JP2008014830A - Hydrate existence domain survey method and survey system - Google Patents

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Hiroshi Takeda
博 竹田
Kazuteru Hoshijima
一輝 星島
Yukirou Kadomoto
之郎 門元
Yasunori Nishida
泰憲 西田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydrate existence domain survey method and a survey system capable of surveying a methane hydrate existence domain in a sea-bottom stratum where a sea-bottom pseudo reflection surface exists. <P>SOLUTION: A sea-bottom stratum structural drawing is drawn by using a low-frequency band from a measurement result of seismic survey using a seismic source having a high-frequency band, and a signal spectrum of a measurement result on the furthermore upside than the sea-bottom pseudo reflection surface is determined on a place of the sea-bottom pseudo reflection surface specified from the stratum structural drawing, and a portion wherein a spectrum is large over the whole frequency of the survey and the spectrum intensity in a high-frequency band is greater than the spectrum intensity in a low-frequency band is extracted. If an extracted portion does not exist, it is determined that the hydrate does not exist, and if an extracted portion exists, it is determined that the hydrate exists in the extracted portion. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、海底の地層内等にあるハイドレートの存在領域探査方法及び探査システムに関し、より詳細には、海底疑似反射面が存在する海底の地層において、ハイドレードの存在領域を検出できるハイドレートの存在領域探査方法及び探査システムに関する。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and system for exploring a hydrate existing area in a submarine stratum, and more specifically, a hydrate capable of detecting a hydrate existing area in a submarine stratum where a submarine pseudo-reflecting surface exists. The present invention relates to an existence area exploration method and an exploration system.

日本周辺の海底にはエネルギー資源となりうるメタンハイドレート等のハイドレートが相当量存在しており、これを有効利用することが望まれている。そのためには、これらのハイドレートの資源の探査が必要となる。   There is a considerable amount of hydrate such as methane hydrate that can be an energy resource on the sea floor around Japan, and it is desired to make effective use of this. This requires exploration of these hydrate resources.

この探査手段の一つに反射法地震探査がある。この反射法地震探査では、海面付近や海中や海底で、圧縮した空気を瞬時に海中に放出するエアガンや圧電素子や超磁歪合金等の振動源(送波器)で、振動(音波)を発生させ、海底面や海底下の地層の境界面等で反射して戻って来る音波を、ストリーマーとよばれるケーブルに間隔を設けて配置されたハイドロホン(受波器)で受信し、この受信記録、即ち、海底面下の地震探査記録に現れる物性が異なる地層同士の境界面を探り、地質構造を解析している。   One of the exploration means is reflection seismic exploration. In this seismic reflection survey, vibrations (sound waves) are generated by vibration sources (transmitters) such as air guns, piezoelectric elements, and giant magnetostrictive alloys that immediately release compressed air into the sea near the sea surface, in the sea, and at the bottom of the sea. The received sound waves are received by hydrophones (receivers) that are arranged at intervals in a cable called a streamer. In other words, the geological structure is analyzed by searching for the boundary surface between the strata with different physical properties that appear in the seismic survey record under the seafloor.

この音波は、海中を伝わり、海中を伝わった音波は海底面で反射して、ある程度の音波が受波器まで戻って来る。しかし、海底面の下の地層まで入っていく音波もあり、この地層の中に入った音波は地層同士の境界面でも反射して受波器まで戻って来る。海底面下の地震探査記録では、物性が異なる地層同士の境界面は黒い線で現れ、この境界面は地質構造を示す。この反射してきた音波を使って探査をするので反射法地震探査と呼ぶ。   This sound wave propagates through the sea, and the sound wave transmitted through the sea is reflected by the bottom of the sea, and a certain amount of sound returns to the receiver. However, there are sound waves that enter the formation below the ocean floor, and the sound waves that enter the formation are reflected at the boundary between the formations and return to the receiver. In the seismic survey record under the seafloor, the boundary surface between strata with different physical properties appears as a black line, and this boundary surface indicates the geological structure. This is called reflection seismic exploration because it uses the reflected sound waves for exploration.

海底面下、どの程度の深さまで音波が到達し、受波器に戻ってくるかは、使用する機器によって異なるが、石油探鉱のための地震探査では、海底面下10,000m程度までの記録をとることもある。なお、最近の石油探鉱地震探査では、ストリーマーケーブルも6,000m以上となったり、複数本のストリーマーケーブルを同時に曳航して調査する場合もある。このストリーマーケーブルを複数本使用する場合には、立体的な地震探査記録を得ることができるので、3次元地震探査という。   The depth of the sound wave that reaches under the seabed and returns to the receiver depends on the equipment used, but in seismic exploration for oil exploration, records up to about 10,000 m below the seabed. May take. In recent oil exploration seismic exploration, the streamer cable may be 6,000 m or more, or a plurality of streamer cables may be towed at the same time for investigation. When a plurality of streamer cables are used, a three-dimensional seismic survey record can be obtained.

この反射法地震探査に関して、海上探査では、距離が長く音波が減衰するため、100Hz程度の低周波数を使用するので、反射波の分解能が低く高精度の地層探査が困難となるため、海底近傍を航走させる自律型無人航走体から振動波を発生し、この振動波を、この自律型無人航走体が曳航しているストリーマケーブルにより受信する海底地層探査システムが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。   With regard to this seismic reflection survey, ocean exploration uses a low frequency of about 100 Hz because of the long distance and attenuation of sound waves, so the resolution of reflected waves is low and high-precision geological exploration is difficult. A submarine geological exploration system has been proposed in which vibration waves are generated from an autonomous unmanned vehicle to be sailed, and this vibration wave is received by a streamer cable towed by the autonomous unmanned vehicle (for example, (See Patent Document 1).

そして、特に、メタンハイドレートを対象とした反射法地震探査では、エアガン等を用いた低周波(例えば、100Hz)による探査でハイドレート層の存在を示唆する海底疑似反射面を確認できるが、深海曳航体などによる高周波(例えば、600Hz)による探査では明確に確認できない場合があり、また、海底疑似反射面(BSR:Bottom Simulated Reflector)の直上に、振幅が小さくなるブランキング現象が確認される等の特徴が知られている。   In particular, in reflection seismic surveys targeting methane hydrate, the ocean floor pseudo-reflecting surface suggesting the existence of a hydrate layer can be confirmed by exploration at a low frequency (for example, 100 Hz) using an air gun or the like. There may be cases where it cannot be clearly confirmed by high-frequency exploration (e.g., 600 Hz) using a towed object, and a blanking phenomenon with a small amplitude is confirmed directly above the bottom simulated reflector (BSR). The characteristics of are known.

