地震勘探方法范文

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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、記錄人工激發(fā)地震的反射波、折射波的傳播時間、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)律來確定地下礦藏的方法。地震勘測也是鉆探前勘測石油、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世紀中葉。1845年，R.馬利特曾用人工激發(fā)的地震波來測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，當時的技術(shù)尚未達到能夠?qū)嶋H應用的水平。1921年，J.C.卡徹將反射法地震勘探投入實際應用，在美國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，通過反射法地震勘探工作，在美國俄克拉荷馬州發(fā)現(xiàn)了三個油田，此后，反射法正式進入了工業(yè)應用的階段。

2.地震勘探的過程

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

2.1地震數(shù)據(jù)采集

在野外作業(yè)時，一般是沿地震測線等間距布置多個檢波器來接收地震波信號，每個檢波器組等效于該組中心處的單個檢波器，每個檢波器組接收的信號通過放大器和記錄器，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。一維勘探是觀測一個點的地下情況，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，記錄地震波由炮點直接傳到檢波器的時間，這種只在一口井中觀測的方法叫一維地震勘探。二維勘探是觀測一條線下面的地下情況，將多個檢波器與炮點按一定的規(guī)則沿一直線排列，在測線上打井、放炮和接收。最后得出反映每條測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)任務和達到的目的，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)處理的任務是加工處理野外觀測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)，也可以與測井資料和鉆井資料綜合起來進行解釋和儲集層描述，預測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，另一重要目的是實現(xiàn)正確的空間歸位。地震數(shù)據(jù)處理需要進行較大的數(shù)據(jù)量運算，現(xiàn)代的地震數(shù)據(jù)處理中心由高速電子數(shù)字計算機及其相應的設備組成，常規(guī)地震數(shù)據(jù)處理程序是復雜的軟件系統(tǒng)，目前，中國已成為世界上最有實力、最有競爭力的地震資料數(shù)字處理強國之一。

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間剖面和偏移時間剖面為主要資料，來分析剖面上各種波的特征，確定反射標準層層位和對比追蹤，解釋時間剖面所反映的各種地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象，構(gòu)制反射地震標準層的構(gòu)造圖。地震構(gòu)造圖就是用等深線或等時線及其它地質(zhì)符號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。地震地層解釋以時間剖面為主要資料，進行區(qū)域性地層研究和進行局部構(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。

地震烴類解釋是利用反射振幅、速度及頻率等信息，對含油氣有利地區(qū)進行烴類指標分析。通常需綜合運用鉆井資料與測井資料進行標定分析與模擬解釋，對地震異常作定性與定量分析，進一步識別烴類指示的性質(zhì)，進行儲集層描述，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，折射法比反射法有效。但應用折射法必須滿足下層波速大于上層波速的特定要求，因此折射法的應用范圍受到了限制。應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利用地震勘探可以測量基巖深度，探測建筑物下面是否有溶洞或松軟地質(zhì)體，探測核電站周圍是否存在斷層，避免潛在的危險。地震勘探方法對災害地質(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。地震波在其傳播過程中遇到介質(zhì)性質(zhì)不同的巖層界面時，其中一部分能量被反射，另一部分能量透過界面繼續(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，反射波的到達時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，然后對地層巖性作出預測。沿地表傳播的面波、淺層折射波和各種雜亂振動波與目的層無關(guān)的反射波信號形成干擾，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，組合減波是用多個檢波器的組合代替單個檢波器，或者用組合震源代替單個震源。

反射法觀測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，單次覆蓋是對地下每個點只觀測一次，多次覆蓋是對地下界面上的每個點進行多次觀測，并得到多張地震記錄，這些記錄疊加在一起就是多次覆蓋。應用多次覆蓋技術(shù)可以加強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，可用縱波和橫波進行勘探。縱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，當遇地層分界面時，有一部分反射波返回地面外，另一部分地震波透過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祷氐孛妫@種返回地面上的地震波叫折射波，而通過接收折射波來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地震測井

地震測井是一種直接測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)，以此測量井深和時間差，從而計算出地層平均速度及某一深度區(qū)間的層速度。

4.結(jié)語

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，并被廣泛應用。同時地震勘探在煤炭、巖鹽及金屬礦勘查等方面具有較好的應用效果。

【參考文獻】

[1]熊章強.地震勘探.中南大學出版社，2010，09.

[2]顧功敘編.地球物理勘探基礎.北京地質(zhì)出版社1990.

[3]熊章強.地震勘探.中南大學出版社，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，在過去很長的一段時間里，采用地震方法進行油田勘探一直無法在地形較為復雜的山地環(huán)境下開展，因此山地環(huán)境下探采工作的進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度的開采后，于目前可繼續(xù)開采的油田資源面積越來越小，因此山地復雜地區(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)都比較復雜，被覆蓋的下地表地層性質(zhì)也復雜多變，因此在進行地震勘探過程中施工難度非常大，難以采用常規(guī)勘探技術(shù)進行數(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，對于這些干擾波，一般采用潛水面以下悶井激發(fā)的手段進行預防或減弱，主要是在降速效果較低的地層中進行激發(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)會比較準確。

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來進行[2]。在黃土覆蓋的區(qū)域中，鉆井到潛水面的地下時，較強能量的反射波就不能被激發(fā)出；在巖石的地區(qū)通過風化地層鉆井到原生基層內(nèi)的1米后，由堅固系數(shù)來牽制巖石的激發(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，就能將較強的地震波激發(fā)出來，所以應盡量使炸藥形狀與巖層介質(zhì)孔徑達到最佳的契合度。采用扁狀和點狀的炸藥震源來引爆，會比柱狀的更加合適。

2.3 山地地區(qū)的接收方式

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

3 采集方法設計及采集參數(shù)選定

（1）觀測系統(tǒng)的設計。山地環(huán)境下的地質(zhì)地貌較為復雜，在對野外觀測系統(tǒng)進行相應的數(shù)據(jù)采集設計時，一些地質(zhì)條件相對特殊的地段可以采取一些特殊施工方式來進行，比如蜘蛛網(wǎng)型觀測方法、“L”型觀測方法等。采用這些觀測手段進行數(shù)據(jù)的采集工作，其設計是依據(jù)激發(fā)效果以及反射波接收情況來開展的，如此一來，我們不僅可以很清楚的對檢波點和炮點做實時觀測，還能根據(jù)反射波接收的實際情況，及時的確定和修正檢波點和炮點的準確分布。

（2）采集參數(shù)的選擇。采用三維地震勘探技術(shù)，時常會面臨一些參數(shù)的選定和，比如：炮點距、道距、最小炮檢距、最大炮檢距、最大非縱距、空間采樣間隔等，每一項都需要提前設定好，以便施工過程的有效實施。

