剩余静校正处理技术在神狐海域水合物识别中的应用❋

龚建明， 何玉华， 王建强， 闫桂京， 苑春芳， 廖　晶

(1.国土资源部海洋油气资源与环境地质重点实验室，山东 青岛 266071；2.国土资源部青岛海洋地质研究所,山东 青岛 266071; 3.中国矿业大学，北京 100083)



剩余静校正处理技术在神狐海域水合物识别中的应用❋

龚建明1,2， 何玉华1,2， 王建强1,2， 闫桂京1,2， 苑春芳3， 廖晶1,2

(1.国土资源部海洋油气资源与环境地质重点实验室，山东 青岛 266071；2.国土资源部青岛海洋地质研究所,山东 青岛 266071; 3.中国矿业大学，北京 100083)

为了提高地震剖面上天然气水合物识别的可信度，以神狐海域天然气水合物钻探结果为基础，首次将剩余静校正处理技术应用于天然气水合物地震资料处理中。结果显示，在经过剩余静校正处理后的地震剖面上BSR特征清晰，反射能量强，极性反转明显。在此基础上，对比分析了过神狐海域2口水合物钻井的新老剖面品质，对比结果显示，不论是钻遇天然气水合物的SH3井，还是未钻遇天然气水合物的SH1井，经过剩余静校正处理后的新剖面成像精度得到了明显提高，剖面显示出的细微结构更加清晰，有利于天然气水合物的识别。因此，建议开展海域天然气水合物(尤其是扩散型水合物)的剩余静校正处理。

应用； 水合物识别； 剩余静校正； 神狐海域

引用格式：龚建明， 何玉华， 王建强， 等. 剩余静校正处理技术在神狐海域水合物识别中的应用[J]. 中国海洋大学学报(自然科学版), 2016, 46(10): 92-97.

GONG Jian-Ming, HE Yu-Hua, WANG Jian-Qiang， et al. Application of residual static correction processing technique on identification of gas hydrate in shenhu survey area[J]. Periodical of Ocean University of China, 2016, 46(10): 92-97.

目前，剩余静校正处理技术主要应用于陆地地震勘探[1-2]，在海洋地震资料处理中，因为海水具有很好的一致性，且地震资料采集和接收几乎在平整的海平面附近，激发点与接收点之间不存在岩性和速度的变化，因此，一般不需要做剩余静校正处理。但是，由于潮汐、涌浪的影响，炮检点会有高度变化，导致同一面元中的各道存在静态时差，在某些特殊条件下(例如：海况差)，静态时差可能较大，会严重影响速度分析的精度以及叠加道集的同相性，造成海底地形锯齿起伏和地下反射层畸变，大幅降低观测数据质量，严重影响剖面品质，甚至造成地震剖面上的虚假构造，给解释人员带来错误的认识[3-5]。如果是以深层油气构造解释为目的，这种影响或可忽略，但是，海域天然气水合物主要赋存在于海底之下0～350 m的浅表层[6-8]，潮汐和涌浪造成的静态时差对水合物识别的影响就显得十分突出，因此，开展剩余静校正处理，恢复地层原始面貌非常必要。

2007年，中国地质调查局在南海神狐海域组织实施了天然气水合物钻探工程，在SH2 、SH3和SH7 3个站位钻获扩散型天然气水合物实物样品, 其BSR埋深较浅，位于182～222 m之间，这是中国天然气水合物调查的首次突破[9]。本文根据钻探的实际结果，从剩余静校正技术应用的角度，探讨了天然气水合物钻探成败的原因。

为了消除潮汐和涌浪的影响，采用三维剩余静校正迭代技术，提高了反射波的同相性。从处理出的过井地震剖面BSR特征和过井新、老剖面对比可以看出，成像精度明显得到了提高，地震剖面显示出的细微结构更加清晰，有利于天然气水合物的识别。

1　消除潮汐和涌浪的剩余静校正处理方法

通常情况下，野外潮汐记录可以进行潮汐校正。由于神狐海域天然气水合物调查时野外没有采集潮汐数据，因此，潮汐校正可采用三维速度分析与三维剩余静校正迭代技术来完成[10]，它通过速度的逐步精确与剩余静校正量的逐步收敛，可最大程度地减小剩余时差的影响，提高反射波的同相性。