この海底下のハイドレート等の存在量を推定するために、正確な資源量評価手法が要求されているが、従来の評価手法では、地震探査記録に現れる海底疑似反射面の直上にハイドレートが存在すると考えられており、地震探査記録に現れる海底疑似反射面を検出することにより、ハイドレート存在領域を特定している。つまり、ハイドレートの存在指標とされている海底疑似反射面の分布に基づいて、地震探査記録上に現れる海底疑似反射面をハイドレートの下限とし、また、上限は、検層データ、地震探査結果の解釈(ブランキング、砂岩層分布)、精密重力探査等から推定し、ハイドレート層の層厚推定を行っている。   In order to estimate the abundance of hydrates, etc. under the seabed, an accurate resource assessment method is required. However, in the conventional assessment method, hydrate is directly above the seafloor pseudo-reflecting surface that appears in seismic survey records. It is considered to exist, and the hydrate existence region is specified by detecting the seafloor pseudo-reflecting surface appearing in the seismic survey record. In other words, based on the distribution of the submarine pseudo-reflecting surface, which is regarded as an indicator of hydrate presence, the submarine pseudo-reflecting surface appearing on seismic exploration records is set as the lower limit of the hydrate, and the upper limit is the logging data, seismic exploration results The thickness of the hydrate layer is estimated from the interpretation (blanking, sandstone layer distribution), precise gravity survey, etc.

また、本発明者らは、特願2004−327728号において、300Hz〜1KHzの高周波数で探査して得た地震探査記録上に現れる短い間隔での反射波群の内、その一番早い時間の反射波をハイドレート層の上限とすることにより、従来技術では探査できなかったハイドレート層の上面を決めて、ハイドレート層の層厚を計測できるハイドレート層の層厚推定方法を提案した。   In addition, in the Japanese Patent Application No. 2004-327728, the inventors of the present invention have the earliest time among reflected waves at short intervals appearing on the seismic survey record obtained by exploring at a high frequency of 300 Hz to 1 KHz. By making the reflected wave the upper limit of the hydrate layer, the upper surface of the hydrate layer that could not be explored by the prior art was determined, and a method for estimating the thickness of the hydrate layer was proposed.

このハイドレート層の層厚推定方法では、薄いハイドレート層と薄い地層の互層構造を対象としているため、薄層互層構造の場合には高周波数帯域において境界面からの反射波が明瞭に観測されるので極めて有効であるが、適用できる範囲が薄層互層構造に限定されるという問題がある。   This hydrate layer thickness estimation method is intended for the alternate layer structure of a thin hydrate layer and a thin geological layer. In the case of a thin alternate layer structure, reflected waves from the boundary surface are clearly observed in the high frequency band. Therefore, it is extremely effective, but there is a problem that the applicable range is limited to a thin-layered alternating layer structure.

しかしながら、地震探査記録にはハイドレート層の上面からの明瞭な反射波が観測されない場合が多く、また、海底疑似反射面が存在する複数の地点において試掘したところ、海底疑似反射面が存在してもハイドレート層が存在しない場合もあることが明らかになってきた。このため、このような場合にも適用できる、より汎用的なハイドレートの存在領域探査方法の開発が望まれている。   However, there are many cases where clear reflected waves from the upper surface of the hydrate layer are not observed in seismic exploration records, and when excavation was made at multiple points where the seafloor pseudo-reflection surface exists, the seafloor pseudo-reflection surface exists. However, it has become clear that the hydrate layer may not exist. For this reason, it is desired to develop a more general hydrate existence region search method that can be applied to such a case.

現状では、ハイドレート層の構造が解明されていないこともあり、有効な探査法は確立されていない。しかし、ハイドレート層を対象とした地震探査の結果から、低周波数の地震探査では海底疑似反射面が観測されるが、高周波数の地震探査では、海底疑似反射面が観測されず、また、どの周波数においてもハイドレート層の上面を特定できないことが分かってきている。   At present, the structure of the hydrate layer has not been elucidated, and an effective exploration method has not been established. However, from the results of seismic exploration for the hydrate layer, a low-frequency seismic survey shows a seafloor pseudo-reflecting surface, but a high-frequency seismic survey does not observe a submarine pseudo-reflecting surface. It has been found that the upper surface of the hydrate layer cannot be specified even in frequency.

これらの結果から、本発明者は、次のような考察を行った。ハイドレート層が均質であれば、地層とハイドレート層内の音速が異なることからハイドレート層の上面から反射波が生じるが、反射波からハイドレート層の上面の検出ができないので、ハイドレート層は均質ではないと考えられる。   From these results, the present inventor made the following consideration. If the hydrate layer is homogeneous, reflected waves are generated from the top surface of the hydrate layer because the sound velocity in the formation and the hydrate layer is different, but the top surface of the hydrate layer cannot be detected from the reflected wave. Is not considered homogeneous.

また、低周波数の地震波により、ハイドレート層の下面に存在するフリ−ガス又は水からの反射波である海底疑似反射面を検出できるので、低周波数の地震波はハイドレート層からは大きな影響を受けないもと考えられる。また高周波数の地震波は、フリーガス層まで到達しないか、フリーガス層からの反射波が受信点まで到達していないので、ハイドレート層から影響を大きく受けるものと考えられる。   In addition, the low-frequency seismic waves can be detected from the submarine pseudo-reflecting surface, which is a reflected wave from free gas or water existing on the lower surface of the hydrate layer, so the low-frequency seismic waves are greatly affected by the hydrate layer. Not originally considered. In addition, it is considered that high-frequency seismic waves do not reach the free gas layer, or reflected waves from the free gas layer do not reach the reception point, and thus are greatly affected by the hydrate layer.

そして、ハイドレート層が多数の散在する小ハイドレート塊で構成されていると仮定すると、低周波数の地震波はこれらのハイドレート塊では反射され難く、高周波数の地震波はこれらのハイドレート塊で反射され易いので、低周波数の地震波ではフリーガス層まで容易に到達できて、海底疑似反射面を観測することができるが、高周波数の地震波ではフリーガス層まで到達できず海底疑似反射面が観測できないと言うことを説明できる。   Assuming that the hydrate layer is composed of a large number of scattered small hydrate blocks, low-frequency seismic waves are not easily reflected by these hydrate blocks, and high-frequency seismic waves are reflected by these hydrate blocks. As a result, it is easy to reach the free gas layer with low-frequency seismic waves, and you can observe the seafloor pseudo-reflecting surface. However, with high-frequency seismic waves, you cannot reach the free gas layer and cannot observe the seafloor pseudo-reflecting surface. Can be explained.

また、このハイドレート層の構成の場合には、高周波数の地震波を用いても、個々のハイドレート塊からの反射は微小であり、明瞭な反射波としては観測できないので、ハイドレート層の上面を特定するのは非常に難しいと考えられる。
特開2003−19999号公報
In the case of this hydrate layer configuration, even if high-frequency seismic waves are used, reflection from individual hydrate blocks is very small and cannot be observed as clear reflected waves. It is considered very difficult to specify.
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-19999

本発明は、上記の考察を基に、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、海底疑似反射面が存在する海底の地層において、ハイドレート存在領域を検出できるハイドレートの存在領域探査方法及び探査システムを提供することにある。   The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems based on the above consideration, and an object of the present invention is to detect a hydrate-existing region in a submarine formation where a submarine pseudo-reflecting surface exists. It is an object of the present invention to provide an exploration method and exploration system for an existing area.

