導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇地震勘探方法，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關(guān)鍵詞】地震勘探；地層界面；巖土性質(zhì)；地質(zhì)

地震勘探是利用專門儀器檢測(cè)、記錄人工激發(fā)地震的反射波、折射波的傳播時(shí)間、振幅、波形等，從而分析判斷地層界面、巖土性質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造的一種地球物理勘探方法。地震勘測(cè)是利用人工激發(fā)的地震波在地下巖層中傳播的規(guī)律來(lái)確定地下礦藏的方法。地震勘測(cè)也是鉆探前勘測(cè)石油、天然氣資源、固體資源和地質(zhì)找礦的重要手段。它廣泛應(yīng)用在煤田和工程地質(zhì)勘查、區(qū)域地質(zhì)研究和地殼研究等方面。

1.地震勘探的起源

地震勘探始于19世紀(jì)中葉。1845年，R.馬利特曾用人工激發(fā)的地震波來(lái)測(cè)量彈性波在地殼中的傳播速度是地震勘探方法的萌芽。反射法的地震勘探始于1913年前后，當(dāng)時(shí)的技術(shù)尚未達(dá)到能夠?qū)嶋H應(yīng)用的水平。1921年，J.C.卡徹將反射法地震勘探投入實(shí)際應(yīng)用，在美國(guó)俄克拉荷馬州首次記錄到人工地震產(chǎn)生的清晰的反射波，1930年，通過(guò)反射法地震勘探工作，在美國(guó)俄克拉荷馬州發(fā)現(xiàn)了三個(gè)油田，此后，反射法正式進(jìn)入了工業(yè)應(yīng)用的階段。

2.地震勘探的過(guò)程

地震勘探過(guò)程由地震數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和地震資料解釋三個(gè)階段組成。

2.1地震數(shù)據(jù)采集

在野外作業(yè)時(shí)，一般是沿地震測(cè)線等間距布置多個(gè)檢波器來(lái)接收地震波信號(hào)，每個(gè)檢波器組等效于該組中心處的單個(gè)檢波器，每個(gè)檢波器組接收的信號(hào)通過(guò)放大器和記錄器，得到一道地震波形記錄，稱為記錄道。為了適應(yīng)地震勘探的各種不同要求，各檢波器組之間有中間放炮排列和端點(diǎn)放炮排列等不同排列方式。

地震勘探分為一維勘探、二維勘探和三維勘探。一維勘探是觀測(cè)一個(gè)點(diǎn)的地下情況，將檢波器由深至淺放在井中不同深度，每改變一次深度在井口放一炮，記錄地震波由炮點(diǎn)直接傳到檢波器的時(shí)間，這種只在一口井中觀測(cè)的方法叫一維地震勘探。二維勘探是觀測(cè)一條線下面的地下情況，將多個(gè)檢波器與炮點(diǎn)按一定的規(guī)則沿一直線排列，在測(cè)線上打井、放炮和接收。最后得出反映每條測(cè)線垂直下方地層變化情況的剖面圖就是二維勘探。三維勘探是觀測(cè)一塊面積下面的地下情況，三維勘探最后得到的是一組立體的數(shù)據(jù)，根據(jù)這個(gè)數(shù)據(jù)體能給出地層的立體圖像就是三維勘探。根據(jù)不同的地質(zhì)任務(wù)和達(dá)到的目的，可采用不同維的勘探方法。

2.2地震數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理的任務(wù)是加工處理野外觀測(cè)所得的地震原始資料，將地震數(shù)據(jù)變成地震剖面圖或構(gòu)造圖。經(jīng)過(guò)分析解釋，確定地下巖層的產(chǎn)狀和構(gòu)造關(guān)系，找出有利的含油氣地區(qū)，也可以與測(cè)井資料和鉆井資料綜合起來(lái)進(jìn)行解釋和儲(chǔ)集層描述，預(yù)測(cè)油氣及劃定油水分界。地震數(shù)據(jù)處理的重要目的是削弱干擾、提高信噪比和分辨率，另一重要目的是實(shí)現(xiàn)正確的空間歸位。地震數(shù)據(jù)處理需要進(jìn)行較大的數(shù)據(jù)量運(yùn)算，現(xiàn)代的地震數(shù)據(jù)處理中心由高速電子數(shù)字計(jì)算機(jī)及其相應(yīng)的設(shè)備組成，常規(guī)地震數(shù)據(jù)處理程序是復(fù)雜的軟件系統(tǒng)，目前，中國(guó)已成為世界上最有實(shí)力、最有競(jìng)爭(zhēng)力的地震資料數(shù)字處理強(qiáng)國(guó)之一。

2.3地震資料解釋

地震資料解釋包括地震構(gòu)造解釋、地震地層解釋和地震烴類解釋。地震構(gòu)造解釋以水平疊加時(shí)間剖面和偏移時(shí)間剖面為主要資料，來(lái)分析剖面上各種波的特征，確定反射標(biāo)準(zhǔn)層層位和對(duì)比追蹤，解釋時(shí)間剖面所反映的各種地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象，構(gòu)制反射地震標(biāo)準(zhǔn)層的構(gòu)造圖。地震構(gòu)造圖就是用等深線或等時(shí)線及其它地質(zhì)符號(hào)直接表示出地下某一層地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)的一種平面圖件。地震地層解釋以時(shí)間剖面為主要資料，進(jìn)行區(qū)域性地層研究和進(jìn)行局部構(gòu)造的巖性巖相變化分析。劃分地震層是地震地層解釋的基礎(chǔ)。

地震烴類解釋是利用反射振幅、速度及頻率等信息，對(duì)含油氣有利地區(qū)進(jìn)行烴類指標(biāo)分析。通常需綜合運(yùn)用鉆井資料與測(cè)井資料進(jìn)行標(biāo)定分析與模擬解釋，對(duì)地震異常作定性與定量分析，進(jìn)一步識(shí)別烴類指示的性質(zhì)，進(jìn)行儲(chǔ)集層描述，估算油氣層厚度及分布范圍等。

3.地震勘探的勘探方法

地震勘探的勘探方法包括反射法、折射法和地震測(cè)井。反射法和折射法這兩種方法適用于陸地和海洋。在研究很淺或很深的界面、尋找特殊的高速地層時(shí)，折射法比反射法有效。但應(yīng)用折射法必須滿足下層波速大于上層波速的特定要求，因此折射法的應(yīng)用范圍受到了限制。應(yīng)用反射法只要求巖層波阻抗有所變化，易于得到滿足，因而地震勘探中廣泛采用的是反射法。地震勘探的方法在尋找地下水資源和民用工程建設(shè)中發(fā)揮著重要作用，尤其是建造高樓、堤壩、道路及海港等大型建筑物時(shí)利用地震勘探可以測(cè)量基巖深度，探測(cè)建筑物下面是否有溶洞或松軟地質(zhì)體，探測(cè)核電站周圍是否存在斷層，避免潛在的危險(xiǎn)。地震勘探方法對(duì)災(zāi)害地質(zhì)起著重要作用。

3.1反射法

反射法是利用反射波的波形記錄的地震勘探方法。地震波在其傳播過(guò)程中遇到介質(zhì)性質(zhì)不同的巖層界面時(shí)，其中一部分能量被反射，另一部分能量透過(guò)界面繼續(xù)傳播下去。地下的地層面、不整合面和斷層面等都可能產(chǎn)生反射波，反射波的到達(dá)時(shí)間與反射面的深度有關(guān)，反射波振幅和反射系數(shù)息息相關(guān)，以反射波振幅和反射系數(shù)可以推算出地下波阻抗的變化，然后對(duì)地層巖性作出預(yù)測(cè)。沿地表傳播的面波、淺層折射波和各種雜亂振動(dòng)波與目的層無(wú)關(guān)的反射波信號(hào)形成干擾，我們稱之為噪聲。采用組合檢波方法是減少噪聲的最主要方法，組合減波是用多個(gè)檢波器的組合代替單個(gè)檢波器，或者用組合震源代替單個(gè)震源。

反射法觀測(cè)廣泛采用多次覆蓋技術(shù)，目的是要得出能夠清晰反映地下界面形態(tài)的地震資料，單次覆蓋是對(duì)地下每個(gè)點(diǎn)只觀測(cè)一次，多次覆蓋是對(duì)地下界面上的每個(gè)點(diǎn)進(jìn)行多次觀測(cè)，并得到多張地震記錄，這些記錄疊加在一起就是多次覆蓋。應(yīng)用多次覆蓋技術(shù)可以加強(qiáng)反映地下地層的有效反射，因此多次覆蓋技術(shù)是單次覆蓋技術(shù)的質(zhì)的飛躍，并且提高勘探效果。反射法可利用縱波反射和橫波反射。自然界中普遍存在著縱波和橫波，在地震勘探中，可用縱波和橫波進(jìn)行勘探?？v波和橫波的相同之處是都用人工方法激發(fā)地震波，又都是接受由地下反射回來(lái)傳到地面的波，只是激發(fā)和接受地震波的形式不同而已，縱波和橫波各有其專門的震源和接受器。

3.2折射法

折射法是一種利用折射波的地震勘探方法。炸藥爆炸后，激發(fā)的地震波四散傳播，當(dāng)遇地層分界面時(shí)，有一部分反射波返回地面外，另一部分地震波透過(guò)分界面并沿著該分界面在下面地層中傳播。在某一特定條件下，這種沿分界面?zhèn)鞑サ牡卣鸩ㄒ矔?huì)返回地面，這種返回地面上的地震波叫折射波，而通過(guò)接收折射波來(lái)分析地層情況的方法叫做折射波法地震勘探。地層的地震波速度如果大于上面覆蓋層的波速，那么地震波的速度與上面覆蓋層的波速就形成了折射面。

3.3地震測(cè)井

地震測(cè)井是一種直接測(cè)定地震波速度的方法。如果震源位于井口附近，將檢波器沉放于鉆孔內(nèi)，以此測(cè)量井深和時(shí)間差，從而計(jì)算出地層平均速度及某一深度區(qū)間的層速度。

4.結(jié)語(yǔ)

地震勘探是地球物理勘探最主要的一種勘探方法，它的優(yōu)點(diǎn)是勘探精度高，并能夠更加清晰地確定油氣構(gòu)造形態(tài)、埋藏深度和巖石性質(zhì)，地震勘探成為油氣勘探的主要手段，并被廣泛應(yīng)用。同時(shí)地震勘探在煤炭、巖鹽及金屬礦勘查等方面具有較好的應(yīng)用效果。

【參考文獻(xiàn)】

[1]熊章強(qiáng).地震勘探.中南大學(xué)出版社，2010，09.

[2]顧功敘編.地球物理勘探基礎(chǔ).北京地質(zhì)出版社1990.

[3]熊章強(qiáng).地震勘探.中南大學(xué)出版社，2010，09.

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【關(guān)鍵詞】山地環(huán)境 三維地震 技術(shù)研究

1 前言

由于技術(shù)原因，在過(guò)去很長(zhǎng)的一段時(shí)間里，采用地震方法進(jìn)行油田勘探一直無(wú)法在地形較為復(fù)雜的山地環(huán)境下開展，因此山地環(huán)境下探采工作的進(jìn)展也受到一定的阻礙。近幾年，平原地區(qū)的油田資源在遭受到過(guò)度的開采后，于目前可繼續(xù)開采的油田資源面積越來(lái)越小，因此山地復(fù)雜地區(qū)的油田探采工作又重新被納入油田開發(fā)的考慮范圍中。其中，西南地區(qū)的油田開采技術(shù)已從二維地震勘探技術(shù)突破至三維，并且獲得的很好的勘探效果。

2 山地地震勘探數(shù)據(jù)采集的特性

復(fù)雜山地環(huán)境下的地表類型一般可分為以下的種類：

（1）巖石較多的地形環(huán)境；（2）黃土覆蓋較多的地形環(huán)境；（3）黃土和砂礫的混合、砂巖與礫巖的混合、膠結(jié)的河床和山前的破碎地帶。

由于砂礫和黃土的地表覆蓋厚度不一，山地環(huán)境下的表層結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜，被覆蓋的下地表地層性質(zhì)也復(fù)雜多變，因此在進(jìn)行地震勘探過(guò)程中施工難度非常大，難以采用常規(guī)勘探技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集工作[1]。

2.1 山地地區(qū)的干擾波

山地地區(qū)的干擾波一般有：聲波、折射波、面波和側(cè)面波等幾種類型，對(duì)于這些干擾波，一般采用潛水面以下悶井激發(fā)的手段進(jìn)行預(yù)防或減弱，主要是在降速效果較低的地層中進(jìn)行激發(fā)，并采取偏移距離較大的激發(fā)方式，這樣獲取的數(shù)據(jù)會(huì)比較準(zhǔn)確。

2.2 山地地區(qū)的激發(fā)方式

根據(jù)山地環(huán)境下不同的地質(zhì)表面結(jié)構(gòu)，空氣液壓沖鉆和山地鉆是常用的鉆井手段，還可以用人工鉆井和鑿眼機(jī)來(lái)進(jìn)行[2]。在黃土覆蓋的區(qū)域中，鉆井到潛水面的地下時(shí)，較強(qiáng)能量的反射波就不能被激發(fā)出；在巖石的地區(qū)通過(guò)風(fēng)化地層鉆井到原生基層內(nèi)的1米后，由堅(jiān)固系數(shù)來(lái)牽制巖石的激發(fā)結(jié)果。如果將炸藥直徑調(diào)成和巖層介質(zhì)一樣的鉆井直徑，使其較好的貼合，就能將較強(qiáng)的地震波激發(fā)出來(lái)，所以應(yīng)盡量使炸藥形狀與巖層介質(zhì)孔徑達(dá)到最佳的契合度。采用扁狀和點(diǎn)狀的炸藥震源來(lái)引爆，會(huì)比柱狀的更加合適。

2.3 山地地區(qū)的接收方式

山地地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境都是復(fù)雜多變的，因此檢波器的精確安置和測(cè)線的實(shí)際部署通常會(huì)面臨很多困難，檢測(cè)出的反射波其相應(yīng)頻率寬度也不一致。面對(duì)這種復(fù)雜情況，經(jīng)常采用諧振頻率相對(duì)高的檢波器來(lái)接收反射波，其中塊狀矩陣檢測(cè)系統(tǒng)，是三維地震勘探技術(shù)在高差變化較大的山地中進(jìn)行反射波接收的一項(xiàng)技術(shù)，而管束狀規(guī)則檢測(cè)系統(tǒng)則是用來(lái)接收高差變化不大的山地反射波[3]。

