Seafloor seismic acquisition using autonomous underwater vehicles     

Constantinos Tsingas  Thierry Brizard  Abdulaziz Al Muhaidib 《Geophysical Prospecting》2019,67(6):1557-1570

Although narrow-azimuth towed-streamer data provide good image quality for structural interpretation, it is generally accepted that for wide-azimuth marine surveys seabed receivers deliver superior seismic reflection measurements and seismically derived reservoir attributes. However, seabed surveys are not widely used due to the higher acquisition costs when compared to streamer acquisition. In recent years, there have been significant engineering efforts to automate receiver deployment and retrieval in order to minimize the cost differential and conduct cost-efficient seabed receiver seismic surveys. These engineering efforts include industrially engineered nodes, nodes on a rope deployment schemes and even robotic nodes, which swim to and from the deployment location. This move to automation is inevitable, leading to robotization of seismic data acquisition for exploration and development activities in the oil and gas industry. We are developing a robotic-based technology, which utilizes autonomous underwater vehicles as seismic sensors without the need of using a remotely operated vehicle for deployment and retrieval. In this paper, we describe the autonomous underwater vehicle evolution throughout the project years from initial heavy and bulky nodes to fully autonomous light and flexible underwater receivers. Results obtained from two field pilot tests using different generations of autonomous underwater vehicles indicate that the seismic coupling, and navigation based on underwater acoustics are very reliable and robust.  相似文献   

含偏心点声源的随钻测井声场模拟和地层各向异性反演研究   总被引：2，自引：0，他引：2       下载免费PDF全文

卫建清  何晓  李希强  陈浩  王秀明 《地球物理学报》2019,62(4):1554-1564

地层横波波速测量以及各向异性评价是目前随钻声波测井应用及方法研究的难题之一.针对这些问题,本文试图从钻铤上的偏心点声源在各向异性地层中的响应出发,寻求和探讨解决方案.我们基于三维有限差分模拟的随钻测井信号,研究了偏心点声源在水平横向各向同性(HTI)慢速地层井孔中激发声波传播规律,研究结果表明:在HTI地层中偏心点声源能够同时激发出快、慢两种波形,并且此两种波形中主要分别包含快、慢弯曲波,由于与钻铤波的耦合作用,其速度总是分别小于地层快、慢横波波速,所以无法直接用于地层横波波速的测量.但根据进一步的灵敏度分析可知当在3kHz以上时,它们的相速度分别对地层参数水平和垂直剪切模量(c66和c44)最为敏感.基于此特性,本文提出一种基于解析近似解的最小二乘拟合法,能够通过快、慢波频散曲线反演地层横波波速,所测值误差小于3%,并且具有很好的容错率和稳定性;进而由横波速度反演值评价地层各向异性大小.最后,地层快横波偏振方位可以利用垂直于偏心声源方向的偶极采集的信号能量变化曲线来获取.  相似文献   

逆时偏移在声反射成像测井中的应用方法研究          下载免费PDF全文

李雨生  李宁  武宏亮  王克文  冯周  刘鹏 《地球物理学报》2020,63(4):1705-1714

声反射成像测井中常用的基于射线理论的Kirchhoff积分偏移算法和基于单程波理论的F-K偏移算法均可实现井旁缝洞反射体的快速偏移成像,但其仅适用于地层垂向变化较弱的速度场和高陡角裂缝的偏移成像,无法实现低角度反射体的准确偏移归位,产生偏移假象误导测井解释.逆时偏移基于全波动方程,可适应强垂向变化速度场,实现近似水平反射体的偏移成像.本文详细分析了将逆时偏移应用于声反射成像测井时存在的数据准备、时间采样间隔匹配和成像条件改进等若干问题,通过设置多组理论模型来说明算法对井旁不同反射体的识别能力.模拟资料和实际资料处理结果证实,较F-K偏移算法,逆时偏移算法成像精度更高、收敛性更好,可有效实现近似水平构造偏移归位.改进的归一化互相关成像条件可解决深部地层的远井壁成像衰减问题,降低测井解释的多解性.逆时偏移将成为声反射成像测井高精度偏移技术的发展方向.  相似文献   

