OBS数据的P波、PS波速度反演及软件开发
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摘要
OBS(海底地震仪)数据具有丰富的广角反射和横波信息,在了解天然气水合物调查过程中,开展OBS的勘探工作是非常有意义的。根据天然气水合物对P波速度和PS波速度的特性,对OBS数据进行P波和PS波速度反演,将对研究水合物的存在起着重要指示作用。
OBS勘探采用海面放炮,海底接收,OBS数量极其有限,通常我们可用来分析的数据是共接收点道集。地震波在海水中的旅行时往往大于1秒以上,所以OBS数据不同于常规的地震数据,需要一套特殊的速度反演方法及流程。目前,还未出现商业化的OBS数据处理及反演软件,对于开展OBS研究既是挑战也是一个发展的机遇,促使我们自己研发一套OBS速度反演软件。
在OBS速度反演软件的设计编程工作中,采用了内存映射、双缓冲绘图、Open Inventor可视化等较新的技术,解决了海量数据的快速读取、快速无闪烁绘图、交互可视化等难题。
在了解各种OBS速度反演思路和方法基础上,我们改进了相干反演方法。该方法采用地质建模,射线追踪,互相关,速度扫描,逐层迭代的分析方法,精确的得到了P波和PS波速度。
本软件试用于南海OBS数据的P波和PS波速度反演,取得了一定效果,证实可应用于科研和生产。
The data of the OBS(Ocean Bottom Seismometer) has plentiful wide angle reflection and transverse wave information. It is important to take the OBS exploration in gas-hydrate investigation. According to the character of P-velocity and PS-velocity in gas-hydrate, the studying of velocity inversion of OBS data would provide evidence of gas-hydrate’s existence.
In this thesis, the data we get is a common receiver gather because we usually only have several OBS when we shot on the ocean surface and receive data on the ocean bottom. Sometimes the travel time in the water is longer than one second. So the OBS data is different from the data of ordinary seismic exploration and the velocity inversion needs a special method and a new procedure. Nowadays, the commercial OBS data processing and inversion software is still not on the market. It is a challenge and an opportunity to develop the OBS inversion software.
In the procedure of OBS velocity inversion software programming, we solved the problem of large data’s quickly reading using memory mapping, the problem of flickering graphic drawing using double buffer , the problem of 2D and 3D visualization using open-inventor technology.
We improved the method of coherence inversion on the base of studying sorts of method in OBS data’s velocity inversion. Thus, we can get P-velocity and PS-velocity more precisely through earth modeling, ray tracing, coherence calculating, velocity scanning and layer by layer inversion.
This software has been applied in the P-velocity and PS-velocity of OBS data in South China Sea and the results are proved to be good.
OBS勘探采用海面放炮,海底接收,OBS数量极其有限,通常我们可用来分析的数据是共接收点道集。地震波在海水中的旅行时往往大于1秒以上,所以OBS数据不同于常规的地震数据,需要一套特殊的速度反演方法及流程。目前,还未出现商业化的OBS数据处理及反演软件,对于开展OBS研究既是挑战也是一个发展的机遇,促使我们自己研发一套OBS速度反演软件。
在OBS速度反演软件的设计编程工作中,采用了内存映射、双缓冲绘图、Open Inventor可视化等较新的技术,解决了海量数据的快速读取、快速无闪烁绘图、交互可视化等难题。
在了解各种OBS速度反演思路和方法基础上,我们改进了相干反演方法。该方法采用地质建模,射线追踪,互相关,速度扫描,逐层迭代的分析方法,精确的得到了P波和PS波速度。
本软件试用于南海OBS数据的P波和PS波速度反演,取得了一定效果,证实可应用于科研和生产。
The data of the OBS(Ocean Bottom Seismometer) has plentiful wide angle reflection and transverse wave information. It is important to take the OBS exploration in gas-hydrate investigation. According to the character of P-velocity and PS-velocity in gas-hydrate, the studying of velocity inversion of OBS data would provide evidence of gas-hydrate’s existence.
In this thesis, the data we get is a common receiver gather because we usually only have several OBS when we shot on the ocean surface and receive data on the ocean bottom. Sometimes the travel time in the water is longer than one second. So the OBS data is different from the data of ordinary seismic exploration and the velocity inversion needs a special method and a new procedure. Nowadays, the commercial OBS data processing and inversion software is still not on the market. It is a challenge and an opportunity to develop the OBS inversion software.
In the procedure of OBS velocity inversion software programming, we solved the problem of large data’s quickly reading using memory mapping, the problem of flickering graphic drawing using double buffer , the problem of 2D and 3D visualization using open-inventor technology.
We improved the method of coherence inversion on the base of studying sorts of method in OBS data’s velocity inversion. Thus, we can get P-velocity and PS-velocity more precisely through earth modeling, ray tracing, coherence calculating, velocity scanning and layer by layer inversion.
This software has been applied in the P-velocity and PS-velocity of OBS data in South China Sea and the results are proved to be good.
引文
[1]吴志强,陈建文. OBS在我国海洋深部地质调查中的应用现状和前景.海洋地质动态2008年第24卷第9期,35～42
[2]阮爱国,初凤友,孟补.海底天然气水合物地震研究方法及海底地震仪的应用.天然气工业(地质与勘探),2007年4月,45～48
[3] Konstantin A , Uchidin K A , Ripmeester J A. A complexclath rate hydrate structure showing bimodal guest hydration[J ]. Nature, 1999, 397: 420～423.
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[7] Korenaga J , Holbrook W S, Singh S C, et al. Natural gas hydrates on the Southeast U. S. margin: Constraints from full waverform and travel time inversions of w ide2angle seismic data [J].Journal of Geophysical Research, 1997, 102(B7):15 345～15 365
[8] Grevemeyer I, Rosenberger A, Villinger H. Natural gas hydrates on the continental slope off Pakistan: constrains from seismic techniques [J]. Geophysical Journal International,2000,140(2):295～310
[9]夏常亮,刘学伟,夏密丽,刘恩华.应用OBS探测海底天然气水合物.勘探地球物理进展, 2008年04期,259～264
[10] Yosio Nakamura, Paul L. Donoho, Phillip H. Roper, and Paul M. McPherson,1987. Large-offset seismic surveying using ocean-bottom seismographs and air guns: Instrumentation and field technique: Geophysics, 52(12), 1601-1610
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[13]栾锡武,赵克斌,孙冬胜,等.海域天然气水合物勘测的地球物理方法.地球物理学进展,2008年2月(页码:210～219),第2 3卷第1期,211～217
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[15]王立明,李庆春.选择相关法提高转换波速度分析精度.地球物理学进展,2006.12,21(4),P1213～1220
[16]魏修成,刘洋.高精度转换波速度分析.石油勘探与开发,2000.4,27(2),P57～59
[17]何兵寿,张会星.共转换点速度分析.石油地球物理勘探,2005.10,40(5),P510～514
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