3 采集方法設(shè)計(jì)及采集參數(shù)選定

（1）觀測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。山地環(huán)境下的地質(zhì)地貌較為復(fù)雜，在對(duì)野外觀測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)時(shí)，一些地質(zhì)條件相對(duì)特殊的地段可以采取一些特殊施工方式來(lái)進(jìn)行，比如蜘蛛網(wǎng)型觀測(cè)方法、“L”型觀測(cè)方法等。采用這些觀測(cè)手段進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集工作，其設(shè)計(jì)是依據(jù)激發(fā)效果以及反射波接收情況來(lái)開展的，如此一來(lái)，我們不僅可以很清楚的對(duì)檢波點(diǎn)和炮點(diǎn)做實(shí)時(shí)觀測(cè)，還能根據(jù)反射波接收的實(shí)際情況，及時(shí)的確定和修正檢波點(diǎn)和炮點(diǎn)的準(zhǔn)確分布。

（2）采集參數(shù)的選擇。采用三維地震勘探技術(shù)，時(shí)常會(huì)面臨一些參數(shù)的選定和，比如：炮點(diǎn)距、道距、最小炮檢距、最大炮檢距、最大非縱距、空間采樣間隔等，每一項(xiàng)都需要提前設(shè)定好，以便施工過(guò)程的有效實(shí)施。

一般情況，我們根據(jù)噪音和多次波的生長(zhǎng)狀況及在數(shù)據(jù)采集時(shí)選用的壓制方法來(lái)選定疊加次數(shù)；最小炮檢距的選擇，不僅要思考炮點(diǎn)激發(fā)因素和檢波點(diǎn)受到的干擾因素，還要考慮最淺目的層的掩埋深度；最大炮檢距的選擇，需要思考反射系數(shù)、動(dòng)校正拉伸、共面元內(nèi)彌撒半徑等方面的因素；最大非縱距的選擇，則需要考慮目的層的掩埋深度、地層傾向角度、地層的速度等因素。

（3）檢波器類型和檢波器組合方式的選取。在加速度檢波器分別和頻率為100Hz、60Hz、40Hz自然頻率的檢波器做相互比較觀察后，可以得出結(jié)論：頻率為60Hz的檢波器較合適山區(qū)環(huán)境的地震方法數(shù)據(jù)開采。

在山地環(huán)境中，地表分布情況復(fù)雜，接收點(diǎn)的可埋置面積大小、橫縱向的分布范圍，很可能都不能滿足檢波器標(biāo)準(zhǔn)圖形擺放的要求，致使其埋置的組合圖形很難達(dá)到最佳的契合度。針對(duì)檢波器埋置位置必須保證已經(jīng)獲取測(cè)量數(shù)據(jù)的要求，靈活的依據(jù)實(shí)際地形因素調(diào)整圖形擺放和組合形式是需要認(rèn)真研究和面對(duì)的，如此才能保證復(fù)雜山地環(huán)境下的地震數(shù)據(jù)的采集質(zhì)量[3]。

4 施工方法

針對(duì)復(fù)雜山地地區(qū)特殊地質(zhì)地貌環(huán)境，在采用三維地震勘探方法開展數(shù)據(jù)采集工作時(shí)，應(yīng)注意到以下內(nèi)容，以保證采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性：

（1）山地環(huán)境下的數(shù)據(jù)采集工作，應(yīng)將特殊觀測(cè)方法和規(guī)則觀測(cè)方法相互結(jié)合一起使用，以確保疊加次數(shù)能夠滿足數(shù)據(jù)采集的需求。同時(shí)，保證反射點(diǎn)都能夠分布在所需觀測(cè)的范圍中。

（2）巖層掩埋程度較淺的地區(qū)可以應(yīng)用空壓機(jī)在進(jìn)行鉆井，確保巖層內(nèi)激發(fā)的效果；在巖層的地方，可以應(yīng)用鑿巖機(jī)來(lái)鉆井，以保證有效的激發(fā)深度；如激發(fā)井位井深較淺，則可以使用組合井的方法，保證激發(fā)強(qiáng)度。

（3）如果是面波干擾較大的山區(qū)，應(yīng)該選擇合理的最小、最大炮檢距來(lái)開展數(shù)據(jù)采集。如：在礫石較多的山區(qū)，為避免礫石對(duì)施工人員的傷害，在選取最小、最大炮檢距時(shí)，應(yīng)該結(jié)合激發(fā)點(diǎn)附近的地形傾向來(lái)組織安全的施工方案。

5 結(jié)束語(yǔ)

目前，在山地環(huán)境下的勘探和開采工作正步入正軌，三維地震勘探技術(shù)在此方面的應(yīng)用也將越來(lái)越廣泛和普遍，但在實(shí)際探采的施工過(guò)程中，還是會(huì)面對(duì)很多復(fù)雜問(wèn)題。本文對(duì)復(fù)雜山地環(huán)境下的三維地震勘探方法做了簡(jiǎn)要的分析研究，希望為山地環(huán)境下的油田勘探和開采工作的順利開展有所幫助。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳國(guó)忠，王金泉，何黃生.山地復(fù)雜地形條件下的三維地震勘探方法[J].能源技術(shù)管理，2009，19（10）：76-77

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關(guān)鍵詞：地震勘探技術(shù)。發(fā)展歷程；研究方向

一、引言

地震勘探技術(shù)廣泛用于石油和礦產(chǎn)資源勘探、環(huán)境污染(如廢水、有毒氣體擴(kuò)散等)監(jiān)測(cè)與探查、地質(zhì)災(zāi)害(山體滑坡、地面塌陷等)調(diào)查、水文(尋找水源等)勘察、工程質(zhì)量(路基、大壩質(zhì)量檢測(cè)等)探測(cè)等，是尋找、發(fā)現(xiàn)和利用油氣資源的首要環(huán)節(jié)。

二、地震勘探技術(shù)發(fā)展歷程

地震勘探技術(shù)經(jīng)過(guò)了一個(gè)世紀(jì)的研究和發(fā)展，從1845年Mallet以“人工地震”測(cè)量地震速度實(shí)驗(yàn)開始，1922年明特羅普地震勘探公司正式組建裝備了兩個(gè)地震勘探隊(duì)，利用機(jī)械式地震儀在墨西哥和美國(guó)墨西哥灣沿岸地區(qū)進(jìn)行折射波法地震勘探，1913年由Reginald Fessenden提出了反射法地震勘探，1924年利用單次覆蓋地震資料首次在美國(guó)德克薩斯州發(fā)現(xiàn)穹隆油田，50年代W.H.Mayne發(fā)明了共深度點(diǎn)(共中心點(diǎn)或共反射點(diǎn))疊加技術(shù)，美國(guó)Conoco公司發(fā)明了地震可控震源，1967年Exxon石油公司在休斯頓附近的Friends word油田進(jìn)行了首次3D地震測(cè)量。

我國(guó)第一個(gè)地震勘探隊(duì)是在地球物理勘探專家翁文波的指導(dǎo)下1949年籌備，1951年在上海成立后開赴陜北地區(qū)進(jìn)行工作。我國(guó)地震勘探儀的發(fā)展經(jīng)歷了四個(gè)階段：電子管技術(shù)為地震勘探發(fā)展的第一階段，20世紀(jì)50年代首次利用電子管光電照相記錄地震儀(動(dòng)態(tài)范圍為25dB左右)發(fā)現(xiàn)了大慶長(zhǎng)垣油田；模擬技術(shù)為地震勘探發(fā)展的第二階段，60年代半導(dǎo)體器件構(gòu)成的模擬磁帶記錄地震儀(動(dòng)態(tài)范圍為45dB左右)發(fā)現(xiàn)了大港、遼河、勝利等油田；數(shù)字記錄地震儀技術(shù)(動(dòng)態(tài)范圍達(dá)90dB)為地震勘探發(fā)展的第三階段，1980年開始了第一次三維數(shù)字地震勘探；遙測(cè)技術(shù)為地震勘探發(fā)展的第四階段，90年代后大規(guī)模集成電路記錄地震儀(動(dòng)態(tài)范圍達(dá)120dB)，數(shù)據(jù)傳輸方面出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)遙測(cè)技術(shù)。

三、地震勘探技術(shù)研究方向

為尋找復(fù)雜和隱蔽的油氣藏，我國(guó)開始了矢量地震、山地地震勘探技術(shù)研究，地震勘探技術(shù)的發(fā)展應(yīng)主要集中在如何提高地震勘探的分辨率以及如何改善深層數(shù)據(jù)品質(zhì)兩大研究領(lǐng)域。目前地震勘探技術(shù)主要的發(fā)展方向是：高分辨率地震、3D／4D地震、VSP地震與并間微地震、多波多分量地震、高精度地震信號(hào)處理技術(shù)、地下成像技術(shù)、處理解釋一體化及三維可視化技術(shù)。

1.地震勘探方法

國(guó)內(nèi)外目前廣泛采用的地震勘探方法主要有反射法、折射法、透射法及二維地震、三維地震、四維地震(時(shí)移地震)。矢量地震勘探(即多波地震勘探)，激發(fā)縱波，同時(shí)接收縱波和橫波，可以利用縱波和橫渡來(lái)提高成像質(zhì)量、預(yù)測(cè)巖性與裂縫和檢測(cè)油氣，井中微地震監(jiān)測(cè)是在油氣開采過(guò)程中，注水、注氣、熱驅(qū)或水力壓裂等因素所引起的地下應(yīng)力場(chǎng)變化，導(dǎo)致巖層裂縫或斷裂產(chǎn)生的沖擊力，從而產(chǎn)生地震波，據(jù)此在井中安置檢波器進(jìn)行接收，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行技術(shù)處理與解釋，對(duì)油氣田開發(fā)過(guò)程中孔隙流體前緣運(yùn)動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。VSP地震是地面擊發(fā)地震波，由放入井中的檢波器接收在地層中傳播的地震波信號(hào)，根據(jù)不同的地震波形態(tài)，將地層層序分開，可確定儲(chǔ)層深度和規(guī)模、識(shí)別地層沉積序列和沉積構(gòu)造。

2.地震勘探處理技術(shù)及解釋攻關(guān)方向

地震資料解釋是地震勘探的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，解釋結(jié)果的準(zhǔn)確與否不但取決于地震資料品質(zhì)的好壞，而且取決于解釋水平的高低，其主要研究方向有：針對(duì)不同地質(zhì)目標(biāo)，有針對(duì)性的數(shù)據(jù)重復(fù)處理技術(shù)；數(shù)據(jù)處理技術(shù)；深層及深部、隱蔽性油氣藏、碳酸鹽巖、斷塊、裂縫等構(gòu)造的地震處理技術(shù)研究；復(fù)雜地區(qū)(沙漠、灘海、高寒區(qū)、表層火山巖覆蓋區(qū)、高陡傾角山前盆地、黃土塬和高原等)地震資料采集技術(shù)及低信噪比數(shù)據(jù)處理技術(shù)研究海洋石油勘探開發(fā)不斷向深水海域推進(jìn)，勘探領(lǐng)域已從水深300m擴(kuò)展到3000m的深海區(qū)，深?？碧讲杉夹g(shù)及數(shù)據(jù)處理技術(shù)研究；直接找油氣的多波多分量地震數(shù)據(jù)與油田開發(fā)監(jiān)測(cè)的井中和井間地震數(shù)據(jù)、時(shí)移地震數(shù)據(jù)處理技術(shù)；提高地震剖面分辨率和信噪比的非線性地震信號(hào)處理技術(shù)和隨機(jī)波動(dòng)理論研充隨鉆地震技術(shù)及地震資料解釋技術(shù)的研究；廣角地震資料解釋技術(shù)的研究；地震剖面構(gòu)造解釋可視化研究。

3.地震剖面解釋軟件包

國(guó)內(nèi)地震剖面解釋軟件沒有自主開發(fā)的解釋軟件基本是引進(jìn)國(guó)外的，主要解釋軟件系統(tǒng)有：法國(guó)CGG公司的Geovecteur Plus、美國(guó)西方地球物理服務(wù)公司的Omega、美國(guó)Landmark公司的Land-mark、PROMAX、3DVI、Voxcube，美國(guó)坦索地球物理公司的CM和以色列Paradigm公司的GeoDepth等。開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的地震剖面處理解釋人機(jī)一體三維可視化軟件系統(tǒng)是地震資料處理解釋面臨急需解決的問(wèn)題。

4.地震勘探儀器發(fā)展方向

地震勘探隨著向深層、隱蔽、復(fù)雜構(gòu)造等尋找油氣藏，對(duì)地震儀提出了新的要求，要有更高的垂直與空間分辨率、大的動(dòng)態(tài)范圍及高信噪比。目前，在地震勘探中高分辨率勘探已成為主要發(fā)展方向，傳統(tǒng)地震檢波器已成為勘探的瓶頸。鑒于其本身顯著的優(yōu)點(diǎn)，光纖檢波器將是主要發(fā)展方向，地震勘探設(shè)備包括震源、檢波器、地震儀及輔助設(shè)備。

震源包括炸藥、可控振源及氣槍。由于炸藥的危險(xiǎn)性及環(huán)保的要求，可控振源和氣槍將成為主要震源，要求震源特性為總能量要高(能量最大傳播距離接近1km)、能量釋放時(shí)間要短和初始能量向下傳播、寬頻帶(5～800Hz)、破壞性小?，F(xiàn)使用的檢波器有動(dòng)圈式、渦流式、壓電式和數(shù)字式檢波器，種類較多但動(dòng)態(tài)范圍只有50dB左右，嚴(yán)重制約了地震勘探的發(fā)展。海洋、沼澤用光纖水聽器、陸地用光纖多分量檢波器和井下光纖檢波器將是未來(lái)的主流，光纖Bragg檢波器的動(dòng)態(tài)范圍達(dá)到94dB。地震儀控制震源起振并記錄采集站的信號(hào)，已達(dá)上萬(wàn)道24位A／D遙測(cè)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和有線遙測(cè)相結(jié)合上萬(wàn)道數(shù)字地震儀將是未來(lái)網(wǎng)絡(luò)地震勘探的主流。輔助設(shè)備主要有采集站、插接線、傳輸線纜等設(shè)備，光纜將是未來(lái)的主要傳輸媒介。

