《深海寬頻地震采集技術規(guī)范》編制說明

《深海寬頻地震采集技術規(guī)范》編制說明

一、標準制定的必要性

深海是未來全球油氣資源的主要接替區(qū)和世界大國爭奪的重要戰(zhàn)略區(qū)。最新數(shù)據(jù)顯示，

近10年全球新發(fā)現(xiàn)的101個大型油氣田中，深海油氣田數(shù)量占比為67%、儲量占比為68%，

其中，國際石油巨頭埃克森美孚、BP、殼牌、道達爾、雪佛龍等公司海外勘探發(fā)現(xiàn)可采儲

量的90%都位于深海領域，開展深海油氣勘探已成為國際石油公司的核心戰(zhàn)略。在我國已

探明的油氣儲量中，40%左右的海洋油氣資源蘊藏在深海區(qū)域，海洋深海油氣已成為保障

我國油氣安全和海洋權益的戰(zhàn)略領域。

人工地震技術作為深海探測的最主要手段，是大國科技博弈的焦點之一。深海寬頻地

震采集是獲得包含高低頻成分的寬頻帶、高信噪比地震數(shù)據(jù)的有效手段，為深海結構的寬

頻成像和油氣儲層的有效預測奠定基礎。由于海平面是強反射面，上行的深部地層反射波

經(jīng)海面反射到水中拖纜接收的強干擾伴隨波（俗稱“鬼波”），其很強的陷波作用導致地

震波高/低頻嚴重缺失、頻帶變窄、振幅失真等問題，“鬼波”壓制是海上地震勘探長期

攻關的難題，是國外石油公司壟斷深海油氣勘探的核心技術，嚴重影響了我國深海油氣勘

探的發(fā)展進程。

深海地震寬頻采集首先需要解決拖纜變深度沉放問題，項目團隊的理論研究和實際觀

測表明，拖纜沉放深度不同，“鬼波”的陷波作用不同，如何利用拖纜上各接收道差異化

“鬼波”與有效波的伴隨時差，以便形成差異化的陷波點是深海地震寬頻采集的關鍵所在，

為后續(xù)地震寬頻成像奠定基礎。另外，變深度沉放的拖纜上，淺的接收道高頻信號豐富，

但低頻缺失、噪聲干擾大信噪比低；而深的接收道低頻信號豐富、信噪比高，但高頻缺失、

整體頻帶變窄。目前變深度纜形類型較多，其中常用的有弧形纜、犁式斜纜、直斜纜、階

梯纜、梯形纜、起伏纜等。不同的纜具有不同的陷波頻率多樣性分布特征，如何優(yōu)化設計

變深度纜形、以及起始深度、纜長、纜間距、道間距等采集參數(shù)，獲得最優(yōu)寬頻特征，建

立深海變深度拖纜采集參數(shù)優(yōu)化設計標準，對深海區(qū)寬頻高分辨率地震探測具有重要的意

義。

長期以來，我國海上地震勘探拖纜成套裝備技術主要依賴進口，特別是我國深海油氣

勘探起步晚，深海地震采集裝備及采集設計技術遭到國外封鎖，成為制約我國深海油氣勘

探的“卡脖子”難題。目前，從國外允許進口的海上地震勘探拖纜成套裝備只能沉放海平

1

面下20米內(nèi)，只能開展“平拖”式作業(yè)。項目團隊依托國家科技重大專項課題，改拖纜

“平拖”式作業(yè)為變深度的“斜拖”式作業(yè)，經(jīng)過持續(xù)10年的拖纜采集裝備及采集設計技

術創(chuàng)新攻關，經(jīng)歷了油纜、膠纜到固體電纜三代系統(tǒng)，研制了首批拖纜沉放深度達100米、

“犁”式變深度拖纜作業(yè)的三維地震勘探成套采集裝備，解決了電纜移動產(chǎn)生的機械和聲

波噪聲影響問題；創(chuàng)新形成了具有最優(yōu)寬頻特征的深海“犁”式變深度拖纜采集參數(shù)優(yōu)化

設計技術規(guī)程；實現(xiàn)了國內(nèi)首臺套12纜物探船“犁”式拖纜采集裝備生產(chǎn)應用。項目團隊

建立了成套的固體拖纜制造及質(zhì)控體系，制定了《QHS1035海亮拖纜地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

