine pseudo-reflecting surface that suggests the existence of a hydrate layer. There are cases where it cannot be clearly confirmed by high frequency (for example, 600 Hz) exploration using deep-sea towed bodies, and a blanking phenomenon with a small amplitude is confirmed directly above the seafloor pseudo-reflecting surface. ing.

なお、この海底疑似反射面は、周辺の順序良く並んだ地層境界面を示す記録を無視して伸びる音波境界面のことで、海底面を示す記録にほぼ平行で、反射の性質が異なる(位相が逆転している)、反射の強度が強い(記録としては太い線として見える)もののことを言う。   Note that this submarine pseudo-reflecting surface is a sonic boundary surface that extends ignoring the records indicating the surrounding boundary layers in order, and is substantially parallel to the recordings indicating the sea bottom, and has different reflection properties (phases). Means that the intensity of reflection is strong (it appears as a thick line in the record).

この海底下のメタンハイドレート等の賦存量を推定するために、正確な資源量評価手法が要求されているが、従来の評価手法では、メタンハイドレートの存在指標とされている海底疑似反射面の分布に基づいて、地震探査記録上に現れる海底疑似反射面をハイドレートの下限とし、検層データ、地震探査結果の解釈(ブランキング、砂岩層分布)、精密重力探査等から上限を推定し、ハイドレート層の層厚推定を行っている。   In order to estimate the abundance of methane hydrate, etc. under the seabed, an accurate resource assessment method is required, but in the conventional assessment method, the submarine pseudo-reflecting surface, which is used as an indicator of methane hydrate presence, is required. Based on the distribution of seawater, the seafloor pseudo-reflecting surface appearing on seismic exploration records is set as the lower limit of hydrate, and the upper limit is estimated from logging data, interpretation of seismic exploration results (blanking, sandstone distribution), precision gravity exploration, etc. The thickness of the hydrate layer is estimated.

しかしながら、検層データの取得は掘削して行うため、これによるハイドレート層の上限の推定は正確であると思われるが、全ての海底疑似反射面が分布している領域を掘削して検層データを取得するわけにはいかないという問題がある。また、他の精密な重力探査等の方法による推定は直接ハイドレート層を扱っているわけではないため、これによる推定精度は低くなるという問題がある。   However, since the logging data is obtained by excavation, it seems that the estimation of the upper limit of the hydrate layer by this is accurate. There is a problem that data cannot be obtained. In addition, there is a problem that the estimation accuracy by other precise methods such as gravitational exploration does not directly deal with the hydrate layer, and thus the estimation accuracy is low.

つまり、従来の手法では、海底疑似反射面を基にメタンハイドレート層の下面を特定することができるものの、メタンハイドレート層の上面は特定できず、資源量評価手法としては限界があり、新しい資源量評価手法が求められている。   In other words, with the conventional method, the lower surface of the methane hydrate layer can be identified based on the seafloor pseudo-reflecting surface, but the upper surface of the methane hydrate layer cannot be identified. Resource assessment methods are needed.

一方、以前は、ハイドレート層は均質であると考えられていたが、低周波震源による反射法地震探査で現れていた海底疑似反射面が、深海曳航体からの高周波震源による反射法地震探査では明瞭に現れないことが知られており、ハイドレート層均質の考え方では説明できなかった。また、基礎試錐「南海トラフ」で採取されたコアや検層記録などにより、メタンハイドレート層は均質ではなく、メタンハイドレート層と非メタンハイドレート層の薄層互層になっているとの知見が得られている。この薄層互層の構成として、例えば、メンタハイドレート層全体では約30m,メタンハイドレート層の厚さ約0.25m,非メタンハイドレート層の厚さ約0.25mで、薄層全体で120枚程度のものが想定できる。
特開2003−19999号公報
On the other hand, the hydrate layer was previously considered to be homogeneous, but the submarine pseudo-reflecting surface that appeared in reflection seismic surveys using low-frequency seismic sources was not It is known that it does not appear clearly, and could not be explained by the concept of homogeneous hydrate layer. The knowledge that the methane hydrate layer is not homogeneous, but is a thin layer of methane hydrate layer and non-methane hydrate layer, based on cores and logging data collected at the Nankai Trough, a basic borehole. Is obtained. As the constitution of this thin layer, for example, the entire mentor hydrate layer has a thickness of about 30 m, the methane hydrate layer has a thickness of about 0.25 m, the non-methane hydrate layer has a thickness of about 0.25 m. About one can be assumed.
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-19999