上記の目的を達成するための本発明のハイドレートの存在領域探査方法は、反射法地震探査方法によって海底下のハイドレードを探査するためのハイドレートの存在領域探査方法であり、広周波数帯域を有する震源を用いて地震探査を行うステップと、該地震探査の計測結果から低周波数帯域を用いて海底の地層構造図を作成し、該地層構造図から海底疑似反射面の存在領域を特定するステップと、該海底疑似反射面が存在する場所において、広周波数帯域におけるスペクトルを求めるステップと、前記スペクトルにおいて、探査の全周波数に渡ってスペクトルが大きく、かつ、高周波数帯域のスペクトル強度が低周波数帯域のスペクトル強度より大きい部位を抽出するステップと、前記抽出部位が無ければ、メタンハイドレートは存在しないとするステップと、前記抽出部位があれば該抽出部位にメタンハイドレートが存在すると判定するステップとを有してなることを特徴とする。   The hydrate existence region exploration method of the present invention for achieving the above object is a hydrate existence region exploration method for exploring hydrate under the seafloor by a reflection seismic exploration method, and has a wide frequency band. Performing a seismic exploration using an epicenter, creating a submarine geological structure map using a low frequency band from the seismic exploration measurement results, and identifying a submarine pseudo-reflecting surface existing area from the geological structure map; Obtaining a spectrum in a wide frequency band where the submarine pseudo-reflecting surface exists, and in the spectrum, the spectrum is large over the entire frequency of exploration and the spectrum intensity in the high frequency band is in the low frequency band. Extracting a site greater than the spectral intensity, and if there is no such site, methane hydrate does not exist. And a step of, characterized by comprising a determining that said extraction region methane hydrate at the site extraction if any are present.

この広周波数帯域とは、100Hz〜800Hz、好ましくは100Hz〜1000Hz程度の範囲内の周波数幅が700Hz〜900Hzの周波数帯域のことを言い、低周波帯域とは、100Hz〜200Hz程度の範囲に入る周波数帯域のことを言う。また、高周波帯域とは、低周波帯域よりも高い周波数帯域のことを言う。   This wide frequency band refers to a frequency band having a frequency width in the range of about 100 Hz to 800 Hz, preferably about 100 Hz to 1000 Hz, and a low frequency band is a frequency in the range of about 100 Hz to 200 Hz. Say bandwidth. The high frequency band means a frequency band higher than the low frequency band.

また、海底疑似反射面とは、BSR(Bottom Simulated Reflector)とも呼ばれる、周辺の順序良く並んだ地層境界面を示す記録を無視して伸びる音波境界面のことで、海底面を示す記録にほぼ平行で、反射の性質が異なる(位相が逆転している)、反射の強度が強い(記録としては太い線として見える)もののことを言う。   The seafloor pseudo-reflecting surface is also called BSR (Bottom Simulated Reflector), which is a sound wave boundary surface that extends ignoring the records showing the surrounding boundary layers in order, and is almost parallel to the records showing the seabed. The reflection properties are different (the phase is reversed), and the reflection intensity is high (appears as a thick line for recording).

このスペクトルは、高速フーリエ変換(FFT)法や最大エントロピー(MEM)法、ウェーブレット(WT)など任意の周波数分析法を適用して求めることができる。このスペクトルは、海底疑似反射面が存在する場所で、できるだけ広い範囲の周波数帯域のデータ、好ましくは計測した全ての周波数帯域のデータを用いて計算する。   This spectrum can be obtained by applying an arbitrary frequency analysis method such as a fast Fourier transform (FFT) method, a maximum entropy (MEM) method, or a wavelet (WT). This spectrum is calculated using data in a frequency band as wide as possible, preferably data in all measured frequency bands, where the seafloor pseudo-reflecting surface exists.

また、探査の全周波数に渡ってスペクトルが大きいとは、周囲のハイドレートが存在しない領域におけるスペクトルと比較によって判定する。このハイドレートが存在しない領域は、ハイドレートが存在するための温度範囲、圧力範囲が分かっているため、ハイドレートが存在しないことは高い精度で判定できる。   Further, the fact that the spectrum is large over the entire frequency of exploration is determined by comparison with a spectrum in a region where there is no surrounding hydrate. Since the temperature range and pressure range in which the hydrate does not exist are known in the region where the hydrate does not exist, it can be determined with high accuracy that the hydrate does not exist.

また、上記のハイドレートの存在領域探査方法において、前記広周波数帯域におけるスペクトルを求める際に、共通反射点重合法を用いると、計算精度を高めるができる。この共通反射点重合法はCDP(Common Depth Point)重合法とも呼ばれ、経路の異なった反射波をその共通反射点(CDP)位置での垂直走時に変換(NMO:Normal Move out 補正)して重合(加算)し、反射点が共通となる距離の異なる反射記録の到達時間を補正し足し合わせて、反射波を強調する方法である。   Further, in the above-described hydrate presence region search method, the calculation accuracy can be improved by using the common reflection point polymerization method when obtaining the spectrum in the wide frequency band. This common reflection point superposition method is also called CDP (Common Depth Point) superposition method, and the reflected wave with different path is converted (NMO: Normal Move out correction) during vertical travel at the common reflection point (CDP) position. This is a method of emphasizing the reflected wave by superimposing (adding), correcting and adding the arrival times of the reflection records having different distances where the reflection points are common.

さらには、上記のハイドレートの存在領域探査方法において、前記スペクトルを深さ方向に移動させる解析窓毎に求め、スペクトルに変化が生じ始める解析窓がある深さをハイドレート層の上面とするステップと、前記海底疑似反射面をハイドレート層の下面とするステップとを有して構成すると、ハイドレート層の上下面を特定できるようになる。この切り出し部位である解析窓は、深さ、言い換えれば、反射波が受波器に到達する時間に関する窓であり、オーバーラップしても、連続しても、また、間隔があいていてもよい。   Further, in the hydrate existence region exploration method, the step of obtaining for each analysis window for moving the spectrum in the depth direction, and setting the depth at which the analysis window starts to change as the upper surface of the hydrate layer And a step of setting the seafloor pseudo-reflecting surface as the lower surface of the hydrate layer, the upper and lower surfaces of the hydrate layer can be specified. The analysis window which is the cut-out part is a window relating to the depth, in other words, the time for the reflected wave to reach the receiver, and may be overlapped, continuous, or spaced apart. .