測試項目及技術指標》等多項企業(yè)內(nèi)部標準。

本標準服務深海地震方法探測及油氣勘探開發(fā)領域，目前實施的中華人民共和國地質(zhì)

礦產(chǎn)行業(yè)標準《海洋地震測量技術規(guī)范》（DZ/T0358.1-2020）未涉及深海變深度拖纜裝

備及采集參數(shù)優(yōu)化設計。由于國外深海地震采集裝備技術封鎖，目前國內(nèi)外未見相關行業(yè)

標準及技術規(guī)范的報道。為了規(guī)范深海寬頻地震采集裝備的構成、技術要求、性能指標、

采集施工參數(shù)及其優(yōu)化設計規(guī)程，特制定該標準，有力促進寬頻地震探測技術在我國深

海及海外深海的推廣應用。

二、標準編制原則及依據(jù)

1.按照GB/T1.1－2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起

草規(guī)則》要求進行編寫。

2.參照相關法律、法規(guī)和規(guī)定，在編制過程中著重考慮了科學性、適用性和可

操作性。

三、主要試驗（或驗證）情況分析

(1)深海寬頻地震采集技術現(xiàn)場施工情況

目前物探裝備具體深水表深度纜采集能力，并且先后完成了深水海域二維、三維變深

度纜寬頻地震采集。

在南海北部海域，完成了變深度纜二維地震采集，工區(qū)東北部水深深度為120米—

4000米，工區(qū)西南部水深深度為120米—2500米，共進行了15條二維采集測線，采集工作

量4210.85千米，工區(qū)及測線位置如圖1所示。整體采集施工作業(yè)過程中，儀器故障率約1%，

表明目前物探裝備具備變深度纜地震采集能力。

2

圖1區(qū)塊地理位置示意圖

不同位置測線使用不同的變深度纜方式，以及存在同一位置測線使用不同變深度方式

的情況。電纜長度6000m，使用27個羅經(jīng)鳥控制電纜深度（圖2所示），實現(xiàn)不同的變深度

纜方式，如圖3所示，包括：前2000m纜沉放深度為7—60m變深度，后4000m纜沉放深度為

60m；前3000m纜沉放深度為7—60m變深度，后3000m纜沉放深度為60m；前4000m纜沉放深

度為7—60m變深度，后2000m纜沉放深度為60m；前2000m纜沉放深度為7—30m變深度，后

4000m纜沉放深度為30m；前3000m纜沉放深度為7—30m變深度，后3000m纜沉放深度為30m；

前4000m纜沉放深度為7—30m變深度，后2000m纜沉放深度為30m。

圖2羅經(jīng)鳥控制電纜深度示意圖

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圖3不同方式變深度纜作業(yè)模式示意圖

在海南島東南部海域，以松濤36-2構造為采集靶區(qū)，完成了三維變深度纜采集，采集

資料滿覆蓋面積為100平方千米，水深為900—1600米。本次作業(yè)由海洋石油721船拖帶十