利用模板匹配技术检测米尺度岩石断层黏滑实验中的声发射事件   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

侯金欣  谢凡  任雅琼  王宝善 《地球物理学报》2020,63(4):1630-1641

声发射观测是岩石摩擦实验中研究强震孕育机制的重要观测手段之一.传统的声发射观测以触发记录为主,难以捕捉并提取微弱的声发射信号.近年来天然地震学中发展的模板匹配技术可以在连续波形记录中识别出微弱的事件,大大提升事件检测能力.本文发展了适用于多通道连续记录的声发射信号的模板匹配技术,并将该技术应用于分析米尺度岩石断层黏滑失稳过程.研究结果显示:模板匹配技术识别出的声发射数量约为传统方法识别的5倍,相对完备震级降低约0.3.临近失稳,检测目录完备震级以上声发射率表现出幂律增加的特征,且声发射事件聚集在失稳破裂起始点附近.失稳后,检测目录完备震级以上声发射率表现出幂律衰减,其中失稳后早期表现出较慢的衰减速度.另外,失稳后早期声发射事件表现出随对数时间沿断层迁移的趋势.最后,通过与天然地震学观测的结果对比表明,声发射模板匹配识别技术是研究大尺度岩石摩擦滑动失稳过程中前震和余震时空演化规律的有效手段,该技术助于在方法上为室内实验和野外观测进行融合研究提供思路.  相似文献   

Storm-induced turbidity currents on a sediment-starved shelf: Insight from direct monitoring and repeat seabed mapping of upslope migrating bedforms     

Alexandre Normandeau  Daniel Bourgault  Urs Neumeier  Patrick Lajeunesse  Guillaume St-Onge  Louis Gostiaux  Cédric Chavanne 《Sedimentology》2020,67(2):1045-1068

The monitoring of turbidity currents enables accurate internal structure and timing of these flows to be understood. Without monitoring, triggers of turbidity currents often remain hypothetical and are inferred from sedimentary structures of deposits and their age. In this study, the bottom currents within 20 m of the seabed in one of the Pointe-des-Monts (Gulf of St. Lawrence, eastern Canada) submarine canyons were monitored for two consecutive years using Acoustic Doppler Current Profilers. In addition, multibeam bathymetric surveys were carried out during deployment of the Acoustic Doppler Current Profilers and recovery operations. These new surveys, along with previous multibeam surveys carried out over the last decade, revealed that crescentic bedforms have migrated upslope by about 20 to 40 m since 2007, despite the limited supply of sediment on the shelf or river inflow in the region. During the winter of 2017, two turbidity currents with velocities reaching 0·5 m sec⁻¹ and 2·0 m sec⁻¹, respectively, were recorded and were responsible for the rapid (<1 min) upstream migration of crescentic bedforms measured between the autumn surveys of 2016 and 2017. The 200 kg (in water) mooring was also displaced 10 m down-canyon, up the stoss side of a bedform, suggesting that a dense basal layer could be driving the flow during the first minute of the event. Two other weaker turbidity currents with speeds <0·5 m sec⁻¹ occurred, but did not lead to any significant change on the seabed. These four turbidity currents coincided with strong and sustained wind speed >60 km h⁻¹ and higher than normal wave heights. Repeat seabed mapping suggests that the turbidity currents cannot be attributed to a canyon-wall slope failure. Rather, sustained windstorms triggered turbidity currents either by remobilizing limited volumes of sediment on the shelf or by resuspending sediment in the canyon head. Turbidity currents can thus be triggered when the sediment volume available is limited, likely by eroding and incorporating canyon thalweg sediment in the flow, thereby igniting the flow. This process appears to be particularly important for the generation of turbidity currents capable of eroding the lee side of upslope migrating bedforms in sediment-starved environments and might have wider implications for the activity of submarine canyons worldwide. In addition, this study suggests that a large external trigger (in this case storms) is required to initiate turbidity currents in sediment-starved environments, which contrasts with supply-dominated environments where turbidity currents are sometimes recorded without a clear triggering mechanism.  相似文献   

基于WACCM+DART的临近空间SABER和MLS臭氧观测同化试验研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

