地震勘探方法范文

导语：如何才能写好一篇地震勘探方法，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

【关键词】地震勘探；地层界面；岩土性质；地质

地震勘探是利用专门仪器检测、记录人工激发地震的反射波、折射波的传播时间、振幅、波形等，从而分析判断地层界面、岩土性质和地质构造的一种地球物理勘探方法。地震勘测是利用人工激发的地震波在地下岩层中传播的规律来确定地下矿藏的方法。地震勘测也是钻探前勘测石油、天然气资源、固体资源和地质找矿的重要手段。它广泛应用在煤田和工程地质勘查、区域地质研究和地壳研究等方面。

1.地震勘探的起源

地震勘探始于19世纪中叶。1845年，R.马利特曾用人工激发的地震波来测量弹性波在地壳中的传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，当时的技术尚未达到能够实际应用的水平。1921年，J.C.卡彻将反射法地震勘探投入实际应用，在美国俄克拉荷马州首次记录到人工地震产生的清晰的反射波，1930年，通过反射法地震勘探工作，在美国俄克拉荷马州发现了三个油田，此后，反射法正式进入了工业应用的阶段。

2.地震勘探的过程

地震勘探过程由地震数据采集、数据处理和地震资料解释三个阶段组成。

2.1地震数据采集

在野外作业时，一般是沿地震测线等间距布置多个检波器来接收地震波信号，每个检波器组等效于该组中心处的单个检波器，每个检波器组接收的信号通过放大器和记录器，得到一道地震波形记录，称为记录道。为了适应地震勘探的各种不同要求，各检波器组之间有中间放炮排列和端点放炮排列等不同排列方式。

地震勘探分为一维勘探、二维勘探和三维勘探。一维勘探是观测一个点的地下情况，将检波器由深至浅放在井中不同深度，每改变一次深度在井口放一炮，记录地震波由炮点直接传到检波器的时间，这种只在一口井中观测的方法叫一维地震勘探。二维勘探是观测一条线下面的地下情况，将多个检波器与炮点按一定的规则沿一直线排列，在测线上打井、放炮和接收。最后得出反映每条测线垂直下方地层变化情况的剖面图就是二维勘探。三维勘探是观测一块面积下面的地下情况，三维勘探最后得到的是一组立体的数据，根据这个数据体能给出地层的立体图像就是三维勘探。根据不同的地质任务和达到的目的，可采用不同维的勘探方法。

2.2地震数据处理

数据处理的任务是加工处理野外观测所得的地震原始资料，将地震数据变成地震剖面图或构造图。经过分析解释，确定地下岩层的产状和构造关系，找出有利的含油气地区，也可以与测井资料和钻井资料综合起来进行解释和储集层描述，预测油气及划定油水分界。地震数据处理的重要目的是削弱干扰、提高信噪比和分辨率，另一重要目的是实现正确的空间归位。地震数据处理需要进行较大的数据量运算，现代的地震数据处理中心由高速电子数字计算机及其相应的设备组成，常规地震数据处理程序是复杂的软件系统，目前，中国已成为世界上最有实力、最有竞争力的地震资料数字处理强国之一。

2.3地震资料解释

地震资料解释包括地震构造解释、地震地层解释和地震烃类解释。地震构造解释以水平叠加时间剖面和偏移时间剖面为主要资料，来分析剖面上各种波的特征，确定反射标准层层位和对比追踪，解释时间剖面所反映的各种地质构造现象，构制反射地震标准层的构造图。地震构造图就是用等深线或等时线及其它地质符号直接表示出地下某一层地质构造形态的一种平面图件。地震地层解释以时间剖面为主要资料，进行区域性地层研究和进行局部构造的岩性岩相变化分析。划分地震层是地震地层解释的基础。

地震烃类解释是利用反射振幅、速度及频率等信息，对含油气有利地区进行烃类指标分析。通常需综合运用钻井资料与测井资料进行标定分析与模拟解释，对地震异常作定性与定量分析，进一步识别烃类指示的性质，进行储集层描述，估算油气层厚度及分布范围等。

3.地震勘探的勘探方法

地震勘探的勘探方法包括反射法、折射法和地震测井。反射法和折射法这两种方法适用于陆地和海洋。在研究很浅或很深的界面、寻找特殊的高速地层时，折射法比反射法有效。但应用折射法必须满足下层波速大于上层波速的特定要求，因此折射法的应用范围受到了限制。应用反射法只要求岩层波阻抗有所变化，易于得到满足，因而地震勘探中广泛采用的是反射法。地震勘探的方法在寻找地下水资源和民用工程建设中发挥着重要作用，尤其是建造高楼、堤坝、道路及海港等大型建筑物时利用地震勘探可以测量基岩深度，探测建筑物下面是否有溶洞或松软地质体，探测核电站周围是否存在断层，避免潜在的危险。地震勘探方法对灾害地质起着重要作用。

3.1反射法

反射法是利用反射波的波形记录的地震勘探方法。地震波在其传播过程中遇到介质性质不同的岩层界面时，其中一部分能量被反射，另一部分能量透过界面继续传播下去。地下的地层面、不整合面和断层面等都可能产生反射波，反射波的到达时间与反射面的深度有关，反射波振幅和反射系数息息相关，以反射波振幅和反射系数可以推算出地下波阻抗的变化，然后对地层岩性作出预测。沿地表传播的面波、浅层折射波和各种杂乱振动波与目的层无关的反射波信号形成干扰，我们称之为噪声。采用组合检波方法是减少噪声的最主要方法，组合减波是用多个检波器的组合代替单个检波器，或者用组合震源代替单个震源。

反射法观测广泛采用多次覆盖技术，目的是要得出能够清晰反映地下界面形态的地震资料，单次覆盖是对地下每个点只观测一次，多次覆盖是对地下界面上的每个点进行多次观测，并得到多张地震记录，这些记录叠加在一起就是多次覆盖。应用多次覆盖技术可以加强反映地下地层的有效反射，因此多次覆盖技术是单次覆盖技术的质的飞跃，并且提高勘探效果。反射法可利用纵波反射和横波反射。自然界中普遍存在着纵波和横波，在地震勘探中，可用纵波和横波进行勘探。纵波和横波的相同之处是都用人工方法激发地震波，又都是接受由地下反射回来传到地面的波，只是激发和接受地震波的形式不同而已，纵波和横波各有其专门的震源和接受器。

3.2折射法

折射法是一种利用折射波的地震勘探方法。炸药爆炸后，激发的地震波四散传播，当遇地层分界面时，有一部分反射波返回地面外，另一部分地震波透过分界面并沿着该分界面在下面地层中传播。在某一特定条件下，这种沿分界面传播的地震波也会返回地面，这种返回地面上的地震波叫折射波，而通过接收折射波来分析地层情况的方法叫做折射波法地震勘探。地层的地震波速度如果大于上面覆盖层的波速，那么地震波的速度与上面覆盖层的波速就形成了折射面。

3.3地震测井

地震测井是一种直接测定地震波速度的方法。如果震源位于井口附近，将检波器沉放于钻孔内，以此测量井深和时间差，从而计算出地层平均速度及某一深度区间的层速度。

4.结语

地震勘探是地球物理勘探最主要的一种勘探方法，它的优点是勘探精度高，并能够更加清晰地确定油气构造形态、埋藏深度和岩石性质，地震勘探成为油气勘探的主要手段，并被广泛应用。同时地震勘探在煤炭、岩盐及金属矿勘查等方面具有较好的应用效果。

【参考文献】

[1]熊章强.地震勘探.中南大学出版社，2010，09.