二纜電纜，使用Seal固體電纜，12.5米道間距，每條纜共480道6000米，電纜由前導段、6

米轉(zhuǎn)換段、頭包、前部彈性段、水斷段、工作段、數(shù)字包、尾包、尾部彈性段、黃電纜、

旋轉(zhuǎn)節(jié)、尾部小段、尾標等組成。配置23個羅經(jīng)鳥，羅經(jīng)與深度控制器為一體，控制電纜

深度，如圖5所示，實現(xiàn)前4000m纜沉放深度為7—50m變深度以及后2000m纜沉放深度為50m

的變深度纜采集方式。如圖6所示，實時檢查電纜深度信息，保障變深度纜深控制精度。

圖4松濤36-2靶區(qū)位置示意圖

4

圖5三維變深度纜采集方式示意圖

圖6三維變深度纜采集電纜深度信息檢查示意圖

（2）深海寬頻地震采集技術資料

海上拖纜采集的記錄頻譜會受到海水面產(chǎn)生的虛反射(鬼波)引起的陷波影響，拖纜沉

放深度的不同，其陷波作用不同，鬼波的陷波作用，相當于對一次反射波進行濾波作用，

5

濾波器為鬼波陷波算子，如果鬼波陷波算子的頻帶越窄，對一次反射波的頻譜陷波作用越

嚴重。如圖2-3所示，傳統(tǒng)拖纜固定沉放深度為7.5m、15m和35m時的鬼波濾波算子

的頻譜，不同深度的拖纜有不同的頻率信息，陷波點隨著深度的增加該陷波點將變低，嚴

重影響了頻帶寬度。

變深度纜采集通過隨著炮檢距增大檢波器沉放深度變化的拖纜進行信號采集。該采集

方式拖纜的前段部分接收器深度隨炮檢距的增加而遞增(形態(tài)是傾斜的)，拖纜的后端近似

處于同一深度(形態(tài)是水平的)，這樣整條拖纜中既接收到了淺部的高頻信息，又接收到了

深部穩(wěn)定的低頻信號，而且得到了各深度的虛反射特征。該方法是一項有效解決寬頻帶方

法的深海地震采集技術，運用其獨特的去鬼波技術去除了接收器虛反射，擴展了頻帶寬度。

圖2-3中紅線所示，在7.5到50m之間的各接收深度的鬼波濾波算子振幅譜疊加得到的

鬼波濾波算子的平均振幅譜，拖纜平均深度是35m，在低頻段的與黑色線相同，相當于保

留了平均纜深的低頻能量；除了f=0之外，沒有其他的陷波點，也就是剩余鬼波頻譜在

2.5Hz以上，鬼波的作用相當于低截止頻率為2.5Hz的一個高通濾波器，也即對一次波

沒有陷波作用，所以斜纜采集信號具有寬頻特征。

綠色：7.5m；藍色：15m；黑色：35m；紅色：斜纜從7.5m到50m圖

圖2-3不同深度的鬼波濾波算子頻譜

如圖2-4及圖2-5所示，通過變深度纜采集與傳統(tǒng)固定深度纜采集地震資料的成果剖面

對比可以看出，變深度纜采集資料處理成果有更加豐富的低頻信息，成像效果更加逼真，

剖面的層次感更好，構造細節(jié)刻畫更清晰。如圖2-6、圖2-7所示，從頻譜對比中也可以看

出，變深度纜采集資料有效頻帶更寬，更適用于寬頻采集。

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圖2-4常規(guī)水平纜采集資料處理成果（纜深6m）