そして、上記の目的を達成するためのハイドレートの存在領域探査システムは、反射法地震探査方法によって海底下のハイドレードを探査するためのハイドレートの存在領域探査システムであり、広周波数帯域を有する音波を送信する震源となる送波器と、該送波器が発信した音波の地層からの反射波を受信する受信器と、該受信器で受信した反射波の信号を解析する解析手段とを有し、該解析手段が、地震探査の計測結果の低周波数帯域を用いて作成した海底の地層構造図から海底疑似反射面の存在領域を特定すると共に、該海底疑似反射面が存在する場所において、地震探査の計測結果の広周波数帯域において求めたスペクトルが、探査の全周波数に渡って大きく、かつ、高周波数帯域のスペクトル強度が低周波数帯域のスペクトル強度より大きい部位を抽出し、前記抽出部位が無ければ、ハイドレートは存在しないと判定し、前記抽出部位があれば該抽出部位にハイドレートが存在すると判定するように構成される。   A hydrate existence area exploration system for achieving the above object is a hydrate existence area exploration system for exploring hydrate under the seafloor by a reflection seismic exploration method, and a sound wave having a wide frequency band. And a receiver for receiving the reflected wave from the formation of the sound wave transmitted by the transmitter, and an analysis means for analyzing the signal of the reflected wave received by the receiver. Then, the analysis means specifies the existence area of the seafloor pseudo-reflecting surface from the submarine stratum structure map created using the low frequency band of the seismic survey measurement result, and in the place where the seabed pseudo-reflecting surface exists, The spectrum obtained in the wide frequency band of the seismic survey results is large over the entire frequency of the survey, and the spectrum intensity in the high frequency band is low and the spectrum intensity in the low frequency band Ri extracting large portions, if not the extraction site, hydrate determines that there is no configured to determine a hydrate is present in the extraction region if the extraction site.

また、上記のハイドレート層の存在領域探査システムにおいて、前記解析手段が、前記スペクトルを求める際に、共通反射点重合法を用いるように構成される。   In the hydrate layer existence region exploration system, the analysis unit is configured to use a common reflection point polymerization method when obtaining the spectrum.

さらには、上記のハイドレート層の存在領域探査システムにおいて、前記解析手段が、前記スペクトルを深さ方向に移動させる解析窓毎に求め、スペクトルにおいて前記抽出部位が生じ始める解析窓がある深さをハイドレート層の上面とし、前記海底疑似反射面をハイドレート層の下面とするように構成される。   Furthermore, in the hydrate layer existence region exploration system, the analysis means obtains each analysis window for moving the spectrum in the depth direction, and determines the depth at which the extraction window starts to appear in the spectrum. The upper surface of the hydrate layer is used, and the submarine pseudo-reflecting surface is used as the lower surface of the hydrate layer.

これらのハイドレートの存在領域探査システムによれば、上記のハイドレートの存在領域探査方法を実施でき、同様の効果を奏することができる。   According to these hydrate existence area search systems, the above-described hydrate existence area search method can be implemented, and the same effects can be achieved.

本発明のハイドレートの存在領域探査方法及び探査システムによれば、ハイドレートの存在領域を海底地震探査により推定できるようになるので、コストの高い試掘を行う必要がなくなり、経済的にハイドレートを利用することが可能となる。 According to hydrate existence region search method and search system of the present invention, since the existing area of the hydrate becomes possible estimated by submarine seismic exploration, it is not necessary to perform a high drilling cost, economically hydrate It can be used.

以下図面を参照して本発明に係るハイドレートの存在領域探査方法及び探査システムの実施の形態について、自律型無人航走体を使用してメタンハイドレートを探索する場合を例にして説明する。   Embodiments of a hydrate existing region exploration method and exploration system according to the present invention will be described below with reference to the drawings, taking as an example the case of searching for methane hydrate using an autonomous unmanned vehicle.

最初に、このハイドレードの存在領域探査方法を実施するためのハイドレードの存在領域探査システムについて説明する。図1に示すように、この探査システムは、自律型無人航走体1と母船6と海底5に設置されたトランスポンダ4等から構成される。   First, a hydride existence region exploration system for carrying out this hydride existence region exploration method will be described. As shown in FIG. 1, this exploration system includes an autonomous unmanned vehicle 1, a mother ship 6, a transponder 4 installed on the seabed 5, and the like.

自律型無人航走体1は、その底部に可変周波数振動源(送波器)2を、船尾に送受信装置7をそれぞれ備え、また、船尾からストリーマケーブル3を曳航する。この可変周波数振動源2は、自律型無人航走体1の規模と動力源などの関係からエアガンを使用できないため、小型軽量で省電力型の圧電素子や超磁歪合金などで構成される。これらは、連続的に発信でき、また、波形などを電気的に処理できる等のメリットがある。また、ストリーマケーブル3は、反射波を捉えるハイドロホン(受波器)、深度、方位、温度などを検出するセンサモジュール、データの伝送を行う伝送モジュール、自律型無人航走体1の振動をストリーマケーブル3に伝えないようにする振動制御モジュール、ストリーマケーブル3の姿勢制御を行うスタビライザモジュール等を備えて構成される。   The autonomous unmanned aerial vehicle 1 includes a variable frequency vibration source (transmitter) 2 at the bottom and a transmission / reception device 7 at the stern, and tows a streamer cable 3 from the stern. Since the variable frequency vibration source 2 cannot use an air gun due to the relationship between the scale of the autonomous unmanned vehicle 1 and the power source, the variable frequency vibration source 2 is composed of a small and light-weight piezoelectric element, a giant magnetostrictive alloy, or the like. These have the merit that they can be transmitted continuously and the waveform can be processed electrically. The streamer cable 3 is a hydrophone (receiver) that captures reflected waves, a sensor module that detects depth, direction, temperature, and the like, a transmission module that transmits data, and vibrations of the autonomous unmanned vehicle 1 A vibration control module that prevents transmission to the cable 3 and a stabilizer module that controls the attitude of the streamer cable 3 are provided.

この自律型無人航走体1は、母船6によって探査海域まで運搬された後、海中に降ろされて、予め海底5に設置された複数のトランスポンダ4から発信される信号を受信しながら、また、船尾の送受信装置7と母船6の送受信器8により、交信したり相対位置を検出しながら、所定の海域を所定の水深で航走する。例えば、海底より数m〜数百mの高さを保って航走する。   The autonomous unmanned aerial vehicle 1 is transported to the exploration sea area by the mother ship 6, then lowered into the sea and receiving signals transmitted from a plurality of transponders 4 previously installed on the seabed 5. The stern transceiver 7 and the transmitter / receiver 8 of the mother ship 6 travel in a predetermined sea area at a predetermined depth while communicating and detecting a relative position. For example, it travels while maintaining a height of several meters to several hundred meters from the sea floor.

この自律航走中に、自律型無人航走体1の底部の可変周波数振動源2から海底5に向けて振動波P1を発する。この振動波P1の反射波は、自律型無人航走体1によって曳航されているストリーマケーブル3のハイドロホンによって受信され、記録装置に記録される。この場合において、振動波P1が比較的高い周波数であっても、海底5の近傍から発射され、その反射波を海底近傍で曳航されているストリーマケーブル3のハイドロホンで受信するため高感度で反射波を受信できる。そのため、高い分解能を得ることができる。   During this autonomous traveling, a vibration wave P <b> 1 is emitted from the variable frequency vibration source 2 at the bottom of the autonomous unmanned traveling body 1 toward the seabed 5. The reflected wave of the vibration wave P1 is received by the hydrophone of the streamer cable 3 being towed by the autonomous unmanned vehicle 1 and recorded in the recording device. In this case, even if the vibration wave P1 has a relatively high frequency, it is reflected from the hydrophone of the streamer cable 3 that is emitted from the vicinity of the seabed 5 and is reflected by the streamer cable 3 that is towed near the seabed. Can receive waves. Therefore, high resolution can be obtained.

