当前课程知识点：石油工业概论 > 第三章 石油勘探 > 3.2 地球物理勘探技术 > 拓展阅读|你所不知道的海洋勘探“黑”科技
近年来随着技术的飞速发展及跨界融合，海洋油气勘探能力也实现了长足进步。过去面对复杂多变的海洋环境，物探船作业时，定位、激发与接收地震波过程会产生一定误差，这也会影响最终的勘探结果。
常规海上地震勘探方法：海上拖缆（Tower Streamer，TS）和海底电缆（Ocean Bottom Cable，OBC）
海上拖缆就是接收地震波的数据接收器（检波器）漂浮在海面下方。
但漂浮在海水中的检波器，受风浪、洋流的影响，易导致勘探结果不准确。
海底电缆就是接收地震波的数据接收器（检波器）放置于海底。
但是在铺设海底电缆过程中，海流、潮汐、船速以及检波器沉降速度都会影响检波器下放的准确性，易导致勘探数据偏差。
弥补勘探方式的不足，实现海洋油气资源高效开发，是石油科技工作者奋斗的目标。海底节点（Ocean Bottom Node）地震勘探技术的出现不仅克服了海水的影响，还大大提高了勘探数据的准确性，代表了海洋勘探技术发展的方向。
< 什么是OBN？ >
一、OBN
OBN全称Ocean Bottom Node，简称海底节点，它是一种位于海底，可以独立采集、记录地震信号的多分量地震仪。
“海底节点”就是一个个独立的检波器，它既摆脱了电缆的束缚，又能够在海底灵活部署，定位更准，采集的数据质量更高。
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补充 | 知识
常规地震勘探采集的是纵波数据：垂向入射到检波器的地震波（简称单分量）。
OBN既可以采集多方位的数据：垂向纵波、水平方向转换PS波、垂向的标量压力波（多分量）。
二、OBN的由来
早在上个世纪60年代，就有人提出了自主式海底地震记录仪的概念，学术界希望可以借此深入研究深部地壳结构。
1964年世界上第一台海底地震记录仪研制成功。随后，为解决遥测系统的带宽限制问题，美国Amoco石油公司在1970年开始研究自主式无缆地震记录方法，拉开了石油勘探界的“黑”科技发展序幕。
< OBN是如何工作的？ >
一、流程简述
利用水下机器人将自备电源的OBN布置在海底→接收地震波→回收OBN→下载数据并进行处理和解释。
二、细说流程
2.1 准备工作
工厂加工生产节点并转移至下一个环节。
2.2 布置节点
海洋深邃而澎湃，如何克服各种不确定因素，将大批节点准确而快速的安放到海底预定位置呢？技术专家想到了TMS（Tether Management System，线缆管理系统）和ROV（Remotely Operated Vehicles，远程遥控机器人）设备。
水下机器人参见石油课堂010期文章：比肩火星“好奇号”的深海油气开发利器——水下机器人
当第一个节点布置好后，TMS和ROV会马不停蹄地布置下一个节点。
浅水区域的节点布置会简单的多，将节点按顺序直接固定在缆绳上，下放缆绳，即可完成节点铺设。
2.3 地震采集
海底节点布置完毕后就可以结合震源船进行地震采集工作了。
2.4 数据回收
浅水区域的节点回收可直接由工作船完成。
2.5 数据处理
< OBN的优势 >
一、定位精确
借助水下机器人的监视系统，可将节点准确布置在目标位置，这大大提高了后期油藏数据的准确性。
工作人员后期处理采集到的地震数据依赖于前期预定的观测位置，如果实际观测数据与预定位置不一致，那么解释结果会出现偏差。所以精确定位非常关键！
二、施工灵活
常规拖缆和海底电缆勘探作业受海洋区域影响大，例如在近海区、禁采区、暗礁区等位置作业空间受限，传统勘探过程都难以顺利实施。
除此以外，沟壑纵横的海底地形也会影响海底电缆的布置。
三、采集信号质量高
节点底部具有很强的抓地能力，可以很好的与海底地层进行耦合，极大地提高了数据的矢量保真度。
此外，四分量的海底节点不仅可以记录常规的纵波，还可以记录岩性分析的关键数据——横波。
其中Z分量用来接收垂直出射的纵波数据，是最常用的地震勘探资料；X分量和Y分量是用来接收转换横波数据，这是海底地震仪器所独有的。关于P波数据，它接收到的是一种标量的压力数据，现如今P波数据的最终目的是为了和Z分量数据作匹配叠加，分离上下行波。
四、探测地层更深，对地质构造了解更全面
激发炮点与检波点间距远形成的大偏移距可以探测到更深的地层；而全方位角采集可以接收来自地下各个方向的地震信号，全面了解地下三维地质构造。
五、横波成像，对裂缝预测准确
油气资源的形成和运移离不开地下裂缝，但裂缝有时也可能导致油气资源的泄漏而不利于后期开发，而横波是评价裂隙的关键指标，OBN可以采集高质量的横波数据，根据这些数据对储层裂缝作出的合理的评估和预测，指导油气资源的生产与开发。
< OBN发展情况及展望 >
当前国际上对OBN的研究主要集中在美国，欧洲等一些发达国家，其中主要有Fairfield Nodal，CGG和SEABED公司。
中国最大的物探服务商——东方地球物理公司（BGP），拥有海底电缆勘探设备，但在海底节点的研制方面，还和国外专业公司存在一定差距。
OBN采集技术在国外的应用比较广泛，从各石油公司的项目成果来看，该技术具有很好的市场应用前景。
2002年，Seabed地球物理公司、挪威科技工业研究院（SINTEF）、挪威国家石油公司（STAToil）、挪威海德鲁公司（Norsk Hydro）和法国道达尔菲纳-埃尔夫公司（Total Fina-Elf）联手在英国北海油田首次使用自主式地震节点开展工业规模的4分量地震勘探工作。
之后，墨西哥国家石油公司、英国石油公司、道达尔E&P公司、壳牌等都在其各自工区开展了OBN勘探项目。值得一提的是，2014年，东方地球物理公司（BGP）联合阿拉伯石油公司在红海开展了部分OBN的实际地震勘探工作，开创了我国在OBN勘探方面的先河。
一、节点布置慢，工作效率低
将一个个节点精确布置到海底指定位置，覆盖上百平方公里，每个步骤都需要人工参与，效率非常低，这会造成勘探成本居高不下。
二、中国地形复杂
为了提高整体工作效率，国外石油公司的普遍做法是拉大节点的间隔，原本50米的道间距增加到400米，再通过加密炮点来弥补稀疏采样点的缺陷。这虽然可以大大提高工作效率，但实际上也降低了地震数据的精确性，但是我国东南海域油气田在构造上属于西太平洋板块的主动大陆边缘、地下小断层发育，这种“高效率”的采集方法并不适用。
该技术目前还只掌握在少数西方专业公司手中，国内石油公司在本土或者海外工作区开展OBN采集需要支付高昂的服务费，但当前全球石油行业遭遇严冬，成本压力凸显，上游勘探预算更是捉襟见肘，这也制约了该技术的应用。
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延伸阅读
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转自石油课堂
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