圖2-5變深度纜采集資料處理成果（纜深6—30m）

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平纜資料

變深度纜資料

圖2-6淺層頻譜對比（時窗1s~1.5s）

平纜資料

變深度纜資料

圖2-7中層頻譜對比（2s~2.5s）

四、項目背景及工作情況

（一）任務來源

根據(jù)《中國國際科技促進會標準化工作委員會團體標準管理辦法》的有關規(guī)定，經(jīng)中

國國際科技促進會標準化工作委員會及相關專家技術審核，由中國石油大學（華東）制定

《深海寬頻地震采集技術規(guī)范》標準，項目計劃編號C12023458。

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（二）標準起草單位

本標準的主要起草單位是中國石油大學（華東）、中國地質(zhì)大學（武漢）、中海油田

服務股份有限公司物探事業(yè)部、中海油研究總院有限責任公司、中國科學院地質(zhì)與地球物

理研究所參與起草。

（三）標準研制過程及相關工作計劃

2023年6-9月，廣泛收集、整理深海寬頻地震采集技術規(guī)范國內(nèi)外標準和相關文獻，

進行調(diào)研工作，初步擬定方案，完成準備工作。

2023年10-11月，依據(jù)GB/T1.1-2020《標準化工作導則第一部分：標準的結構和編

寫規(guī)則》、GB20001.4-2015《標準編寫規(guī)則第4部分：試驗方法標準》，團體標準立項

通知公示后，編寫人員根據(jù)工作計劃分工和編寫要求開展了相關工作。在標準起草期間，

編制小組主編單位及參編單位組織了數(shù)次內(nèi)部研討會，經(jīng)過多次修改，于2023年12月上旬

完成了標準初稿及編制說明的撰寫?作。完成了本標準的征求意見稿及標準編制說明。

2023年12月向業(yè)界數(shù)十家單位的專家發(fā)送《征求意見稿》，匯總各方意見并對本標準

進行修改，完成了本標準的送審稿。

計劃2024年1月，對送審稿的審查意見，經(jīng)實驗補充和數(shù)據(jù)、資料的補充，進一步修

訂并完善了送審稿。

計劃2024年2月，根據(jù)評審會議評審委員會成員的審查意見，對標準文本的格式進行

修訂，完成了標準報批稿。

五、標準制定的基本原則

標準編制過程中，遵循了以下基本原則：

1)標準需要具有行業(yè)特點，指標及其對應的分析方法要積極參照采用國家標準和行

業(yè)標準。

2)標準能夠體現(xiàn)出產(chǎn)品的具有關鍵共性的技術要素。

3)標準能夠為產(chǎn)品的開發(fā)、改進指出明確的方向。

4)標準需要具有科學性、先進性和可操作性。

5)要能夠結合行業(yè)實際情況和產(chǎn)品特點。

6)與相關標準法規(guī)協(xié)調(diào)一致。

7)促進行業(yè)健康發(fā)展與技術進步。

六、標準主要內(nèi)容

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本標準規(guī)定了深海寬頻地震采集技術規(guī)范的總體目標、深海變深度拖纜地震采集裝備、

深海變深度纜寬頻地震采集數(shù)值仿真、不同變深度采集模板及參數(shù)變化的鬼波特征分析、

深海寬頻寬方位三維地震采集參數(shù)優(yōu)化設計及整體性能評價技術等。正文部分共分8章，

內(nèi)容包括標準的適用范圍、規(guī)范性引用文件、術語和定義、總體設計。

七、與有關法律法規(guī)和強制性標準的關系

遵守和符合相關法律法規(guī)和強制性標準要求。規(guī)范性引用文件包括：

1.依據(jù)GB/T1.1-2020《標準化工作導則第一部分：標準的結構和編寫規(guī)則》、

2.按照GB/T1.1-2020《標準化工作導則第一部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》，

