□ 文/中國石化集團公司石油物探技術研究院院長 曲壽利

莫北/圖

第20屆世界石油大會的主題是：全球能源解決方案，促進合作、創(chuàng)新與投資。合作是能源發(fā)展的必然趨勢，創(chuàng)新是創(chuàng)造更多的技術、方法解決資源發(fā)現(xiàn)與開發(fā)問題。投資是三者中最復雜的，新技術研發(fā)、生產(chǎn)都需投資。全球經(jīng)濟增長對能源的需求，特別是清潔能源的需求的增長，需要新技術、需要投資、需要合作。專家預測，未來20年，盡管能源結構向多元化、低碳化方向轉變，但油氣作為清潔優(yōu)質(zhì)能源仍將是主要能源，并保持快速發(fā)展；全球石油資源豐富，但勘探開發(fā)環(huán)境日益復雜，資源品質(zhì)日益變差，未來以深水、極地、油砂和頁巖等為代表的新興領域將成為越來越重要的戰(zhàn)略資源接替區(qū)，成為科技創(chuàng)新的熱點和重點，特別是非常規(guī)天然氣勘探開發(fā)技術的突破將改變世界天然氣供需格局和行業(yè)游戲規(guī)則；在油氣勘探與開發(fā)方面，未來的發(fā)展主要依賴物探技術和鉆井技術的進步。

石油物探技術作為主要技術方法，在石油天然氣勘探開發(fā)中發(fā)揮了重要作用。據(jù)李慶忠院士統(tǒng)計，過去50多年內(nèi)油氣儲量的95%以上是用物探方法找到的，充分說明了地球物理勘探技術對石油與天然氣勘探所起到的關鍵作用，物探技術的每一次進步都帶來油氣的新發(fā)現(xiàn)和石油探明儲量新的增長高峰。物探技術經(jīng)過一個世紀的發(fā)展，從最初的單道接收，發(fā)展到數(shù)十萬道的接收，技術方法從二維發(fā)展到三維、四維，甚至發(fā)展到全方位、高密度實時跟蹤物探觀測技術。技術方法有了巨大的發(fā)展，物探技術的發(fā)展促進了油氣工業(yè)的發(fā)展。特別是近三十年來，發(fā)展速度更是迅猛，帶來了全世界油氣工業(yè)的大發(fā)展，為新時期油氣工業(yè)的發(fā)展提供有力的技術保障。我國面臨的復雜山地地表、復雜山前帶構造、復雜巖性儲層等勘探對象和國外以深水、鹽下、極地、油砂和頁巖等為前景的勘探對象，都給物探技術帶來了挑戰(zhàn)，同時也給物探技術的進步與發(fā)展帶來了機遇。應對這些需求，就物探技術的發(fā)展趨勢作一個不成熟的猜測：

物探技術發(fā)展總體方向：應對未來國內(nèi)外常規(guī)和非常規(guī)油氣資源勘探開發(fā)的復雜對象，從地球物理采集、處理、成像、解釋和軟件裝備等方面的發(fā)展來看，未來20年引領全球的油氣地球物理技術發(fā)展的總體方向應該是：集成化、信息化、智能化、可視化和實時化。集成化是指從單一方法的運用發(fā)展到多種物探方法的交叉綜合，從單一資料的分析解釋，發(fā)展到地球物理資料與地質(zhì)、鉆井、測井、測試等資料的融合共享，從單一的勘探地球物理學科，發(fā)展到不斷融合更多專業(yè)學科的集成；信息化是指利用信息化的先進技術實現(xiàn)資源、數(shù)據(jù)、知識的共享；智能化是指物探裝備和軟件發(fā)展的高度自動化，能夠適應不同環(huán)境和地質(zhì)條件的采集、處理、解釋應用需求；可視化和實時化是指采集、處理、解釋各環(huán)節(jié)的處理數(shù)據(jù)實時可見。

地震采集技術發(fā)展：解決山地、叢林、黃土塬、沙漠、凍土等復雜地表的勘探問題的關鍵是要得到較高信噪比的地震資料，最為關鍵的是地震采集技術。一是要有適應這些復雜環(huán)境的儀器設備，如具有百萬道、三份量、自動定位、自動采集的先進大規(guī)模地震采集系統(tǒng)以及適應環(huán)境的綠色環(huán)保人工震源；二是要發(fā)展適應不同地表條件的地震采集激發(fā)、接收工藝，以最大可能地提高地震原始資料的信噪比；三是要研發(fā)適應復雜地表的采集設計軟件，做好地震采集、處理、解釋一體化的設計，以獲得適合地震成像需求的“充分、均勻、對稱、連續(xù)”的高保真、高精度地震數(shù)據(jù)；四是繼續(xù)發(fā)展面向油藏開發(fā)的四維地震、微地震、被動源地震和寬頻（低頻）地震技術，實現(xiàn)地面與井中地震的結合、有源和無源觀測的結合以及地震與非震聯(lián)合的超高密度立體化數(shù)據(jù)采集。