[2]顾功叙编.地球物理勘探基础.北京地质出版社1990.

[3]熊章强.地震勘探.中南大学出版社，2010，09.

篇2

【关键词】山地环境 三维地震 技术研究

1 前言

由于技术原因，在过去很长的一段时间里，采用地震方法进行油田勘探一直无法在地形较为复杂的山地环境下开展，因此山地环境下探采工作的进展也受到一定的阻碍。近几年，平原地区的油田资源在遭受到过度的开采后，于目前可继续开采的油田资源面积越来越小，因此山地复杂地区的油田探采工作又重新被纳入油田开发的考虑范围中。其中，西南地区的油田开采技术已从二维地震勘探技术突破至三维，并且获得的很好的勘探效果。

2 山地地震勘探数据采集的特性

复杂山地环境下的地表类型一般可分为以下的种类：

（1）岩石较多的地形环境；（2）黄土覆盖较多的地形环境；（3）黄土和砂砾的混合、砂岩与砾岩的混合、胶结的河床和山前的破碎地带。

由于砂砾和黄土的地表覆盖厚度不一，山地环境下的表层结构都比较复杂，被覆盖的下地表地层性质也复杂多变，因此在进行地震勘探过程中施工难度非常大，难以采用常规勘探技术进行数据采集工作[1]。

2.1 山地地区的干扰波

山地地区的干扰波一般有：声波、折射波、面波和侧面波等几种类型，对于这些干扰波，一般采用潜水面以下闷井激发的手段进行预防或减弱，主要是在降速效果较低的地层中进行激发，并采取偏移距离较大的激发方式，这样获取的数据会比较准确。

2.2 山地地区的激发方式

根据山地环境下不同的地质表面结构，空气液压冲钻和山地钻是常用的钻井手段，还可以用人工钻井和凿眼机来进行[2]。在黄土覆盖的区域中，钻井到潜水面的地下时，较强能量的反射波就不能被激发出；在岩石的地区通过风化地层钻井到原生基层内的1米后，由坚固系数来牵制岩石的激发结果。如果将炸药直径调成和岩层介质一样的钻井直径，使其较好的贴合，就能将较强的地震波激发出来，所以应尽量使炸药形状与岩层介质孔径达到最佳的契合度。采用扁状和点状的炸药震源来引爆，会比柱状的更加合适。

2.3 山地地区的接收方式

山地地区的地质环境都是复杂多变的，因此检波器的精确安置和测线的实际部署通常会面临很多困难，检测出的反射波其相应频率宽度也不一致。面对这种复杂情况，经常采用谐振频率相对高的检波器来接收反射波，其中块状矩阵检测系统，是三维地震勘探技术在高差变化较大的山地中进行反射波接收的一项技术，而管束状规则检测系统则是用来接收高差变化不大的山地反射波[3]。

3 采集方法设计及采集参数选定

（1）观测系统的设计。山地环境下的地质地貌较为复杂，在对野外观测系统进行相应的数据采集设计时，一些地质条件相对特殊的地段可以采取一些特殊施工方式来进行，比如蜘蛛网型观测方法、“L”型观测方法等。采用这些观测手段进行数据的采集工作，其设计是依据激发效果以及反射波接收情况来开展的，如此一来，我们不仅可以很清楚的对检波点和炮点做实时观测，还能根据反射波接收的实际情况，及时的确定和修正检波点和炮点的准确分布。

（2）采集参数的选择。采用三维地震勘探技术，时常会面临一些参数的选定和，比如：炮点距、道距、最小炮检距、最大炮检距、最大非纵距、空间采样间隔等，每一项都需要提前设定好，以便施工过程的有效实施。

一般情况，我们根据噪音和多次波的生长状况及在数据采集时选用的压制方法来选定叠加次数；最小炮检距的选择，不仅要思考炮点激发因素和检波点受到的干扰因素，还要考虑最浅目的层的掩埋深度；最大炮检距的选择，需要思考反射系数、动校正拉伸、共面元内弥撒半径等方面的因素；最大非纵距的选择，则需要考虑目的层的掩埋深度、地层倾向角度、地层的速度等因素。

（3）检波器类型和检波器组合方式的选取。在加速度检波器分别和频率为100Hz、60Hz、40Hz自然频率的检波器做相互比较观察后，可以得出结论：频率为60Hz的检波器较合适山区环境的地震方法数据开采。

在山地环境中，地表分布情况复杂，接收点的可埋置面积大小、横纵向的分布范围，很可能都不能满足检波器标准图形摆放的要求，致使其埋置的组合图形很难达到最佳的契合度。针对检波器埋置位置必须保证已经获取测量数据的要求，灵活的依据实际地形因素调整图形摆放和组合形式是需要认真研究和面对的，如此才能保证复杂山地环境下的地震数据的采集质量[3]。

4 施工方法

针对复杂山地地区特殊地质地貌环境，在采用三维地震勘探方法开展数据采集工作时，应注意到以下内容，以保证采集数据的准确性：

（1）山地环境下的数据采集工作，应将特殊观测方法和规则观测方法相互结合一起使用，以确保叠加次数能够满足数据采集的需求。同时，保证反射点都能够分布在所需观测的范围中。

（2）岩层掩埋程度较浅的地区可以应用空压机在进行钻井，确保岩层内激发的效果；在岩层的地方，可以应用凿岩机来钻井，以保证有效的激发深度；如激发井位井深较浅，则可以使用组合井的方法，保证激发强度。

（3）如果是面波干扰较大的山区，应该选择合理的最小、最大炮检距来开展数据采集。如：在砾石较多的山区，为避免砾石对施工人员的伤害，在选取最小、最大炮检距时，应该结合激发点附近的地形倾向来组织安全的施工方案。

