陸曉寒

■大家談

高分辨率地震勘探技術(shù)的應(yīng)用

陸曉寒

西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院（陜西西安710065）

介紹了地震勘探技術(shù)的起源和發(fā)展，重點闡述了高分辨率地震勘探技術(shù)在石油勘測方面的應(yīng)用，具體包括高分辨率地震資料采集技術(shù)、高分辨率地震勘探處理技術(shù)、高分辨率地震勘探解釋技術(shù)。地震勘探技術(shù)的不斷創(chuàng)新，為今后高效準(zhǔn)確地勘探與開采石油提供技術(shù)支持。

地震勘探；高分辨率；油氣資源

在我國的現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程中，石油和天然氣是非常有價值的燃料、潤滑油料和化工原料。油氣勘探的方法有許多種，其中，地震勘探是解決地球物理勘探中油氣勘探問題最重要的方法。它利用人工方法激發(fā)的彈性波定位礦藏（如油氣、礦石、水資源、地?zé)豳Y源等），確定考古位置，獲取工程地質(zhì)信息。

1 地震勘探技術(shù)的發(fā)展

現(xiàn)代油氣勘探的理論基礎(chǔ)形成于19世紀(jì)。1828年P(guān)oisson研究了關(guān)于P波和S波的運動方程，其他從事彈性介質(zhì)波動問題早期研究的學(xué)者有Stokes、Kirchhoff、Cauchy、Green、Reileigh、Knott、Zoeppritz、Kelvin、Lame、Love、Stoneley等。許多類型的彈性波以他們的名字命名[1]。

地震勘探始于1845年，馬萊（Mallet）首次實施了人工野外觀測。他在地下引爆炮彈，然后通過望遠(yuǎn)鏡觀察放在遠(yuǎn)處容器中水銀表的波動，用一只跑表記錄從爆炸到水銀表波動經(jīng)過的時間。

20世紀(jì)70年代后期，由于地質(zhì)勘探程度逐漸完整，勘探區(qū)地質(zhì)情況復(fù)雜且隱蔽，從而導(dǎo)致地震勘探的難度加大以及對勘探精度要求的增加，開始逐漸出現(xiàn)了高分辨率地震勘探技術(shù)。高分辨率地震勘探技術(shù)的出現(xiàn)，使得在油氣地質(zhì)工作逐漸從二維向三維轉(zhuǎn)變。

約在20世紀(jì)80年代我國高分辨率地震勘探技術(shù)，隨著子波處理技術(shù)及其他重要技術(shù)趨于完善，能夠獲得大量的地震數(shù)據(jù)，從而使得解釋工作變得繁重，由此出現(xiàn)了解釋工作站。

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，地震勘探的水平也在不斷提高，其中在儀器設(shè)備、處理軟件方面尤為顯著，地震資料的采集、處理與解釋的能力也在加強[2]。

2 高分辨率地震勘探技術(shù)的應(yīng)用

2.1高分辨率地震資料采集技術(shù)

在地震勘探中，野外采集的成本大約占總成本的80%，因此為了降低勘探成本，提高勘探效果，各個國家都在研發(fā)、更新地震勘探的儀器裝備。同時，我國的地震勘探技術(shù)也在向三維轉(zhuǎn)變。簡單來講，現(xiàn)今國內(nèi)地震勘探的數(shù)據(jù)采集裝備與技術(shù)已經(jīng)非常成熟，能夠滿足各種作業(yè)環(huán)境的需求。

進(jìn)行高分辨率地震勘探，需要爆炸震源激發(fā)子波時盡可能地接近尖脈沖，激發(fā)出高頻的地震信號。在野外地震資料采集中，為了提高分辨率，獲得較高的主頻及其頻帶較寬的反射波信息，“方便而有效的措施是提高前置放大器的截止頻率”[3]。若在采集高分辨率的參數(shù)選取中很強的低頻面波無法壓制時，可以采用信噪分離和遞歸濾波等方法去除，以此來提高之后地震資料記錄的信噪比。例如，WISS軟件為表層結(jié)構(gòu)分析及靜校正量計算奠定基礎(chǔ)。

2.2高分辨率地震勘探處理技術(shù)

地震資料處理技術(shù)的主要任務(wù)就是在加工處理完地震原始數(shù)據(jù)之后，將其變成一種可識別的地質(zhì)語言或構(gòu)造圖。其中有關(guān)鍵的兩點：①壓制各種干擾來提高信噪比；②盡可能補償?shù)卣鸩ㄋp的高頻部分。