この地震探査後に、自律型無人航走体1を母船6に回収して、記録装置に記録されたデータを解析して地層構造等の解析を行う。これによって、振動波P1による地震探査が行われる。   After this seismic exploration, the autonomous unmanned vehicle 1 is collected in the mother ship 6 and the data recorded in the recording device is analyzed to analyze the stratum structure and the like. Thereby, the seismic exploration by the vibration wave P1 is performed.

なお、ここでは、このハイドレードの存在領域探査方法を実施するためのハイドレードの存在領域探査システムとして、自律型無人航走体を使用する反射法地震探査システムを例にしているが、その他の反射法地震探査システムとすることができ、所定の低周波と高周波による探査ができるシステムであればよい。   Here, as an example of a hydride existence area exploration system for implementing this hydride existence area exploration method, a reflection seismic exploration system using an autonomous unmanned vehicle is taken as an example. Any system can be used as long as it can be a seismic exploration system and can conduct exploration at a predetermined low frequency and high frequency.

このハイドレートの存在領域探査システムの解析装置(解析手段)は、データ収集部とデータ処理部で構成される。データ収集部はハイドロホンで受信したデータを記録装置に記録する部分であり、データ処理部は、地震探査処理部とハイドレート存在領域探査部で構成される。この地震探査処理部で地層の構造を描画し、メタンハイドレート層の下面と推定される海底疑似反射面の検出を行い、ハイドレート存在領域探査部では、メタンハイドレートの存否の判定と、メタンハイドレート層の上面を推定して、ハイドレート存在領域を特定するための処理を行う。   The analysis device (analyzing means) of this hydrate existence region exploration system is composed of a data collection unit and a data processing unit. The data collection unit is a part that records data received by the hydrophone in a recording device, and the data processing unit is composed of an earthquake exploration processing unit and a hydrate existing region exploration unit. This seismic exploration processing unit draws the structure of the stratum and detects the pseudo-bottom reflection surface that is estimated to be the lower surface of the methane hydrate layer. The hydrate existence region exploration unit determines whether or not methane hydrate exists, The upper surface of the hydrate layer is estimated, and processing for specifying the hydrate existing region is performed.

このハイドレートの存在領域探査方法は、メタンハイドレートの探査においては、図2のフローに示すように、最初のS1ステップで、100〜800Hz好ましくは100〜1000Hz程度の広周波数帯域の地震波を用いて、広周波数地震探査を行う。   This hydrate existence region exploration method uses seismic waves in a wide frequency band of about 100 to 800 Hz, preferably about 100 to 1000 Hz in the first S1 step, as shown in the flow of FIG. 2 in exploring methane hydrate. Wide frequency seismic survey.

次のS2ステップで、この計測結果のデータにおいて、100〜200Hzの範囲に入るような低周波数に対する応答データから海底疑似反射面(BSR)を検出し、メタンハイドレート層の下面を得る。つまり、応答波形の100Hz付近の低周波成分を用いて、通常の地震探査処理により海底の地層構造図を描画し、この地層構造図から海底疑似反射面を探索し、検出した海底疑似反射面をメタンハイドレート層の下面とする。   In the next step S2, in the data of the measurement result, the seafloor pseudo-reflecting surface (BSR) is detected from the response data for a low frequency that falls within the range of 100 to 200 Hz, and the lower surface of the methane hydrate layer is obtained. In other words, using the low-frequency component near 100 Hz of the response waveform, draw a submarine stratum structure map by normal seismic exploration processing, search the submarine pseudo-reflecting surface from this stratum structure map, and detect the detected submarine pseudo-reflecting surface. The lower surface of the methane hydrate layer.

次のS3ステップで、海底疑似反射面の存在領域を対象として、海底疑似反射面の直上の範囲で、共通反射点(CDP)重合法等の重合法を用いて、経路の異なった反射波をその共通反射点位置での垂直走時に変換して重合(加算)し、この重合波形について周波数分析を行う。つまり、海底疑似反射面が検出された部位の上部において、広い範囲の、好ましくは、計測した全ての範囲の周波数帯域を用いて重合波形を計算し、この計算された重合波形の周波数分析を行う。   In the next step S3, a reflected wave having a different path is generated by using a polymerization method such as a common reflection point (CDP) polymerization method in the range immediately above the ocean bottom pseudo-reflection surface for the region where the ocean bottom pseudo-reflection surface exists. Conversion and addition (addition) are performed during vertical travel at the common reflection point position, and frequency analysis is performed on this overlapped waveform. In other words, in the upper part of the portion where the seafloor pseudo-reflecting surface is detected, a superposition waveform is calculated using a wide range, preferably all the measured frequency bands, and a frequency analysis of the superposition waveform is performed. .

この周波数分析は、図3に示すように、解析窓(時間窓)Wを設けて、この解析窓の中にある信号の周波数分析を行い、一種のソナグラムを得る。この解析窓Wを縦軸の深さ方向(時間軸の時間方向)に移動させて、各深さにおけるスペクトルを得る。この解析窓Wはオーバーラップしても、連続しても、また、間隔があいていてもよく、要は深さ方向のスペクトルの変化の情報を得られればよい。また、この周波数分析においては、高速フーリエ変換法(FFT)、最大エントロピー法(MEM)、ウェーブレット(WT)などの任意の周波数分析法を適用することができ、これにより、周波数別の強度分布、あるいはエネルギー分布であるスペクトルを得る。   In this frequency analysis, as shown in FIG. 3, an analysis window (time window) W is provided, and the frequency analysis of the signal in the analysis window is performed to obtain a kind of sonagram. The analysis window W is moved in the depth direction of the vertical axis (time direction of the time axis) to obtain a spectrum at each depth. The analysis windows W may overlap, may be continuous, or may be spaced apart from each other. In short, it is only necessary to obtain information on changes in the spectrum in the depth direction. In this frequency analysis, any frequency analysis method such as Fast Fourier Transform (FFT), Maximum Entropy Method (MEM), Wavelet (WT), etc. can be applied. Alternatively, a spectrum that is an energy distribution is obtained.

次のS4ステップでは、スペクトルのチェックを行い、解析窓Wの移動に応じて順次得られるスペクトルの態樣を検査し、全体的にスペクトルが大きいか、低周波数成分よりも高周波数成分の方が強いかを判定する。なお、メタンハイドレートの有無のみの判定であれば、海底疑似反射面より上のメタンハイドレートが存在しそうな範囲をカバーする大きな解析窓一つのスペクトラムでチェックしてもよい。   In the next step S4, the spectrum is checked, and the state of the spectrum obtained sequentially according to the movement of the analysis window W is inspected. As a result, the spectrum is large or the high frequency component is higher than the low frequency component. Determine if it is strong. Note that if only the presence or absence of methane hydrate is determined, the spectrum may be checked with a single large analysis window covering a range where methane hydrate above the seafloor pseudo-reflecting surface is likely to exist.