一般情況，我們根據(jù)噪音和多次波的生長狀況及在數(shù)據(jù)采集時選用的壓制方法來選定疊加次數(shù)；最小炮檢距的選擇，不僅要思考炮點激發(fā)因素和檢波點受到的干擾因素，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，地表分布情況復雜，接收點的可埋置面積大小、橫縱向的分布范圍，很可能都不能滿足檢波器標準圖形擺放的要求，致使其埋置的組合圖形很難達到最佳的契合度。針對檢波器埋置位置必須保證已經(jīng)獲取測量數(shù)據(jù)的要求，靈活的依據(jù)實際地形因素調(diào)整圖形擺放和組合形式是需要認真研究和面對的，如此才能保證復雜山地環(huán)境下的地震數(shù)據(jù)的采集質(zhì)量[3]。

4 施工方法

針對復雜山地地區(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，應注意到以下內(nèi)容，以保證采集數(shù)據(jù)的準確性：

（1）山地環(huán)境下的數(shù)據(jù)采集工作，應將特殊觀測方法和規(guī)則觀測方法相互結(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，保證反射點都能夠分布在所需觀測的范圍中。

（2）巖層掩埋程度較淺的地區(qū)可以應用空壓機在進行鉆井，確保巖層內(nèi)激發(fā)的效果；在巖層的地方，可以應用鑿巖機來鉆井，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)強度。

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

5 結(jié)束語

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)在此方面的應用也將越來越廣泛和普遍，但在實際探采的施工過程中，還是會面對很多復雜問題。本文對復雜山地環(huán)境下的三維地震勘探方法做了簡要的分析研究，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

[1] 陳國忠，王金泉，何黃生.山地復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、有毒氣體擴散等)監(jiān)測與探查、地質(zhì)災害(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)量檢測等)探測等，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)過了一個世紀的研究和發(fā)展，從1845年Mallet以“人工地震”測量地震速度實驗開始，1922年明特羅普地震勘探公司正式組建裝備了兩個地震勘探隊，利用機械式地震儀在墨西哥和美國墨西哥灣沿岸地區(qū)進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(共中心點或共反射點)疊加技術(shù)，美國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油田進行了首次3D地震測量。

我國第一個地震勘探隊是在地球物理勘探專家翁文波的指導下1949年籌備，1951年在上海成立后開赴陜北地區(qū)進行工作。我國地震勘探儀的發(fā)展經(jīng)歷了四個階段：電子管技術(shù)為地震勘探發(fā)展的第一階段，20世紀50年代首次利用電子管光電照相記錄地震儀(動態(tài)范圍為25dB左右)發(fā)現(xiàn)了大慶長垣油田；模擬技術(shù)為地震勘探發(fā)展的第二階段，60年代半導體器件構(gòu)成的模擬磁帶記錄地震儀(動態(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)(動態(tài)范圍達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(動態(tài)范圍達120dB)，數(shù)據(jù)傳輸方面出現(xiàn)了網(wǎng)絡遙測技術(shù)。

三、地震勘探技術(shù)研究方向

為尋找復雜和隱蔽的油氣藏，我國開始了矢量地震、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(時移地震)。矢量地震勘探(即多波地震勘探)，激發(fā)縱波，同時接收縱波和橫波，可以利用縱波和橫渡來提高成像質(zhì)量、預測巖性與裂縫和檢測油氣，井中微地震監(jiān)測是在油氣開采過程中，注水、注氣、熱驅(qū)或水力壓裂等因素所引起的地下應力場變化，導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行接收，通過計算機對數(shù)據(jù)進行技術(shù)處理與解釋，對油氣田開發(fā)過程中孔隙流體前緣運動進行監(jiān)測。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，根據(jù)不同的地震波形態(tài)，將地層層序分開，可確定儲層深度和規(guī)模、識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環(huán)節(jié)，解釋結(jié)果的準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：針對不同地質(zhì)目標，有針對性的數(shù)據(jù)重復處理技術(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，勘探領(lǐng)域已從水深300m擴展到3000m的深海區(qū)，深海勘探采集技術(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)測的井中和井間地震數(shù)據(jù)、時移地震數(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處理技術(shù)和隨機波動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國外的，主要解釋軟件系統(tǒng)有：法國CGG公司的Geovecteur Plus、美國西方地球物理服務公司的Omega、美國Landmark公司的Land-mark、PROMAX、3DVI、Voxcube，美國坦索地球物理公司的CM和以色列Paradigm公司的GeoDepth等。開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的地震剖面處理解釋人機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、復雜構(gòu)造等尋找油氣藏，對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，光纖檢波器將是主要發(fā)展方向，地震勘探設備包括震源、檢波器、地震儀及輔助設備。

震源包括炸藥、可控振源及氣槍。由于炸藥的危險性及環(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)、能量釋放時間要短和初始能量向下傳播、寬頻帶(5～800Hz)、破壞性小。現(xiàn)使用的檢波器有動圈式、渦流式、壓電式和數(shù)字式檢波器，種類較多但動態(tài)范圍只有50dB左右，嚴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的主流，光纖Bragg檢波器的動態(tài)范圍達到94dB。地震儀控制震源起振并記錄采集站的信號，已達上萬道24位A／D遙測，無線網(wǎng)絡和有線遙測相結(jié)合上萬道數(shù)字地震儀將是未來網(wǎng)絡地震勘探的主流。輔助設備主要有采集站、插接線、傳輸線纜等設備，光纜將是未來的主要傳輸媒介。

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關(guān)鍵詞：：高精度；地震勘探

中圖分類號： P315 文獻標識碼： A 文章編號：

“七?五”期間，國內(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)境噪音對高頻信號的影響）以及淺井、小藥量、多井組合的激發(fā)方式。隨著人們的不斷認識，這些技術(shù)在實踐中得到了進一步驗證。有些是有利于高分辨勘探的，有些是不適合高分辨勘探的。“八?五”期間，提出了大藥量激發(fā)、井中單點接收等技術(shù)方法。“九?五”期間，石油系統(tǒng)組織了 7家單位進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)，逐步改進了井中單點接收的做法；在激發(fā)接收方式和噪音的分析壓制上又形成了新的認識和相應的技術(shù)方法。近年來，人們對地質(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，取得了一些新的進展。