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、低周波数と高周波数による反射法地震探査を行い、探査結果を処理することにより、従来方法と比較して精度の高いハイドレート層厚を得ることができるハイドレート層の層厚推定方法を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to perform reflection seismic surveys at low and high frequencies and process the results of the survey, thereby improving accuracy compared to conventional methods. An object of the present invention is to provide a method for estimating the thickness of a hydrate layer capable of obtaining a high hydrate layer thickness.

上記の目的を達成するための本発明のハイドレート層の層厚推定方法は、反射法地震探査方法によって海底下のハイドレード層の層厚を推定するための層厚推定方法であり、100Hz〜300Hzの低周波数で探査して得た地震探査記録上に現れる海底疑似反射面をハイドレート層の下限とすると共に、300Hz〜1kHzの高周波数で探査して得た地震探査記録上に現れる短い間隔での反射波群の内、その一番早い時間の反射波をハイドレート層の上限とすることを特徴とする。   The layer thickness estimation method of the hydrate layer of the present invention for achieving the above object is a layer thickness estimation method for estimating the layer thickness of the hydrate layer under the seafloor by the seismic reflection method, and is 100 Hz to 300 Hz. The seafloor pseudo-reflecting surface that appears on seismic records obtained by exploring at a low frequency of the lower limit of the hydrate layer, and at short intervals appearing on seismic records obtained by exploring at a high frequency of 300 Hz to 1 kHz The reflected wave of the earliest time in the reflected wave group is used as the upper limit of the hydrate layer.

つまり、第1段階として、低周波探査データにより海底疑似反射面を検出し、ハイドレート層の下限を取得し、第2段階として、高周波探査データによりハイドレート層の上限を取得し、第3段階として、検出した上限と下限によりハイドレート層厚を得る。   That is, as the first stage, the seafloor pseudo-reflecting surface is detected from the low-frequency exploration data, the lower limit of the hydrate layer is obtained, and as the second stage, the upper limit of the hydrate layer is obtained from the high-frequency exploration data. As a result, the hydrate layer thickness is obtained from the detected upper and lower limits.

より詳細には、薄層厚さに対して震源の波長が長い(周波数が低い)場合は、薄層は影響せずに均質な場合と同様の反射応答を示し、海底疑似反射面を確認することができる。この海底疑似反射面の位置からハイドレート層の下限の位置を把握する。   More specifically, when the wavelength of the epicenter is long with respect to the thin layer thickness (low frequency), the thin layer does not affect and shows the same reflection response as when it is homogeneous, confirming the submarine pseudo-reflecting surface be able to. The lower limit position of the hydrate layer is grasped from the position of the submarine pseudo-reflecting surface.

また、震源の波長が薄層厚さに近い(周波数が高い)場合は、薄層の影響によりハイドレート層内部からの反射波を確認することができる。このとき、短い間隔での反射波群を確認することができるが、その一番早い時間の反射波がハイドレード層の上限にほぼ近いものとなるので、この一番早い時間の反射波の位置からハイドレート層の上限の位置を把握する。   Moreover, when the wavelength of the epicenter is close to the thin layer thickness (frequency is high), the reflected wave from the inside of the hydrate layer can be confirmed due to the influence of the thin layer. At this time, the reflected wave group at a short interval can be confirmed, but since the reflected wave at the earliest time is almost close to the upper limit of the hydride layer, the position of the reflected wave at the earliest time is determined. Know the upper limit position of the hydrate layer.

この得られた上限と下限より、その場所でのハイドレート層厚を推定することができる。   From the obtained upper and lower limits, the hydrate layer thickness at that location can be estimated.

