深海油气犁式缆宽频宽方位三维地震采集成像

文章主要介绍了在深海通过拖缆实现宽频宽方位三维地震采集及配套处理技术的重大进展，通过建立的三船六源犁式缆地震采集装备、双随机源滚动混叠采集设计、波数域三维鬼波压制处理等一体化技术体系，使地震资料频宽从常规采集成像的三个倍频程拓展至五个倍频程，大幅提升地震资料品质和深层结构成像精度, 有效支撑深水盆地的基础地质、油气成藏、储层预测和流体识别研究。相关成果发表在《中国科学：地球科学》2025年第3期。

海上油气勘探拖缆采集的主要目的是以宽频提高成像纵向分辨率、宽方位提高成像横向分辨率、高密度提高成像清晰度、多源混合采集降低成本，实现海上拖缆“两宽一高”高效三维地震采集。三船艏艉采集方式，其优势是将犁式缆宽频采集技术、宽方位采集技术与多震源激发技术有机结合，解决长期以来困扰海上拖缆地震勘探高分辨、高清晰和高效率的难题。如图1所示，主船配有双源和12条拖缆，附加的两艘震源船B1和B2采集时分别按照T1和T2的方式行驶，其震源中心点到主船震源中心点的横向距离分别为1200m和2400m，三船艏艉采集方式大幅提升采集方位，玫瑰图如图2所示，通过羽角定向排列滚动设计，横纵比达0.6。三艘震源船均配置双源，间距50m，通过调节炮间距，达到高覆盖采集的目的。

本文将犁式缆宽频采集、宽方位采集与多源激发混采结合，设计了三船双随机六源激发混叠采集方案，如图3所示。主船保持18.75m炮间距行驶至某个炮点时，左源激发，两个辅船左源小时间间隔延时激发；继续行驶至下一个炮点时，主船和两个辅船的右源再激发。如此方式，左、右源交替激发完成所有的炮点。该采集方案的炮点间隔比双源常规顺序激发炮点间隔减少一倍，在单位时间内极大提高激发次数，使得覆盖次数增加了三倍。

图4为四个炮点三个震源激发混采的地震炮集，主船和辅船采集数据的鬼波特征由于激发方位不同呈现不同的特征，三船双随机六源激发混叠采集方案实现了在加大采集方位角和拓宽频带的同时，提高了地震采集作业效率约20%。

在地震资料处理过程中，本文提出一种波数域逆鬼波算子Born序列逼近来解决奇异性问题，预测的不同阶次鬼波，通过匹配滤波技术从延拓波场中自适应减掉。采用深度学习非线性自适应插值来解决xline方向稀疏采样问题，形成的技术集成方案在确保鬼波压制精度条件下，极大提升了计算效率，通过高精度的鬼波压制和数据处理，地震数据的频带从常规的8-85Hz拓宽至2~130Hz，显著提升了深层结构的成像精度。

综合应用上述技术，在南海深水区进行了推广应用。图5为南海深水宽频宽方位三维地震采集成像剖面与同一位置2015年常规三维地震采集成像剖面对比。可见，宽频宽方位剖面的信噪比、分辨率、断层成像、基底成像以及地质异常体成像等方面都明显优于常规技术采集成像剖面。图6为深水另一区块宽频宽方位采集成像剖面与常规窄方位地震采集成像剖面对比，可以看到，地震资料成像品质有了显著提升。

文章总结了犁式缆宽频宽方位三维地震采集技术的优势，指出了其在提高地震数据质量和深层成像精度方面的显著效果，展示了我国在深海地震勘探技术领域的自主创新成果。该技术已成功应用于国内外多个深海油田，推动了我国深海油气勘探的进程，未来有望在更多深海油气勘探项目中推广应用。