敬文琪  王业桂  崔园园  蔡其发  兰伟仁 《大气科学》2019,43(2):233-250

本研究在WACCM+DART（Whole Atmosphere Community Climate Model,Data Assimilation Research Test-Bed）临近空间资料同化预报系统中加入SABER（Sounding of the Atmosphere using Broadband Emission Radiometry）和MLS（Microwave Limb Sounder）臭氧观测同化接口,并以2016年2月一次平流层爆发性增温（SSW）过程为模拟个例进行了SABER和MLS臭氧观测同化试验,得出以下结论:同化SABER和MLS臭氧体积浓度观测得出的WACCM+DART臭氧分析场能够较真实反映SSW期间北极上空平流层臭氧廓线随时间的演变特征,且与ERA5（Fifth Generation of ECMWF Reanalyses）再分析资料描述的臭氧变化特征具有很好的一致性;基于SABER和MLS臭氧观测的WACCM臭氧6 h预报检验表明同化臭氧观测对臭氧分析和预报误差的改善效果主要体现在南半球高纬平流层和北半球中高纬平流层中上层-中间层底部;基于ERA5再分析资料的WACCM+DART分析场检验表明同化SABER和MLS臭氧体积浓度资料可在提高北半球高纬地区上平流层-中间层底部臭氧场分析质量的同时减小该地区上平流层-中间层底部温度场和中间层底部纬向风场的分析误差;基于MLS臭氧资料的臭氧中期预报检验表明相对控制试验同化SABER和MLS臭氧体积浓度资料能更好改善0~5 d下平流层和中间层底部臭氧的预报效果。  相似文献   

E5000型全谱直读型电弧发射光谱仪研制及其在地球化学样品分析中应用   总被引：2，自引：2，他引：0  

俞晓峰  李锐  寿淼钧  郑存江  胡勇平 《岩矿测试》2015,34(1):40-47

在地球化学样品检测工作中,Ag、B、Sn等难分析元素通常采用传统的交流电弧发射光谱法(摄谱仪),随着地球化学样品数量的增加以及对检测结果质量要求的提高,该方法操作复杂、分析过程繁琐的问题与日常大量样品分析的矛盾日益突出,多道式电弧直读发射光谱也开始在行业内应用。本文基于先进的数字光源技术和CCD全谱型光谱仪技术,改进了电弧发生系统、分光系统和检测系统,将电弧激发光源与Paschen-Runge型全谱CCD光谱仪结合,研制了一款新型的台式全谱直读型电弧发射光谱仪E5000。E5000型电弧发射光谱仪通过激光定位结合程控电极技术,自动调整电极位置,提高了采谱过程的精度控制;利用CCD全谱技术获得了激发样品的全谱信息,可轻易实现光谱信号的背景扣除和干扰校正;且无需再次测定黑度,直接获得分析结果;同时结合内标法和标准加入法,可以进一步提高复杂基体样品的分析精准度。应用研制的光谱仪对水系沉积物和土壤样品进行检测,Ag、B、Sn元素的检出限分别达到了0.01μg/g、0.65μg/g、0.16μg/g,在分析水系沉积物、土壤时检测精密度基本小于10%,优于当前的摄谱法和多道电弧直读光谱法,满足了地球化学样品检测质量要求。  相似文献   