そして、上記のハイドレート層の層厚推定方法において、 前記高周波数の探査において、発生する高周波の周波数を300Hz〜1kHzの範囲内で変化させて、複数の高周波数による探査を行い、海底面と、前記低周波数の探査において得られた海底疑似反射面との間に現れる反射波群を比較して、反射群の一番早い時間の反射波を求め、各高周波数探査から得た反射波群の一番早い時間の反射波の内、最も海底に近いものを、ハイドレート層の上限とすることを特徴とするように構成すると、より精度よくハイドレート層の上限を推定できる。   And in the layer thickness estimation method of the hydrate layer, in the high frequency exploration, the frequency of the high frequency generated is changed within a range of 300 Hz to 1 kHz, and the exploration by a plurality of high frequencies is performed, By comparing the reflected wave group appearing between the low-frequency exploration and the seafloor pseudo-reflecting surface, the reflected wave group obtained from each high-frequency exploration is obtained by obtaining the reflected wave in the earliest time of the reflected group. If the configuration is such that the reflected wave of the earliest time closest to the seabed is the upper limit of the hydrate layer, the upper limit of the hydrate layer can be estimated more accurately.

つまい、高周波探査による薄層互層内の反射は、発信波の波長と薄層の厚さとの関係によって、変化するので、一周波数のみでは、薄層の厚さの変化に対応できないので、複数の周波数で行う。   In other words, the reflection in the thin layers due to the high-frequency exploration changes depending on the relationship between the wavelength of the transmitted wave and the thickness of the thin layer. At a frequency of.

本発明のハイドレート層の層厚推定方法によれば、低周波数と高周波数による反射法地震探査を行い、探査結果を処理することにより、従来方法と比較して精度の高いハイドレート層厚を得ることができる。   According to the layer thickness estimation method of the hydrate layer of the present invention, the reflection method seismic survey at low and high frequencies is performed, and the result of the survey is processed, so that the hydrate layer thickness with higher accuracy than the conventional method can be obtained. Obtainable.

以下図面を参照して本発明に係るハイドレート層の層厚推定方法の実施の形態について、自律型無人航走体を使用する場合を例にして説明する。   Hereinafter, an embodiment of a layer thickness estimation method for a hydrate layer according to the present invention will be described with reference to the drawings, taking as an example the case of using an autonomous unmanned aerial vehicle.

最初に、このハイドレード層の層厚推定方法を実施するための反射法地震探査システムについて説明する。   First, a reflection seismic exploration system for implementing this hydride layer thickness estimation method will be described.

図1に示すように、この反射法地震探査システムは、自律型無人航走体1と母船6と海底5に設置されたトランスポンダ4等から構成される。   As shown in FIG. 1, this seismic reflection survey system includes an autonomous unmanned vehicle 1, a mother ship 6, a transponder 4 installed on the seabed 5, and the like.

自律型無人航走体1は、その底部に振動源2を、船尾に送受波装置12をそれぞれ備え、また、船尾からストリーマケーブル3を曳航する。この振動源2は、自律型無人航走体1の規模と動力源などの関係からエアガンを使用できないため、小型軽量で省電力型の圧電素子や超磁歪合金などで構成される。これらは、連続的に発信でき、また、波形などを電気的に処理できる等のメリットがある。   The autonomous unmanned aerial vehicle 1 includes a vibration source 2 at the bottom and a transmission / reception device 12 at the stern, and tows a streamer cable 3 from the stern. Since the vibration source 2 cannot use an air gun due to the relationship between the scale of the autonomous unmanned vehicle 1 and the power source, the vibration source 2 is composed of a small, lightweight, power-saving piezoelectric element, a giant magnetostrictive alloy, or the like. These have the merit that they can be transmitted continuously and the waveform can be processed electrically.

また、ストリーマケーブル3は、反射波を捉えるハイドロホン、深度、方位、温度などを検出するセンサモジュール、データの伝送を行う伝送モジュール、自律型無人航走体1の振動をストリーマケーブル3に伝えないようにする振動制御モジュール、ストリーマケーブル3の姿勢制御を行うスタビライザモジュール等を備えて構成される。   The streamer cable 3 does not transmit the vibration of the hydrophone that captures the reflected wave, the sensor module that detects the depth, the azimuth, and the temperature, the transmission module that transmits data, and the autonomous unmanned vehicle 1 to the streamer cable 3. The vibration control module and the stabilizer module for controlling the attitude of the streamer cable 3 are configured.