5 结束语

目前，在山地环境下的勘探和开采工作正步入正轨，三维地震勘探技术在此方面的应用也将越来越广泛和普遍，但在实际探采的施工过程中，还是会面对很多复杂问题。本文对复杂山地环境下的三维地震勘探方法做了简要的分析研究，希望为山地环境下的油田勘探和开采工作的顺利开展有所帮助。

参考文献

[1] 陈国忠，王金泉，何黄生.山地复杂地形条件下的三维地震勘探方法[J].能源技术管理，2009，19（10）：76-77

篇3

关键词：地震勘探技术。发展历程；研究方向

一、引言

地震勘探技术广泛用于石油和矿产资源勘探、环境污染(如废水、有毒气体扩散等)监测与探查、地质灾害(山体滑坡、地面塌陷等)调查、水文(寻找水源等)勘察、工程质量(路基、大坝质量检测等)探测等，是寻找、发现和利用油气资源的首要环节。

二、地震勘探技术发展历程

地震勘探技术经过了一个世纪的研究和发展，从1845年Mallet以“人工地震”测量地震速度实验开始，1922年明特罗普地震勘探公司正式组建装备了两个地震勘探队，利用机械式地震仪在墨西哥和美国墨西哥湾沿岸地区进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年利用单次覆盖地震资料首次在美国德克萨斯州发现穹隆油田，50年代W.H.Mayne发明了共深度点(共中心点或共反射点)叠加技术，美国Conoco公司发明了地震可控震源，1967年Exxon石油公司在休斯顿附近的Friends word油田进行了首次3D地震测量。

我国第一个地震勘探队是在地球物理勘探专家翁文波的指导下1949年筹备，1951年在上海成立后开赴陕北地区进行工作。我国地震勘探仪的发展经历了四个阶段：电子管技术为地震勘探发展的第一阶段，20世纪50年代首次利用电子管光电照相记录地震仪(动态范围为25dB左右)发现了大庆长垣油田；模拟技术为地震勘探发展的第二阶段，60年代半导体器件构成的模拟磁带记录地震仪(动态范围为45dB左右)发现了大港、辽河、胜利等油田；数字记录地震仪技术(动态范围达90dB)为地震勘探发展的第三阶段，1980年开始了第一次三维数字地震勘探；遥测技术为地震勘探发展的第四阶段，90年代后大规模集成电路记录地震仪(动态范围达120dB)，数据传输方面出现了网络遥测技术。

三、地震勘探技术研究方向

为寻找复杂和隐蔽的油气藏，我国开始了矢量地震、山地地震勘探技术研究，地震勘探技术的发展应主要集中在如何提高地震勘探的分辨率以及如何改善深层数据品质两大研究领域。目前地震勘探技术主要的发展方向是：高分辨率地震、3D／4D地震、VSP地震与并间微地震、多波多分量地震、高精度地震信号处理技术、地下成像技术、处理解释一体化及三维可视化技术。

1.地震勘探方法

国内外目前广泛采用的地震勘探方法主要有反射法、折射法、透射法及二维地震、三维地震、四维地震(时移地震)。矢量地震勘探(即多波地震勘探)，激发纵波，同时接收纵波和横波，可以利用纵波和横渡来提高成像质量、预测岩性与裂缝和检测油气，井中微地震监测是在油气开采过程中，注水、注气、热驱或水力压裂等因素所引起的地下应力场变化，导致岩层裂缝或断裂产生的冲击力，从而产生地震波，据此在井中安置检波器进行接收，通过计算机对数据进行技术处理与解释，对油气田开发过程中孔隙流体前缘运动进行监测。VSP地震是地面击发地震波，由放入井中的检波器接收在地层中传播的地震波信号，根据不同的地震波形态，将地层层序分开，可确定储层深度和规模、识别地层沉积序列和沉积构造。

2.地震勘探处理技术及解释攻关方向

地震资料解释是地震勘探的最后一个环节，解释结果的准确与否不但取决于地震资料品质的好坏，而且取决于解释水平的高低，其主要研究方向有：针对不同地质目标，有针对性的数据重复处理技术；数据处理技术；深层及深部、隐蔽性油气藏、碳酸盐岩、断块、裂缝等构造的地震处理技术研究；复杂地区(沙漠、滩海、高寒区、表层火山岩覆盖区、高陡倾角山前盆地、黄土塬和高原等)地震资料采集技术及低信噪比数据处理技术研究海洋石油勘探开发不断向深水海域推进，勘探领域已从水深300m扩展到3000m的深海区，深海勘探采集技术及数据处理技术研究；直接找油气的多波多分量地震数据与油田开发监测的井中和井间地震数据、时移地震数据处理技术；提高地震剖面分辨率和信噪比的非线性地震信号处理技术和随机波动理论研充随钻地震技术及地震资料解释技术的研究；广角地震资料解释技术的研究；地震剖面构造解释可视化研究。

3.地震剖面解释软件包

国内地震剖面解释软件没有自主开发的解释软件基本是引进国外的，主要解释软件系统有：法国CGG公司的Geovecteur Plus、美国西方地球物理服务公司的Omega、美国Landmark公司的Land-mark、PROMAX、3DVI、Voxcube，美国坦索地球物理公司的CM和以色列Paradigm公司的GeoDepth等。开发具有自主知识产权的地震剖面处理解释人机一体三维可视化软件系统是地震资料处理解释面临急需解决的问题。

4.地震勘探仪器发展方向

地震勘探随着向深层、隐蔽、复杂构造等寻找油气藏，对地震仪提出了新的要求，要有更高的垂直与空间分辨率、大的动态范围及高信噪比。目前，在地震勘探中高分辨率勘探已成为主要发展方向，传统地震检波器已成为勘探的瓶颈。鉴于其本身显著的优点，光纤检波器将是主要发展方向，地震勘探设备包括震源、检波器、地震仪及辅助设备。

震源包括炸药、可控振源及气枪。由于炸药的危险性及环保的要求，可控振源和气枪将成为主要震源，要求震源特性为总能量要高(能量最大传播距离接近1km)、能量释放时间要短和初始能量向下传播、宽频带(5～800Hz)、破坏性小。现使用的检波器有动圈式、涡流式、压电式和数字式检波器，种类较多但动态范围只有50dB左右，严重制约了地震勘探的发展。海洋、沼泽用光纤水听器、陆地用光纤多分量检波器和井下光纤检波器将是未来的主流，光纤Bragg检波器的动态范围达到94dB。地震仪控制震源起振并记录采集站的信号，已达上万道24位A／D遥测，无线网络和有线遥测相结合上万道数字地震仪将是未来网络地震勘探的主流。辅助设备主要有采集站、插接线、传输线缆等设备，光缆将是未来的主要传输媒介。