このS4ステップの判定で、通常と比較してスペクトルが大きくなく、又は、図4に模式的に示すように、低周波成分と比較して高周波成分のスペクトル値が大きくない場合には、S5ステップに行き、メタンハイドレートが存在しないものと判定する。これにより、探査を終了し、必要に応じて次の領域における探査を行う。   If it is determined in step S4 that the spectrum is not large compared to normal or the spectrum value of the high frequency component is not large compared to the low frequency component as schematically shown in FIG. Go to, and determine that there is no methane hydrate. As a result, the exploration is terminated, and exploration in the next area is performed as necessary.

また、このS4ステップの判定で、通常のスペクトラルと比較してスペクトルが大きく、かつ、図5に模式的に示すように、低周波成分と比較して高周波成分のスペクトル値が大きい場合には、S6ステップに行き、メタンハイドレートが存在するものと判定する。   Further, in the determination of step S4, when the spectrum is large compared to the normal spectrum and the spectrum value of the high frequency component is large compared to the low frequency component as schematically shown in FIG. Go to step S6 and determine that methane hydrate is present.

この通常のスペクトルとは、海底疑似反射面よりもかなり上の領域や周囲のメタンハイドレートが存在しない領域におけるスペクトルのことである。このメタンハイドレートが存在可能かどうかは、メタンハイドレートが存在するための温度範囲、圧力範囲が分かっているため、これらのデータを併用することにより、高い精度で判定できる。また、実用上は、海底疑似反射面よりもかなり上の領域や周囲のメタンハイドレート層が存在しない領域におけるスペクトルとの比較によって判定する。   This normal spectrum is a spectrum in a region considerably above the seafloor pseudo-reflecting surface or a region where there is no surrounding methane hydrate. Whether or not this methane hydrate can exist can be determined with high accuracy by using these data together because the temperature range and pressure range for the methane hydrate to exist are known. Further, in practical use, the determination is made by comparison with a spectrum in a region considerably above the seafloor pseudo-reflecting surface or a region where the surrounding methane hydrate layer does not exist.

なお、下記の地層モデルによるシミュレーションの結果から考えると、メタンハイドレートが存在しない領域と、メタンハイドレートが存在する領域で、模式的には、図4、図5のようなスペクトルが得られることが予想されるが、実際にはスペクトルは震源の周波数特性やその他の影響を受けて、曲線になり、その形態も状況に応じて変化すると考えられる。   Considering the results of the simulation using the following geological model, the spectrum shown in FIGS. 4 and 5 is typically obtained in a region where methane hydrate does not exist and a region where methane hydrate exists. However, in reality, the spectrum is curved due to the frequency characteristics of the epicenter and other influences, and it is thought that its shape changes depending on the situation.

次のS7ステップに行き、深さ方向に移動させた解析窓W毎のスペクトルを比較して、スペクトルに変化が生じ始める深さをメタンハイドレート層の上面とする。この最初にメタンハイドレートが存在すると判定される深さから、海底疑似反射面までをメタンハイドレート存在領域とする。これにより、探査を終了し、必要に応じて次の領域における探査を行う。   Going to the next step S7, the spectra for each analysis window W moved in the depth direction are compared, and the depth at which the spectrum starts to change is defined as the upper surface of the methane hydrate layer. The region from the depth at which it is first determined that methane hydrate exists to the ocean floor pseudo-reflecting surface is defined as the methane hydrate existing region. As a result, the exploration is terminated, and exploration in the next area is performed as necessary.

次に、多数の散在する微小なメタンハイドレートの塊で構成されるメタンハイドレート層を有する地層モデルに対する地震応答をシミュレーション計算により求めた結果を示す。図6にこのメタンハイドレート層15を有する地層モデル10を示し、図7にメタンハイドレートの小塊群の詳細を示す。また、比較のために、メタンハイドレート塊群を取り除いた地層モデルに対する地震応答も求めた。図8にこのメタンハイドレート塊群15を取り除いた地層モデル10Aを示す。   Next, the results of the seismic response to a geological model with a methane hydrate layer composed of many scattered methane hydrate clumps are shown by simulation calculation. FIG. 6 shows the formation model 10 having the methane hydrate layer 15, and FIG. 7 shows details of the methane hydrate blob group. For comparison, the seismic response to the geological model from which the methane hydrate block was removed was also obtained. FIG. 8 shows a formation model 10A from which the methane hydrate lump group 15 has been removed.

これらの地層モデル10,10Aでは、海水11の下に第1地層12とフリーガス層13と第2地層14を設け、地層モデル10では、このフリーガス層13の上に、メタンガスハイドレート塊群15を配置した。この地層モデル10は、実物大とし、幅390mで、水深320mの海水部分を含めた全深さが440mであり、第1地層12は厚さ55mので、フリーガス層13は、厚さ5mで、第2地層14は厚さ60mとした。また、メタンハイドレート塊群15の小塊15aは、実際の寸法では上底の長さ1m、下底の長さ3m、高さ1mの台形形状のものに相当する寸法とした。そして、それぞれの層に対してそれぞれの層の物性値を与えている。また、メタンハイドレート内の音速は3000m/s(縦波)、1175m/s(横波)とした。   In these formation models 10 and 10 </ b> A, a first formation 12, a free gas formation 13, and a second formation 14 are provided under the seawater 11. In the formation model 10, a methane gas hydrate mass group is formed on the free gas formation 13. 15 was placed. This geological model 10 has a full size, a width of 390 m, a total depth of 440 m including a seawater portion of a depth of 320 m, the first geological layer 12 is 55 m thick, and the free gas layer 13 is 5 m thick. The second formation 14 has a thickness of 60 m. The lumps 15a of the methane hydrate lump group 15 have dimensions corresponding to a trapezoidal shape having an upper base length of 1 m, a lower base length of 3 m, and a height of 1 m in actual dimensions. And the physical property value of each layer is given to each layer. The sound velocity in the methane hydrate was 3000 m / s (longitudinal wave) and 1175 m / s (lateral wave).

この地震応答試験では、水深280mの送波点のトランスデューサ(送波器)16から音波を発信し、水深280mの受波点のハイドロホン(受波器)17で反射波を受信した。この送受波点を移動して、送波点と受波点との間の距離Dを50mから90mに変更しながら反射波を受信した。   In this seismic response test, a sound wave was transmitted from a transducer (transmitter) 16 at a transmission point at a water depth of 280 m, and a reflected wave was received by a hydrophone (receiver) 17 at a reception point at a water depth of 280 m. The reflected wave was received while moving the transmission / reception point and changing the distance D between the transmission point and the reception point from 50 m to 90 m.

この地層モデル10,10Aにおいては、地層の縦波速度を1800m/sと仮定すると、1mは1800Hzの波長に相当することになる。また、100Hzの波長は18m、500Hzの波長は3.6m、1000Hzの波長は1.8mである。   In the formation models 10 and 10A, assuming that the longitudinal wave velocity of the formation is 1800 m / s, 1 m corresponds to a wavelength of 1800 Hz. The wavelength of 100 Hz is 18 m, the wavelength of 500 Hz is 3.6 m, and the wavelength of 1000 Hz is 1.8 m.