1 高精度地震勘探儀器的特點

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判斷地下地層的情況。 地震勘探主要涉及到地震波動力學和地震幾何學的內(nèi)容，地震幾何學主要研究的就是地震波在傳播的過程中， 地震波的位置和傳播時間兩者的對應關(guān)系。 通過對地震波傳播過程中的變化來確定地層的各種參數(shù)。 而地震波動力學主要研究的地震波在地層中傳播的過程中，地震波能量的變化、地震波和巖石之間的作用關(guān)系等， 利用地層對地震波不同的響應來判斷地層的特征。 高精度的地震勘探需要通過頻率較大的地震波來進行地層結(jié)構(gòu)的勘探， 高頻地震波對于地面信號發(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備具有高性能、穩(wěn)定可靠等特點，地震勘探設備不會隨著時間、環(huán)境等因素的變化而造成設備性能的下降。 在地震勘探的過程中，為了提高勘探的精度，一般都會最大限度的獲取最準確的地震波信號，而沒有摻雜其他沒用的信號， 地震勘探信號的準確性是判斷儀器性能好壞的重要指標，也是地震勘探設備發(fā)展的方向目標。 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。 在地震波測量過程中需要測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接收中，往往接收到的地震波信號幅度較小，因此需要提高地震勘探儀器的測量性能。 地震波反射時間是根據(jù)地震勘探儀器計時裝置的響應時間來確定的， 如果計時裝置的響應時間不夠準確，那么計算出的地震波反射時間也是不準確的，因此判斷出來的地震波的傳輸特性也是不準確的。 在勘探儀器接收到地震波信號后，能夠?qū)⒔邮艿哪M信號準確的轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，也是高精度地震勘探儀器的關(guān)鍵。 在設備允許的條件下，地震波發(fā)射儀還需要具有一個線性的系統(tǒng)。 為了最大限度的降低其他信號的干擾，需要通過先進的信號處理方式，不斷的提高地震波信號的信噪比。 在高精度地震勘探儀器中需要進一步增大信號的信噪比。 但是隨著地震測量系統(tǒng)精度的增加，會給系統(tǒng)各部分之間的同步、信號的傳輸?shù)榷荚黾恿溯^大的困難。 在高精度地震勘探儀器的設計中， 應當不斷的提高設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、壽命長等方向不斷發(fā)展。

2 高精度地震勘探儀器設計研究

在高精度地震勘探儀器的設計中， 測量儀器的道間距是一個重要的參數(shù)，結(jié)合煤田勘探的實際，確定高精度地震勘探儀器的道間距為五米。 在實際的操作應用中可以根據(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，可以通過間隔的選取測量點的方法，來實現(xiàn)大道間距方法的測量。 為了能夠提高地震勘探測量的準確性，儀器的分布長度一般要和測量深度一致。 高精度地震勘探儀器為了提高測量的覆蓋范圍， 通常會采用道疊加的方法，從而降低了其他信號的干擾。 在同一時間內(nèi)，地震波數(shù)量的多少和地震波的頻率成正比， 高頻地震波的測量需要用到多道檢測的方法。 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。 利用多點測量的方式可以有效的增加地震波中的高頻信號，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)模也在不斷的擴大。現(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系統(tǒng)，才能保證地震勘探設備的準確性和效率。 地震勘探儀器接收到的地震波信號傳輸?shù)街飨到y(tǒng)的時間， 反映了系統(tǒng)線路信號傳輸?shù)哪芰Α?綜合考慮影響地震勘探信號傳輸能力的印象因素，通過利用增大回傳時間的方法，可以有效的減少系統(tǒng)部件的操作頻率，增強系統(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行。

高精度地震勘探是一門精細的勘探技術(shù)。由于人們認識的局限性，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關(guān)注這項技術(shù)，共同探討這些問題。同時，要清楚地認識到，這項技術(shù)的整體配套組合是非常關(guān)鍵的，不能片面強調(diào)某一單項技術(shù)（在實際工作中，往往容易走向片面和極端）。正象李慶忠院士所認為的那樣，高分辨率地震勘探是一項系統(tǒng)工程，就象一個“鏈條”。其中的各項技術(shù)就像“鏈條”中的各個環(huán)節(jié)，是相互聯(lián)系、相互制約的。只有統(tǒng)籌設計，整體提高，才能達到高精度地震勘探的目的。

3 結(jié)束語

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進行地層結(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量性能要高，需要進一步的增大信號的信噪比， 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際，開展了高精度地震勘探儀器設計研究，通過研究提高了地震勘探儀器勘探的準確性，增加了煤炭資源地震勘探的效益。

參考文獻：

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篇5

[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] P631.4 [文獻碼] B [文章編號] 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，對人工激發(fā)而引起的地震反射波以及反射波傳播的時間、振幅以及波形等信息給以詳實的檢測和精確的記錄，并對地下礦藏位置等具體信息進行確定。專門負責地層界面、巖土性質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造三大項的判斷和分析工作，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上也之主要采取措施手段。

1地震勘探的過程

1.1采集地震數(shù)據(jù)

為了適應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有所不同。

通過對將多個檢測器布置到地震測線等間距上來獲取地震波信號，是野外作業(yè)中主要實施形式。檢波器組（每個）與改組位于中心上的單個檢波器是等效的。且最后得到的一道地震波形記錄，是通過放大器和記錄器將檢波器組接收到的信號“過濾”而來的。也就是專業(yè)術(shù)語中所提的“記錄道”。

一維、二維、三維是地震勘探工作中的三個主要勘探分類。所謂的一維勘探即是觀測某個點的地下情況時，對井中各個不同深度的各個位置，由深至淺地投放檢波器。每改變一次深度的時候，此時就要在進口放一炮，而炮點直接傳到檢波器的時間，剛好就是對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檢波器和炮點排列起來。然后再根據(jù)測線來打井、放炮以及最后的信息接收。

這是觀測一條線下面的地下情況的二維勘探。專門負責以剖面圖形式對每條測線垂直下放地層變化情況進行詳實的反映。

對一塊面積下面的地下情況進行勘探的工作，叫做三維勘探（針對不同的地質(zhì)和不同的目的，其采用的探勘方法也各不相同）。直白的說就是根據(jù)最后得到的一組立體數(shù)據(jù)體，進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所得后，進行整合處理就是勘探工作上所稱的數(shù)據(jù)處理任務。通過對地震數(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)，同時還能與測井、鉆井資料的綜合下對儲集層給予進一步的描述和精確的解釋，以便于對油水分界的劃定。

因為要提高信噪比、分辨率以及空間歸位的準確性，所以在削弱排除一切外界可能帶來的干擾時。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組成部分。

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

在分析含油氣有利地區(qū)的烴類指標時，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。在對鉆井資料和測井資料的綜合運用中模擬解釋以及標定分析。另外，為了烴類指示性質(zhì)的深入識別，還會對地震異常作定性與定量進行分析。

2地震勘探的勘探方法

2.1反射法

反射法主要是對反射波的利用將波形記錄下來的一種地震勘探方法。引申來說，就是在遇到不同介質(zhì)巖層界面時的傳播過程中，地震波的能量被一份為二；除了將透過界面繼續(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采用最多的。當?shù)叵旅總€點觀測一次時，為單次覆蓋；對每個點進行多次觀測，然后得到多張地震記錄，最后疊加起來，被稱作多次覆蓋。

在反映地下地層的反射的同時，這種多次覆蓋法技術(shù)可起到有效的加強作用。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。

因為自然界縱波和橫波的普遍存在因素，所以在地震勘探時，我們可以充分利用反射法特有的縱波和橫波兩種檢測方法來進行勘探工作。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)出來的地震波。當然，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，一部分反射波會因為遇到地層分界面而往地面外回返，還會有一部分反射波將透過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的，亦是折射法地震勘探。

另外針對地震波的這種沿分界面?zhèn)鞑デ闆r來看，并不排除某一特定條件下也會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這些折射波來對地層情況加以分析。一旦上面覆蓋層的波速小于地層的地震速度，那么二者之間便會有一個折射面形成。

2.3地震測井

作為直接測定地震波速的方法――地震測井，倘若井口附近是震源的位點，測量井深和時間差變成了檢波器沉放于鉆孔中的主要完成任務，并計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

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)上的勘測工作上給以清晰確定信息數(shù)據(jù)。同時其手段的準確性與科學性，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。

參考文獻

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[2]鄧勇，李添才，朱江梅等.南海西部海域油氣地球物理勘探中地震處理技術(shù)新進展[J].天然氣地球科學，2011（2）：17～20.

