经验交流▏中地层剖面仪在深水海洋工程调查中的应用

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随着浅海油气资源的不断开发，油气资源愈发紧张，深水海洋资源的开发已迫在眉睫，多道地震是深水常规的地震勘探调查手段，但因其采集到的数据因分辨率不够高且深水浅部地层对于数据的影响较大，为了弥补多道地震的缺陷，选取合适的深水中地层剖面显得尤为重要，电火花作为一种常用的中地层剖面仪，针对此种情况具有良好的优越性，能够弥补多道地震的不足。

一、电火花工作原理

电火花震源交流电源经升压、整流后，储存在高压电容器组中，大量存储的高压电能通过专用的放电电极瞬间放电，在介质中通过脉冲大电流，使周围介质汽化，形成高温高压区，从而产生冲击波，成为振动波的震源。电火花震源由电源控制台、变压整流、放电电阻、高压电容器组、制点火开关、放电、电缆及电极等部分组成，电火花采用波动理论及反射波原理对数据进行采集。

反射波的形成：当上下两种物质的波阻抗（密度与速度的乘积）即时，在物质界面上会反射波，波阻抗差异越大，沿走向延长越长，且比较平滑的界面是良好的反射界面(见图1)。

图1 反射波形成示意图

二、工程实例

根据深水电火花工作原理，在南海某海域采用CSP12000进行了深水电火花浅层剖面探测。

⒈测线布设

在已有多道地震数据的结果基础上进行详细的中地层剖面测量，按照100m间距，进行“#”测线布设(见图2)。

图2 测线布设图

⒉测量参数选取

本文采用的是英国AAE公司生产的中地层剖面仪（最大能量12000J），将设备在船舶上安装完成之后进行了参数实验，具体步骤见图3。

图3 测量参数实验步骤

⒊中地层剖面数据与多道地震数据比对

中地层剖面数据经过TVG调整、滤波及噪声压制并添加声速处理后，得到海底面以下浅层的沉积结构分布情况，使用Seismic+软件对处理后的数据进行了分层，得到的结果与同样位置的多道地震数据成果进行了比对(见图4和图5)。比对结果表明，多道地震在海底面以下0.9s以内浅部地层分布较为模糊，而中地层剖面则可以分辨出浅部地层的分布规律且各层序分布细节清晰明了，可以解决多道地震在深水浅部地层的不足，对后续建设平台、导管架等海上设施能够提供一定的科学依据。

图4 中地层剖面与多道地震比对图⑴

图5 中地层剖面与多道地震比对图⑵

三、结语

以上表明，通过中地层剖面仪（深水电火花）在深水浅部地层能够得到良好的数据质量，可以弥补多道地震在深水浅部地层分布模糊的不足，可以作为多道地震在海上进行物探调查的补充，对提高海底地震精度测量起到了一定的作用。

虽然现今有许多物探手段可以达到中地层剖面仪的效果，但是深水电火花因其良好的工作性能在深水浅部地层上具有不可替代的作用，是深水海上物探调查不可缺少的一环。

【作者简介】文/马伟鹏，来自交通运输部天津水运工程科学研究所；本文来自《科技创新导报》（2018年第9期），参考文献略，用于学习与交流，版权归作者及出版社共同拥有。

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