篇4

关键词：：高精度；地震勘探

中图分类号： P315 文献标识码： A 文章编号：

“七・五”期间，国内组织了大范围的高分辨率地震勘探技术研究，形成了一套技术方法：“四高”（高覆盖次数、高采样率、高宽频带接收、高频检波器）、“四小”（小道距、小偏移距、小组合基距、小组内距）、“一降低”（降低环境噪音对高频信号的影响）以及浅井、小药量、多井组合的激发方式。随着人们的不断认识，这些技术在实践中得到了进一步验证。有些是有利于高分辨勘探的，有些是不适合高分辨勘探的。“八・五”期间，提出了大药量激发、井中单点接收等技术方法。“九・五”期间，石油系统组织了 7家单位进行了高分辨率地震勘探技术攻关：在激发方面，有适中的激发药量到小药量的垂直延迟叠加激发，逐步改进了井中单点接收的做法；在激发接收方式和噪音的分析压制上又形成了新的认识和相应的技术方法。近年来，人们对地质体的分辨能力和清晰成像方面综合开展了高精度三维地震勘探方法研究，取得了一些新的进展。

1 高精度地震勘探仪器的特点

地震勘探是指在地面利用地震波发射仪， 在地面发射地震波，地震波会不断的向地层传播，地震波在不同地层中的传播性质不同， 因此可以根据地震波的传播情况来判断地下地层的情况。 地震勘探主要涉及到地震波动力学和地震几何学的内容，地震几何学主要研究的就是地震波在传播的过程中， 地震波的位置和传播时间两者的对应关系。 通过对地震波传播过程中的变化来确定地层的各种参数。 而地震波动力学主要研究的地震波在地层中传播的过程中，地震波能量的变化、地震波和岩石之间的作用关系等， 利用地层对地震波不同的响应来判断地层的特征。 高精度的地震勘探需要通过频率较大的地震波来进行地层结构的勘探， 高频地震波对于地面信号发射和接受装置的质量和精度都有较高的要求。 高精度地震勘探地面设备具有高性能、稳定可靠等特点，地震勘探设备不会随着时间、环境等因素的变化而造成设备性能的下降。 在地震勘探的过程中，为了提高勘探的精度，一般都会最大限度的获取最准确的地震波信号，而没有掺杂其他没用的信号， 地震勘探信号的准确性是判断仪器性能好坏的重要指标，也是地震勘探设备发展的方向目标。 高精度地震勘探仪器的地震波发射器的幅度范围要比地层地震波幅度的范围大。 在地震波测量过程中需要测量的最大幅度指的是地震波从发射器到地面最近接收器的波幅， 而需要测量的最小幅度指的是从地层深处反射到地面的地震波波幅。 高精度地震勘探的信号接收中，往往接收到的地震波信号幅度较小，因此需要提高地震勘探仪器的测量性能。 地震波反射时间是根据地震勘探仪器计时装置的响应时间来确定的， 如果计时装置的响应时间不够准确，那么计算出的地震波反射时间也是不准确的，因此判断出来的地震波的传输特性也是不准确的。 在勘探仪器接收到地震波信号后，能够将接受的模拟信号准确的转换为数字信号，也是高精度地震勘探仪器的关键。 在设备允许的条件下，地震波发射仪还需要具有一个线性的系统。 为了最大限度的降低其他信号的干扰，需要通过先进的信号处理方式，不断的提高地震波信号的信噪比。 在高精度地震勘探仪器中需要进一步增大信号的信噪比。 但是随着地震测量系统精度的增加，会给系统各部分之间的同步、信号的传输等都增加了较大的困难。 在高精度地震勘探仪器的设计中， 应当不断的提高设备各部分之间工作同步性，降低各部分之间的相互干扰。 由于地震勘探仪器通常是在野外条件工作，野外的环境多变而且条件恶劣，容易造成地震勘探仪器的损坏， 所以需要不断的提高地震勘探仪器在野外工作的稳定性和持久性，并且具有一定的自检和报警的功能。 而且新型高精度地震勘探仪器要向着小体积、小质量、方便操作、寿命长等方向不断发展。

2 高精度地震勘探仪器设计研究

在高精度地震勘探仪器的设计中， 测量仪器的道间距是一个重要的参数，结合煤田勘探的实际，确定高精度地震勘探仪器的道间距为五米。 在实际的操作应用中可以根据勘探开发的要求，需要利用大道间距地震勘探的方法时，可以通过间隔的选取测量点的方法，来实现大道间距方法的测量。 为了能够提高地震勘探测量的准确性，仪器的分布长度一般要和测量深度一致。 高精度地震勘探仪器为了提高测量的覆盖范围， 通常会采用道叠加的方法，从而降低了其他信号的干扰。 在同一时间内，地震波数量的多少和地震波的频率成正比， 高频地震波的测量需要用到多道检测的方法。 而且随着地震波频率的增加，用到的地震波仪器的性能更高。 利用多点测量的方式可以有效的增加地震波中的高频信号，从而最大的限度的提高油气地震勘探的精度。 随着地震勘探技术的不断发展，地震勘探的规模也在不断的扩大。现阶段地震勘探的采集系统一般为多道站系统， 这和检波器点接收的状态不一致， 因此需要将仪器的采集站和检波器连接成一个系统，才能保证地震勘探设备的准确性和效率。 地震勘探仪器接收到的地震波信号传输到主系统的时间， 反映了系统线路信号传输的能力。 综合考虑影响地震勘探信号传输能力的印象因素，通过利用增大回传时间的方法，可以有效的减少系统部件的操作频率，增强系统的稳定性和可靠性，从而保证了野外地震勘探工作的成功进行。

高精度地震勘探是一门精细的勘探技术。由于人们认识的局限性，还存在着许多不同的看法。这就须要广大地球物理工作者都来关注这项技术，共同探讨这些问题。同时，要清楚地认识到，这项技术的整体配套组合是非常关键的，不能片面强调某一单项技术（在实际工作中，往往容易走向片面和极端）。正象李庆忠院士所认为的那样，高分辨率地震勘探是一项系统工程，就象一个“链条”。其中的各项技术就像“链条”中的各个环节，是相互联系、相互制约的。只有统筹设计，整体提高，才能达到高精度地震勘探的目的。

3 结束语

随着煤田资源勘探压力的逐渐上升， 提高煤田资源勘探的精度和准确性是煤田勘探研究人员研究的重要方向之一， 高精度地震勘探仪器的研制是提高煤炭资源勘探精度和准确性的重要途径。 高精度地震勘探仪器需要高频的地震波来进行地层结构的勘探， 地震波发射器的幅度范围要比地层地震波的幅度范围大，高精度地震勘探仪器的测量性能要高，需要进一步的增大信号的信噪比， 高精度地震勘探仪器野外工作的稳定性和持久性要高。 结合煤田地震勘探的实际，开展了高精度地震勘探仪器设计研究，通过研究提高了地震勘探仪器勘探的准确性，增加了煤炭资源地震勘探的效益。