篇6

為提高三維地震勘探策劃與部署、設計與采集的能效，從勘探部署、地震采集工程設計、勘探經(jīng)濟效率等方面入手，對三維地震勘探設計的多項指標及其經(jīng)濟性進行研究。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，且目標層越深，則勘探部署區(qū)域面積應越大。勘探部署區(qū)域設計時盡可能減少區(qū)域拐點數(shù)，既有利于與相鄰勘探區(qū)塊的對接，又能減少成本;采集參數(shù)相同的情況下，布設區(qū)域的縱橫比大于1時，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。且三維地震測線應盡量沿部署區(qū)域的長邊方向布設，減少接收線的條數(shù)，提高采集效率。做三維地震滾動勘探部署的整體規(guī)劃設計時，在邊緣處理中應盡量接納相鄰工區(qū)和以往的炮點、檢波點數(shù)據(jù)，減少重復采集、消除地震資料空白區(qū)，降低勘探費用。

關(guān)鍵詞:

三維地震;部署區(qū)域面積;覆蓋次數(shù);采集指標;勘探效能

隨著石油地質(zhì)研究的不斷深入［1－3］，為了進一步搞清地下構(gòu)造特征及斷裂分布規(guī)律，精細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)儲層橫向預測［5－7］，也需要部署三維地震勘探。從長遠發(fā)展趨勢來看，三維地震勘探獲取的地震信息量更大，也變得更經(jīng)濟［8］，是未來解決復雜地質(zhì)問題的主要手段。地震采集工程設計，一方面要滿足地質(zhì)設計的要求，另一方面要考慮采集成本［9］。如果地震采集費用超出了成本預算，再好的設計方法也很難實施。對于勘探投資，勘探方(業(yè)主)按照地質(zhì)設計以單位面積(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)核算成本費用時，最關(guān)心施工的總炮點數(shù)、總檢波點數(shù)及激發(fā)方式(可控震源或井炮)等這些顯性的實際費用。對于勘探面積設計問題，同樣的采集參數(shù)要完成等量的部署區(qū)域面積，其總炮點數(shù)和總檢波點數(shù)相差較大，對這些隱性的實際費用，目前尚未給予過多的關(guān)注。

從某油田早期的三維地震勘探部署來看(圖1)，其具有如下幾個缺點:①勘探區(qū)域根據(jù)地下構(gòu)造單元進行劃分，按不同年度分別進行地震采集設計與施工，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年布設的區(qū)域與其他年度布設的區(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)域的邊界重復布設太多;③勘探區(qū)域面積的大小、形狀不同，如1996年布設最小的勘探面積(45.960km2)，2007年布設最大的勘探面積(286.580km2)，2009年布設多邊形的區(qū)域面積，矩形面積的拐點多于4個。上述布設勘探區(qū)域的布設方式不利于地震資料的連片處理及地質(zhì)解釋［10］，因為覆蓋次數(shù)、方位角、炮檢距等分布的不均勻性［11－12］會造成地震屬性的差異［13－14］。對勘探部署設計而言，為了完成特定的地質(zhì)目標，經(jīng)常會出現(xiàn)各種形狀、大小、方向不同的勘探區(qū)域，從勘探費用考慮，其設計無可厚非;對地震勘探的采集而言，依據(jù)地質(zhì)條件進行三維地震設計①時，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、檢波點，數(shù)量的多少取決于勘探面積的布設方式，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、拐點越多，則地震采集所需的總檢波點數(shù)、總炮點數(shù)就越多，直接導致采集成本增加，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)域的邊界問題時無法利用老資料［15－17］，從而增加了采集成本。主要針對勘探區(qū)域面積的邊緣處理，三維地震勘探由觀測系統(tǒng)將不同炮點、檢波點聯(lián)系在一起，對于一個特定的檢波點，每接收一次地震信號，就認為其被“激活”一次，區(qū)域邊界的檢波點被“激活”的次數(shù)不斷減少，要達到相同的覆蓋次數(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，數(shù)量的多少取決于部署區(qū)域面積，直接影響勘探費用。

分析內(nèi)容:①在三維地震觀測系統(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;④三維地震滾動勘探開發(fā)中［15－17］，各勘探區(qū)域銜接對滿覆蓋區(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。

在進行三維地震部署與設計的指標分析之前，先闡述兩個概念:(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)認為是滿覆蓋區(qū)域。勘探部署區(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用。未滿覆蓋區(qū)域是覆蓋次數(shù)漸減帶區(qū)域，設計者在此區(qū)域內(nèi)布設炮點、檢波點，以保證滿覆蓋區(qū)域邊界處達到滿覆蓋次數(shù)，最大的炮點、檢波點面積為施工面積。(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)進行劃分，如地震采集的觀測方式為6L×4S×120，每放一炮共計720個地震道接收，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分析

根據(jù)三維地震特定觀測系統(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)律為對數(shù)函數(shù)(圖3)，滿覆蓋區(qū)域面積相對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%;當滿覆蓋區(qū)域面積擴大到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，當滿覆蓋區(qū)域面積逐漸增大時，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、檢波點數(shù)，從而可以提高地震勘探的能效。對于特定的勘探部署區(qū)域面積，由勘探目標層深度選擇觀測系統(tǒng)的最大排列長度(最大偏移距)，在炮點距、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，目標層深度越深，則最大排列長度越長(一般最大排列長度Xmax≈目標層深度)，未滿覆蓋區(qū)域面積及未滿覆蓋區(qū)域面積的長度(邊長)增大，一般接收線方向(縱向)上的未滿覆蓋區(qū)域面積及長度比炮線方向(橫向)增長較快，當最大排列長度為3000m時，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、檢波點，使得采集成本越高。