図9〜図12に、それぞれ100Hz、200Hz、400Hz、500Hzにおける地震応答を示す。それぞれ、図の(a)はメタンハイドレートの塊15aがある場合を示し、図の(b)はメタンハイドレートの塊15aがない場合を示す。これらの図において、横軸は送受波点間の距離(オフセット)Dであり、縦軸は時刻tであり、深さに対応する。この時刻tは震源であるトランスデューサ16が音波を発生した時刻をゼロとして表示している。   9 to 12 show seismic responses at 100 Hz, 200 Hz, 400 Hz, and 500 Hz, respectively. (A) of the figure shows the case where there is a methane hydrate lump 15a, and (b) of the figure shows the case where there is no methane hydrate lump 15a. In these figures, the horizontal axis represents the distance (offset) D between the transmission and reception points, and the vertical axis represents time t, which corresponds to the depth. At this time t, the time when the transducer 16 which is the epicenter generates a sound wave is displayed as zero.

この図9〜図12によると、主として反射波は2つ現れており、図中のAで示す反射波は、海底面からの反射波であり、Bで示す反射波はフリーガス層からの反射波であり、海底疑似反射面に相当する。図9からは、周波数が100Hzの場合には、メタンハイドレートの塊15aの影響が小さく、メタンハイドレートの塊15aの有無による違いが殆ど無いことが分かる。一方、図10〜図12に示すように周波数が高くなれば、海底疑似反射面に相当する反射が小さくなり、この海底疑似反射面の直前に微小な反射波が発生することが分かり、これらの変化は周波数が高くなるほど大きくなることも分かった。これらの地震応答結果は、従来の知見とよく符合している。   9 to 12, mainly two reflected waves appear. The reflected wave indicated by A in the figure is a reflected wave from the sea bottom, and the reflected wave indicated by B is reflected from the free gas layer. It is a wave and corresponds to the ocean floor pseudo-reflecting surface. FIG. 9 shows that when the frequency is 100 Hz, the influence of the methane hydrate lump 15a is small, and there is almost no difference depending on the presence or absence of the methane hydrate lump 15a. On the other hand, as shown in FIGS. 10 to 12, when the frequency is increased, the reflection corresponding to the seafloor pseudo-reflecting surface is reduced, and a minute reflected wave is generated immediately before the seafloor pseudo-reflecting surface. It was also found that the change increases as the frequency increases. These earthquake response results are in good agreement with conventional knowledge.

次に、図9〜図12の計測データに対して、共通反射点(CDP:Common Depth Point)重合を行った結果を図13〜図16に示す。図13では、重合波形においてもメタンハイドレートの塊15aの有無による違いが殆ど見られないが、図14では海底疑似反射面の強度が若干弱くなっており、矢印Cで示すように海底疑似反射面の前に微小な反射が見られる。この傾向は図15及び図16では強くなっている。   Next, the results of performing common reflection point (CDP) polymerization on the measurement data of FIGS. 9 to 12 are shown in FIGS. In FIG. 13, there is almost no difference in the polymerization waveform depending on the presence or absence of the methane hydrate lump 15a, but in FIG. 14, the strength of the seafloor pseudo-reflecting surface is slightly weakened, and as shown by the arrow C, the seafloor pseudo-reflecting is shown. A minute reflection is seen in front of the surface. This tendency is strong in FIGS. 15 and 16.

上記の図9〜図12に示した地震応答波形、及び、図13〜図16に示した重合波形の検討から、多数散在するメタンハイドレートの小塊15aでメタンハイドレート層15が構成されている地層モデル10において、そのメタンハイドレート層15の探査に有効であることが確認され、本発明は、多数散在するメタンハイドレートの小塊15aで構成されたメタンハイドレート層15に対しては、有効なハイドレートの存在領域探査法となることが分かった。   From the examination of the seismic response waveforms shown in FIGS. 9 to 12 and the polymerization waveforms shown in FIGS. 13 to 16, the methane hydrate layer 15 is composed of a large number of scattered methane hydrate blobs 15a. It is confirmed that the geological model 10 is effective for exploring the methane hydrate layer 15, and the present invention is applied to the methane hydrate layer 15 composed of a large number of scattered methane hydrates 15a. It proved to be an effective method for exploring the existence area of hydrate.

反射法地震探査システムの構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of a reflection method seismic exploration system. 本発明に係わるハイドレート層の存在領域探査方法のフローを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the flow of the presence area | region search method of the hydrate layer concerning this invention. 本発明に係わるメタンハイドレート層の存在領域探査方法の実施の形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating embodiment of the methane hydrate layer presence area | region search method concerning this invention. メタンハイドレート層が存在するときのスペクトルを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically a spectrum when a methane hydrate layer exists. メタンハイドレート層が存在しないときのスペクトルを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically a spectrum when a methane hydrate layer does not exist. メタンハイドレート層を有する地層モデルを示す図である。It is a figure which shows the geological model which has a methane hydrate layer. メタンハイドレートの小塊群からなるメタンハイドレート層を示す図である。It is a figure which shows the methane hydrate layer which consists of a blob group of methane hydrate. メタンハイドレート層が無い地層モデルを示す図である。It is a figure which shows the geological model without a methane hydrate layer. 周波数100Hzの地震応答波形を示す図で、(a)はメタンハイドレート層ありの場合を示し、(b)はメタンハイドレート層無しの場合を示す。It is a figure which shows the earthquake response waveform of frequency 100Hz, (a) shows the case with a methane hydrate layer, (b) shows the case without a methane hydrate layer. 周波数200Hzの地震応答波形を示す図で、(a)はメタンハイドレート層ありの場合を示し、(b)はメタンハイドレート層無しの場合を示す。It is a figure which shows the earthquake response waveform of frequency 200Hz, (a) shows the case with a methane hydrate layer, (b) shows the case without a methane hydrate layer. 周波数400Hzの地震応答波形を示す図で、(a)はメタンハイドレート層ありの場合を示し、(b)はメタンハイドレート層無しの場合を示す。It is a figure which shows the earthquake response waveform of frequency 400Hz, (a) shows the case with a methane hydrate layer, (b) shows the case without a methane hydrate layer. 周波数500Hzの地震応答波形を示す図で、(a)はメタンハイドレート層ありの場合を示し、(b)はメタンハイドレート層無しの場合を示す。It is a figure which shows the seismic response waveform of frequency 500Hz, (a) shows the case with a methane hydrate layer, (b) shows the case without a methane hydrate layer. 周波数100Hzの重合波形を示す図で、(a)はメタンハイドレート層ありの場合を示し、(b)はメタンハイドレート層無しの場合を示す。It is a figure which shows the superposition | polymerization waveform of frequency 100Hz, (a) shows the case with a methane hydrate layer, (b) shows the case without a methane hydrate layer. 周波数200Hzの重合波形を示す図で、(a)はメタンハイドレート層ありの場合を示し、(b)はメタンハイドレート層無しの場合を示す。It is a figure which shows the superposition | polymerization waveform of frequency 200Hz, (a) shows the case with a methane hydrate layer, (b) shows the case without a methane hydrate layer. 周波数400Hzの重合波形を示す図で、(a)はメタンハイドレート層ありの場合を示し、(b)はメタンハイドレート層無しの場合を示す。It is a figure which shows the superposition | polymerization waveform of frequency 400Hz, (a) shows the case with a methane hydrate layer, (b) shows the case without a methane hydrate layer. 周波数500Hzの重合波形を示す図で、(a)はメタンハイドレート層ありの場合を示し、(b)はメタンハイドレート層無しの場合を示す。It is a figure which shows the superposition | polymerization waveform of frequency 500Hz, (a) shows the case with a methane hydrate layer, (b) shows the case without a methane hydrate layer.