地震資料處理技術發(fā)展：地震處理技術，首先是要發(fā)展適應復雜數(shù)據(jù)的新一代智能化、可視化、實時化數(shù)據(jù)處理軟件，形成近地表波場智能辨識技術和疊前全波場自動（交互）去噪技術、自動化處理流程選配與參數(shù)測試技術和高分辨率、高保真的井震一體化全波場地震成像技術；實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅動型、增量式的地震資料智能處理技術；二是發(fā)展全波場地震成像系列新技術，開展各向異性偏移、基于全波形反演的速度建模、真振幅成像等技術研究和基于波形干涉的全息高分辨率成像技術研究，實現(xiàn)彈性波逆時偏移（RTM）、全波形反演（FWI）、逆散射成像、巖性/物性參數(shù)直接反演與全波場成像等技術的工業(yè)化應用；三是發(fā)展多源、多尺度、多類數(shù)據(jù)的聯(lián)合處理，實現(xiàn)四維地震、微地震、被動源地震、井中地震與非震聯(lián)合的處理與應用。

地震資料解釋技術發(fā)展：地震資料解釋已經(jīng)朝著以疊前解釋為主、與高精度疊加屬性分析相結合的全信息解釋發(fā)展。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重要手段；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；多波多分量資料的應用和各向異性分析技術使得儲層裂縫檢測和流體識別成為可能；時延（4D）地震資料基于巖石物理模型的多學科綜合解釋實現(xiàn)油氣藏的動態(tài)表征。未來的發(fā)展方向應該是基于一體化協(xié)同工作平臺的多學科綜合解釋技術和基于巖石物理模型的多尺度資料綜合油藏模擬和動態(tài)表征技術，實現(xiàn)全三維虛擬化解釋場景中的盆地級可視化、智能化、全信息自動解釋，實現(xiàn)層位、斷層、構造、異常體、沉積環(huán)境和體系域的全局化自動解釋；發(fā)展油藏地球物理技術綜合應用平臺，形成油藏地球物理綜合監(jiān)測和動態(tài)模擬的一體化智能系統(tǒng)，實現(xiàn)油氣藏長效監(jiān)測、動態(tài)模擬與室內(nèi)管理。

物探裝備與軟件的發(fā)展：隨著網(wǎng)絡通訊、信號傳感、電子工程、工藝材料和計算機技術的快速發(fā)展，必將促進物探裝備、計算機與軟件的快速發(fā)展。一是地震儀器方面，百萬道的地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將是以完備的個性化軟件為核心，以引用和集成有關新技術（MEMS、MOEMS、GPS、RFID、SoC、SSD、無線網(wǎng)絡、納米、太陽能等技術）為補充的有線、無線、存儲方式完全兼容的自由組合式開放型網(wǎng)絡化管理系統(tǒng)，具有任意道的多維多波多分量地震數(shù)據(jù)采集能力?？蓪崿F(xiàn)三維地震采集的面元大小到5m×5m、道密度高于4-10百萬道/km2、數(shù)據(jù)密度超過100GB/km2的復雜地表的地震數(shù)據(jù)采集工作，地震勘探項目的數(shù)據(jù)規(guī)模將超過1000TB。同時，發(fā)展智能化的機器人，實現(xiàn)山地、極地、叢林、海底等復雜環(huán)境的自動化式作業(yè)。二是計算機方面，隨著計算技術的發(fā)展，光計算機、量子計算機有望在20年內(nèi)得到實際應用，現(xiàn)今的CPU、GPU等將為FPGA、MPU甚至能力更強大的計算器件所取代，生物信息存儲提高存儲能力和效率。建成適應百萬道地震數(shù)據(jù)采集的海量數(shù)據(jù)處理的超大規(guī)模計算機是完全可能的，計算能力有望在現(xiàn)有基礎上提高10萬倍，為增量型實時地震資料處理解釋奠定了必需的計算環(huán)境。三是物探軟件方面，基于云計算的處理、解釋智能化軟件將快速發(fā)展，形成“數(shù)據(jù)驅動型增量式自動化地震資料處理軟件系統(tǒng)”和“可視化、智能化、全信息地球物理解釋軟件系統(tǒng)”，實現(xiàn)在高速網(wǎng)絡下的數(shù)據(jù)共享和計算、多學科協(xié)同式工作模式，并將改變現(xiàn)今的地球物理工作理念和流程。

總之，全球經(jīng)濟增長對能源的需求越來越多，特別是清潔能源需求的增長依賴于石油天然氣資源的更多發(fā)現(xiàn)和供給；石油天然氣資源的更多發(fā)現(xiàn)依賴于工程技術的進步，特別是依賴物探技術的進步；物探技術的進步如同全球能源解決方案一樣依賴于創(chuàng)新、需要合作和投資。只要我們持續(xù)地堅持創(chuàng)新、合作和投資，就一定能實現(xiàn)未來的夢想。