2部署區(qū)域形狀與采集指標分析

圖6a是“口”形布設區(qū)域，為了分析不同區(qū)域形狀對采集指標的影響，在保證區(qū)域面積相同的前提下，將3個小矩形區(qū)域(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)沿縱向、橫向移動，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)，此時勘探區(qū)域面積的拐點(圖6中的字母為拐點)由4個增加到8個，分別對其進行三維地震數(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，布設區(qū)域拐點數(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、檢波點數(shù)目越少，提高了勘探能效;反之，布設區(qū)域形狀拐點數(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、檢波點數(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、檢波點，勘探能效更低。第三，炮密度差異與拐點沒有直接關(guān)系，主要差異由縱橫向的炮點距(橫向炮點距為50m，縱向炮點距為200m)不對稱造成的，同時，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，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，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)。縱橫比越小，其差異越明顯(圖7)，為了使勘探區(qū)域邊界達到滿覆蓋，在未滿覆蓋區(qū)域面積內(nèi)需要布設更多的炮點、檢波點，會增高成本。因此，對于特定的勘探區(qū)域面積，地震采集工程設計應盡量在勘探區(qū)域較長邊長方向布設測線，減少接收測線的條數(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，從勘探部署設計及采集參數(shù)來看，相鄰勘探區(qū)域的測線方位角保持一致，且觀測方式(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)域的邊界處理時沒有更多地考慮工程設計的銜接問題，為保證邊界滿覆蓋次數(shù)，在未滿覆蓋區(qū)域內(nèi)各自都布設了炮點、檢波點，采用甩道施工，使得重復區(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次逐漸過渡到重復區(qū)域最高達136次(圖8b)。按照上述設計進行地震采集，對于經(jīng)濟、技術(shù)一體化的勘探模式存在以下幾點不足: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，設計炮點數(shù)為16856炮;B工區(qū)滿覆蓋資料面積為240.000km2，設計炮點數(shù)為21480炮。重復面積達91.58km2，以炮密度為56.92炮/km2進行計算，炮點重復5212炮，占A工區(qū)總炮點數(shù)的30.9%，占B工區(qū)總炮點數(shù)的24.26%。其次增加的覆蓋次數(shù)(重復區(qū)域)主要在相鄰區(qū)塊的邊界，對主體構(gòu)造的地震資料信噪比沒有任何改善［18－19］。第三，盡管重復區(qū)域面元內(nèi)的覆蓋次數(shù)比設計要高，但受兩套觀測系統(tǒng)影響，炮點、檢波點連通性差，高斯—賽德爾迭代法計算延遲時［19］，仍然按照各自的觀測系統(tǒng)進行計算，邊界效應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)的閉合問題［20］。

5結(jié)論與建議

通過三維地震勘探部署設計與經(jīng)濟指標分析，從勘探部署、地震采集工程設計、勘探經(jīng)濟效率等方面進行綜合分析，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，對于深度在3000m以下的勘探目標層，勘探部署區(qū)域面積至少在200km2以上，目標層越深，則勘探部署區(qū)域面積應越大，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)塊的對接。(3)部署區(qū)域面積的縱橫比為0.7～1.5時，勘探能效較高。三維地震測線盡量沿部署區(qū)域的長邊方向布設，減少接收線的條數(shù)，提高地震采集效率。(4)做好三維地震滾動勘探部署的整體規(guī)劃設計，保持各相鄰區(qū)塊的銜接方向，在邊緣處理時，盡量接納相鄰工區(qū)和以往的炮點、檢波點數(shù)據(jù)，一方面減少地震資料的重復采集或消除地震資料的空白區(qū)，另一方面降低勘探費用。(5)目前，油田三維地震勘探進入二次滾動開發(fā)階段，以往的三維地震勘探受采集設備、技術(shù)的限制，剖面滿足不了精細地質(zhì)解釋的要求。在二次勘探設計時，采用部署、技術(shù)(采集、處理、解釋)、經(jīng)濟一體化的勘探模式，在不增加勘探費用的前提下，通過觀測系統(tǒng)的融合來充分利用老地震資料，有利于勘探效率的提高和目標的落實。

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篇7

上天容易入地難，這句話是說由于地球內(nèi)部無法用直觀的方法進行探索，因此探知地下世界非常艱難。但并非不可以去了解，我們可以通過對天然的山體、溝壑的觀測，理解一些地球內(nèi)部的構(gòu)造和地球本身的演化史。隨著人們對地球內(nèi)部地質(zhì)能源、礦藏的開發(fā)需求，以及對來自于地球內(nèi)部災害的了解、預測以及控制的需求等，許多人工觀測地球內(nèi)部的方法被科學家提出，比如鉆井、重力、大地電磁等，在不同的尺度下來描述地球內(nèi)部。這里想向大家介紹的是一種基于人工激發(fā)地震波來探測地球內(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，不同的物質(zhì)、構(gòu)造會對地震波進行的改造不同，如反射、繞射、波動幅度變化等，而識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激發(fā)地震波，同時還需要能夠檢測這種震動信息的傳感器，并將這些信息采集記錄下來，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，而這個提取過程就是對所采集到的地震資料進行處理與解釋，最終的成果就可以比較真實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)學中的CT方法有些類似，不過醫(yī)學CT用的是X射線，其波長為數(shù)量級，是對人身體的某一部分成像，而地震勘探采用的是地震波，其波長在數(shù)量級之間，其威像的對象是地球某一區(qū)域。醫(yī)學CT可以對身體進行全方位的立體觀測，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CT更具有挑戰(zhàn)性。

地震勘探方法經(jīng)過了近百年的發(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)細節(jié)的迫切需求，精細勘探、深挖細查的勘探任務越來越重，比如，為了較好地解決復雜斷塊分布、地下介質(zhì)巖性識別、低信噪比地區(qū)成像以及地下目標體動態(tài)監(jiān)測等難題。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地質(zhì)體厚度的分辨能力，橫向分辨率是對地質(zhì)體長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諧波的疊加，實際地震波的波形包含著多種波長的波，短波長的波疊加在較長波長的波上（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現(xiàn)更小尺度地質(zhì)體的識別。也就是說，要認識更細節(jié)的地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)需要寬頻地震波。

這里所說的寬頻是一個相對概念，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，我們就可認為第二勘探為寬頻勘探。從提高分辨率角度而言，信號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、地層本身的響應和地層對高頻信號的嚴重衰減，加上環(huán)境噪音的影響，獲取可靠超高頻率信號的難度很大，特別是深層的地震信號。而對于超低頻率的信號獲取同樣也遇到了相應的瓶頸，但由于超低頻率（3Hz以下）地震信號在地層中傳播的衰減要遠小于高頻地震波，而且對上覆高速巖層的穿透力要比高頻信號強，超低頻率地震信號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。而從地震反演（英文為seismlclnversion，是利用地表觀測地震資料，以已知地質(zhì)規(guī)律和鉆井、測井資料為約束，對地下巖層空間結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)進行成像的過程，廣義的地震反演包含了地震處理解釋的整個內(nèi)容。通俗地講就是由地震為基礎加上其他條件為約束推測出地層巖性構(gòu)造的過程叫地震反演）的角度來看，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、流體活動監(jiān)測。中國石油東方地球物理公司自主研制低頻可控震源激發(fā)的低頻地震信號為3Hz，是目前國際上唯一達到這一技術(shù)指標的大噸位低頻可控震源，在國內(nèi)外應用中見到了非常好的效果，目前能夠?qū)崿F(xiàn)的地震波頻寬已達到了6個倍頻程以上(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，但現(xiàn)在常規(guī)模擬檢波器在低頻端的響應卻是不盡如人意，一般低于6-10Hz的地震波是不能被真實的記錄下來的。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，頻率響應達1800Hz，具有很大的動態(tài)范圍(>105dB)，低畸變0.003%(-91dB)。而模擬檢波器檢波器畸變達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，造價很高，并且易損，不利于推廣應用。因此寬頻帶的檢波器研發(fā)也是必要的，目前進展很快，相信不久的將來就能解決這一個問題。當前的解決方案是一種常規(guī)檢波器接收低頻信號的補償技術(shù)，基本可以滿足寬頻勘探的信號接收條件。