この自律型無人航走体1は、母船6によって探査海域まで運搬された後、海中に降ろされて、予め海底5に設置された複数のトランスポンダ4から発信される信号を受信しながら、また、船尾の送受波装置12と母船6の送受波器14により、交信したり相対位置を検出しながら、所定の海域を所定の水深で航走する。例えば、海底より数m〜数百mの高さを保って航走する。   The autonomous unmanned aerial vehicle 1 is transported to the exploration sea area by the mother ship 6, then lowered into the sea and receiving signals transmitted from a plurality of transponders 4 previously installed on the seabed 5. The stern transmitter / receiver 12 and the transmitter / receiver 14 of the mother ship 6 travel in a predetermined sea area at a predetermined depth while communicating and detecting a relative position. For example, it travels while maintaining a height of several meters to several hundred meters from the sea floor.

この自律航走中に、自律型無人航走体1の底部の振動源2から海底5に向けて振動波P1を発する。この振動波P1の反射波は、自律型無人航走体1によって曳航されているストリーマケーブル3のハイドロホンによって受信され、記録装置に記録される。この場合において、振動波P1が比較的高い周波数であっても、海底5の近傍から発射され、その反射波を海底近傍で曳航されているストリーマケーブル3のハイドロホンで受信するため高感度で反射波を受信できる。そのため、高い分解能を得ることができる。   During this autonomous traveling, a vibration wave P <b> 1 is emitted from the vibration source 2 at the bottom of the autonomous unmanned traveling body 1 toward the seabed 5. The reflected wave of the vibration wave P1 is received by the hydrophone of the streamer cable 3 being towed by the autonomous unmanned vehicle 1 and recorded in the recording device. In this case, even if the vibration wave P1 has a relatively high frequency, it is reflected from the hydrophone of the streamer cable 3 that is emitted from the vicinity of the seabed 5 and is reflected by the streamer cable 3 that is towed near the seabed. Can receive waves. Therefore, high resolution can be obtained.

この地震探査後に、自律型無人航走体1を母船6に回収して、記録装置に記録されたデータを解析して地層構造等の解析を行う。これによって、振動波P1による地震探査が行われる。   After this seismic exploration, the autonomous unmanned vehicle 1 is collected in the mother ship 6 and the data recorded in the recording device is analyzed to analyze the stratum structure and the like. Thereby, the seismic exploration by the vibration wave P1 is performed.

なお、ここでは、このハイドレード層の層厚推定方法を実施するための反射法地震探査システムとして、自律型無人航走体を使用する反射法地震探査システムを例にしているが、その他の反射法地震探査システムをすることができ、所定の低周波と高周波による探査ができるシステムであればいよい。   In this example, a reflection seismic survey system using an autonomous unmanned vehicle is used as an example of a reflection seismic survey system for implementing this hydride layer thickness estimation method. Any system can be used as long as it can perform an earthquake exploration system and can perform exploration at a predetermined low frequency and high frequency.

そして、次に、本発明のハイドレード層の層厚推定方法について、図3を参照しながら説明する。   Next, a method for estimating the thickness of the hydride layer according to the present invention will be described with reference to FIG.

本発明においては、振動源2から発する振動波P1として、低周波の音波と高周波の音波を用いる。   In the present invention, a low-frequency sound wave and a high-frequency sound wave are used as the vibration wave P1 emitted from the vibration source 2.

図3は、ハイドレート薄層L1と非ハイドレート薄層L2の互層からなるハイドレート層に対する低周波数探査結果と高周波探査結果を模式的に示した図である。このハイドレード層(L1+L2)は、その上側に第1堆積層L3を、その下側に第2堆積層L4を有し、第1堆積層L3が海水Wの下にある。   FIG. 3 is a diagram schematically showing a low-frequency exploration result and a high-frequency exploration result for a hydrate layer composed of alternating layers of a hydrate thin layer L1 and a non-hydrate thin layer L2. The hydrate layer (L1 + L2) has a first deposition layer L3 on the upper side and a second deposition layer L4 on the lower side, and the first deposition layer L3 is under the seawater W.