参考文献：

[1] 吕公河.地震勘探中振动问题分析[J]. 石油物探. 2002(02)

[2] 吕公河.地震勘探虚反射界面的测定及其利用[J]. 石油地球物理勘探. 2002(03)

[3] 吕公河.地震勘探中次生干扰弹性动力学分析[J]. 石油物探. 2001(03)

[4] 赵殿栋,谭绍泉,张庆淮,吕公河,徐锦玺.地震勘探殊震源的研制与应用[J]. 石油地球物理勘探. 2001(04)

篇5

[关键词]地震勘探 地质结构 地层界面 研究探讨

[中图分类号] P631.4 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-1-96-1

0引言

地震勘探的主要工作性质就是借助专业的仪器，对人工激发而引起的地震反射波以及反射波传播的时间、振幅以及波形等信息给以详实的检测和精确的记录，并对地下矿藏位置等具体信息进行确定。专门负责地层界面、岩土性质和地质构造三大项的判断和分析工作，英文名叫seismic prospecting。抛开这些不算，除了煤田和工程地质勘查、区域地质研究和地壳研究等方面的广泛应用上，另外在固体资源、地质找矿以及石油、天然气等资源的钻探前的勘测上也之主要采取措施手段。

1地震勘探的过程

1.1采集地震数据

为了适应地震勘探的各种不同要求，中间放炮排列和末端放炮排列在检波器组之间的排列方式自然也会有所不同。

通过对将多个检测器布置到地震测线等间距上来获取地震波信号，是野外作业中主要实施形式。检波器组（每个）与改组位于中心上的单个检波器是等效的。且最后得到的一道地震波形记录，是通过放大器和记录器将检波器组接收到的信号“过滤”而来的。也就是专业术语中所提的“记录道”。

一维、二维、三维是地震勘探工作中的三个主要勘探分类。所谓的一维勘探即是观测某个点的地下情况时，对井中各个不同深度的各个位置，由深至浅地投放检波器。每改变一次深度的时候，此时就要在进口放一炮，而炮点直接传到检波器的时间，刚好就是对地震波的信息记录情况。专业上就称这种只在一口井中观测的方法，叫做地震一维勘探。在一定规则的遵循下，沿着一条直线将多个检波器和炮点排列起来。然后再根据测线来打井、放炮以及最后的信息接收。

这是观测一条线下面的地下情况的二维勘探。专门负责以剖面图形式对每条测线垂直下放地层变化情况进行详实的反映。

对一块面积下面的地下情况进行勘探的工作，叫做三维勘探（针对不同的地质和不同的目的，其采用的探勘方法也各不相同）。直白的说就是根据最后得到的一组立体数据体，进而给出地层的立体图像。

1.2处理地震数据

地震原始资料在野外观测所得后，进行整合处理就是勘探工作上所称的数据处理任务。通过对地震数据以剖面图或者是结构图的形式呈现出来后加以分析解释，最后得出地下岩层的产状和构造关系的确定答案。这样不仅可以找出有利的含油地区，同时还能与测井、钻井资料的综合下对储集层给予进一步的描述和精确的解释，以便于对油水分界的划定。

因为要提高信噪比、分辨率以及空间归位的准确性，所以在削弱排除一切外界可能带来的干扰时。数据处理的环节起到了很到的作用。

1.3解释地震资料

在地震资料解释工作上，地震构造、地层以及烃类是主要三个组成部分。

地震构造解释在对剖面上出现的各种波的特征进行分析，以及包括反射标准层层位的确定等一些列工作，水平叠加时间剖面和偏移时间剖面为主要辅助资料。不仅能对世界剖面所反映出来的各种地质构造现象加以解释，甚至包括反射地震标准层也能以结构图的形式构制出来。地震地层解释在对区域性地层研究和局部构造的岩性岩相变化分析时，其采用料以时间剖面为主。同时划分地震层也是对地震层的一种最基本的解释。

在分析含油气有利地区的烃类指标时，反射振幅、速度及频率等信息是地震烃类解释最常利用的方法。在对钻井资料和测井资料的综合运用中模拟解释以及标定分析。另外，为了烃类指示性质的深入识别，还会对地震异常作定性与定量进行分析。

2地震勘探的勘探方法

2.1反射法

反射法主要是对反射波的利用将波形记录下来的一种地震勘探方法。引申来说，就是在遇到不同介质岩层界面时的传播过程中，地震波的能量被一份为二；除了将透过界面继续传播下去的一部分，另外一部分则被反射。

为了得出具备清晰反映地下界面形态的地震资料，多次覆盖技术上通常是反射法观测采用最多的。当地下每个点观测一次时，为单次覆盖；对每个点进行多次观测，然后得到多张地震记录，最后叠加起来，被称作多次覆盖。

在反映地下地层的反射的同时，这种多次覆盖法技术可起到有效的加强作用。所以从更深的视角看分析，于单层次覆盖技术而言，多次覆盖技术不仅提高勘探效果，而且还产生了质的飞跃。

因为自然界纵波和横波的普遍存在因素，所以在地震勘探时，我们可以充分利用反射法特有的纵波和横波两种检测方法来进行勘探工作。除了在地震波的激发和接收形式上有所不同外，纵波和横波的都是由人工激发出来的地震波。当然，在接收器上，纵波和横波都是各自具备的。

2.2折射波法

在炸药爆炸后地震波被激发得波及于四面八方时，一部分反射波会因为遇到地层分界面而往地面外回返，还会有一部分反射波将透过分界面且沿着该分界面于下面地层中传播。这种被回返于地面上的地震波叫做折射波。地层的情况就是根据接收到的折射波的分析得来的，亦是折射法地震勘探。

另外针对地震波的这种沿分界面传播情况来看，并不排除某一特定条件下也会往地面回返的可性发生。通常这种回返的震波被称作折射波。而折射法则就是通过这些折射波来对地层情况加以分析。一旦上面覆盖层的波速小于地层的地震速度，那么二者之间便会有一个折射面形成。

2.3地震测井

作为直接测定地震波速的方法――地震测井，倘若井口附近是震源的位点，测量井深和时间差变成了检波器沉放于钻孔中的主要完成任务，并计算出地层的平均速度和每一深度区间的层速度。

3结语

在地球物理勘探工作上，地震勘探因其较高的勘探精度已被视为最主要的一种勘探方法。不仅能够对油气构造形态、埋藏深度以及岩石性质上的勘测工作上给以清晰确定信息数据。同时其手段的准确性与科学性，如今就连煤炭、金属矿以及岩盐矿的勘察上都被广泛的引用。

参考文献

[1]熊章强.地震勘探[J].中南大学出版社，2010（9）：3～7.