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關(guān)鍵詞：：高精度；地震勘探

中圖分類號(hào)： P315 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

“七?五”期間，國(guó)內(nèi)組織了大范圍的高分辨率地震勘探技術(shù)研究，形成了一套技術(shù)方法：“四高”（高覆蓋次數(shù)、高采樣率、高寬頻帶接收、高頻檢波器）、“四小”（小道距、小偏移距、小組合基距、小組內(nèi)距）、“一降低”（降低環(huán)境噪音對(duì)高頻信號(hào)的影響）以及淺井、小藥量、多井組合的激發(fā)方式。隨著人們的不斷認(rèn)識(shí)，這些技術(shù)在實(shí)踐中得到了進(jìn)一步驗(yàn)證。有些是有利于高分辨勘探的，有些是不適合高分辨勘探的?！鞍?五”期間，提出了大藥量激發(fā)、井中單點(diǎn)接收等技術(shù)方法?！熬?五”期間，石油系統(tǒng)組織了 7家單位進(jìn)行了高分辨率地震勘探技術(shù)攻關(guān)：在激發(fā)方面，有適中的激發(fā)藥量到小藥量的垂直延遲疊加激發(fā)，逐步改進(jìn)了井中單點(diǎn)接收的做法；在激發(fā)接收方式和噪音的分析壓制上又形成了新的認(rèn)識(shí)和相應(yīng)的技術(shù)方法。近年來(lái)，人們對(duì)地質(zhì)體的分辨能力和清晰成像方面綜合開展了高精度三維地震勘探方法研究，取得了一些新的進(jìn)展。

1 高精度地震勘探儀器的特點(diǎn)

地震勘探是指在地面利用地震波發(fā)射儀， 在地面發(fā)射地震波，地震波會(huì)不斷的向地層傳播，地震波在不同地層中的傳播性質(zhì)不同， 因此可以根據(jù)地震波的傳播情況來(lái)判斷地下地層的情況。 地震勘探主要涉及到地震波動(dòng)力學(xué)和地震幾何學(xué)的內(nèi)容，地震幾何學(xué)主要研究的就是地震波在傳播的過(guò)程中， 地震波的位置和傳播時(shí)間兩者的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 通過(guò)對(duì)地震波傳播過(guò)程中的變化來(lái)確定地層的各種參數(shù)。 而地震波動(dòng)力學(xué)主要研究的地震波在地層中傳播的過(guò)程中，地震波能量的變化、地震波和巖石之間的作用關(guān)系等， 利用地層對(duì)地震波不同的響應(yīng)來(lái)判斷地層的特征。 高精度的地震勘探需要通過(guò)頻率較大的地震波來(lái)進(jìn)行地層結(jié)構(gòu)的勘探， 高頻地震波對(duì)于地面信號(hào)發(fā)射和接受裝置的質(zhì)量和精度都有較高的要求。 高精度地震勘探地面設(shè)備具有高性能、穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)，地震勘探設(shè)備不會(huì)隨著時(shí)間、環(huán)境等因素的變化而造成設(shè)備性能的下降。 在地震勘探的過(guò)程中，為了提高勘探的精度，一般都會(huì)最大限度的獲取最準(zhǔn)確的地震波信號(hào)，而沒有摻雜其他沒用的信號(hào)， 地震勘探信號(hào)的準(zhǔn)確性是判斷儀器性能好壞的重要指標(biāo)，也是地震勘探設(shè)備發(fā)展的方向目標(biāo)。 高精度地震勘探儀器的地震波發(fā)射器的幅度范圍要比地層地震波幅度的范圍大。 在地震波測(cè)量過(guò)程中需要測(cè)量的最大幅度指的是地震波從發(fā)射器到地面最近接收器的波幅， 而需要測(cè)量的最小幅度指的是從地層深處反射到地面的地震波波幅。 高精度地震勘探的信號(hào)接收中，往往接收到的地震波信號(hào)幅度較小，因此需要提高地震勘探儀器的測(cè)量性能。 地震波反射時(shí)間是根據(jù)地震勘探儀器計(jì)時(shí)裝置的響應(yīng)時(shí)間來(lái)確定的， 如果計(jì)時(shí)裝置的響應(yīng)時(shí)間不夠準(zhǔn)確，那么計(jì)算出的地震波反射時(shí)間也是不準(zhǔn)確的，因此判斷出來(lái)的地震波的傳輸特性也是不準(zhǔn)確的。 在勘探儀器接收到地震波信號(hào)后，能夠?qū)⒔邮艿哪M信號(hào)準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，也是高精度地震勘探儀器的關(guān)鍵。 在設(shè)備允許的條件下，地震波發(fā)射儀還需要具有一個(gè)線性的系統(tǒng)。 為了最大限度的降低其他信號(hào)的干擾，需要通過(guò)先進(jìn)的信號(hào)處理方式，不斷的提高地震波信號(hào)的信噪比。 在高精度地震勘探儀器中需要進(jìn)一步增大信號(hào)的信噪比。 但是隨著地震測(cè)量系統(tǒng)精度的增加，會(huì)給系統(tǒng)各部分之間的同步、信號(hào)的傳輸?shù)榷荚黾恿溯^大的困難。 在高精度地震勘探儀器的設(shè)計(jì)中， 應(yīng)當(dāng)不斷的提高設(shè)備各部分之間工作同步性，降低各部分之間的相互干擾。 由于地震勘探儀器通常是在野外條件工作，野外的環(huán)境多變而且條件惡劣，容易造成地震勘探儀器的損壞， 所以需要不斷的提高地震勘探儀器在野外工作的穩(wěn)定性和持久性，并且具有一定的自檢和報(bào)警的功能。 而且新型高精度地震勘探儀器要向著小體積、小質(zhì)量、方便操作、壽命長(zhǎng)等方向不斷發(fā)展。

2 高精度地震勘探儀器設(shè)計(jì)研究

在高精度地震勘探儀器的設(shè)計(jì)中， 測(cè)量?jī)x器的道間距是一個(gè)重要的參數(shù)，結(jié)合煤田勘探的實(shí)際，確定高精度地震勘探儀器的道間距為五米。 在實(shí)際的操作應(yīng)用中可以根據(jù)勘探開發(fā)的要求，需要利用大道間距地震勘探的方法時(shí)，可以通過(guò)間隔的選取測(cè)量點(diǎn)的方法，來(lái)實(shí)現(xiàn)大道間距方法的測(cè)量。 為了能夠提高地震勘探測(cè)量的準(zhǔn)確性，儀器的分布長(zhǎng)度一般要和測(cè)量深度一致。 高精度地震勘探儀器為了提高測(cè)量的覆蓋范圍， 通常會(huì)采用道疊加的方法，從而降低了其他信號(hào)的干擾。 在同一時(shí)間內(nèi)，地震波數(shù)量的多少和地震波的頻率成正比， 高頻地震波的測(cè)量需要用到多道檢測(cè)的方法。 而且隨著地震波頻率的增加，用到的地震波儀器的性能更高。 利用多點(diǎn)測(cè)量的方式可以有效的增加地震波中的高頻信號(hào)，從而最大的限度的提高油氣地震勘探的精度。 隨著地震勘探技術(shù)的不斷發(fā)展，地震勘探的規(guī)模也在不斷的擴(kuò)大?，F(xiàn)階段地震勘探的采集系統(tǒng)一般為多道站系統(tǒng)， 這和檢波器點(diǎn)接收的狀態(tài)不一致， 因此需要將儀器的采集站和檢波器連接成一個(gè)系統(tǒng)，才能保證地震勘探設(shè)備的準(zhǔn)確性和效率。 地震勘探儀器接收到的地震波信號(hào)傳輸?shù)街飨到y(tǒng)的時(shí)間， 反映了系統(tǒng)線路信號(hào)傳輸?shù)哪芰Α?綜合考慮影響地震勘探信號(hào)傳輸能力的印象因素，通過(guò)利用增大回傳時(shí)間的方法，可以有效的減少系統(tǒng)部件的操作頻率，增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，從而保證了野外地震勘探工作的成功進(jìn)行。

高精度地震勘探是一門精細(xì)的勘探技術(shù)。由于人們認(rèn)識(shí)的局限性，還存在著許多不同的看法。這就須要廣大地球物理工作者都來(lái)關(guān)注這項(xiàng)技術(shù)，共同探討這些問(wèn)題。同時(shí)，要清楚地認(rèn)識(shí)到，這項(xiàng)技術(shù)的整體配套組合是非常關(guān)鍵的，不能片面強(qiáng)調(diào)某一單項(xiàng)技術(shù)（在實(shí)際工作中，往往容易走向片面和極端）。正象李慶忠院士所認(rèn)為的那樣，高分辨率地震勘探是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，就象一個(gè)“鏈條”。其中的各項(xiàng)技術(shù)就像“鏈條”中的各個(gè)環(huán)節(jié)，是相互聯(lián)系、相互制約的。只有統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，整體提高，才能達(dá)到高精度地震勘探的目的。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著煤田資源勘探壓力的逐漸上升， 提高煤田資源勘探的精度和準(zhǔn)確性是煤田勘探研究人員研究的重要方向之一， 高精度地震勘探儀器的研制是提高煤炭資源勘探精度和準(zhǔn)確性的重要途徑。 高精度地震勘探儀器需要高頻的地震波來(lái)進(jìn)行地層結(jié)構(gòu)的勘探， 地震波發(fā)射器的幅度范圍要比地層地震波的幅度范圍大，高精度地震勘探儀器的測(cè)量性能要高，需要進(jìn)一步的增大信號(hào)的信噪比， 高精度地震勘探儀器野外工作的穩(wěn)定性和持久性要高。 結(jié)合煤田地震勘探的實(shí)際，開展了高精度地震勘探儀器設(shè)計(jì)研究，通過(guò)研究提高了地震勘探儀器勘探的準(zhǔn)確性，增加了煤炭資源地震勘探的效益。

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[關(guān)鍵詞]地震勘探 地質(zhì)結(jié)構(gòu) 地層界面 研究探討

[中圖分類號(hào)] P631.4 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2014）-1-96-1

0引言

地震勘探的主要工作性質(zhì)就是借助專業(yè)的儀器，對(duì)人工激發(fā)而引起的地震反射波以及反射波傳播的時(shí)間、振幅以及波形等信息給以詳實(shí)的檢測(cè)和精確的記錄，并對(duì)地下礦藏位置等具體信息進(jìn)行確定。專門負(fù)責(zé)地層界面、巖土性質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造三大項(xiàng)的判斷和分析工作，英文名叫seismic prospecting。拋開這些不算，除了煤田和工程地質(zhì)勘查、區(qū)域地質(zhì)研究和地殼研究等方面的廣泛應(yīng)用上，另外在固體資源、地質(zhì)找礦以及石油、天然氣等資源的鉆探前的勘測(cè)上也之主要采取措施手段。

1地震勘探的過(guò)程

1.1采集地震數(shù)據(jù)

為了適應(yīng)地震勘探的各種不同要求，中間放炮排列和末端放炮排列在檢波器組之間的排列方式自然也會(huì)有所不同。

通過(guò)對(duì)將多個(gè)檢測(cè)器布置到地震測(cè)線等間距上來(lái)獲取地震波信號(hào)，是野外作業(yè)中主要實(shí)施形式。檢波器組（每個(gè)）與改組位于中心上的單個(gè)檢波器是等效的。且最后得到的一道地震波形記錄，是通過(guò)放大器和記錄器將檢波器組接收到的信號(hào)“過(guò)濾”而來(lái)的。也就是專業(yè)術(shù)語(yǔ)中所提的“記錄道”。

一維、二維、三維是地震勘探工作中的三個(gè)主要勘探分類。所謂的一維勘探即是觀測(cè)某個(gè)點(diǎn)的地下情況時(shí)，對(duì)井中各個(gè)不同深度的各個(gè)位置，由深至淺地投放檢波器。每改變一次深度的時(shí)候，此時(shí)就要在進(jìn)口放一炮，而炮點(diǎn)直接傳到檢波器的時(shí)間，剛好就是對(duì)地震波的信息記錄情況。專業(yè)上就稱這種只在一口井中觀測(cè)的方法，叫做地震一維勘探。在一定規(guī)則的遵循下，沿著一條直線將多個(gè)檢波器和炮點(diǎn)排列起來(lái)。然后再根據(jù)測(cè)線來(lái)打井、放炮以及最后的信息接收。

這是觀測(cè)一條線下面的地下情況的二維勘探。專門負(fù)責(zé)以剖面圖形式對(duì)每條測(cè)線垂直下放地層變化情況進(jìn)行詳實(shí)的反映。

對(duì)一塊面積下面的地下情況進(jìn)行勘探的工作，叫做三維勘探（針對(duì)不同的地質(zhì)和不同的目的，其采用的探勘方法也各不相同）。直白的說(shuō)就是根據(jù)最后得到的一組立體數(shù)據(jù)體，進(jìn)而給出地層的立體圖像。

1.2處理地震數(shù)據(jù)

地震原始資料在野外觀測(cè)所得后，進(jìn)行整合處理就是勘探工作上所稱的數(shù)據(jù)處理任務(wù)。通過(guò)對(duì)地震數(shù)據(jù)以剖面圖或者是結(jié)構(gòu)圖的形式呈現(xiàn)出來(lái)后加以分析解釋，最后得出地下巖層的產(chǎn)狀和構(gòu)造關(guān)系的確定答案。這樣不僅可以找出有利的含油地區(qū)，同時(shí)還能與測(cè)井、鉆井資料的綜合下對(duì)儲(chǔ)集層給予進(jìn)一步的描述和精確的解釋，以便于對(duì)油水分界的劃定。

因?yàn)橐岣咝旁氡?、分辨率以及空間歸位的準(zhǔn)確性，所以在削弱排除一切外界可能帶來(lái)的干擾時(shí)。數(shù)據(jù)處理的環(huán)節(jié)起到了很到的作用。

