利用海底地震检波器广角反射数据研究日本TOKAI离岸Nankai海槽气体水合物聚集.pdfVIP

维普资讯 利用海底地震检波器广角反射数据研究 日本TOKAI离岸Nankai海槽气体水合物聚集 EiichiAsakawa等著 摘要 1996和 1997年，在 日本TOKAI离岸Nankai海槽采集了四分量的海底地震检波 器 (OBS)数据。我们将OIlS数据与多道地震数据 (MCS)联合分析，研究甲烷水合物在沉 积中的分布和特征。地震数据揭示了一个非常复杂的动态沉积史，受控于下沉的浊流沉积、 活动通道、褶皱以及陡倾角断层。不管这点，表明气体水合物存在的似海底反射 (BSR)， 很容易识别为一个振幅横向变化的反射。 对于OBS反射数据，我们应用一种成像技术 ，获得的结果与多道地震剖面有很好的吻 合。我们还应用模拟和反演程序揭示详尽的速度结构。东Nankai海槽水深在 930至 1160m 之间的区域，OBS数据允许我们构建一个含9个地层的地球物理模型描述其最上部 700m的 沉积。旅行时反演给出了上升的P波速度 ，其值达到2100m／s。如此高的P波速度可以解释 为部分的水合物饱和度达到孔隙空间部的20％。在海底以下 320m处，BSR与P波速度的明 显下降相对应 ，速度值大约降至 1580至 1750m／s之间。这一低速层厚约80m。S波速度通过 广角数据的同相轴相关 、时间拾取和正演模拟得到，在水合物稳定带其值达到700—750m。 在BSR正下方，我们观测到S波的速度有小的下降。这可能暗示水合物对沉积基质的弱胶结 作用。在更深的位置 ，高P波与 S波速度表明沉积过固结，这归因于独特的压缩构造背景。 关键词 四分量 海底地震检波器 成像 速度反演 引 言 在甲烷水合物勘探中，四分量地震数据作为一个潜在有价值的工具被广泛认可。数 据中的水平分量主要包含剪切波反射信息 (S波)，可用于获得一个横波速度模型 Vs。 对于海洋数据，虽然没有横波震源，但向下传播的部分P波能量可转化 (偏斜)为s波 反射。由于S波不能在水中传播，必须将记录仪器置于海底以记录这些反射波。 四分量数据的最终处理结果包括二种地震剖面及二种速度模型： 1．常规的PP剖面 (下行P波及反射P波)，与之对应的vp速度模型； 2．Ps剖面 (下行 P波及反射 s波)，对应的Vp与Vs速度模型。横波信息给出了甲 烷水合物的弹性信息，并暗示存在于孔隙空问中甲烷水合物的特征。 在Nankai海槽，只在 7个 OBS(海底地震检波器)站位记录了四分量数据，分别在 1996年和 1997年采集。在 日本，早期对此数据的处理集 中在以下几个方面：根据第一 断点分析折射波速度；利用偏置 VSP处理技术分析 P波反射获得速度模型，并得到与 — — 64 —— 维普资讯 二维地震剖面相匹配的VSP—CMP转换剖面。由于没有足够的工具和技术可利用，水平 分量数据中的s波反射试分析没有任何确定性的结果。 近年来 ，全世界的四分量处理和分析技术有了很大进展，其中最活跃的国家是挪 威，很多公司、政府学术机构以及大学根据北海的数据公开发表了许多有意思的结果。 尤其是 PGS公司与特罗姆瑟大学，在一条显示有 BSR同相轴的测线上，它们开展了4 分量海底 电缆数据的采集、处理和分析并利用 P波和 s波得到 BSR周围浅部地层的详 细信息，包括水合物和游离气饱和度的预测 (Andreassen，2001)。 2 3五2 水 深 § 1 陵 图1 Nankai海槽 OBS站位置图 二 、调查 区 沿Nankai海槽区多道地震调查测线，用 7个 OBS系统开展调查 (图 1)。其 中的4 个 OBS位置靠近MITI的Nankai海槽井。三个 O