高密度地震勘探

高密度地震勘探主要體現(xiàn)在較高的空間觀測點密度，這一點就相當于照相機的像素，像素越大所拍攝照片就越清晰，在進行圖像放大時就不會失真。以實現(xiàn)對被接收到的所有信息進行充分采樣，更大程度上保持對地下介質(zhì)信息變化追蹤的連續(xù)性，以便真實地恢復和重構(gòu)地震信息；而對稱均勻觀測也是高密度地震勘探必要的觀測點布設方式，其目的是減少觀測信息不均帶來的地震信息失真；這些勘探方法的變化進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地下地質(zhì)體細節(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、更準確地觀測地球內(nèi)部的細節(jié)，在布設激發(fā)點、接收點時，總是希望能接收到來自目標體各個方位上返回的信息，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CT那樣做到全方為立體的觀測。圖3為地震資料經(jīng)過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)過后期復雜的處理過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，這就說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，可識別垂向難以分辨的薄砂體；將沉積學與地震屬性處理相結(jié)合可預測砂體的空間展布與演化；利用儲層反演等方法與技術(shù)可預測儲層與流體的性質(zhì)及有關(guān)目標地質(zhì)體的巖性。目前已有很多非常有效的判別方法來識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，如果將這些信息進行地質(zhì)年代標定，我們就可以探索幾百萬年甚至幾億年以前地球是什么樣的，同時我們也可以發(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)地震信息還能對地球內(nèi)部運動的動態(tài)檢測，也就是說可以對大斷裂、火山、近地表等的運動進行預測，從而預測地質(zhì)災害，控制災害帶來的損失，有些甚至可以采取措施進行控制，延遲或消除災害的發(fā)生。

篇8

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

中圖分類號：TE21 文獻標識碼：A 文章編號：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，是識別油氣藏有效的、經(jīng)濟和重要的一項技術(shù)。為適應國內(nèi)外勘探形勢的需要，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，地震采集方法進步的步伐有所加快，帶來了采集理念、觀測方式、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 地震采集方法的進展

1.1 地震勘探方法更加精細化

隨著勘探理念的不斷加深，研究手段的不斷更新，有力的推進了隱蔽油藏勘探不斷向縱深發(fā)展，進而形成了高精度地震勘探方法。無論是高精度勘探還是山地勘探，新技術(shù)（如基于地質(zhì)目標的設計技術(shù)、基于CRP的優(yōu)化采集設計技術(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)精細調(diào)查技術(shù)）廣泛應用。信息技術(shù)也開始在地震生產(chǎn)中廣泛應用，如基于數(shù)字衛(wèi)星照片的觀測系統(tǒng)設計技術(shù)。在觀測系統(tǒng)設計方面，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計技術(shù)。主要包括灘淺海過渡帶無縫拼接觀測系統(tǒng)設計技術(shù)、基于雙復雜條件的觀測系統(tǒng)優(yōu)化設計技術(shù)、基于疊前成像的觀測系統(tǒng)綜合評價技術(shù)。

（2）可控震源高效采集觀測系統(tǒng)設計技術(shù)。主要包括可控震源低頻信號設計技術(shù)、滑動掃描諧波壓制技術(shù)、同步滑動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，槍陣越來越大。并且為了消除氣泡效應，提高激發(fā)質(zhì)量，使用不同的長度、寬度和不同組合形狀的組合。同時為了改進記錄品質(zhì)和抑制虛反射，用于衰減檢波點處產(chǎn)生的虛反射和混響波的方法。勝利物探經(jīng)過一系列的科技攻關(guān)和實踐，發(fā)展和形成了成熟的灘淺海地震采集技術(shù)系列，整體上達到國際先進水平。通過這些技術(shù)的配套應用，實現(xiàn)了陸-灘-海資料的無縫連接。其中一項創(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，可以補償壓電檢波器的頻率缺失。由于受到陸地觀測系統(tǒng)獨立同步源（ISS）采集成功的啟發(fā)，BP在墨西哥灣亞特蘭蒂斯現(xiàn)場進行了第一次海洋獨立同步源（ISS）采集試驗。

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)展極大地促進了地震采集技術(shù)的進步。以超萬道地震儀、數(shù)字檢波器為代表的單點接收、單點震源成為一種新的采集概念并推動了物探技術(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，有利于深層目標勘探和高分辨率勘探。出現(xiàn)的滑動掃描技術(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展，檢波器性能的提高使動態(tài)范圍由傳統(tǒng)的60dB左右，提高到90dB左右，甚至達到100dB，與地震儀器的動態(tài)范圍相近，使整個地震采集系統(tǒng)的實際動態(tài)提高了一個數(shù)量級。地震采集儀器也出現(xiàn)很大進展，24位儀器全部應用，超多道儀器（海上達到8萬道、陸上達到5萬道）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、新型特殊震源也達到世界領(lǐng)先水平。

無纜地震采集系統(tǒng)是地球物理服務公司滿足高密度采集、高道數(shù)采集需求的理想設備。目前，無纜采集系統(tǒng)已經(jīng)受到很多地球物理服務公司的關(guān)注，CGG-Veritas、ION、Fairfield等公司一直致力于陸上無纜地震采集設備和技術(shù)研究。在近幾年的SEG年會上，各大物探裝備制造商也相繼推出了陸上無纜地震儀系統(tǒng)。英國VIBTECH公司自從2006年被SERCEL收購后，原來的無線儀器IT系統(tǒng)被改名為Unite，目前SERCEl將其與428系統(tǒng)整合，推出了一個強大的無線地震儀系統(tǒng)；美國的I-Seis和OYOGeospace公司也已推出無纜地震儀，其原理與SercelUnit和IONFireFly系統(tǒng)非常相似。陸上地震采集將迎來一場革命，無纜采集將引領(lǐng)新一代陸上地震勘探技術(shù)發(fā)展的潮流。