1.3解釋地震資料

在地震資料解釋工作上，地震構(gòu)造、地層以及烴類是主要三個(gè)組成部分。

地震構(gòu)造解釋在對(duì)剖面上出現(xiàn)的各種波的特征進(jìn)行分析，以及包括反射標(biāo)準(zhǔn)層層位的確定等一些列工作，水平疊加時(shí)間剖面和偏移時(shí)間剖面為主要輔助資料。不僅能對(duì)世界剖面所反映出來(lái)的各種地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象加以解釋，甚至包括反射地震標(biāo)準(zhǔn)層也能以結(jié)構(gòu)圖的形式構(gòu)制出來(lái)。地震地層解釋在對(duì)區(qū)域性地層研究和局部構(gòu)造的巖性巖相變化分析時(shí)，其采用料以時(shí)間剖面為主。同時(shí)劃分地震層也是對(duì)地震層的一種最基本的解釋。

在分析含油氣有利地區(qū)的烴類指標(biāo)時(shí)，反射振幅、速度及頻率等信息是地震烴類解釋最常利用的方法。在對(duì)鉆井資料和測(cè)井資料的綜合運(yùn)用中模擬解釋以及標(biāo)定分析。另外，為了烴類指示性質(zhì)的深入識(shí)別，還會(huì)對(duì)地震異常作定性與定量進(jìn)行分析。

2地震勘探的勘探方法

2.1反射法

反射法主要是對(duì)反射波的利用將波形記錄下來(lái)的一種地震勘探方法。引申來(lái)說(shuō)，就是在遇到不同介質(zhì)巖層界面時(shí)的傳播過(guò)程中，地震波的能量被一份為二；除了將透過(guò)界面繼續(xù)傳播下去的一部分，另外一部分則被反射。

為了得出具備清晰反映地下界面形態(tài)的地震資料，多次覆蓋技術(shù)上通常是反射法觀測(cè)采用最多的。當(dāng)?shù)叵旅總€(gè)點(diǎn)觀測(cè)一次時(shí)，為單次覆蓋；對(duì)每個(gè)點(diǎn)進(jìn)行多次觀測(cè)，然后得到多張地震記錄，最后疊加起來(lái)，被稱作多次覆蓋。

在反映地下地層的反射的同時(shí)，這種多次覆蓋法技術(shù)可起到有效的加強(qiáng)作用。所以從更深的視角看分析，于單層次覆蓋技術(shù)而言，多次覆蓋技術(shù)不僅提高勘探效果，而且還產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。

因?yàn)樽匀唤缈v波和橫波的普遍存在因素，所以在地震勘探時(shí)，我們可以充分利用反射法特有的縱波和橫波兩種檢測(cè)方法來(lái)進(jìn)行勘探工作。除了在地震波的激發(fā)和接收形式上有所不同外，縱波和橫波的都是由人工激發(fā)出來(lái)的地震波。當(dāng)然，在接收器上，縱波和橫波都是各自具備的。

2.2折射波法

在炸藥爆炸后地震波被激發(fā)得波及于四面八方時(shí)，一部分反射波會(huì)因?yàn)橛龅降貙臃纸缑娑孛嫱饣胤担€會(huì)有一部分反射波將透過(guò)分界面且沿著該分界面于下面地層中傳播。這種被回返于地面上的地震波叫做折射波。地層的情況就是根據(jù)接收到的折射波的分析得來(lái)的，亦是折射法地震勘探。

另外針對(duì)地震波的這種沿分界面?zhèn)鞑デ闆r來(lái)看，并不排除某一特定條件下也會(huì)往地面回返的可性發(fā)生。通常這種回返的震波被稱作折射波。而折射法則就是通過(guò)這些折射波來(lái)對(duì)地層情況加以分析。一旦上面覆蓋層的波速小于地層的地震速度，那么二者之間便會(huì)有一個(gè)折射面形成。

2.3地震測(cè)井

作為直接測(cè)定地震波速的方法――地震測(cè)井，倘若井口附近是震源的位點(diǎn)，測(cè)量井深和時(shí)間差變成了檢波器沉放于鉆孔中的主要完成任務(wù)，并計(jì)算出地層的平均速度和每一深度區(qū)間的層速度。

3結(jié)語(yǔ)

在地球物理勘探工作上，地震勘探因其較高的勘探精度已被視為最主要的一種勘探方法。不僅能夠?qū)τ蜌鈽?gòu)造形態(tài)、埋藏深度以及巖石性質(zhì)上的勘測(cè)工作上給以清晰確定信息數(shù)據(jù)。同時(shí)其手段的準(zhǔn)確性與科學(xué)性，如今就連煤炭、金屬礦以及巖鹽礦的勘察上都被廣泛的引用。

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為提高三維地震勘探策劃與部署、設(shè)計(jì)與采集的能效，從勘探部署、地震采集工程設(shè)計(jì)、勘探經(jīng)濟(jì)效率等方面入手，對(duì)三維地震勘探設(shè)計(jì)的多項(xiàng)指標(biāo)及其經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行研究。結(jié)果表明，三維地震采集的滿覆蓋區(qū)域面積必須占地震資料面積的60%以上，且目標(biāo)層越深，則勘探部署區(qū)域面積應(yīng)越大。勘探部署區(qū)域設(shè)計(jì)時(shí)盡可能減少區(qū)域拐點(diǎn)數(shù)，既有利于與相鄰勘探區(qū)塊的對(duì)接，又能減少成本;采集參數(shù)相同的情況下，布設(shè)區(qū)域的縱橫比大于1時(shí)，地震資料面積、未滿覆蓋區(qū)域面積逐漸減小，勘探效果較好。且三維地震測(cè)線應(yīng)盡量沿部署區(qū)域的長(zhǎng)邊方向布設(shè)，減少接收線的條數(shù)，提高采集效率。做三維地震滾動(dòng)勘探部署的整體規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，在邊緣處理中應(yīng)盡量接納相鄰工區(qū)和以往的炮點(diǎn)、檢波點(diǎn)數(shù)據(jù)，減少重復(fù)采集、消除地震資料空白區(qū)，降低勘探費(fèi)用。

關(guān)鍵詞:

三維地震;部署區(qū)域面積;覆蓋次數(shù);采集指標(biāo);勘探效能

隨著石油地質(zhì)研究的不斷深入［1－3］，為了進(jìn)一步搞清地下構(gòu)造特征及斷裂分布規(guī)律，精細(xì)刻畫小斷塊和低幅度構(gòu)造圈閉［4］，有必要部署三維地震。此外，為了滿足開發(fā)儲(chǔ)層橫向預(yù)測(cè)［5－7］，也需要部署三維地震勘探。從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，三維地震勘探獲取的地震信息量更大，也變得更經(jīng)濟(jì)［8］，是未來(lái)解決復(fù)雜地質(zhì)問(wèn)題的主要手段。地震采集工程設(shè)計(jì)，一方面要滿足地質(zhì)設(shè)計(jì)的要求，另一方面要考慮采集成本［9］。如果地震采集費(fèi)用超出了成本預(yù)算，再好的設(shè)計(jì)方法也很難實(shí)施。對(duì)于勘探投資，勘探方(業(yè)主)按照地質(zhì)設(shè)計(jì)以單位面積(km2)為成本核算，最關(guān)心的是疊前、疊后滿覆蓋次數(shù)的面積和地震資料的品質(zhì);勘探施工方(乙方)按照采集參數(shù)核算成本費(fèi)用時(shí)，最關(guān)心施工的總炮點(diǎn)數(shù)、總檢波點(diǎn)數(shù)及激發(fā)方式(可控震源或井炮)等這些顯性的實(shí)際費(fèi)用。對(duì)于勘探面積設(shè)計(jì)問(wèn)題，同樣的采集參數(shù)要完成等量的部署區(qū)域面積，其總炮點(diǎn)數(shù)和總檢波點(diǎn)數(shù)相差較大，對(duì)這些隱性的實(shí)際費(fèi)用，目前尚未給予過(guò)多的關(guān)注。

從某油田早期的三維地震勘探部署來(lái)看(圖1)，其具有如下幾個(gè)缺點(diǎn):①勘探區(qū)域根據(jù)地下構(gòu)造單元進(jìn)行劃分，按不同年度分別進(jìn)行地震采集設(shè)計(jì)與施工，由于不同年份部署區(qū)域的方位有差異，必然出現(xiàn)不同程度的地震資料重合與空白，如1996年布設(shè)的區(qū)域與其他年度布設(shè)的區(qū)域;②勘探區(qū)域之間沒有很好的銜接，如2003年、2007年布設(shè)的三維勘探，雖然勘探區(qū)域面積的方位角保持一致，但區(qū)域的邊界重復(fù)布設(shè)太多;③勘探區(qū)域面積的大小、形狀不同，如1996年布設(shè)最小的勘探面積(45.960km2)，2007年布設(shè)最大的勘探面積(286.580km2)，2009年布設(shè)多邊形的區(qū)域面積，矩形面積的拐點(diǎn)多于4個(gè)。上述布設(shè)勘探區(qū)域的布設(shè)方式不利于地震資料的連片處理及地質(zhì)解釋［10］，因?yàn)楦采w次數(shù)、方位角、炮檢距等分布的不均勻性［11－12］會(huì)造成地震屬性的差異［13－14］。對(duì)勘探部署設(shè)計(jì)而言，為了完成特定的地質(zhì)目標(biāo)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種形狀、大小、方向不同的勘探區(qū)域，從勘探費(fèi)用考慮，其設(shè)計(jì)無(wú)可厚非;對(duì)地震勘探的采集而言，依據(jù)地質(zhì)條件進(jìn)行三維地震設(shè)計(jì)①時(shí)，為滿足勘探區(qū)域邊界的滿覆蓋地震資料，在未覆蓋區(qū)域面積內(nèi)需部署數(shù)量不等的炮點(diǎn)、檢波點(diǎn)，數(shù)量的多少取決于勘探面積的布設(shè)方式，如勘探面積大小、形狀、方向及其與相鄰勘探區(qū)域的銜接等。勘探面積越小、拐點(diǎn)越多，則地震采集所需的總檢波點(diǎn)數(shù)、總炮點(diǎn)數(shù)就越多，直接導(dǎo)致采集成本增加，使投入與獲取的資料面積不成比例，降低了勘探能效。此外，處理部署區(qū)域的邊界問(wèn)題時(shí)無(wú)法利用老資料［15－17］，從而增加了采集成本。主要針對(duì)勘探區(qū)域面積的邊緣處理，三維地震勘探由觀測(cè)系統(tǒng)將不同炮點(diǎn)、檢波點(diǎn)聯(lián)系在一起，對(duì)于一個(gè)特定的檢波點(diǎn)，每接收一次地震信號(hào)，就認(rèn)為其被“激活”一次，區(qū)域邊界的檢波點(diǎn)被“激活”的次數(shù)不斷減少，要達(dá)到相同的覆蓋次數(shù)，根據(jù)面積的大小及形狀變化，必須增加不同數(shù)量的炮點(diǎn)，數(shù)量的多少取決于部署區(qū)域面積，直接影響勘探費(fèi)用。

分析內(nèi)容:①在三維地震觀測(cè)系統(tǒng)一定的情況下，部署區(qū)域面積的大小如何影響滿覆蓋區(qū)域面積、未滿覆蓋區(qū)域面積及地震資料面積的變化;②在三維地震勘探部署區(qū)域面積一定的情況下，區(qū)域面積的拐點(diǎn)數(shù)量如何影響滿覆蓋區(qū)域面積、未滿覆蓋區(qū)域面積及地震資料面積的變化;③在三維地震勘探部署區(qū)域面積一定的情況下，區(qū)域面積的縱橫比如何影響滿覆蓋區(qū)域面積、未滿覆蓋區(qū)域面積及地震資料面積的變化;④三維地震滾動(dòng)勘探開發(fā)中［15－17］，各勘探區(qū)域銜接對(duì)滿覆蓋區(qū)域面積、未滿覆蓋區(qū)域面積及地震資料面積變化的影響。

在進(jìn)行三維地震部署與設(shè)計(jì)的指標(biāo)分析之前，先闡述兩個(gè)概念:(1)三維地震資料面積:在不考慮偏移孔徑［6］(為了使任意傾斜同相軸能正確成像，而加到勘探部署區(qū)域外的寬度)的情況下，三維地震資料面積一般指兩個(gè)區(qū)域面積之和(圖2)，即三維地震資料的滿覆蓋區(qū)域(中部)和未滿覆蓋區(qū)域(外部)，勘探部署區(qū)域(內(nèi)部)認(rèn)為是滿覆蓋區(qū)域?？碧讲渴饏^(qū)域是勘探方(業(yè)主)部署的勘探面積，其面積為偏移前的滿覆蓋面積，勘探方按照面積支付給乙方勘探費(fèi)用。未滿覆蓋區(qū)域是覆蓋次數(shù)漸減帶區(qū)域，設(shè)計(jì)者在此區(qū)域內(nèi)布設(shè)炮點(diǎn)、檢波點(diǎn)，以保證滿覆蓋區(qū)域邊界處達(dá)到滿覆蓋次數(shù)，最大的炮點(diǎn)、檢波點(diǎn)面積為施工面積。(2)平均覆蓋次數(shù):將獲取三維地震資料的區(qū)域面積按照網(wǎng)格(面元)進(jìn)行劃分，如地震采集的觀測(cè)方式為6L×4S×120，每放一炮共計(jì)720個(gè)地震道接收，每接收一道地震信息，獲取地下地震反射一次，即覆蓋次數(shù)為一次。(地震采集總炮數(shù)×每炮的地震道接收總數(shù))÷網(wǎng)格(面元)數(shù)，得到每個(gè)面元內(nèi)的射線數(shù)目，即為平均覆蓋次數(shù)。地震資料面積內(nèi)的平均覆蓋次數(shù)越高，則未滿覆蓋區(qū)域面積占總資料面積的比值越小，勘探能效越高。