この低周波探査の音波は、100Hz〜300Hzの低周波数であり、この低周波数で探査して得た地震探査記録上に現れる海底疑似反射面Lsをハイドレート層(L1+L2)の下限とする。この場合には、ハイドレート薄層L1の厚さと非ハイドレート薄層L2の厚さに対して震源の波長が長い(周波数が低い)ので、薄層L1とL2は影響せずに、ハイドレート層(L1+L2)が均質な場合と同様の反射応答を示し、海底疑似反射面Lsを確認することができる。   The sound wave of this low frequency exploration has a low frequency of 100 Hz to 300 Hz, and the seafloor pseudo-reflecting surface Ls appearing on the seismic exploration record obtained by exploring at this low frequency is set as the lower limit of the hydrate layer (L1 + L2). In this case, since the wavelength of the epicenter is long (the frequency is low) with respect to the thickness of the hydrate thin layer L1 and the thickness of the non-hydrate thin layer L2, the thin layers L1 and L2 do not affect the hydrate. The reflection response similar to that in the case where the layer (L1 + L2) is homogeneous is shown, and the seabed pseudo-reflection surface Ls can be confirmed.

従って、海底疑似反射面Lsの位置をハイドレート層(L1+L2)の下限とすることにより、ハイドレート層(L1+L2)の下限位置を得る。なお、Wsは海底を示す部分である。   Therefore, the lower limit position of the hydrate layer (L1 + L2) is obtained by setting the position of the submarine pseudo-reflecting surface Ls as the lower limit of the hydrate layer (L1 + L2). Ws is a portion indicating the seabed.

この低周波探査では、ハイドレード薄層L1と非ハイドレード薄層L2の薄層互層の音波速度が細かく変化する場合を反映できず、平均音波速度に近いゆるやかな音波速度の変化に対応した、即ち、ハイドレード層(L1+L2)全体に対応した反射波が得られる。その結果、低周波探査では、薄層互層内での乱反射は生じ難くなり、海底疑似反射面Lsを判別できることになる。   This low-frequency exploration cannot reflect the case where the sonic velocities of the thin hydrated thin layer L1 and the non-hydrated thin layer L2 change finely, and corresponds to a gradual change in sonic velocity close to the average sonic velocity, A reflected wave corresponding to the entire hydride layer (L1 + L2) is obtained. As a result, in the low-frequency exploration, irregular reflection within the thin layers is unlikely to occur, and the seabed pseudo-reflection surface Ls can be determined.

そして、この低周波数探査に使用する周波数範囲については、中心周波数が100Hzより低い水中震源は殆ど無いので、100Hzが実質最低周波数となる。また、300Hzより高いと、薄層が影響してきて薄層互層内からの反射波が海底疑似反射面の付近に現れるという理由から、海底疑似反射面の位置を明確に決めることが難しくなる。   And about the frequency range used for this low frequency exploration, since there is almost no underwater seismic center whose center frequency is lower than 100 Hz, 100 Hz becomes a substantially lowest frequency. On the other hand, if the frequency is higher than 300 Hz, it is difficult to clearly determine the position of the submarine pseudo-reflecting surface because the thin layer has an influence and the reflected wave from within the thin alternate layer appears in the vicinity of the submarine pseudo-reflecting surface.