1.3 應用軟件作用和范圍越來越大

數(shù)據(jù)采集設計和質(zhì)量管理水平大幅提高，基于正演模擬的設計系統(tǒng)廣泛應用。克浪公司開發(fā)的地震采集工程軟件系統(tǒng)KLseis7.0版本，較以前相比有兩個方面進展明顯：一是增加了轉(zhuǎn)換波三維折射靜校正功能，更適應目前三維地震勘探的使用；二是通過三維可視化技術(shù)的開發(fā)，提升了三維設計的技術(shù)水平，即三維觀測系統(tǒng)立體設計。目前，綠山現(xiàn)在正式了64位版本的MESA設計軟件Mesa12.01，可以用樹狀視圖來控制數(shù)據(jù)的顯示，在模型構(gòu)建（ModelBuilder）加入了根據(jù)測井數(shù)據(jù)計算速度和密度的工具，并能自動連接構(gòu)造頂部來協(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，記錄期間的前期計劃、現(xiàn)場處理和實時QC管理等步驟組成的綜合性現(xiàn)場自動化措施，有效地減少了作業(yè)時間。目前QC管理正在朝著實時量化地震測量結(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時評價野外資料，此外，衛(wèi)星通訊技術(shù)的進步，明顯加強了通過作業(yè)隊遠程監(jiān)控對陸上作業(yè)的有效控制能力。

1.4 基于波動理論涉足地震設計

在基礎理論研究方面，開始利用計算機正演模擬技術(shù)、物理模擬技術(shù)研究復雜介質(zhì)中波動理論。采用基于射線理論的射線追蹤法的正演模擬，這不能很好地適應指導數(shù)據(jù)采集、分析的要求，應用波動方程數(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，對簡單各向異性介質(zhì)的研究也將深入到對復雜各向異性介質(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、處理實現(xiàn)了商業(yè)化，也促進陸上多分量地震勘探技術(shù)的發(fā)展。

SeaBedGeophysical公司推出獨特的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)基于自動節(jié)點管理的概念，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。卡爾加里大學彈性波勘探地震研究組（CREWES）提出一種“4C-3DOBC勘探設計中的DSCP面元劃分法”，能確定相同炮檢距轉(zhuǎn)換點的深度變化位置。它不僅適用于海上3D×4C地震的測量設計，也為陸上3D×3C測量指明了方向。他們還在集中力量開發(fā)利用P-S射線路徑的固有不對稱性，以優(yōu)化3D×3C測量的設計。

1.6 處理技術(shù)趨于多元化

處理方面，在復雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)地區(qū)，迭后時間偏移已遠遠不能滿足實際勘探的要求。反褶積、水平迭加和迭后偏移構(gòu)成的常規(guī)時間域處理技術(shù)只能解決構(gòu)造相對簡單的地質(zhì)體成像。而解決復雜構(gòu)造成像的最有效手段之一，是基于真實反應地球介質(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。近年來，迭前時間偏移、迭前深度偏移已成為地震資料處理的常規(guī)項目。

在迭前深度偏移技術(shù)不斷發(fā)展，在國內(nèi)外出現(xiàn)了波動方程為基礎的迭前深度偏移軟件和技術(shù)。美國的VERITAS公司和GDC公司都推出了波動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

國際各大物探公司為保持在國際市場上的領(lǐng)先地位，紛紛通過并購、重組進行市場、資源的爭奪和劃分，以取得更大的競爭能力，避免行業(yè)內(nèi)的惡性競爭，實行行業(yè)利潤保護。形成了物探行業(yè)如下發(fā)展趨勢：

（1）深海勘探將成為今后十年世界物探市場的主要業(yè)務增長點。1998-2003年，世界海洋物探支出年增長13%，是增長最快的物探領(lǐng)域。由于陸上勘探已趨成熟，世界各大物探公司對海上物探的前景普遍看好。

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

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

（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，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個減少到了63個。這種集中趨勢在海上物探領(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)展自身的綜合服務能力或一體化服務能力，以適應未來市場的需求。而一體化的服務能力要求企業(yè)有更多的資金投入和具有一定的規(guī)模，這會有助于鞏固大物探公司的競爭地位，同時增加其他物探公司進入市場的難度。

（5）多用戶勘探形式逐漸發(fā)展。勘探服務公司根據(jù)自己的發(fā)展戰(zhàn)略，首先確定有潛力油氣資源地區(qū)，并設計相應的勘探計劃，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等國際服務公司此項作業(yè)區(qū)域和作業(yè)金額正在逐年增加。

參考文獻

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[10] 呂公河.高精度地震勘探采集技術(shù)探討[J].石油地球物理勘探，2005，40（3）：261.

篇9

關(guān)鍵詞：地震勘查 反射方法 高分辨率

隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(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前地質(zhì)工作的重要任務。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)的研究及應用現(xiàn)狀。這些方法技術(shù)是當前礦產(chǎn)勘查有效的地球物理方法技術(shù)，或是近年來研發(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用前景。但是，地球物理勘查觀測結(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用這些方法，充分發(fā)揮方法技術(shù)各自的優(yōu)勢，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)，在人們認識地球深部的過程中扮演著不可或缺的角色，許多重大地質(zhì)認識和理論的產(chǎn)生都離不開地震技術(shù)的貢獻。在過去的幾十年里，世界上主要發(fā)達國家都相繼實施了大陸地震反射計劃，從上世紀70年代美國的COCORP（Brown et al.，1986）、80～90年代德國的DEKORP、法國的ECORS（Matthews and Smith，1987）、英國的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地球動力學計劃（AGCRC）（Australia GeodynamicsCooperative Research Center，1998/1999）等。這些計劃已經(jīng)積累了數(shù)萬千米的深地震反射剖面、海量的天然地震數(shù)據(jù)，剖面幾乎跨過了大陸上任何重要的構(gòu)造單元，如美國的阿巴拉契亞、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，不僅提高了對這些構(gòu)造單元和從屬大陸演化的認識，還極大推動了地球科學的發(fā)展（董樹文等，2010）。