1部署區(qū)域面積大小與采集指標(biāo)分析

根據(jù)三維地震特定觀測(cè)系統(tǒng)，地震勘探部署區(qū)域按照微型、中型、大型的矩形面積進(jìn)行數(shù)據(jù)采集(表1)，滿覆蓋區(qū)域面積、未滿覆蓋區(qū)域面積、地震資料面積表現(xiàn)出各自的變化規(guī)律，滿覆蓋區(qū)域面積與其占地震資料面積百分比的變化規(guī)律為對(duì)數(shù)函數(shù)(圖3)，滿覆蓋區(qū)域面積相對(duì)于地震資料面積而言，其變化規(guī)律為二次函數(shù)(圖4)。若滿覆蓋區(qū)域面積為12.32km2，未滿覆蓋區(qū)域面積為54.88km2，勘探滿覆蓋區(qū)域面積占未滿覆蓋區(qū)域面積的22.45%;當(dāng)滿覆蓋區(qū)域面積擴(kuò)大到214.32km2，未滿覆蓋區(qū)域面積為118.98km2，勘探滿覆蓋區(qū)域面積占未滿覆蓋區(qū)域面積的180.13%。因此，當(dāng)滿覆蓋區(qū)域面積逐漸增大時(shí)，未滿覆蓋區(qū)域面積也隨之緩慢增大，但滿覆蓋區(qū)域面占未滿覆蓋區(qū)域面積的百分比提高更快，相對(duì)于滿覆蓋區(qū)域面積而言，未滿覆蓋區(qū)域面積逐漸縮小，在區(qū)域面積內(nèi)不必部署更多的炮點(diǎn)、檢波點(diǎn)數(shù)，從而可以提高地震勘探的能效。對(duì)于特定的勘探部署區(qū)域面積，由勘探目標(biāo)層深度選擇觀測(cè)系統(tǒng)的最大排列長(zhǎng)度(最大偏移距)，在炮點(diǎn)距、接收道間距、炮線距、接收線距相同的情況下，由滿覆蓋區(qū)域面積占地震資料面積的百分比變化關(guān)系①(圖5)可知，目標(biāo)層深度越深，則最大排列長(zhǎng)度越長(zhǎng)(一般最大排列長(zhǎng)度Xmax≈目標(biāo)層深度)，未滿覆蓋區(qū)域面積及未滿覆蓋區(qū)域面積的長(zhǎng)度(邊長(zhǎng))增大，一般接收線方向(縱向)上的未滿覆蓋區(qū)域面積及長(zhǎng)度比炮線方向(橫向)增長(zhǎng)較快，當(dāng)最大排列長(zhǎng)度為3000m時(shí)，滿覆蓋區(qū)域面積占地震資料面積的百分比越低，在未滿覆蓋區(qū)域面積內(nèi)需要部署更多的炮點(diǎn)、檢波點(diǎn)，使得采集成本越高。

2部署區(qū)域形狀與采集指標(biāo)分析

圖6a是“口”形布設(shè)區(qū)域，為了分析不同區(qū)域形狀對(duì)采集指標(biāo)的影響，在保證區(qū)域面積相同的前提下，將3個(gè)小矩形區(qū)域(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)沿縱向、橫向移動(dòng)，放置在特定區(qū)域(ⅰ、ⅱ、ⅲ)，將原先的“口”形區(qū)域重新組合成面積相同、形狀各異的部署區(qū)域(圖6b、c)，此時(shí)勘探區(qū)域面積的拐點(diǎn)(圖6中的字母為拐點(diǎn))由4個(gè)增加到8個(gè)，分別對(duì)其進(jìn)行三維地震數(shù)據(jù)采集，三維地震部署區(qū)域與采集參數(shù)、工作量對(duì)照如表2所示。在采集參數(shù)相同的情況下，不同區(qū)域形狀的未滿覆蓋區(qū)域面積、地震資料面積、滿覆蓋區(qū)域面積與地震資料面積的比值各不相同，布設(shè)區(qū)域拐點(diǎn)數(shù)越少，則地震資料面積、未滿覆蓋區(qū)域面積越小，在未滿覆蓋區(qū)域內(nèi)部署的炮點(diǎn)、檢波點(diǎn)數(shù)目越少，提高了勘探能效;反之，布設(shè)區(qū)域形狀拐點(diǎn)數(shù)越多(圖6b、c)，未滿覆蓋區(qū)域面積越大，CMP面元內(nèi)的平均覆蓋次數(shù)越低，在未滿覆蓋區(qū)域內(nèi)需要部署更多的炮點(diǎn)、檢波點(diǎn)數(shù)，從而降低了勘探能效。其次，在勘探部署區(qū)域面積相同的情況下，垂直地震測(cè)線方向增加區(qū)域面積(圖6c)，需要增加額外的接收線，使得地震采集的區(qū)域邊界問(wèn)題更加突出，在未滿覆蓋區(qū)域面積內(nèi)需要部署較多的炮點(diǎn)、檢波點(diǎn)，勘探能效更低。第三，炮密度差異與拐點(diǎn)沒有直接關(guān)系，主要差異由縱橫向的炮點(diǎn)距(橫向炮點(diǎn)距為50m，縱向炮點(diǎn)距為200m)不對(duì)稱造成的，同時(shí)，炮密度的高低間接地反映了勘探能效。

3勘探面積縱橫比與采集指標(biāo)分析

將地震勘探的滿覆蓋區(qū)域分解成面積相同、縱橫比不同的矩形(表3)，在采集參數(shù)相同的情況下，矩形面積的縱橫比大于1時(shí)，地震資料面積、未滿覆蓋區(qū)域面積逐漸減小，并趨于穩(wěn)定(地震資料面積在6～7km2之間變化，未滿覆蓋區(qū)域面積在3～4km2之間變化);矩形面積的縱橫比小于1時(shí)，地震資料面積、未滿覆蓋區(qū)域面積逐漸增大(地震資料面積在7～12km2之間變化，未覆蓋區(qū)域面積在4～8km2之間變化)?？v橫比越小，其差異越明顯(圖7)，為了使勘探區(qū)域邊界達(dá)到滿覆蓋，在未滿覆蓋區(qū)域面積內(nèi)需要布設(shè)更多的炮點(diǎn)、檢波點(diǎn)，會(huì)增高成本。因此，對(duì)于特定的勘探區(qū)域面積，地震采集工程設(shè)計(jì)應(yīng)盡量在勘探區(qū)域較長(zhǎng)邊長(zhǎng)方向布設(shè)測(cè)線，減少接收測(cè)線的條數(shù)，以提高勘探能效。

4勘探區(qū)塊銜接與采集指標(biāo)分析

以某油田三維地震勘探為例(圖8)，A工區(qū)和B工區(qū)為不同年度施工的相鄰三維地震勘探區(qū)域，從勘探部署設(shè)計(jì)及采集參數(shù)來(lái)看，相鄰勘探區(qū)域的測(cè)線方位角保持一致，且觀測(cè)方式(8L×8S/360磚墻式)、面元尺寸(15m×30m)、覆蓋次數(shù)(72次)基本相同。由于在相鄰區(qū)域的邊界處理時(shí)沒有更多地考慮工程設(shè)計(jì)的銜接問(wèn)題，為保證邊界滿覆蓋次數(shù)，在未滿覆蓋區(qū)域內(nèi)各自都布設(shè)了炮點(diǎn)、檢波點(diǎn)，采用甩道施工，使得重復(fù)區(qū)域的炮密度增加了一倍(圖8a)，覆蓋次數(shù)由A、B工區(qū)的72次逐漸過(guò)渡到重復(fù)區(qū)域最高達(dá)136次(圖8b)。按照上述設(shè)計(jì)進(jìn)行地震采集，對(duì)于經(jīng)濟(jì)、技術(shù)一體化的勘探模式存在以下幾點(diǎn)不足:首先造成采集成本的直接增加，A工區(qū)滿覆蓋資料面積為201.132km2，設(shè)計(jì)炮點(diǎn)數(shù)為16856炮;B工區(qū)滿覆蓋資料面積為240.000km2，設(shè)計(jì)炮點(diǎn)數(shù)為21480炮。重復(fù)面積達(dá)91.58km2，以炮密度為56.92炮/km2進(jìn)行計(jì)算，炮點(diǎn)重復(fù)5212炮，占A工區(qū)總炮點(diǎn)數(shù)的30.9%，占B工區(qū)總炮點(diǎn)數(shù)的24.26%。其次增加的覆蓋次數(shù)(重復(fù)區(qū)域)主要在相鄰區(qū)塊的邊界，對(duì)主體構(gòu)造的地震資料信噪比沒有任何改善［18－19］。第三，盡管重復(fù)區(qū)域面元內(nèi)的覆蓋次數(shù)比設(shè)計(jì)要高，但受兩套觀測(cè)系統(tǒng)影響，炮點(diǎn)、檢波點(diǎn)連通性差，高斯—賽德爾迭代法計(jì)算延遲時(shí)［19］，仍然按照各自的觀測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算，邊界效應(yīng)引起的靜校正量誤差較大，容易產(chǎn)生不同勘探工區(qū)(地震剖面)的閉合問(wèn)題［20］。

5結(jié)論與建議

通過(guò)三維地震勘探部署設(shè)計(jì)與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析，從勘探部署、地震采集工程設(shè)計(jì)、勘探經(jīng)濟(jì)效率等方面進(jìn)行綜合分析，提出如下建議:(1)從部署區(qū)域面積大小與采集能效考慮，地震采集的滿覆蓋區(qū)域面積占地震資料面積的百分比必須提高到60%以上，對(duì)于深度在3000m以下的勘探目標(biāo)層，勘探部署區(qū)域面積至少在200km2以上，目標(biāo)層越深，則勘探部署區(qū)域面積應(yīng)越大，勘探能效越高。(2)勘探部署區(qū)域面積盡可能減少拐點(diǎn)數(shù)，既有利于提高地震采集能效，又有利于相鄰勘探區(qū)塊的對(duì)接。(3)部署區(qū)域面積的縱橫比為0.7～1.5時(shí)，勘探能效較高。三維地震測(cè)線盡量沿部署區(qū)域的長(zhǎng)邊方向布設(shè)，減少接收線的條數(shù)，提高地震采集效率。(4)做好三維地震滾動(dòng)勘探部署的整體規(guī)劃設(shè)計(jì)，保持各相鄰區(qū)塊的銜接方向，在邊緣處理時(shí)，盡量接納相鄰工區(qū)和以往的炮點(diǎn)、檢波點(diǎn)數(shù)據(jù)，一方面減少地震資料的重復(fù)采集或消除地震資料的空白區(qū)，另一方面降低勘探費(fèi)用。(5)目前，油田三維地震勘探進(jìn)入二次滾動(dòng)開發(fā)階段，以往的三維地震勘探受采集設(shè)備、技術(shù)的限制，剖面滿足不了精細(xì)地質(zhì)解釋的要求。在二次勘探設(shè)計(jì)時(shí)，采用部署、技術(shù)(采集、處理、解釋)、經(jīng)濟(jì)一體化的勘探模式，在不增加勘探費(fèi)用的前提下，通過(guò)觀測(cè)系統(tǒng)的融合來(lái)充分利用老地震資料，有利于勘探效率的提高和目標(biāo)的落實(shí)。

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［19］MikeCox著.反射地震勘探靜校正技術(shù)［M］.李培明，柯本喜譯.北京:石油工業(yè)出版社，2004:435－506.

篇7

上天容易入地難，這句話是說(shuō)由于地球內(nèi)部無(wú)法用直觀的方法進(jìn)行探索，因此探知地下世界非常艱難。但并非不可以去了解，我們可以通過(guò)對(duì)天然的山體、溝壑的觀測(cè)，理解一些地球內(nèi)部的構(gòu)造和地球本身的演化史。隨著人們對(duì)地球內(nèi)部地質(zhì)能源、礦藏的開發(fā)需求，以及對(duì)來(lái)自于地球內(nèi)部災(zāi)害的了解、預(yù)測(cè)以及控制的需求等，許多人工觀測(cè)地球內(nèi)部的方法被科學(xué)家提出，比如鉆井、重力、大地電磁等，在不同的尺度下來(lái)描述地球內(nèi)部。這里想向大家介紹的是一種基于人工激發(fā)地震波來(lái)探測(cè)地球內(nèi)部的結(jié)構(gòu)的方法——地震勘探。

什么是地震勘探

地震勘探方法（見圖1）是利用地震波在地球內(nèi)部傳播時(shí)，不同的物質(zhì)、構(gòu)造會(huì)對(duì)地震波進(jìn)行的改造不同，如反射、繞射、波動(dòng)幅度變化等，而識(shí)別這些變化就可以獲得地下的結(jié)構(gòu)、構(gòu)建物質(zhì)等信息。首先這種方法需要用人工震源來(lái)激發(fā)地震波，同時(shí)還需要能夠檢測(cè)這種震動(dòng)信息的傳感器，并將這些信息采集記錄下來(lái)，以便我們提取有關(guān)地球內(nèi)部因素引起的地震波變化信息，而這個(gè)提取過(guò)程就是對(duì)所采集到的地震資料進(jìn)行處理與解釋，最終的成果就可以比較真實(shí)可靠地描述地下界面起伏、介質(zhì)速度與密度、巖性、孔隙度等豐富的信息。

地震勘探與醫(yī)學(xué)中的CT方法有些類似，不過(guò)醫(yī)學(xué)CT用的是X射線，其波長(zhǎng)為數(shù)量級(jí)，是對(duì)人身體的某一部分成像，而地震勘探采用的是地震波，其波長(zhǎng)在數(shù)量級(jí)之間，其威像的對(duì)象是地球某一區(qū)域。醫(yī)學(xué)CT可以對(duì)身體進(jìn)行全方位的立體觀測(cè)，而地震勘探中的激發(fā)源與接收器一般情況下僅能放在地球的表面，因此后期的處理成像難度比醫(yī)學(xué)CT更具有挑戰(zhàn)性。

地震勘探方法經(jīng)過(guò)了近百年的發(fā)展，各種激發(fā)源、傳感器、記錄儀、信息處理方法、地球內(nèi)部重構(gòu)方法越來(lái)越成熟。但隨著地下礦藏勘探、開發(fā)的不斷深入和了解地球內(nèi)部本身結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的迫切需求，精細(xì)勘探、深挖細(xì)查的勘探任務(wù)越來(lái)越重，比如，為了較好地解決復(fù)雜斷塊分布、地下介質(zhì)巖性識(shí)別、低信噪比地區(qū)成像以及地下目標(biāo)體動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等難題。目前，地震勘探方法已走向了寬頻、寬方位、高密度的高精度地震勘探階段。