符号の説明Explanation of symbols

1 自律型無人航走体
2 振動源(送波器)
3 ストリーマケーブル
4 トランスポンダ
5 海底
6 母船
7 送受信装置
8 送受信器
10 メタンハイドレート層を有する地層モデル
10A メタンハイドレート層が無い地層モデル
11 海水
12 第1地層
13 フリーガス層
14 第2地層
15 メタンハイドレート層
15a メタンハイドレート小塊
15b 地層
16 トランスデューサ(送波器)
17 ハイドロホン(受波器)
1 Autonomous unmanned vehicle 2 Vibration source (transmitter)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Streamer cable 4 Transponder 5 Submarine 6 Mother ship 7 Transmitter / receiver 8 Transmitter / receiver 10 Formation model with methane hydrate layer 10A Formation model without methane hydrate layer 11 Seawater 12 First formation 13 Free gas layer 14 Second formation 15 Methane hydrate Rate layer 15a Methane hydrate blob 15b Formation 16 Transducer (transmitter)
17 Hydrophone (receiver)

Claims (6)

反射法地震探査方法によって海底下のハイドレードを探査するためのハイドレートの存在領域探査方法であり、広周波数帯域を有する震源を用いて地震探査を行うステップと、該地震探査の計測結果から低周波数帯域を用いて海底の地層構造図を作成し、該地層構造図から海底疑似反射面の存在領域を特定するステップと、該海底疑似反射面が存在する場所において、広周波数帯域におけるスペクトルを求めるステップと、前記スペクトルにおいて、探査の全周波数に渡ってスペクトルが大きく、かつ、高周波数帯域のスペクトル強度が低周波数帯域のスペクトル強度より大きい部位を抽出するステップと、前記抽出部位が無ければ、ハイドレートは存在しないとするステップと、前記抽出部位があれば該抽出部位にハイドレートが存在すると判定するステップとを有してなることを特徴とするハイドレートの存在領域探査方法。   This is a hydrate existence region exploration method for exploring hydrate under the seafloor by the reflection seismic exploration method. The seismic exploration using a seismic source having a wide frequency band, and the seismic exploration measurement results in a low frequency Creating a submarine stratum structure map using the band, identifying the submarine pseudo-reflecting surface existing area from the stratum structure map, and obtaining a spectrum in a wide frequency band at the location where the submarine pseudo-reflecting surface exists Extracting a portion of the spectrum having a large spectrum over the entire frequency of the search and having a spectrum intensity in the high frequency band larger than the spectrum intensity in the low frequency band; and if there is no extraction portion, hydrate And if there is the extraction part, hydrate exists in the extraction part Existing area exploration method hydrate characterized by comprising and a determining. 前記スペクトルを求める際に、共通反射点重合法を用いることを特徴とする請求項1記載のハイドレートの存在領域探査方法。   2. The hydrate presence region search method according to claim 1, wherein a common reflection point polymerization method is used when obtaining the spectrum. 前記スペクトルを深さ方向に移動させる解析窓毎に求め、スペクトルにおいて前記抽出部位が生じ始める解析窓がある深さをハイドレート層の上面とするステップと、前記海底疑似反射面をハイドレート層の下面とするステップとを有してなることを特徴とする請求項1又は2記載のハイドレートの存在領域探査方法。   Obtaining each analysis window for moving the spectrum in the depth direction, and setting the depth of the analysis window where the extraction site begins to occur in the spectrum as a top surface of the hydrate layer; and The hydrate existence region exploration method according to claim 1, further comprising a step of forming a lower surface. 反射法地震探査方法によって海底下のハイドレードを探査するためのハイドレートの存在領域探査システムであり、広周波数帯域を有する音波を送信する震源となる送波器と、該送波器が発信した音波の地層からの反射波を受信する受信器と、該受信器で受信した反射波の信号を解析する解析手段とを有し、該解析手段が、地震探査の計測結果の低周波数帯域を用いて作成した海底の地層構造図から海底疑似反射面の存在領域を特定すると共に、該海底疑似反射面が存在する場所において、地震探査の計測結果の広周波数帯域において求めたスペクトルが、探査の全周波数に渡って大きく、かつ、高周波数帯域のスペクトル強度が低周波数帯域のスペクトル強度より大きい部位を抽出し、前記抽出部位が無ければ、ハイドレートは存在しないと判定し、前記抽出部位があれば該抽出部位にハイドレートが存在すると判定することを特徴とするハイドレートの存在領域探査システム。   This is a hydrate existence region exploration system for exploring hydrate under the seafloor by a reflection seismic exploration method, a transmitter serving as an epicenter for transmitting a sound wave having a wide frequency band, and a sound wave transmitted from the transmitter A receiver for receiving the reflected wave from the formation of the earth, and an analyzing means for analyzing the signal of the reflected wave received by the receiver, the analyzing means using the low frequency band of the seismic survey measurement result The existence area of the submarine pseudo-reflecting surface is specified from the created submarine geological structure map, and the spectrum obtained in the wide frequency band of the seismic survey results at the place where the submarine pseudo-reflecting surface exists is the total frequency of the exploration. If a region that is large over the range and the spectrum intensity in the high frequency band is larger than the spectrum intensity in the low frequency band is extracted, and there is no such extraction region, there is no hydrate. Judgment, hydrates existing area exploration system, characterized by determining the hydrate extraction site if the extraction site is present. 前記解析手段が、前記スペクトルを求める際に、共通反射点重合法を用いることを特徴とする請求項4記載のハイドレートの存在領域探査システム。   5. The hydrate presence region exploration system according to claim 4, wherein the analysis means uses a common reflection point polymerization method when obtaining the spectrum. 前記解析手段が、前記スペクトルを深さ方向に移動させる解析窓毎に求め、スペクトルにおいて前記抽出部位が生じ始める解析窓がある深さをハイドレート層の上面とし、前記海底疑似反射面をハイドレート層の下面とすることを特徴とする請求項4又は5記載のハイドレートの存在領域探査システム。
The analysis means obtains each analysis window for moving the spectrum in the depth direction, and the depth at which the analysis window where the extraction site begins to occur in the spectrum is defined as the top surface of the hydrate layer, and the submarine pseudo-reflecting surface is the hydrate. 6. The hydrate existence region exploration system according to claim 4 or 5, wherein the hydrate presence region exploration system is a lower surface of the layer.
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