图1是迭代前后CMP道集的变化，从图中可以看出，CMP道集的同相性在迭代后有明显的改善。图2是速度分析与剩余静校正迭代前后的叠加效果，从图中同样可以看出，迭代后的叠加效果明显得到改善。

图1　速度分析与剩余静校正迭代前后的CMP道集Fig.1　CMP gathers before and after velocity analysis and residual static correction iteration

图2　速度分析与剩余静校正迭代前后的叠加效果Fig.2　Overlay effects before and after velocity analysis and residual static correction iteration

图3和4是第一次和最后一次剩余静校正量属性图。第一次校正量在±10 ms以内，最后一次校正量在±2 ms以内，收敛明显。从属性图上还可以看到，剩余静校正量变化明显具有类似测线的特征，说明剩余静校正量的存在与测线的采集条件相关。

图3　速度分析与剩余静校正第一次迭代统计出的校正量Fig.3　Amount of correction from first iteration

图4　速度分析与剩余静校正最后一次迭代统计出的校正量Fig.4　Amount of correction from last iteration

2　效果分析

通过速度分析与剩余静校正处理，基本消除了潮汐和涌浪的影响。在此基础上，采用叠前时间偏移处理技术，获得了神狐海域穿过8口水合物钻井的地震剖面。从过井地震剖面BSR特征和过井新、老剖面对比可以看出，成像精度得到了明显提高，地震剖面显示出的细微结构更加清晰，有利于解释人员做出较为客观的判断。

2.1 过井地震剖面BSR特征分析

前已述及，神狐海域8口水合物钻井中，3口井钻遇了水合物，5口井未钻遇水合物。为了分析经过剩余静校正处理后的地震剖面上BSR的特征，分别选择钻遇水合物的SH3井和没有钻遇水合物的SH1井的过井地震剖面。图5～6依次是过SH1和SH3井的地震剖面，图中标示了上述2口井的具体位置及相应的速度谱。

图5　SH1井在偏移剖面上的位置及相应的速度谱Fig.5　Location of Well SH1 and its velocity spectrum

图6　SH3井在偏移剖面上的位置及相应的速度谱Fig.6　Location of Well SH3 and its velocity spectrum

在上述2口钻井中，SH3井所在位置BSR清晰，反射能量强，与海底反射极性相反，存在空白反射和速度反转现象，而SH1井所在位置的BSR特征不清楚，无速度反转现象。

2.2 过井新老地震剖面对比

为进一步总结剖面上BSR、极性、振幅、空白反射等特征与天然气水合物赋存的关系，对未经剩余静校正处理的常规叠加剖面(老)和经过剩余静校正处理后的叠前时间偏移剖面(新)进行对比(以下简称新、老剖面对比)。

一般情况下，海底反射系数为正值，按SEG标准，剖面上海底反射显示为波峰。而老剖面上海底反射为波谷，显然是反极性的剖面。为此，将正、负极性的新剖面与老剖面进行比对，以帮助识别天然气水合物的地震反射特征。

图7是未钻遇水合物的过SH1井的新、老剖面对比。对比结果显示，由于能量特征、极性特征不明显，断层不清楚，老剖面上BSR向右一直延伸过SH1井位置；而新剖面则清楚显示，BSR在SH1井位置向左方向300 m左右因为存在一个箭头所示的断层而中止，断层右边看不到与海底反射极性相反、空白反射等特征，因此，在新剖面上，SH1井所在位置无BSR反射，这可能是该井未钻遇水合物的原因。

图8是钻遇水合物的过SH3井的新、老剖面对比。SH3井的BSR特征在8口探井中最突出。探井位置到红色箭头标注的区域，新剖面上显示与海底反射极性相反，有空白反射，能量较强，可判断为BSR；但在老剖面上极性反转、空白反射等特征不明显，难以确定是否为BSR。

图7　未钻遇水合物的过SH1井的新、老剖面对比Fig.7　Contrast between new and old seismic profiles of Well SH1