寬頻地震勘探

寬頻地震勘探主要為了提高地震資料對(duì)地下介質(zhì)的分辨能力，可分為垂向分辨率與橫向（或水平方向）分辨率。垂向分辨率為地震資料對(duì)地質(zhì)體厚度的分辨能力，橫向分辨率是對(duì)地質(zhì)體長(zhǎng)短與寬窄的分辨能力。由于地震波是各種不同頻率和振幅的簡(jiǎn)諧波的疊加，實(shí)際地震波的波形包含著多種波長(zhǎng)的波，短波長(zhǎng)的波疊加在較長(zhǎng)波長(zhǎng)的波上（形態(tài)如圖2所示），波形的胖瘦直接影響地震資料的垂向分辨能力，波形越“胖”其分辨地質(zhì)體厚度的能力越差，反之則越好。而地震波波形的“胖”、“瘦”取決于地震波的頻帶，由圖2可以清楚地看出頻帶越寬，波形越“瘦”，因此地震波頻率成分的拓寬有助于實(shí)現(xiàn)更小尺度地質(zhì)體的識(shí)別。也就是說(shuō)，要認(rèn)識(shí)更細(xì)節(jié)的地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)需要寬頻地震波。

這里所說(shuō)的寬頻是一個(gè)相對(duì)概念，比如常規(guī)勘探中主要目的層頻帶在8—60Hz之間，如第二次高精度勘探的頻帶在4~80Hz之間，我們就可認(rèn)為第二勘探為寬頻勘探。從提高分辨率角度而言，信號(hào)向低頻端與高頻端拓展都十分重要，但超低頻和超高頻信號(hào)的獲取難度都很大，首先受激發(fā)源高頻能量的限制、地層本身的響應(yīng)和地層對(duì)高頻信號(hào)的嚴(yán)重衰減，加上環(huán)境噪音的影響，獲取可靠超高頻率信號(hào)的難度很大，特別是深層的地震信號(hào)。而對(duì)于超低頻率的信號(hào)獲取同樣也遇到了相應(yīng)的瓶頸，但由于超低頻率（3Hz以下）地震信號(hào)在地層中傳播的衰減要遠(yuǎn)小于高頻地震波，而且對(duì)上覆高速巖層的穿透力要比高頻信號(hào)強(qiáng)，超低頻率地震信號(hào)有利于在深層和特殊區(qū)域如火成巖覆蓋區(qū)、高速鹽下區(qū)域的觀測(cè)。而從地震反演（英文為seismlclnversion，是利用地表觀測(cè)地震資料，以已知地質(zhì)規(guī)律和鉆井、測(cè)井資料為約束，對(duì)地下巖層空間結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)進(jìn)行成像的過(guò)程，廣義的地震反演包含了地震處理解釋的整個(gè)內(nèi)容。通俗地講就是由地震為基礎(chǔ)加上其他條件為約束推測(cè)出地層巖性構(gòu)造的過(guò)程叫地震反演）的角度來(lái)看，低頻信息更為重要，寬頻資料，尤其是低頻更有利于成像精度提高（保真度和分辨率）、屬性提取、微震監(jiān)測(cè)、流體活動(dòng)監(jiān)測(cè)。中國(guó)石油東方地球物理公司自主研制低頻可控震源激發(fā)的低頻地震信號(hào)為3Hz，是目前國(guó)際上唯一達(dá)到這一技術(shù)指標(biāo)的大噸位低頻可控震源，在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用中見到了非常好的效果，目前能夠?qū)崿F(xiàn)的地震波頻寬已達(dá)到了6個(gè)倍頻程以上(1.5Hz—160Hz)，極大地提高了地震波描述地下地質(zhì)體的能力。

寬頻震源可有效地激發(fā)寬頻地震信號(hào)，但現(xiàn)在常規(guī)模擬檢波器在低頻端的響應(yīng)卻是不盡如人意，一般低于6-10Hz的地震波是不能被真實(shí)的記錄下來(lái)的。盡管近幾年已研發(fā)出一種數(shù)字檢波器，其頻率和相位均呈線性響應(yīng)，頻率響應(yīng)達(dá)1800Hz，具有很大的動(dòng)態(tài)范圍(>105dB)，低畸變0.003%(-91dB)。而模擬檢波器檢波器畸變達(dá)0 .03%(-71dB)，其性能明顯優(yōu)于常規(guī)模擬檢波器，但其穩(wěn)定性差，造價(jià)很高，并且易損，不利于推廣應(yīng)用。因此寬頻帶的檢波器研發(fā)也是必要的，目前進(jìn)展很快，相信不久的將來(lái)就能解決這一個(gè)問(wèn)題。當(dāng)前的解決方案是一種常規(guī)檢波器接收低頻信號(hào)的補(bǔ)償技術(shù)，基本可以滿足寬頻勘探的信號(hào)接收條件。

高密度地震勘探

高密度地震勘探主要體現(xiàn)在較高的空間觀測(cè)點(diǎn)密度，這一點(diǎn)就相當(dāng)于照相機(jī)的像素，像素越大所拍攝照片就越清晰，在進(jìn)行圖像放大時(shí)就不會(huì)失真。以實(shí)現(xiàn)對(duì)被接收到的所有信息進(jìn)行充分采樣，更大程度上保持對(duì)地下介質(zhì)信息變化追蹤的連續(xù)性，以便真實(shí)地恢復(fù)和重構(gòu)地震信息；而對(duì)稱均勻觀測(cè)也是高密度地震勘探必要的觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)方式，其目的是減少觀測(cè)信息不均帶來(lái)的地震信息失真；這些勘探方法的變化進(jìn)一步提高了地震資料的信噪比、分辨率與保真度，從而較大幅度地提高了地震資料對(duì)地下地質(zhì)體細(xì)節(jié)的描述能力。

寬方位地震勘探

由于地下地質(zhì)體一般都是三維空間分布的，所以為了更清晰、更準(zhǔn)確地觀測(cè)地球內(nèi)部的細(xì)節(jié)，在布設(shè)激發(fā)點(diǎn)、接收點(diǎn)時(shí)，總是希望能接收到來(lái)自目標(biāo)體各個(gè)方位上返回的信息，這就是我們現(xiàn)在追求寬方位、甚至全方位地震勘探的目的。但地震勘探很難做到像醫(yī)學(xué)CT那樣做到全方為立體的觀測(cè)。圖3為地震資料經(jīng)過(guò)不同方位處理后獲得的地下斷裂系統(tǒng)分布圖，如果僅用某一方位的資料，就不能全面掌握該區(qū)斷層發(fā)育情況。

寬頻、寬方位、高密度地震勘探的作用

寬頻寬方位高密度采集到地震資料經(jīng)過(guò)后期復(fù)雜的處理過(guò)程后可以得到高信噪比、高分辨率、高保真的三維地震成像數(shù)據(jù)體。圖4為某探區(qū)寬頻寬方位高密度采集的最終成像剖面，上圖為常規(guī)采集方法的最終成像剖面，其掃描頻率為8—76Hz；下圖為寬頻寬方位高密度采集得到最終成像剖面，其采集掃描頻率為( 15-96Hz)。剖面中的同相軸一般都表示地下巖層的邊界，我們可以看出下圖同相軸更細(xì)，這就說(shuō)明其分辨能力要明顯高于上圖，紅色箭頭所指的位置為地下鹽丘的邊界，在下圖中可清晰可見，而上圖有些模糊不清。

充分利用寬頻寬方位高密度三維地震資料較高的縱橫向分辨率，可識(shí)別垂向難以分辨的薄砂體；將沉積學(xué)與地震屬性處理相結(jié)合可預(yù)測(cè)砂體的空間展布與演化；利用儲(chǔ)層反演等方法與技術(shù)可預(yù)測(cè)儲(chǔ)層與流體的性質(zhì)及有關(guān)目標(biāo)地質(zhì)體的巖性。目前已有很多非常有效的判別方法來(lái)識(shí)別與分辨地震波信息與地球內(nèi)部介質(zhì)信息各種關(guān)系；一旦確認(rèn)地震信息與地下介質(zhì)的屬性相關(guān)性，其中包括地下構(gòu)造形態(tài)、斷層分布、地下介質(zhì)巖性物性、流體含量以及孔隙度等屬性，那么借助于三維可視化技術(shù)就可以形成該屬性的空間分布，這樣地下介質(zhì)將被多彩的呈現(xiàn)在我們的面前。圖5就展示了利用地震信息識(shí)別不同的地下介質(zhì)特征體，從圖5A地震波體曲率信息上可以較清晰地辨認(rèn)出該區(qū)有生物礁相沉積；圖5B顯示在地震波信息相干切片上可以很容易地識(shí)別曲流河、小斷層，斷層的展布方向和接觸關(guān)系明確清晰。同時(shí)，如果將這些信息進(jìn)行地質(zhì)年代標(biāo)定，我們就可以探索幾百萬(wàn)年甚至幾億年以前地球是什么樣的，同時(shí)我們也可以發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)地下埋藏的礦藏，以便于更好地利用。

另外，根據(jù)地震信息還能對(duì)地球內(nèi)部運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)檢測(cè)，也就是說(shuō)可以對(duì)大斷裂、火山、近地表等的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而預(yù)測(cè)地質(zhì)災(zāi)害，控制災(zāi)害帶來(lái)的損失，有些甚至可以采取措施進(jìn)行控制，延遲或消除災(zāi)害的發(fā)生。

篇8

[關(guān)鍵詞]地震采集方法；觀測(cè)系統(tǒng)；采集裝備；波動(dòng)理論；多波多分量；

中圖分類號(hào)：TE21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）29-0271-02

地震采集方法是@得地下油氣藏地震屬性信息的手段，是識(shí)別油氣藏有效的、經(jīng)濟(jì)和重要的一項(xiàng)技術(shù)。為適應(yīng)國(guó)內(nèi)外勘探形勢(shì)的需要，地震采集技術(shù)伴隨著油氣開發(fā)技術(shù)的發(fā)展而不斷完善和提高。尤其是近幾年其它領(lǐng)域新的硬件和軟件技術(shù)的引入，地震采集方法進(jìn)步的步伐有所加快，帶來(lái)了采集理念、觀測(cè)方式、地震資料數(shù)量和質(zhì)量上的深刻變化，從而獲得更多、更精確、更可靠的關(guān)于地下介質(zhì)和油藏的信息，進(jìn)一步發(fā)揮地震采集方法在油氣勘探開發(fā)中的重要作用。

1 地震采集方法的進(jìn)展

1.1 地震勘探方法更加精細(xì)化

隨著勘探理念的不斷加深，研究手段的不斷更新，有力的推進(jìn)了隱蔽油藏勘探不斷向縱深發(fā)展，進(jìn)而形成了高精度地震勘探方法。無(wú)論是高精度勘探還是山地勘探，新技術(shù)（如基于地質(zhì)目標(biāo)的設(shè)計(jì)技術(shù)、基于CRP的優(yōu)化采集設(shè)計(jì)技術(shù)、新型震源技術(shù)、GPS衛(wèi)星定位技術(shù)以及近地表結(jié)構(gòu)精細(xì)調(diào)查技術(shù)）廣泛應(yīng)用。信息技術(shù)也開始在地震生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用，如基于數(shù)字衛(wèi)星照片的觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)。在觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，勝利物探也形成了一套自己的技術(shù)系列。

（1）地震勘探資料采集設(shè)計(jì)技術(shù)。主要包括灘淺海過(guò)渡帶無(wú)縫拼接觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)、基于雙復(fù)雜條件的觀測(cè)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)、基于疊前成像的觀測(cè)系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)技術(shù)。

（2）可控震源高效采集觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)。主要包括可控震源低頻信號(hào)設(shè)計(jì)技術(shù)、滑動(dòng)掃描諧波壓制技術(shù)、同步滑動(dòng)掃描鄰炮干擾去除技術(shù)。

海上氣槍激發(fā)朝多槍組合方向發(fā)展，槍陣越來(lái)越大。并且為了消除氣泡效應(yīng)，提高激發(fā)質(zhì)量，使用不同的長(zhǎng)度、寬度和不同組合形狀的組合。同時(shí)為了改進(jìn)記錄品質(zhì)和抑制虛反射，用于衰減檢波點(diǎn)處產(chǎn)生的虛反射和混響波的方法。勝利物探經(jīng)過(guò)一系列的科技攻關(guān)和實(shí)踐，發(fā)展和形成了成熟的灘淺海地震采集技術(shù)系列，整體上達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。通過(guò)這些技術(shù)的配套應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了陸-灘-海資料的無(wú)縫連接。其中一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)―雙檢OBC“鳴震”壓制技術(shù)，利用雙檢電纜中的速度、壓電檢波器的方向性差異，可以補(bǔ)償壓電檢波器的頻率缺失。由于受到陸地觀測(cè)系統(tǒng)獨(dú)立同步源（ISS）采集成功的啟發(fā)，BP在墨西哥灣亞特蘭蒂斯現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了第一次海洋獨(dú)立同步源（ISS）采集試驗(yàn)。

1.2 采集裝備發(fā)展迅速

在勘探地震采集方面，采集裝備的發(fā)展極大地促進(jìn)了地震采集技術(shù)的進(jìn)步。以超萬(wàn)道地震儀、數(shù)字檢波器為代表的單點(diǎn)接收、單點(diǎn)震源成為一種新的采集概念并推動(dòng)了物探技術(shù)的革命性發(fā)展；以3DVSP、井下采集震源與接收裝備為代表的開發(fā)地震采集裝備推動(dòng)了油藏地球物理技術(shù)的發(fā)展。