また、高周波探査の音波は、300Hz〜1kHzの高周波数であり、この高周波数で探査して得た地震探査記録上に現れる短い間隔での反射波群の内、その一番早い時間の反射波Hsをハイドレート層(L1+L2)の上限とする。この場合には、ハイドレード薄層L1と非ハイドレード薄層L2が影響して、短い間隔でのハイドレート層(L1+L2)内部からの反射波群を確認することができ、この一番早い時間の反射波Hsがハイドレード層(L1+L2)の上限にほぼ近いものとなる。従って、この一番早い時間の反射波Hsをハイドレート層(L1+L2)の上限とすることにより、ハイドレート層の上限位置を得る。なお、Wsは海底を示す部分である。   Moreover, the sound wave of the high-frequency exploration has a high frequency of 300 Hz to 1 kHz, and the reflected wave at the earliest time among the reflected waves at short intervals appearing on the seismic exploration record obtained by exploring at this high frequency. Let Hs be the upper limit of the hydrate layer (L1 + L2). In this case, the hydrated thin layer L1 and the non-hydrated thin layer L2 are affected, and the reflected wave group from the inside of the hydrate layer (L1 + L2) at a short interval can be confirmed. The wave Hs is almost close to the upper limit of the hydride layer (L1 + L2). Therefore, the upper limit position of the hydrate layer is obtained by setting the earliest reflected wave Hs as the upper limit of the hydrate layer (L1 + L2). Ws is a portion indicating the seabed.

この高周波探査では、薄層互層内で生じる多重反射波により、海底疑似反射面Lsを識別することは難しい。一方、薄層互層の多重反射波から一番早い時間の反射波Hsの反射を識別することは可能なのでこれを用いる。   In this high-frequency exploration, it is difficult to identify the seafloor pseudo-reflecting surface Ls due to multiple reflected waves generated in the thin layers. On the other hand, since it is possible to distinguish the reflection of the reflected wave Hs at the earliest time from the multiple reflected waves of thin layers, this is used.

そして、この高周波数探査に使用する周波数範囲については、300Hzより低いと薄層が影響しないため薄層互層内部からの反射波が現れず、1kHzを超える高周波数では透過能力が落ちてきてハイドレート層からの反射波を得ることができないという理由から、薄層互層の上限を決めることが難しくなる。   As for the frequency range used for this high-frequency exploration, when the frequency range is lower than 300 Hz, the thin layer does not affect, so the reflected wave does not appear from the inside of the thin layer, and the transmission capability decreases at a high frequency exceeding 1 kHz. It is difficult to determine the upper limit of the thin layers because the reflected waves from the layers cannot be obtained.

なお、この高周波数の探査においては、高周波探査による薄層互層内の反射は、発信波の波長と薄層の厚さとの関係によって、変化するので、一周波数のみでは、薄層の厚さの変化に対応できない。そのため、発生する高周波の周波数を300Hz〜1kHzの範囲内で変化させて、例えば、周波数300Hz、700Hz、1kHzに変化させて、複数の高周波数による探査を行い、各高周波数探査から得た反射波群の一番早い時間の反射波の内、最も海底に近いものを、ハイドレート層の上限とするように構成する。   In this high-frequency exploration, the reflection in the thin layer by high-frequency exploration varies depending on the relationship between the wavelength of the transmitted wave and the thickness of the thin layer. Unable to respond to changes. Therefore, the frequency of the generated high frequency is changed within the range of 300 Hz to 1 kHz, for example, the frequency is changed to 300 Hz, 700 Hz, and 1 kHz, and the search is performed with a plurality of high frequencies, and the reflected wave obtained from each high frequency search Of the reflected waves at the earliest time of the group, the wave closest to the seabed is set as the upper limit of the hydrate layer.

そして、これらの得られた上限Hsと下限Lsより、その場所でのハイドレート層厚LHを推定することができる。   The hydrate layer thickness LH at that location can be estimated from the obtained upper limit Hs and lower limit Ls.

つまり、第1段階として、低周波探査データにより海底疑似反射面Lsを検出し、ハイドレート層の下限を取得し、第2段階として、高周波探査データによりハイドレート層の上限Hsを取得し、第3段階として、検出した上限Hsと下限Lsによりハイドレート層厚LHを得る。なお、低周波探査と高周波探査は、いずれを先にしてもよく、両方を含む振動を発生できる振動源であれば同時に行ってもよい。   That is, as the first stage, the seafloor pseudo-reflecting surface Ls is detected from the low-frequency exploration data, the lower limit of the hydrate layer is obtained, and as the second stage, the upper limit Hs of the hydrate layer is obtained from the high-frequency exploration data, As three steps, a hydrate layer thickness LH is obtained from the detected upper limit Hs and lower limit Ls. Note that either the low-frequency exploration or the high-frequency exploration may be performed first, or may be performed simultaneously as long as the vibration source can generate vibration including both.