[2]邓勇，李添才，朱江梅等.南海西部海域油气地球物理勘探中地震处理技术新进展[J].天然气地球科学，2011（2）：17～20.

篇6

为提高三维地震勘探策划与部署、设计与采集的能效，从勘探部署、地震采集工程设计、勘探经济效率等方面入手，对三维地震勘探设计的多项指标及其经济性进行研究。结果表明，三维地震采集的满覆盖区域面积必须占地震资料面积的60%以上，且目标层越深，则勘探部署区域面积应越大。勘探部署区域设计时尽可能减少区域拐点数，既有利于与相邻勘探区块的对接，又能减少成本;采集参数相同的情况下，布设区域的纵横比大于1时，地震资料面积、未满覆盖区域面积逐渐减小，勘探效果较好。且三维地震测线应尽量沿部署区域的长边方向布设，减少接收线的条数，提高采集效率。做三维地震滚动勘探部署的整体规划设计时，在边缘处理中应尽量接纳相邻工区和以往的炮点、检波点数据，减少重复采集、消除地震资料空白区，降低勘探费用。

关键词:

三维地震;部署区域面积;覆盖次数;采集指标;勘探效能

随着石油地质研究的不断深入［1－3］，为了进一步搞清地下构造特征及断裂分布规律，精细刻画小断块和低幅度构造圈闭［4］，有必要部署三维地震。此外，为了满足开发储层横向预测［5－7］，也需要部署三维地震勘探。从长远发展趋势来看，三维地震勘探获取的地震信息量更大，也变得更经济［8］，是未来解决复杂地质问题的主要手段。地震采集工程设计，一方面要满足地质设计的要求，另一方面要考虑采集成本［9］。如果地震采集费用超出了成本预算，再好的设计方法也很难实施。对于勘探投资，勘探方(业主)按照地质设计以单位面积(km2)为成本核算，最关心的是叠前、叠后满覆盖次数的面积和地震资料的品质;勘探施工方(乙方)按照采集参数核算成本费用时，最关心施工的总炮点数、总检波点数及激发方式(可控震源或井炮)等这些显性的实际费用。对于勘探面积设计问题，同样的采集参数要完成等量的部署区域面积，其总炮点数和总检波点数相差较大，对这些隐性的实际费用，目前尚未给予过多的关注。

从某油田早期的三维地震勘探部署来看(图1)，其具有如下几个缺点:①勘探区域根据地下构造单元进行划分，按不同年度分别进行地震采集设计与施工，由于不同年份部署区域的方位有差异，必然出现不同程度的地震资料重合与空白，如1996年布设的区域与其他年度布设的区域;②勘探区域之间没有很好的衔接，如2003年、2007年布设的三维勘探，虽然勘探区域面积的方位角保持一致，但区域的边界重复布设太多;③勘探区域面积的大小、形状不同，如1996年布设最小的勘探面积(45.960km2)，2007年布设最大的勘探面积(286.580km2)，2009年布设多边形的区域面积，矩形面积的拐点多于4个。上述布设勘探区域的布设方式不利于地震资料的连片处理及地质解释［10］，因为覆盖次数、方位角、炮检距等分布的不均匀性［11－12］会造成地震属性的差异［13－14］。对勘探部署设计而言，为了完成特定的地质目标，经常会出现各种形状、大小、方向不同的勘探区域，从勘探费用考虑，其设计无可厚非;对地震勘探的采集而言，依据地质条件进行三维地震设计①时，为满足勘探区域边界的满覆盖地震资料，在未覆盖区域面积内需部署数量不等的炮点、检波点，数量的多少取决于勘探面积的布设方式，如勘探面积大小、形状、方向及其与相邻勘探区域的衔接等。勘探面积越小、拐点越多，则地震采集所需的总检波点数、总炮点数就越多，直接导致采集成本增加，使投入与获取的资料面积不成比例，降低了勘探能效。此外，处理部署区域的边界问题时无法利用老资料［15－17］，从而增加了采集成本。主要针对勘探区域面积的边缘处理，三维地震勘探由观测系统将不同炮点、检波点联系在一起，对于一个特定的检波点，每接收一次地震信号，就认为其被“激活”一次，区域边界的检波点被“激活”的次数不断减少，要达到相同的覆盖次数，根据面积的大小及形状变化，必须增加不同数量的炮点，数量的多少取决于部署区域面积，直接影响勘探费用。

分析内容:①在三维地震观测系统一定的情况下，部署区域面积的大小如何影响满覆盖区域面积、未满覆盖区域面积及地震资料面积的变化;②在三维地震勘探部署区域面积一定的情况下，区域面积的拐点数量如何影响满覆盖区域面积、未满覆盖区域面积及地震资料面积的变化;③在三维地震勘探部署区域面积一定的情况下，区域面积的纵横比如何影响满覆盖区域面积、未满覆盖区域面积及地震资料面积的变化;④三维地震滚动勘探开发中［15－17］，各勘探区域衔接对满覆盖区域面积、未满覆盖区域面积及地震资料面积变化的影响。

在进行三维地震部署与设计的指标分析之前，先阐述两个概念:(1)三维地震资料面积:在不考虑偏移孔径［6］(为了使任意倾斜同相轴能正确成像，而加到勘探部署区域外的宽度)的情况下，三维地震资料面积一般指两个区域面积之和(图2)，即三维地震资料的满覆盖区域(中部)和未满覆盖区域(外部)，勘探部署区域(内部)认为是满覆盖区域。勘探部署区域是勘探方(业主)部署的勘探面积，其面积为偏移前的满覆盖面积，勘探方按照面积支付给乙方勘探费用。未满覆盖区域是覆盖次数渐减带区域，设计者在此区域内布设炮点、检波点，以保证满覆盖区域边界处达到满覆盖次数，最大的炮点、检波点面积为施工面积。(2)平均覆盖次数:将获取三维地震资料的区域面积按照网格(面元)进行划分，如地震采集的观测方式为6L×4S×120，每放一炮共计720个地震道接收，每接收一道地震信息，获取地下地震反射一次，即覆盖次数为一次。(地震采集总炮数×每炮的地震道接收总数)÷网格(面元)数，得到每个面元内的射线数目，即为平均覆盖次数。地震资料面积内的平均覆盖次数越高，则未满覆盖区域面积占总资料面积的比值越小，勘探能效越高。