在陸上，大噸位（30T）可控震源廣泛使用，實(shí)現(xiàn)在有利與環(huán)保的條件下，產(chǎn)生更大的能量和更高精度的震源子波，有利于深層目標(biāo)勘探和高分辨率勘探。出現(xiàn)的滑動(dòng)掃描技術(shù)，改變了可控震源施工效率低下的不足，極大地提高了施工效率。檢波器的畸變水平降至0.02%，數(shù)字檢波器以及數(shù)字三分量檢波器開始投入使用，光纖檢波器也取得較大進(jìn)展，檢波器性能的提高使動(dòng)態(tài)范圍由傳統(tǒng)的60dB左右，提高到90dB左右，甚至達(dá)到100dB，與地震儀器的動(dòng)態(tài)范圍相近，使整個(gè)地震采集系統(tǒng)的實(shí)際動(dòng)態(tài)提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)。地震采集儀器也出現(xiàn)很大進(jìn)展，24位儀器全部應(yīng)用，超多道儀器（海上達(dá)到8萬(wàn)道、陸上達(dá)到5萬(wàn)道）出現(xiàn)并開始使用，不僅大規(guī)模使用Sercel408UL采集系統(tǒng)，也出現(xiàn)了SSC固體電纜采集系統(tǒng)；勝利油田自己研制的陸用壓電檢波器、新型特殊震源也達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

無(wú)纜地震采集系統(tǒng)是地球物理服務(wù)公司滿足高密度采集、高道數(shù)采集需求的理想設(shè)備。目前，無(wú)纜采集系統(tǒng)已經(jīng)受到很多地球物理服務(wù)公司的關(guān)注，CGG-Veritas、ION、Fairfield等公司一直致力于陸上無(wú)纜地震采集設(shè)備和技術(shù)研究。在近幾年的SEG年會(huì)上，各大物探裝備制造商也相繼推出了陸上無(wú)纜地震儀系統(tǒng)。英國(guó)VIBTECH公司自從2006年被SERCEL收購(gòu)后，原來(lái)的無(wú)線儀器IT系統(tǒng)被改名為Unite，目前SERCEl將其與428系統(tǒng)整合，推出了一個(gè)強(qiáng)大的無(wú)線地震儀系統(tǒng)；美國(guó)的I-Seis和OYOGeospace公司也已推出無(wú)纜地震儀，其原理與SercelUnit和IONFireFly系統(tǒng)非常相似。陸上地震采集將迎來(lái)一場(chǎng)革命，無(wú)纜采集將引領(lǐng)新一代陸上地震勘探技術(shù)發(fā)展的潮流。

1.3 應(yīng)用軟件作用和范圍越來(lái)越大

數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)和質(zhì)量管理水平大幅提高，基于正演模擬的設(shè)計(jì)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用。克浪公司開發(fā)的地震采集工程軟件系統(tǒng)KLseis7.0版本，較以前相比有兩個(gè)方面進(jìn)展明顯：一是增加了轉(zhuǎn)換波三維折射靜校正功能，更適應(yīng)目前三維地震勘探的使用；二是通過(guò)三維可視化技術(shù)的開發(fā)，提升了三維設(shè)計(jì)的技術(shù)水平，即三維觀測(cè)系統(tǒng)立體設(shè)計(jì)。目前，綠山現(xiàn)在正式了64位版本的MESA設(shè)計(jì)軟件Mesa12.01，可以用樹狀視圖來(lái)控制數(shù)據(jù)的顯示，在模型構(gòu)建（ModelBuilder）加入了根據(jù)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算速度和密度的工具，并能自動(dòng)連接構(gòu)造頂部來(lái)協(xié)助定義模型層位（modelhorizons）。

數(shù)據(jù)采集質(zhì)量控制（QC）日益重視，記錄期間的前期計(jì)劃、現(xiàn)場(chǎng)處理和實(shí)時(shí)QC管理等步驟組成的綜合性現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化措施，有效地減少了作業(yè)時(shí)間。目前QC管理正在朝著實(shí)時(shí)量化地震測(cè)量結(jié)果和屬性分析方向發(fā)展。2014年地球物理公司研制的瑞朗軟件能做到實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)野外資料，此外，衛(wèi)星通訊技術(shù)的進(jìn)步，明顯加強(qiáng)了通過(guò)作業(yè)隊(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)控對(duì)陸上作業(yè)的有效控制能力。

1.4 基于波動(dòng)理論涉足地震設(shè)計(jì)

在基礎(chǔ)理論研究方面，開始利用計(jì)算機(jī)正演模擬技術(shù)、物理模擬技術(shù)研究復(fù)雜介質(zhì)中波動(dòng)理論。采用基于射線理論的射線追蹤法的正演模擬，這不能很好地適應(yīng)指導(dǎo)數(shù)據(jù)采集、分析的要求，應(yīng)用波動(dòng)方程數(shù)值解，例如：Kirchhoff積分法、有限差分法、有限單元法、邊界單元法、虛譜法等，能夠保證正演模擬的作用得到充分的發(fā)揮。

1.5 多分量地震勘探廣泛開展

多分量資料的矢量地震波的理論研究成為多波多分量地震發(fā)展的必然趨勢(shì)，對(duì)簡(jiǎn)單各向異性介質(zhì)的研究也將深入到對(duì)復(fù)雜各向異性介質(zhì)的研究。海上多分量地震勘探的快速l展，使多分量的采集、處理實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化，也促進(jìn)陸上多分量地震勘探技術(shù)的發(fā)展。

SeaBedGeophysical公司推出獨(dú)特的CASE（Cable-lessSeismic）系統(tǒng)。其最大特色是便于操作和后續(xù)數(shù)據(jù)處理。CASE系統(tǒng)基于自動(dòng)節(jié)點(diǎn)管理的概念，具有成本效益比合理、靈活性高、能提高現(xiàn)有系統(tǒng)資料質(zhì)量的特點(diǎn)?？柤永锎髮W(xué)彈性波勘探地震研究組（CREWES）提出一種“4C-3DOBC勘探設(shè)計(jì)中的DSCP面元?jiǎng)澐址ā保艽_定相同炮檢距轉(zhuǎn)換點(diǎn)的深度變化位置。它不僅適用于海上3D×4C地震的測(cè)量設(shè)計(jì)，也為陸上3D×3C測(cè)量指明了方向。他們還在集中力量開發(fā)利用P-S射線路徑的固有不對(duì)稱性，以優(yōu)化3D×3C測(cè)量的設(shè)計(jì)。

1.6 處理技術(shù)趨于多元化

處理方面，在復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)地區(qū)，迭后時(shí)間偏移已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際勘探的要求。反褶積、水平迭加和迭后偏移構(gòu)成的常規(guī)時(shí)間域處理技術(shù)只能解決構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單的地質(zhì)體成像。而解決復(fù)雜構(gòu)造成像的最有效手段之一，是基于真實(shí)反應(yīng)地球介質(zhì)速度分布的速度―深度模型的迭前深度偏移成像，以與采集的大量高精度地震數(shù)據(jù)體相適應(yīng)。近年來(lái)，迭前時(shí)間偏移、迭前深度偏移已成為地震資料處理的常規(guī)項(xiàng)目。

在迭前深度偏移技術(shù)不斷發(fā)展，在國(guó)內(nèi)外出現(xiàn)了波動(dòng)方程為基礎(chǔ)的迭前深度偏移軟件和技術(shù)。美國(guó)的VERITAS公司和GDC公司都推出了波動(dòng)方程迭前深度偏移的技術(shù)和軟件。

2 地震勘探行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

國(guó)際各大物探公司為保持在國(guó)際市場(chǎng)上的領(lǐng)先地位，紛紛通過(guò)并購(gòu)、重組進(jìn)行市場(chǎng)、資源的爭(zhēng)奪和劃分，以取得更大的競(jìng)爭(zhēng)能力，避免行業(yè)內(nèi)的惡性競(jìng)爭(zhēng)，實(shí)行行業(yè)利潤(rùn)保護(hù)。形成了物探行業(yè)如下發(fā)展趨勢(shì)：

（1）深?？碧綄⒊蔀榻窈笫晔澜缥锾绞袌?chǎng)的主要業(yè)務(wù)增長(zhǎng)點(diǎn)。1998-2003年，世界海洋物探支出年增長(zhǎng)13%，是增長(zhǎng)最快的物探領(lǐng)域。由于陸上勘探已趨成熟，世界各大物探公司對(duì)海上物探的前景普遍看好。

（2）非洲、拉美、中東繼續(xù)成為國(guó)際物探市場(chǎng)的熱點(diǎn)地區(qū)。隨著實(shí)施石油工業(yè)對(duì)外開放政策的國(guó)家日益增多，世界油氣勘探活動(dòng)更大規(guī)模地向未成熟的非洲、拉丁美洲等地區(qū)轉(zhuǎn)移。

（3）對(duì)技術(shù)創(chuàng)新的要求越來(lái)越高。由于世界油氣新探區(qū)的施工難度越來(lái)越大（如深海區(qū)域），對(duì)技術(shù)的要求越來(lái)越高。世界大物探公司為了占領(lǐng)市場(chǎng)、提高競(jìng)爭(zhēng)能力、降低成本和提高盈利能力，對(duì)技術(shù)創(chuàng)新越來(lái)越重視。技術(shù)創(chuàng)新已成為確保競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的重要條件。

（4）物探作業(yè)能力將繼續(xù)向少數(shù)大物探公司集中。1993年以來(lái)，世界地球物理公司之間的聯(lián)合與兼并，使物探公司數(shù)量減少了21%，從80個(gè)減少到了63個(gè)。這種集中趨勢(shì)在海上物探領(lǐng)域尤為明顯，最大的兩家公司（西方地球物理-GECO、法國(guó)地球物理公司）擁有大約80%的海上作業(yè)能力和40%的陸上作業(yè)能力。而且，世界各大地球物理公司都在致力于發(fā)展自身的綜合服務(wù)能力或一體化服務(wù)能力，以適應(yīng)未來(lái)市場(chǎng)的需求。而一體化的服務(wù)能力要求企業(yè)有更多的資金投入和具有一定的規(guī)模，這會(huì)有助于鞏固大物探公司的競(jìng)爭(zhēng)地位，同時(shí)增加其他物探公司進(jìn)入市場(chǎng)的難度。

（5）多用戶勘探形式逐漸發(fā)展?？碧椒?wù)公司根據(jù)自己的發(fā)展戰(zhàn)略，首先確定有潛力油氣資源地區(qū)，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的勘探計(jì)劃，吸引有意向的油公司轉(zhuǎn)買作業(yè)成果，從而獲取工作資金。斯倫貝謝、CGG、VERITAS等國(guó)際服務(wù)公司此項(xiàng)作業(yè)區(qū)域和作業(yè)金額正在逐年增加。

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篇9

關(guān)鍵詞：地震勘查 反射方法 高分辨率

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，礦產(chǎn)資源需求與保障能力之間的矛盾日益突出，金屬礦勘查已成為當(dāng)前地質(zhì)工作的重要任務(wù)。找礦深度的不斷增加，使得找礦難度也隨之加大，這就為地球物理勘查技術(shù)提供了發(fā)展空間。筆者較為全面地闡述了地震資源勘查技術(shù)的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀。這些方法技術(shù)是當(dāng)前礦產(chǎn)勘查有效的地球物理方法技術(shù)，或是近年來(lái)研發(fā)的新方法、新技術(shù)，在新一輪的礦產(chǎn)勘查中具有廣闊的應(yīng)用前景。但是，地球物理勘查觀測(cè)結(jié)果的多解性，又困擾著資料的正確推斷解釋，因此，如何正確選擇和合理運(yùn)用這些方法，充分發(fā)揮方法技術(shù)各自的優(yōu)勢(shì)，就顯得尤為重要。

一、地震技術(shù)的概念描述

地震技術(shù)，包括人工源激發(fā)的反射/折射和天然震源的層析成像等技術(shù)，是獲取地殼/上地幔深部結(jié)構(gòu)、物質(zhì)分布的核心技術(shù)，在人們認(rèn)識(shí)地球深部的過(guò)程中扮演著不可或缺的角色，許多重大地質(zhì)認(rèn)識(shí)和理論的產(chǎn)生都離不開地震技術(shù)的貢獻(xiàn)。在過(guò)去的幾十年里，世界上主要發(fā)達(dá)國(guó)家都相繼實(shí)施了大陸地震反射計(jì)劃，從上世紀(jì)70年代美國(guó)的COCORP（Brown et al.，1986）、80～90年代德國(guó)的DEKORP、法國(guó)的ECORS（Matthews and Smith，1987）、英國(guó)的BIRPS（Klemperer and Hobbs，1992），到最近十幾年加拿大的Lithoprobe（Wilson，2003）和澳大利亞的4D地球動(dòng)力學(xué)計(jì)劃（AGCRC）（Australia GeodynamicsCooperative Research Center，1998/1999）等。這些計(jì)劃已經(jīng)積累了數(shù)萬(wàn)千米的深地震反射剖面、海量的天然地震數(shù)據(jù)，剖面幾乎跨過(guò)了大陸上任何重要的構(gòu)造單元，如美國(guó)的阿巴拉契亞、西歐的萊茵地塹和世界屋脊青藏高原（Cook et al.1981；Brunetal.1 991： Zhao and Nelson，1993；Nelson and Zhao.1996）等，不僅提高了對(duì)這些構(gòu)造單元和從屬大陸演化的認(rèn)識(shí)，還極大推動(dòng)了地球科學(xué)的發(fā)展（董樹文等，2010）。