高分辨率處理任務(wù)中的關(guān)鍵技術(shù)有地震資料疊前提高信噪比處理、地表一致性振幅補償技術(shù)和剩余振幅補償、高精度的靜校正以及多次剩余靜校正和速度分析。在地震勘探的整個處理過程中，要遵循“照顧高頻”的原則，要在不損害高頻信號的基礎(chǔ)上，運用各種去噪方法，以此來提高信噪比。其中值得注意的是，“照顧高頻”不代表沒有低頻，如果沒有低頻部分的地震資料，會造成地震資料解釋和反演的失誤。另外，反褶積也是處理地震資料的重要手段。多道反褶積技術(shù)既提高了分辨率又加強了高頻噪聲，從而增強了信噪比。

綜上所述，良好的資料處理結(jié)果應(yīng)具備以下3個方面：①較高的信噪比；②頻率的組成豐富，既有高頻也有低頻；③偏移正確。

2.3高分辨率地震勘探解釋技術(shù)

在地震時間剖面解釋中，一般依據(jù)4個對比原則：相位對比、波組對比、剖面間的對比、運用地質(zhì)規(guī)律對比。在三維地震勘探中，無論是時間剖面還是數(shù)據(jù)體，在解釋資料時都遵循對比準(zhǔn)則。當(dāng)?shù)叵陆缑姘l(fā)生變化時，在時間剖面上一般都伴隨一些特殊波的出現(xiàn)或者反射波發(fā)生畸變等現(xiàn)象，利用好各種特殊波，為增強解釋成果的可靠性提供更完善的技術(shù)手段。

三維地震勘探資料解釋工作簡單講就是利用地震數(shù)據(jù)解釋系統(tǒng)，以人機聯(lián)作的解釋方法進(jìn)行[4-5]。它以偏移數(shù)據(jù)體為基礎(chǔ)，方差數(shù)據(jù)體為輔。把技術(shù)人員對井田構(gòu)造規(guī)律和波組特征的認(rèn)識與解釋系統(tǒng)的智能軟件結(jié)合起來，從而開展全面的解釋工作。

目前，高分辨率地震資料的解釋可以應(yīng)用于4個方面：①找尋新的含油氣圈閉；②利用薄層的振幅效應(yīng)，確定儲集層的厚度；③砂體的追蹤；④確定水油分界面。

3 結(jié)束語

隨著油田逐漸被大量開采，對石油勘測技術(shù)的要求越來越精準(zhǔn)。高分辨率地震勘探的優(yōu)勢表現(xiàn)為更加精細(xì)的構(gòu)造解釋、直接標(biāo)志出含油氣層以及對于巖性的預(yù)測。雖然高分辨率地震勘探技術(shù)相對于常規(guī)的勘探技術(shù)來說有很多優(yōu)點，也更加精準(zhǔn)，但其現(xiàn)階段的發(fā)展還不夠成熟，尤其是在處理信噪比和高頻信號的吸收衰減等方面，這些都是需要在日后的工作中進(jìn)行研究和完善的。相應(yīng)地對相關(guān)技術(shù)及設(shè)備的要求也越來越高，同時也要求勘探人員提高自身技能、準(zhǔn)確掌握油氣地質(zhì)條件，并且對相關(guān)設(shè)備和技術(shù)進(jìn)行升級和創(chuàng)新，確保日后能夠在更困難的環(huán)境下進(jìn)行地質(zhì)勘探及開采，最終達(dá)到高效準(zhǔn)確地勘探及開采。

綜上所述，有了高分辨率地震資料，再結(jié)合相關(guān)技術(shù)，能夠提高解釋工作的可信度，從而減小解釋中的盲目性。

[1]王有新,王延光.地震勘探技術(shù)概述[J].油氣地球物理,2007 (1):1-9.

[2]王炳章,王丹,陳偉.油氣地震勘探技術(shù)發(fā)展趨勢和發(fā)展水平[J].中外能源,2011,16(5):46-55.

[3]馮鑫.地震勘探資料解釋研究[J].煤炭與化工,2014,37 (10):133-135.

[4]石雙虎,張翊孟,單啟銅,等.動態(tài)效率統(tǒng)計分析在地震數(shù)據(jù)采集作業(yè)中的應(yīng)用[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督,2016,32（3）:1-4.

[5]曲壽利,王鑫.國內(nèi)外物探技術(shù)現(xiàn)狀與展望[M].北京:石油工業(yè)出版社,2003.

The origin and development of seismic exploration technology is introduced,and the application of high resolution seismic exploration technology in petroleum exploration is expounded,including high resolution seismic data acquisition technology,high resolution seismic exploration processing technology and high resolution seismic exploration interpretation technology.The innovation of seismic exploration technology provides technical support for efficient and accurate exploration and exploitation of petroleum in the future.

seismic exploration;high resolution;oil and gas resource

左學(xué)敏

2017-03-05

陸曉寒（1992-），女，主要從事礦物學(xué)、巖石學(xué)方面的研究工作。