海底原位高分辨率二维时移地震探测系统设计

摘要

大规模开采海底天然气水合物存在地质灾害风险,因此需要对开采过程进行相关监测.时移地震可以反演水合物分解引起的储层沉积物地震反射特性变化.该文首次基于高分辨率多道地震,提出海底原位激发和采集的二维时移地震系统,给出了系统及主要组成部分的结构设计、流程设计和关键参数设计,并对设计过程和相关依据进行详细论述.该系统主要由深水电火花震源、深水多基元接收缆、多通道数据采集系统和电池组及其管理系统组成,同时还包括深水电机、深水电滑环、自动排缆器等辅助机构.其中电火花震源最大激发能量为1000 J,接收缆采用16个耐压20 Mpa的深水检波器构成,基元间距为1 m,接收的地震子波经16通道采集卡处理后进行原位存储.系统由锂电池进行供电,采用周期性唤醒的工作模式,设计水下工作2个月,每小时进行1次激发采集,最大工作水深为1500 m,最大地层穿透深度为250 m,最高分辨率为0.5 m.该系统的海底原位激发和采集可以完美实现采集数据的空间一致性,确保时移地震数据反演出水合物开采过程中储层沉积物地震反射特性变化.