二、地震勘探技術(shù)問(wèn)題分析

我國(guó)石油、煤炭地震勘探技術(shù)整體上處于國(guó)際先進(jìn)水平，但從技術(shù)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的角度出發(fā)，也還存在著一些明顯的不足如下：缺少具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大型地震儀器裝備；商品化的國(guó)產(chǎn)地震處理解釋軟件有待升級(jí)與推廣；地震勘探新方法新技術(shù)的研發(fā)投入不足；地震采集處理解釋一體化的模式有待完善。為此，我國(guó)必須加大自主研發(fā)力度，向著更高層次邁進(jìn)。筆者認(rèn)為我國(guó)的資源勘查技術(shù)的發(fā)展可以向著如下的技術(shù)層次發(fā)展：高分辨、高可靠性、實(shí)時(shí)成像趨勢(shì)。在工程物探巨大市場(chǎng)需求的帶動(dòng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的推動(dòng)下，未來(lái)幾年工程物探技術(shù)與新儀器的開發(fā)將呈現(xiàn)良好的勢(shì)頭，開發(fā)水平將大大提高，新儀器將以高分辨、高可靠性、實(shí)時(shí)成像儀器為主流。精確的油藏表征是油藏管理及生產(chǎn)最大效率的關(guān)鍵步驟。油藏的靜態(tài)表征數(shù)據(jù)是地震數(shù)據(jù)孔隙度等，用作標(biāo)定的數(shù)據(jù)主要是VSP測(cè)井、鉆井等獲取的地質(zhì)數(shù)據(jù)，油藏的開發(fā)是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，因此靜態(tài)表征須向動(dòng)態(tài)表征過(guò)渡。在整個(gè)油田的開采過(guò)程中，靜態(tài)油藏特性如孔隙度、滲透率等和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)都將會(huì)得到更新。油藏模型已從最初的簡(jiǎn)單模型不斷優(yōu)化，指導(dǎo)整個(gè)油田的合理開采?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展，使得地震資料的處理和解釋的水平有了更進(jìn)一步的發(fā)展。新技術(shù)和新方法層出不窮，并將投入到實(shí)際的生產(chǎn)和應(yīng)用中。隨著油田勘探開發(fā)的深入，地球物理正從一種勘探工具向油藏描述和檢測(cè)工具過(guò)渡。大量的地震數(shù)據(jù)和地下的VSP測(cè)井和鉆井緊密結(jié)合，使我們能夠從地面數(shù)據(jù)中挖掘越來(lái)越多的地下信息。地球物理將伴隨著人們對(duì)地下資源的不斷需求而不斷發(fā)展。

三、地震資源勘查技術(shù)研究現(xiàn)狀

從單純的縱波勘探向多波勘探發(fā)展、從簡(jiǎn)單地表和淺水區(qū)向復(fù)雜地表和深水區(qū)發(fā)展、從常規(guī)地震采集向全數(shù)字精細(xì)地震采集發(fā)展、從窄方位角勘探向?qū)挿轿唤强碧桨l(fā)展、從三維勘探向四維勘探發(fā)展、從探查構(gòu)造圈閉向?qū)ふ译[蔽圈閉發(fā)展、從疊后成像向疊前成像處理發(fā)展、從時(shí)間域向深度域發(fā)展、從各向同性向各向異性發(fā)展、從疊后地震反演向疊前彈性反演發(fā)展、從油氣勘探向油藏開發(fā)延伸。隨著油氣勘探的對(duì)象越來(lái)越復(fù)雜，常規(guī)的水平層狀均勻介質(zhì)理論、各向同性理論、線性算法等地震勘探基礎(chǔ)理論存在明顯的不適應(yīng)性。新的地震勘探理論向傳統(tǒng)的均勻?qū)訝罱橘|(zhì)理論發(fā)起了>中擊。更加逼近真實(shí)地質(zhì)，地球物理?xiàng)l件的裂縫介質(zhì)、多相介質(zhì)、離散介質(zhì)、黏彈性介質(zhì)、各向異性及非線性算法等新理論逐漸發(fā)展并走向應(yīng)用。目前，無(wú)論是石油還是煤炭地震勘探的技術(shù)難度越來(lái)越大，可以用“低、深、難、隱”幾個(gè)特點(diǎn)來(lái)概括，這幾個(gè)特點(diǎn)反映到地震資料處理上，其特點(diǎn)表現(xiàn)為以水平、均勻、層狀介質(zhì)為假設(shè)的地震資料常規(guī)處理方法和軟件，已經(jīng)愈來(lái)愈不適應(yīng)復(fù)雜介質(zhì)條件的地震勘探資料處理，以往地震資料處理的一些關(guān)鍵模塊遇到了難題和挑戰(zhàn)，如復(fù)雜地表?xiàng)l件下的靜校正、陡傾角條件下的疊加與偏移、非均勻介質(zhì)條件下的動(dòng)校正等。目前正在向以疊前解釋為主與高精度疊加屬性分析相結(jié)合的全信息解釋發(fā)展。更準(zhǔn)確地刻畫構(gòu)造、更精細(xì)地預(yù)測(cè)儲(chǔ)層和更逼真地表征油藏，自動(dòng)化解釋技術(shù)推動(dòng)了全三維解釋技術(shù)的進(jìn)步物理和數(shù)學(xué)模型正演為準(zhǔn)確查明復(fù)雜構(gòu)造提供了支撐。高分辨率層序地層學(xué)和地震沉積學(xué)解釋成為巖性油氣藏解釋的新手段，疊前地震反演、多尺度資料聯(lián)合屬性分析，使儲(chǔ)層預(yù)測(cè)向更精細(xì)的方向發(fā)展。

篇10

[關(guān)鍵詞]煤田 地震勘探 觀測(cè)系統(tǒng) 工程設(shè)計(jì) 卓越工程師

[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2015）08-0146-02

“煤炭黃金十年”大大地推動(dòng)煤炭地質(zhì)事業(yè)的發(fā)展，尤其是煤田地震勘探技術(shù)的應(yīng)用和煤田三維地震勘探技術(shù)的普及推廣，為煤礦開采提供了更為有效的勘探手段和可靠的地質(zhì)依據(jù)。[1]同時(shí)也推動(dòng)了煤田地震勘探課程教學(xué)的改革與發(fā)展。我校資源勘查工程、地質(zhì)工程、水文及水資源工程、地球信息科學(xué)與技術(shù)及煤與煤層氣工程先后增加了煤田地震勘探教學(xué)內(nèi)容或煤田三維地震勘探課程。[2]受“卓越計(jì)劃”啟發(fā)，就傳統(tǒng)的煤田地震勘探教學(xué)談?wù)勛约旱目捶ā?/p>

一、細(xì)化專業(yè)理論教學(xué)，掌握知識(shí)點(diǎn)

針對(duì)二維地震勘探觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)教學(xué)，主要知識(shí)點(diǎn)包括以下幾方面：其一，深刻理解觀測(cè)系統(tǒng)概念、設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)及相關(guān)參數(shù)的計(jì)算公式。其二，理解地面的觀測(cè)方式與地下勘探的反射點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系，掌握利用綜合平面圖示法繪制觀測(cè)系統(tǒng)圖的要領(lǐng)，目的是對(duì)已知的觀測(cè)系統(tǒng)參數(shù)通過(guò)圖示的方法表達(dá)觀測(cè)系統(tǒng)中炮點(diǎn)、檢波點(diǎn)和排列的所有道，并確定滿覆蓋次數(shù)起止位置，會(huì)計(jì)算滿覆蓋次數(shù)的范圍。其三，設(shè)計(jì)的觀測(cè)系統(tǒng)在生產(chǎn)中如何實(shí)施。

（一）勘探深度與勘探的排列長(zhǎng)度之間的關(guān)系

勘探排列長(zhǎng)度與勘探深度一般是0.5～1.5倍的關(guān)系，視具體情況而定，主要依據(jù)以下計(jì)算公式來(lái)確定排列的參數(shù)。

設(shè)激發(fā)點(diǎn)移動(dòng)道數(shù)為r，覆蓋次數(shù)為n，儀器接收道數(shù)為N，S為與觀測(cè)系統(tǒng)有關(guān)的常數(shù)，單邊激發(fā)S=1，雙邊激發(fā)S=2；則有

r=NS / 2n

這里著重強(qiáng)調(diào)以下幾點(diǎn)：

1.雙邊激發(fā)就是一個(gè)排列不動(dòng)的情況下先后分別在兩端激發(fā)；

2.中間激發(fā)時(shí)S=2；儀器接收道數(shù)為N，與排列長(zhǎng)度有關(guān)，排列長(zhǎng)度≈目的層埋深；

3.煤田二維地震勘探在淺層地震地質(zhì)條件好的地區(qū)一般覆蓋次數(shù)n=12次；

4.煤田地震勘探目的層比較淺，故道距一般采用10米。

（二）地面觀測(cè)點(diǎn)與地下勘探目的層反射點(diǎn)之間的關(guān)系

大家知道地震勘探就是在地面進(jìn)行人工炸藥激發(fā)地震波向地下傳播，遇界面反射回地表，檢波器接受到信號(hào)傳輸儀器記錄下來(lái)。那么地面觀測(cè)點(diǎn)與地下界面的反射點(diǎn)之間的關(guān)系就是觀測(cè)系統(tǒng)。綜合平面圖是反映觀測(cè)系統(tǒng)關(guān)系的表達(dá)方式。

綜合平面圖示法是沿測(cè)線標(biāo)出若干炮點(diǎn)和第一個(gè)排列的檢波點(diǎn)。將檢波點(diǎn)投影到過(guò)炮點(diǎn)的45度線上，過(guò)任一個(gè)檢波點(diǎn)做垂線，垂線相交的炮線條數(shù)，即該CDP點(diǎn)的疊加次數(shù)。[3]

概念比較抽象，采用綜合平面圖示法畫出相應(yīng)的地下反射點(diǎn)就一目了然了。偏移距為0，采集道為12道3次覆蓋觀測(cè)系統(tǒng)圖如圖1所示。第一個(gè)反射點(diǎn)與地面測(cè)點(diǎn)橫向位置一致，地面測(cè)點(diǎn)間距就是道距10米，而地下反射點(diǎn)CDP間距是5米。

從圖1不難看出，測(cè)線50米處是滿3次覆蓋起點(diǎn)，放6炮所觀測(cè)滿3次覆蓋的范圍是75米。通過(guò)觀測(cè)系統(tǒng)的制作可以了解到反射點(diǎn)CDP間距是5米，是接收道距10米的一半。

■

圖1 12道3次覆蓋觀測(cè)系統(tǒng)圖

（三）觀測(cè)系統(tǒng)在工程勘探中的移動(dòng)方式

地震勘探野外數(shù)據(jù)采集施工是按放炮的順序，對(duì)于一個(gè)固定的觀測(cè)系統(tǒng)排列，簡(jiǎn)單理解看似整體搬家一樣，炮和排列的相對(duì)位置不變，而實(shí)際施工起來(lái)為了省時(shí)省力，施工采用滾動(dòng)的方式，放完一炮，相應(yīng)下一炮的接收排列往施工前方滾動(dòng)，收起后面不用的地震道，增加前面的備用道。

通過(guò)以上知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，把知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)就形成了對(duì)二維地震勘探由觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)到工程實(shí)施過(guò)程的了解。

二、勘探工程觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

通過(guò)對(duì)二維地震勘探觀測(cè)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，學(xué)生們基本上理解和掌握了觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的概念、參數(shù)和步驟。如果不聯(lián)系實(shí)際或解決具體的地質(zhì)問(wèn)題，就難以與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合起來(lái)，所以理論學(xué)習(xí)結(jié)束后應(yīng)布置課程設(shè)計(jì)一次，讓同學(xué)們針對(duì)煤礦生產(chǎn)需求做一個(gè)煤田二維地震勘探的觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，讓他們知道學(xué)有所用之道。

實(shí)例：某煤礦開采過(guò)程中，煤層（埋深500米，煤厚6米）突然缺失，無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)，請(qǐng)問(wèn)采用什么技術(shù)手段解決這一地質(zhì)問(wèn)題？請(qǐng)?zhí)峁┛尚行苑桨浮?/p>

課程設(shè)計(jì)初步方案：生產(chǎn)礦井煤層突然缺失初步判斷為前方出現(xiàn)斷層（斷距應(yīng)大于6米）導(dǎo)致煤層缺失，如何判斷斷層性質(zhì)、斷距大小最有效的技術(shù)手段應(yīng)為二維地震勘探方法，因?yàn)槟壳暗卣鹂碧街饕褪墙鉀Q地質(zhì)構(gòu)造問(wèn)題。那么根據(jù)已知煤層埋深可以分析判斷以下觀測(cè)系統(tǒng)參數(shù)：

1.根據(jù)目的層埋深可以判斷排列長(zhǎng)度是500米左右，由于煤層埋深淺，一般采用道距10米，滿覆蓋次12次就可以解決地質(zhì)構(gòu)造問(wèn)題，那么根據(jù)炮間距與覆蓋次數(shù)的計(jì)算關(guān)系式，初步確定排列長(zhǎng)度為480米比較適宜。

2.在地層傾角不大或是單斜地層時(shí)，最好采用單邊下傾激發(fā)，這里S=1。

3.如果要確定地下煤層缺失區(qū)構(gòu)造，至少地面要勘探1000米（滿12次覆蓋），并且測(cè)線布置方向垂直構(gòu)造走向。

4.采用綜合平面圖示法畫出觀測(cè)系統(tǒng)圖可知這次地震勘探施工參數(shù)如下：加上附加段測(cè)線長(zhǎng)度為1580米，偏移距為0，道距10米，48道采集道，總計(jì)地震生產(chǎn)物理點(diǎn)51個(gè)，測(cè)點(diǎn)159個(gè)。

總之，通過(guò)理論學(xué)習(xí)，了解觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是二維地震勘探工程觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)，覆蓋次數(shù)、接收道數(shù)的多少?zèng)Q定炮點(diǎn)移動(dòng)道數(shù)的多少，即決定炮間距，同時(shí)也決定地震勘探的工作量的大??；掌握綜合平面圖示法，可以位置畫出觀測(cè)系統(tǒng)圖，可直觀地看出目的層界面上地震觀測(cè)次數(shù)，并可判斷滿覆蓋次數(shù)的起止和范圍及觀測(cè)系統(tǒng)生產(chǎn)實(shí)施過(guò)程的滾動(dòng)方式。

三、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)“卓越計(jì)劃”培養(yǎng)模式的實(shí)施，應(yīng)試教學(xué)過(guò)渡為動(dòng)手解決問(wèn)題能力培養(yǎng)模式，不僅了解了二維地震勘探原理、概念、基本的觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)、計(jì)算公式及能解決什么樣的地質(zhì)問(wèn)題，而且了解了針對(duì)煤礦生產(chǎn)遇到的具體問(wèn)題，采用二維地震勘探方法是如何設(shè)計(jì)制作觀測(cè)系統(tǒng)，并能夠應(yīng)用于生產(chǎn)的。這樣，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)煤田地震勘探的興趣及創(chuàng)新能力，增強(qiáng)了為勘探服務(wù)的信念。

[ 注 釋 ]

[1] 楊雙安.煤田三維地震勘探技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展前景[J].物探與化探，2004（28）：51-52.