1部署区域面积大小与采集指标分析

根据三维地震特定观测系统，地震勘探部署区域按照微型、中型、大型的矩形面积进行数据采集(表1)，满覆盖区域面积、未满覆盖区域面积、地震资料面积表现出各自的变化规律，满覆盖区域面积与其占地震资料面积百分比的变化规律为对数函数(图3)，满覆盖区域面积相对于地震资料面积而言，其变化规律为二次函数(图4)。若满覆盖区域面积为12.32km2，未满覆盖区域面积为54.88km2，勘探满覆盖区域面积占未满覆盖区域面积的22.45%;当满覆盖区域面积扩大到214.32km2，未满覆盖区域面积为118.98km2，勘探满覆盖区域面积占未满覆盖区域面积的180.13%。因此，当满覆盖区域面积逐渐增大时，未满覆盖区域面积也随之缓慢增大，但满覆盖区域面占未满覆盖区域面积的百分比提高更快，相对于满覆盖区域面积而言，未满覆盖区域面积逐渐缩小，在区域面积内不必部署更多的炮点、检波点数，从而可以提高地震勘探的能效。对于特定的勘探部署区域面积，由勘探目标层深度选择观测系统的最大排列长度(最大偏移距)，在炮点距、接收道间距、炮线距、接收线距相同的情况下，由满覆盖区域面积占地震资料面积的百分比变化关系①(图5)可知，目标层深度越深，则最大排列长度越长(一般最大排列长度Xmax≈目标层深度)，未满覆盖区域面积及未满覆盖区域面积的长度(边长)增大，一般接收线方向(纵向)上的未满覆盖区域面积及长度比炮线方向(横向)增长较快，当最大排列长度为3000m时，满覆盖区域面积占地震资料面积的百分比越低，在未满覆盖区域面积内需要部署更多的炮点、检波点，使得采集成本越高。

2部署区域形状与采集指标分析

图6a是“口”形布设区域，为了分析不同区域形状对采集指标的影响，在保证区域面积相同的前提下，将3个小矩形区域(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)沿纵向、横向移动，放置在特定区域(ⅰ、ⅱ、ⅲ)，将原先的“口”形区域重新组合成面积相同、形状各异的部署区域(图6b、c)，此时勘探区域面积的拐点(图6中的字母为拐点)由4个增加到8个，分别对其进行三维地震数据采集，三维地震部署区域与采集参数、工作量对照如表2所示。在采集参数相同的情况下，不同区域形状的未满覆盖区域面积、地震资料面积、满覆盖区域面积与地震资料面积的比值各不相同，布设区域拐点数越少，则地震资料面积、未满覆盖区域面积越小，在未满覆盖区域内部署的炮点、检波点数目越少，提高了勘探能效;反之，布设区域形状拐点数越多(图6b、c)，未满覆盖区域面积越大，CMP面元内的平均覆盖次数越低，在未满覆盖区域内需要部署更多的炮点、检波点数，从而降低了勘探能效。其次，在勘探部署区域面积相同的情况下，垂直地震测线方向增加区域面积(图6c)，需要增加额外的接收线，使得地震采集的区域边界问题更加突出，在未满覆盖区域面积内需要部署较多的炮点、检波点，勘探能效更低。第三，炮密度差异与拐点没有直接关系，主要差异由纵横向的炮点距(横向炮点距为50m，纵向炮点距为200m)不对称造成的，同时，炮密度的高低间接地反映了勘探能效。

3勘探面积纵横比与采集指标分析

将地震勘探的满覆盖区域分解成面积相同、纵横比不同的矩形(表3)，在采集参数相同的情况下，矩形面积的纵横比大于1时，地震资料面积、未满覆盖区域面积逐渐减小，并趋于稳定(地震资料面积在6～7km2之间变化，未满覆盖区域面积在3～4km2之间变化);矩形面积的纵横比小于1时，地震资料面积、未满覆盖区域面积逐渐增大(地震资料面积在7～12km2之间变化，未覆盖区域面积在4～8km2之间变化)。纵横比越小，其差异越明显(图7)，为了使勘探区域边界达到满覆盖，在未满覆盖区域面积内需要布设更多的炮点、检波点，会增高成本。因此，对于特定的勘探区域面积，地震采集工程设计应尽量在勘探区域较长边长方向布设测线，减少接收测线的条数，以提高勘探能效。

4勘探区块衔接与采集指标分析

以某油田三维地震勘探为例(图8)，A工区和B工区为不同年度施工的相邻三维地震勘探区域，从勘探部署设计及采集参数来看，相邻勘探区域的测线方位角保持一致，且观测方式(8L×8S/360砖墙式)、面元尺寸(15m×30m)、覆盖次数(72次)基本相同。由于在相邻区域的边界处理时没有更多地考虑工程设计的衔接问题，为保证边界满覆盖次数，在未满覆盖区域内各自都布设了炮点、检波点，采用甩道施工，使得重复区域的炮密度增加了一倍(图8a)，覆盖次数由A、B工区的72次逐渐过渡到重复区域最高达136次(图8b)。按照上述设计进行地震采集，对于经济、技术一体化的勘探模式存在以下几点不足:首先造成采集成本的直接增加，A工区满覆盖资料面积为201.132km2，设计炮点数为16856炮;B工区满覆盖资料面积为240.000km2，设计炮点数为21480炮。重复面积达91.58km2，以炮密度为56.92炮/km2进行计算，炮点重复5212炮，占A工区总炮点数的30.9%，占B工区总炮点数的24.26%。其次增加的覆盖次数(重复区域)主要在相邻区块的边界，对主体构造的地震资料信噪比没有任何改善［18－19］。第三，尽管重复区域面元内的覆盖次数比设计要高，但受两套观测系统影响，炮点、检波点连通性差，高斯—赛德尔迭代法计算延迟时［19］，仍然按照各自的观测系统进行计算，边界效应引起的静校正量误差较大，容易产生不同勘探工区(地震剖面)的闭合问题［20］。

5结论与建议

通过三维地震勘探部署设计与经济指标分析，从勘探部署、地震采集工程设计、勘探经济效率等方面进行综合分析，提出如下建议:(1)从部署区域面积大小与采集能效考虑，地震采集的满覆盖区域面积占地震资料面积的百分比必须提高到60%以上，对于深度在3000m以下的勘探目标层，勘探部署区域面积至少在200km2以上，目标层越深，则勘探部署区域面积应越大，勘探能效越高。(2)勘探部署区域面积尽可能减少拐点数，既有利于提高地震采集能效，又有利于相邻勘探区块的对接。(3)部署区域面积的纵横比为0.7～1.5时，勘探能效较高。三维地震测线尽量沿部署区域的长边方向布设，减少接收线的条数，提高地震采集效率。(4)做好三维地震滚动勘探部署的整体规划设计，保持各相邻区块的衔接方向，在边缘处理时，尽量接纳相邻工区和以往的炮点、检波点数据，一方面减少地震资料的重复采集或消除地震资料的空白区，另一方面降低勘探费用。(5)目前，油田三维地震勘探进入二次滚动开发阶段，以往的三维地震勘探受采集设备、技术的限制，剖面满足不了精细地质解释的要求。在二次勘探设计时，采用部署、技术(采集、处理、解释)、经济一体化的勘探模式，在不增加勘探费用的前提下，通过观测系统的融合来充分利用老地震资料，有利于勘探效率的提高和目标的落实。

参考文献

［1］刘传虎.地质新认识带来油气勘探新突破［J］.中国石油勘探，2011，16(4):6－13.