反射法地震探査システムの構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of a reflection method seismic exploration system. 本発明に係わるハイドレート層の層厚推定方法の原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principle of the layer thickness estimation method of the hydrate layer concerning this invention. 本発明に係わるハイドレート層の層厚推定方法の実施の形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating embodiment of the layer thickness estimation method of the hydrate layer concerning this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 自律型無人航走体
2 振動源
3 ストリーマケーブル
4 トランスポンダ
5 海底
6 母船
12 送受波装置
14 送受波器
L1+L2 ハイドレート層
L1 ハイドレート薄層
L2 非ハイドレート薄層
L3 第1堆積層
L4 第2堆積層
Ls 海底疑似反射面(下限)
LH ハイドレート層の層厚
Hs 多重反射波の一番早い時間の反射波(上限)
W 海水
Ws 海底を示す部分
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Autonomous unmanned vehicle 2 Vibration source 3 Streamer cable 4 Transponder 5 Submarine 6 Mother ship 12 Transceiver 14 Transceiver L1 + L2 Hydrate layer L1 Hydrate thin layer L2 Non-hydrate thin layer L3 First sedimentary layer L4 Second Sediment layer Ls Submarine pseudo-reflecting surface (lower limit)
LH Thickness of hydrate layer Hs Reflected wave at the earliest time of multiple reflected waves (upper limit)
W Seawater Ws Portion showing the seabed

Claims (2)

反射法地震探査方法によって海底下のハイドレード層の層厚を推定するための層厚推定方法であり、100Hz〜300Hzの低周波数で探査して得た地震探査記録上に現れる海底疑似反射面をハイドレート層の下限とすると共に、300Hz〜1kHzの高周波数で探査して得た地震探査記録上に現れる短い間隔での反射波群の内、その一番早い時間の反射波をハイドレート層の上限とすることを特徴とするハイドレート層の層厚推定方法。   This is a layer thickness estimation method for estimating the thickness of the hydride layer under the seafloor by the seismic reflection method, and the seafloor pseudo-reflecting surface appearing on seismic records obtained by exploring at a low frequency of 100 Hz to 300 Hz is hidden. In addition to the lower limit of the rate layer, the upper limit of the hydrate layer is the reflected wave at the earliest time among the reflected waves at short intervals appearing on the seismic survey record obtained by exploring at a high frequency of 300 Hz to 1 kHz. A method for estimating a layer thickness of a hydrate layer. 前記高周波数の探査において、発生する高周波の周波数を300Hz〜1kHzの範囲内で変化させて、複数の高周波数による探査を行い、海底面と、前記低周波数の探査において得られた海底疑似反射面との間に現れる反射波群を比較して、反射群の一番早い時間の反射波を求め、各高周波数探査から得た反射波群の一番早い時間の反射波の内、最も海底に近いものを、ハイドレート層の上限とすることを特徴とする請求項1記載のハイドレート層の層厚推定方法。

In the high-frequency exploration, the high-frequency generated is changed within a range of 300 Hz to 1 kHz, and a plurality of high-frequency explorations are performed. The reflected wave group that appears between the two is compared to obtain the reflected wave of the earliest time of the reflected group, and the reflected wave group of the earliest time of the reflected wave group obtained from each high frequency exploration is 2. The method for estimating a layer thickness of a hydrate layer according to claim 1, wherein the upper limit of the hydrate layer is set close to the hydrate layer.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008014830A (en) * 2006-07-06 2008-01-24 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Hydrate existence domain survey method and survey system
JP2010530976A (en) * 2007-06-21 2010-09-16 シュルムバーガー ホールディングス リミッテッド Characterization of gas hydrates from multi-attribute seismic data
CN109441429A (en) * 2018-12-27 2019-03-08 广州海洋地质调查局 A kind of solid time-lapse seismic observation reservoir performance monitor method and system

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