二、地震勘探技術(shù)問題分析

我國石油、煤炭地震勘探技術(shù)整體上處于國際先進水平，但從技術(shù)長遠發(fā)展的角度出發(fā)，也還存在著一些明顯的不足如下：缺少具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大型地震儀器裝備；商品化的國產(chǎn)地震處理解釋軟件有待升級與推廣；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，我國必須加大自主研發(fā)力度，向著更高層次邁進。筆者認為我國的資源勘查技術(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、實時成像趨勢。在工程物探巨大市場需求的帶動和計算機技術(shù)的推動下，未來幾年工程物探技術(shù)與新儀器的開發(fā)將呈現(xiàn)良好的勢頭，開發(fā)水平將大大提高，新儀器將以高分辨、高可靠性、實時成像儀器為主流。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，用作標定的數(shù)據(jù)主要是VSP測井、鉆井等獲取的地質(zhì)數(shù)據(jù)，油藏的開發(fā)是一個動態(tài)過程，因此靜態(tài)表征須向動態(tài)表征過渡。在整個油田的開采過程中，靜態(tài)油藏特性如孔隙度、滲透率等和動態(tài)數(shù)據(jù)都將會得到更新。油藏模型已從最初的簡單模型不斷優(yōu)化，指導整個油田的合理開采。科學技術(shù)的發(fā)展，使得地震資料的處理和解釋的水平有了更進一步的發(fā)展。新技術(shù)和新方法層出不窮，并將投入到實際的生產(chǎn)和應用中。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工具過渡。大量的地震數(shù)據(jù)和地下的VSP測井和鉆井緊密結(jié)合，使我們能夠從地面數(shù)據(jù)中挖掘越來越多的地下信息。地球物理將伴隨著人們對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、從簡單地表和淺水區(qū)向復雜地表和深水區(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。隨著油氣勘探的對象越來越復雜，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理論存在明顯的不適應性。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。更加逼近真實地質(zhì)，地球物理條件的裂縫介質(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)展并走向應用。目前，無論是石油還是煤炭地震勘探的技術(shù)難度越來越大，可以用“低、深、難、隱”幾個特點來概括，這幾個特點反映到地震資料處理上，其特點表現(xiàn)為以水平、均勻、層狀介質(zhì)為假設的地震資料常規(guī)處理方法和軟件，已經(jīng)愈來愈不適應復雜介質(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)，如復雜地表條件下的靜校正、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。更準確地刻畫構(gòu)造、更精細地預測儲層和更逼真地表征油藏，自動化解釋技術(shù)推動了全三維解釋技術(shù)的進步物理和數(shù)學模型正演為準確查明復雜構(gòu)造提供了支撐。高分辨率層序地層學和地震沉積學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，使儲層預測向更精細的方向發(fā)展。

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[關(guān)鍵詞]煤田 地震勘探 觀測系統(tǒng) 工程設計 卓越工程師

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2015）08-0146-02

“煤炭黃金十年”大大地推動煤炭地質(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]同時也推動了煤田地震勘探課程教學的改革與發(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內(nèi)容或煤田三維地震勘探課程。[2]受“卓越計劃”啟發(fā)，就傳統(tǒng)的煤田地震勘探教學談談自己的看法。

一、細化專業(yè)理論教學，掌握知識點

針對二維地震勘探觀測系統(tǒng)設計教學，主要知識點包括以下幾方面：其一，深刻理解觀測系統(tǒng)概念、設計相關(guān)參數(shù)及相關(guān)參數(shù)的計算公式。其二，理解地面的觀測方式與地下勘探的反射點對應關(guān)系，掌握利用綜合平面圖示法繪制觀測系統(tǒng)圖的要領(lǐng)，目的是對已知的觀測系統(tǒng)參數(shù)通過圖示的方法表達觀測系統(tǒng)中炮點、檢波點和排列的所有道，并確定滿覆蓋次數(shù)起止位置，會計算滿覆蓋次數(shù)的范圍。其三，設計的觀測系統(tǒng)在生產(chǎn)中如何實施。

（一）勘探深度與勘探的排列長度之間的關(guān)系

勘探排列長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)以下計算公式來確定排列的參數(shù)。

設激發(fā)點移動道數(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

這里著重強調(diào)以下幾點：

1.雙邊激發(fā)就是一個排列不動的情況下先后分別在兩端激發(fā)；

2.中間激發(fā)時S=2；儀器接收道數(shù)為N，與排列長度有關(guān)，排列長度≈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）地面觀測點與地下勘探目的層反射點之間的關(guān)系

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

綜合平面圖示法是沿測線標出若干炮點和第一個排列的檢波點。將檢波點投影到過炮點的45度線上，過任一個檢波點做垂線，垂線相交的炮線條數(shù)，即該CDP點的疊加次數(shù)。[3]

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

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

■

圖1 12道3次覆蓋觀測系統(tǒng)圖

（三）觀測系統(tǒng)在工程勘探中的移動方式

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

通過以上知識點的學習，把知識點聯(lián)系起來就形成了對二維地震勘探由觀測系統(tǒng)設計到工程實施過程的了解。

二、勘探工程觀測系統(tǒng)設計

通過對二維地震勘探觀測系統(tǒng)的學習，學生們基本上理解和掌握了觀測系統(tǒng)設計的概念、參數(shù)和步驟。如果不聯(lián)系實際或解決具體的地質(zhì)問題，就難以與生產(chǎn)實際結(jié)合起來，所以理論學習結(jié)束后應布置課程設計一次，讓同學們針對煤礦生產(chǎn)需求做一個煤田二維地震勘探的觀測系統(tǒng)設計，讓他們知道學有所用之道。

實例：某煤礦開采過程中，煤層（埋深500米，煤厚6米）突然缺失，無法繼續(xù)進行生產(chǎn)，請問采用什么技術(shù)手段解決這一地質(zhì)問題？請?zhí)峁┛尚行苑桨浮?/p>

課程設計初步方案：生產(chǎn)礦井煤層突然缺失初步判斷為前方出現(xiàn)斷層（斷距應大于6米）導致煤層缺失，如何判斷斷層性質(zhì)、斷距大小最有效的技術(shù)手段應為二維地震勘探方法，因為目前地震勘探主要就是解決地質(zhì)構(gòu)造問題。那么根據(jù)已知煤層埋深可以分析判斷以下觀測系統(tǒng)參數(shù)：

1.根據(jù)目的層埋深可以判斷排列長度是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)造問題，那么根據(jù)炮間距與覆蓋次數(shù)的計算關(guān)系式，初步確定排列長度為480米比較適宜。

2.在地層傾角不大或是單斜地層時，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：加上附加段測線長度為1580米，偏移距為0，道距10米，48道采集道，總計地震生產(chǎn)物理點51個，測點159個。

總之，通過理論學習，了解觀測系統(tǒng)設計是二維地震勘探工程觀測系統(tǒng)設計的關(guān)鍵技術(shù)，覆蓋次數(shù)、接收道數(shù)的多少決定炮點移動道數(shù)的多少，即決定炮間距，同時也決定地震勘探的工作量的大小；掌握綜合平面圖示法，可以位置畫出觀測系統(tǒng)圖，可直觀地看出目的層界面上地震觀測次數(shù)，并可判斷滿覆蓋次數(shù)的起止和范圍及觀測系統(tǒng)生產(chǎn)實施過程的滾動方式。

三、結(jié)束語

通過“卓越計劃”培養(yǎng)模式的實施，應試教學過渡為動手解決問題能力培養(yǎng)模式，不僅了解了二維地震勘探原理、概念、基本的觀測系統(tǒng)設計參數(shù)、計算公式及能解決什么樣的地質(zhì)問題，而且了解了針對煤礦生產(chǎn)遇到的具體問題，采用二維地震勘探方法是如何設計制作觀測系統(tǒng)，并能夠應用于生產(chǎn)的。這樣，增加了學生學習煤田地震勘探的興趣及創(chuàng)新能力，增強了為勘探服務的信念。

[ 注 釋 ]

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