电感耦合等离子体发射光谱法测定硼硅酸盐玻璃中的硼等常见元素   总被引：2，自引：1，他引：1  

郭中宝  张艳妮  代铮  王潇 《岩矿测试》2015,34(1):55-59

硼硅酸盐玻璃中的硼、钙、镁、铝、铁、钛、硅等常见元素普遍采用各元素分别测定的方式进行分析,分析效率很低;而且硼的测定普遍采用容量法,当B2O3含量低于1%时,容量法测定误差较大。本文以KOH熔融的方式消解样品,采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)进行分析。通过实验研究了KOH用量和不同称样量对B2O3测定结果的影响。结果表明,KOH用量在3 g以上时有较好的熔样效率和熔样效果,称样量低于0.4 g对B2O3测定结果无明显影响,考虑到其他元素的测定,确定了KOH用量优选3 g,称样量优选0.1 g。在此条件下,测定B2O3等常见元素的精密度(RSD,n=6)≤2%,加标回收率在96.0%~105.6%之间,除Si O2测定误差较大外,其他元素的测定结果均令人满意。本方法确定的B2O3的定量限为0.067%,且对于B2O3最高含量达到16%的测定结果也令人满意,因此可测定B2O3含量的范围至少为0.067%~16%。当样品中的B2O3含量高于4%时,方法准确度和精密度与国家标准分析方法(容量法)相当;当B2O3含量低于1%时,方法准确度和精密度都优于容量法。与现有报道相比,本方法显著拓宽了B2O3的测定范围,并具有良好的准确度,而且在B2O3准确测定的同时,也实现了Ca、Mg、Al、Fe、Ti的定量分析和Si的半定量分析,大大提高了分析效率,可以实现硼硅酸盐玻璃中B2O3等常见元素的准确快速分析。  相似文献   

电感耦合等离子体发射光谱法测定铅锌矿中15个主次量元素   总被引：3，自引：2，他引：1  

孟时贤  邓飞跃  杨远  苏卫汉  闵晓芳  雍伏曾 《岩矿测试》2015,34(1):48-54

铅锌矿多元素同时测定中,样品预处理过程受多种不同因素的影响,单因素试验往往无法同时为多因素实验提供合理的优化方案。本文采用盐酸-硝酸溶矿,考察了样品预处理过程中混合酸配比、混合酸体积、消解时间及消解温度对消解效果的影响,利用正交试验设计及极差分析确定了最优消解条件:盐酸-硝酸混合酸配比3∶1,混合酸体积10 m L,消解时间120 min,消解温度90℃,用电感耦合等离子体发射光谱法同时测定铅锌矿中15个主次量元素(铅锌铜锰砷银铋镉钴镍镓铟钼锗锑)的含量。在最优条件下,用富铅锌矿石国家标准物质(GBW 07165)进行试验,大多数元素的精密度(RSD,n=12)和准确度小于5%,方法检出限为0.0019~0.048μg/g。基于铅锌矿主要是以硫化物形式存在,采用一系列硫化物国家标准物质验证方法的准确度及可行性,检测结果基本都在标准值的误差范围内。应用该方法分析湖南某矿区中大批量铅锌矿样品,标样质量统计合格率为100%,密码质量统计合格率大于97%。  相似文献   

应用电感耦合等离子体质谱/光谱法研究上扬子区新华磷块岩稀土元素特征及沉积学意义   总被引：2，自引：2，他引：0  

段凯波  王登红  何汉江  郑国栋  熊先孝  袁建国  贺宝宝  屈云燕 《岩矿测试》2015,34(2):261-267

新华磷矿床是我国重要的富集稀土元素的沉积型含稀土磷块岩矿床,本文利用电感耦合等离子体质谱/光谱法(ICP-MS/AES),辅以岩矿鉴定等分析技术,结合沉积学理论研究了新华磷块岩稀土元素地球化学特征及相关问题。结果表明,新华磷块岩稀土总量(∑REEs)较高,集中值介于800×10-6~1200×10-6,其组成属轻稀土+钇型,稀土元素主要以类质同象形式存在于胶磷矿中;新华磷块岩和昆阳磷块岩具相似的REEs配分曲线和明显铈负异常,δCe介于0.28~0.36,表明上扬子区南缘成磷环境为氧化条件,且为稳定的滨浅海被动大陆边缘沉积环境;但新华磷块岩与其上覆黑色岩系REEs配分曲线迥异,后者表现出不明显的铈、铕异常,说明黑色岩系主要形成于深海-半深海静水还原环境,从梅树村期早期至晚期经历了海平面升高的过程,地层层序整体显示向上变深的沉积相变,磷块岩和黑色岩系之间的接触面可能为三级层序甚至更小层序级别的界面。这些沉积学的认识揭示了上扬子区下寒武统层序地层学意义和海相沉积环境特征,对华南早寒武世生命大爆发和层序地层学深入研究提供了证据。  相似文献