GB20001.4-2015《標準編寫規(guī)則第四部分：試驗方法標準》要求進行編寫。

3.參照相關法律、法規(guī)和規(guī)定，在編制過程中著重考慮了科學性、適用性和可操作

性。

本標準規(guī)范性引用文件包括：無。

八、重大意見分歧的處理依據(jù)和結果

無

九、后續(xù)貫徹措施

（一）政策措施和宣傳培訓

做好宣傳培訓，建議由各行業(yè)主管部門組織、主要起草單位配合開展標準宣貫培訓工

作，使相關執(zhí)行人員了解標準、熟悉標準，掌握標準的各項技術要求，加強示范效應，讓

標準在行業(yè)內(nèi)得到廣泛推廣和應用，使標準的應用落到實處。

對《深海寬頻地震采集技術規(guī)范》團體標準執(zhí)行情況進行跟蹤調(diào)查，及時發(fā)現(xiàn)標準中

執(zhí)行的問題，不斷修改完善，提高標準水平，提高標準的科學性、合理性、協(xié)調(diào)性和可操

作性。

（二）試點示范

組織規(guī)范使用單位參觀學習并請專業(yè)技術人員講解標準內(nèi)容，利用各種活動（如工作

組活動、行業(yè)協(xié)會的管理和活動、標準化技術刊物、網(wǎng)上信息、產(chǎn)品認證等）盡可能地向

各相關單位和機構宣傳該標準。

建議本標準發(fā)布之日起半年內(nèi)實施。

標準編制小組

2023年11月

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團體標準

《深海寬頻地震采集技術規(guī)范》

編制說明

2023年11月

《深海寬頻地震采集技術規(guī)范》編制說明

一、標準制定的必要性

深海是未來全球油氣資源的主要接替區(qū)和世界大國爭奪的重要戰(zhàn)略區(qū)。最新數(shù)據(jù)顯示，

近10年全球新發(fā)現(xiàn)的101個大型油氣田中，深海油氣田數(shù)量占比為67%、儲量占比為68%，

其中，國際石油巨頭?？松梨凇P、殼牌、道達爾、雪佛龍等公司海外勘探發(fā)現(xiàn)可采儲

量的90%都位于深海領域，開展深海油氣勘探已成為國際石油公司的核心戰(zhàn)略。在我國已

探明的油氣儲量中，40%左右的海洋油氣資源蘊藏在深海區(qū)域，海洋深海油氣已成為保障

我國油氣安全和海洋權益的戰(zhàn)略領域。

人工地震技術作為深海探測的最主要手段，是大國科技博弈的焦點之一。深海寬頻地

震采集是獲得包含高低頻成分的寬頻帶、高信噪比地震數(shù)據(jù)的有效手段，為深海結構的寬

頻成像和油氣儲層的有效預測奠定基礎。由于海平面是強反射面，上行的深部地層反射波

經(jīng)海面反射到水中拖纜接收的強干擾伴隨波（俗稱“鬼波”），其很強的陷波作用導致地

震波高/低頻嚴重缺失、頻帶變窄、振幅失真等問題，“鬼波”壓制是海上地震勘探長期

攻關的難題，是國外石油公司壟斷深海油氣勘探的核心技術，嚴重影響了我國深海油氣勘

探的發(fā)展進程。

深海地震寬頻采集首先需要解決拖纜變深度沉放問題，項目團隊的理論研究和實際觀

測表明，拖纜沉放深度不同，“鬼波”的陷波作用不同，如何利用拖纜上各接收道差異化

“鬼波”與有效波的伴隨時差，以便形成差異化的陷波點是深海地震寬頻采集的關鍵所在，

為后續(xù)地震寬頻成像奠定基礎。另外，變深度沉放的拖纜上，淺的接收道高頻信號豐富，

但低頻缺失、噪聲干擾大信噪比低；而深的接收道低頻信號豐富、信噪比高，但高頻缺失、

整體頻帶變窄。目前變深度纜形類型較多，其中常用的有弧形纜、犁式斜纜、直斜纜、階

梯纜、梯形纜、起伏纜等。不同的纜具有不同的陷波頻率多樣性分布特征，如何優(yōu)化設計

變深度纜形、以及起始深度、纜長、纜間距、道間距等采集參數(shù)，獲得最優(yōu)寬頻特征，建

立深海變深度拖纜采集參數(shù)優(yōu)化設計標準，對深海區(qū)寬頻高分辨率地震探測具有重要的意

義。

長期以來，我國海上地震勘探拖纜成套裝備技術主要依賴進口，特別是我國深海油氣

勘探起步晚，深海地震采集裝備及采集設計技術遭到國外封鎖，成為制約我國深海油氣勘

探的“卡脖子”難題。目前，從國外允許進口的海上地震勘探拖纜成套裝備只能沉放海平

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面下20米內(nèi)，只能開展“平拖”式作業(yè)。項目團隊依托國家科技重大專項課題，改拖纜

“平拖”式作業(yè)為變深度的“斜拖”式作業(yè)，經(jīng)過持續(xù)10年的拖纜采集裝備及采集設計技

術創(chuàng)新攻關，經(jīng)歷了油纜、膠纜到固體電纜三代系統(tǒng)，研制了首批拖纜沉放深度達100米、

“犁”式變深度拖纜作業(yè)的三維地震勘探成套采集裝備，解決了電纜移