图8　钻遇水合物的过SH3井的新、老剖面对比Fig.8　Contrast between new and old seismic profiles of Well SH3

3　讨论

综上所述，对于赋存在海底浅表层的天然气水合物，潮汐和涌浪造成的静态时差会降低浅部地层的地震分辨率，特别是在断层发育的地区。因此，在未经剩余静校正处理的地震剖面上，细微结构不甚清晰，小断层难以区分(例如：SH1井)；而在经过剩余静校正处理后的地震剖面上，细微结构清晰可辨，小断层显示明显，因而，很容易判断SH1井位置不存在BSR，而极有可能的BSR在箭头所示断层的左侧(见图7)。

另外，在经过剩余静校正处理的新地震剖面上，天然气水合物层所具有的与海底极性相反、空白反射、能量较强等特征更加突出(见图8)；而在未经剩余静校正处理的老剖面上，其极性反转、空白反射等特征不太明显。由此可见，经过剩余静校正处理后的地震剖面有利于天然气水合物的识别，尤其是扩散型天然气水合物。

4　结论

(1)通过减少涌浪和潮汐造成的静态时差，神狐海域天然气水合物剩余静校正处理技术提高了反射波的同相性，改善了速度谱能量团的聚焦程度。

(2)经过剩余静校正处理，钻遇水合物的过井地震剖面上BSR特征清晰，反射能量强，极性反转明显；相反，在未钻遇水合物的过井地震剖面上则缺少BSR特征。

(3)过井新、老地震剖面对比结果显示，经过剩余静校正处理后的新剖面成像精度明显得到提高，地震剖面显示出的细微结构更加清晰。因此，从神狐海域天然气水合物钻探结果来看，剩余静校正处理技术有利于海域天然气水合物的识别，建议推广。

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责任编辑徐环

Application of Residual Static Correction Processing Technique on Identification of Gas Hydrate in Shenhu Survey Area

GONG Jian-Ming1，2, HE Yu-Hua1，2, WANG Jian-Qiang1，2,YAN Gui-Jing1，2, YUAN Chun-Fang3,LIAO Jing1，2

(1.The Key Laboratory of Marine Hydrocarbon Resources and Environmental Geology, Ministry of Land and Resources,Qingdao 266071;China; 2. Qingdao Institute of Marine Geology, Ministry of Lond and Resources， Qingdao 266071, China； 3.China University of Mining and Technology, Beijing 100083, China)

In order to increase the credibility of gas hydrate identification in seismic profiles, residual static correction processing technic is firstly applied to the seismic data-processing of gas hydrate based on the drilling results of gas hydrate in Shenhu Survey area. The result shows that BSR is clearer, reflected energy is stronger and polarity-reversal is more obvious in seismic profiles processed by residual static correction. On the basis of residual static correction processing, the profiles quality between new and old are compared and analyzed for the 2 gas hydrate-drilling Wells of Shenhu Survey area. Result shows that no matter the SH3 Well which met gash hydrate，or the SH1Well which did not discover gas hydrate, the imaging precision of new profiles has improved greatly, the microstructure showed by seismic profile is clearer, and identification of gas hydrate become more credible after the residual static correction processing. Therefore, it is suggested to carry out residual static correction processing technique on identification of gas hydrate, especially for the dispersed gas hydrate.

application; identification of gas hydrate; residual static correction; Shenhu Survey area

国家自然科学基金项目“祁连山天然气水合物气源成因研究”(41273066)；国家青年科学基金项目“南海北部神狐海域深水水道演化与水合物成藏的关系”(41406080)资助

2015-06-24；

2015-10-07

龚建明(1964-)，男，研究员，主要从事海洋油气与天然气水合物研究工作。E-mail：gongjianm@aliyun.com

P631.4

A

1672-5174(2016)10-092-06

10.16441/j.cnki.hdxb.20150224

Supported by Sources for Permafrost Gas Hydrates in the Qilian Mountain (41273066); The Relationship Between Deepwater Channels Evolution And Gas Hydrate Accumulation In Shenhu Area, Northern South China Sea(41406080)