［2］何海清，李建忠.中国石油“十一五”以来油气勘探成果、地质新认识与技术进展［J］.中国石油勘探，2014，19(6):1－13.

［3］刘振武，撒利明，董世泰.加强地震技术应用提升勘探开发成效［J］.石油科技论坛，2015，34(1):1－8.

［4］白晓寅，黄玉，陈永波，等.低幅度构造—岩性油气藏识别技术［J］.石油地球物理勘探，2012，47(2):291－297.

［5］王喜双，赵邦六，董世泰，等.面向叠前成像与储层预测的地震采集关键参数综述［J］.中国石油勘探，2014，19(2):33－38.

［6］刘云武，齐振勤，唐振国，等.海拉尔盆地乌东地区三维地震裂缝预测方法及应用［J］.中国石油勘探，2012，17(1):37－41.

［7］贾承造，赵文智，邹才能，等.岩性地层油气藏地质理论与勘探技术［J］.石油勘探与开发，2007，34(3):257－272.

［8］易维启，董世泰，曾忠，等.地震勘探技术性与经济性策略考量［J］.中国石油勘探，2013，18(4):19－25.

［9］李俊廷，李颂，温志峰.海外风险勘探项目的风险管理及经营管理策略［J］.中国石油勘探，2013，18(4):50－57.

［10］蔡希玲，李东升，杨兆斌，等.数据驱动的采集脚印量化分析［J］.石油地球物理勘探，2014，49(2):230－235.

［11］钱荣均.关于地震采集空间采样密度和均匀性分析［J］.石油地球物理勘探，2007，42(2):235－243.

［12］吴伟，汪忠德，杨瑞娟，等.地震采集技术发展动态与展望［J］.石油科技论坛，2014，33(5):36－43，48.

［13］张国栋，刘萱，田丽花，等.综合利用地震属性与地震反演进行储层描述［J］.石油地球物理勘探，2010，45(增1):137－144.

［14］陈学海，卢双舫，薛海涛，等.地震属性技术在北乌斯丘尔特盆地侏罗系泥岩预测中的应用［J］.中国石油勘探，2011，16(2):67－71.

［15］赵贤正，王权，金凤鸣，等.高勘探程度区富油气凹陷二次勘探方法及应用［J］.中国石油勘探，2012，17(6):1－9.

［16］赵贤正，张玮，邓志文，等.复杂地质目标的2.5次三维地震勘探方法［J］.石油地球物理勘探，2014，49(6):1039－1047.

［17］JulienMenunier.SeismicAcquisitionfromYesterdaytoTomorrow.SponsoredbytheSEG、EAGE:DistinguishedInstructorShortCourseDistinguishedInstructorSeries，2011(14):130－136.

［18］弗米尔著.三维地震勘探设计［M］.李培明，何永清译.北京:石油工业出版社，2008:10－70.

［19］MikeCox著.反射地震勘探静校正技术［M］.李培明，柯本喜译.北京:石油工业出版社，2004:435－506.

篇7

上天容易入地难，这句话是说由于地球内部无法用直观的方法进行探索，因此探知地下世界非常艰难。但并非不可以去了解，我们可以通过对天然的山体、沟壑的观测，理解一些地球内部的构造和地球本身的演化史。随着人们对地球内部地质能源、矿藏的开发需求，以及对来自于地球内部灾害的了解、预测以及控制的需求等，许多人工观测地球内部的方法被科学家提出，比如钻井、重力、大地电磁等，在不同的尺度下来描述地球内部。这里想向大家介绍的是一种基于人工激发地震波来探测地球内部的结构的方法——地震勘探。

什么是地震勘探

地震勘探方法（见图1）是利用地震波在地球内部传播时，不同的物质、构造会对地震波进行的改造不同，如反射、绕射、波动幅度变化等，而识别这些变化就可以获得地下的结构、构建物质等信息。首先这种方法需要用人工震源来激发地震波，同时还需要能够检测这种震动信息的传感器，并将这些信息采集记录下来，以便我们提取有关地球内部因素引起的地震波变化信息，而这个提取过程就是对所采集到的地震资料进行处理与解释，最终的成果就可以比较真实可靠地描述地下界面起伏、介质速度与密度、岩性、孔隙度等丰富的信息。

地震勘探与医学中的CT方法有些类似，不过医学CT用的是X射线，其波长为数量级，是对人身体的某一部分成像，而地震勘探采用的是地震波，其波长在数量级之间，其威像的对象是地球某一区域。医学CT可以对身体进行全方位的立体观测，而地震勘探中的激发源与接收器一般情况下仅能放在地球的表面，因此后期的处理成像难度比医学CT更具有挑战性。

地震勘探方法经过了近百年的发展，各种激发源、传感器、记录仪、信息处理方法、地球内部重构方法越来越成熟。但随着地下矿藏勘探、开发的不断深入和了解地球内部本身结构细节的迫切需求，精细勘探、深挖细查的勘探任务越来越重，比如，为了较好地解决复杂断块分布、地下介质岩性识别、低信噪比地区成像以及地下目标体动态监测等难题。目前，地震勘探方法已走向了宽频、宽方位、高密度的高精度地震勘探阶段。

宽频地震勘探

宽频地震勘探主要为了提高地震资料对地下介质的分辨能力，可分为垂向分辨率与横向（或水平方向）分辨率。垂向分辨率为地震资料对地质体厚度的分辨能力，横向分辨率是对地质体长短与宽窄的分辨能力。由于地震波是各种不同频率和振幅的简谐波的叠加，实际地震波的波形包含着多种波长的波，短波长的波叠加在较长波长的波上（形态如图2所示），波形的胖瘦直接影响地震资料的垂向分辨能力，波形越“胖”其分辨地质体厚度的能力越差，反之则越好。而地震波波形的“胖”、“瘦”取决于地震波的频带，由图2可以清楚地看出频带越宽，波形越“瘦”，因此地震波频率成分的拓宽有助于实现更小尺度地质体的识别。也就是说，要认识更细节的地球内部结构需要宽频地震波。

这里所说的宽频是一个相对概念，比如常规勘探中主要目的层频带在8—60Hz之间，如第二次高精度勘探的频带在4~80Hz之间，我们就可认为第二勘探为宽频勘探。从提高分辨率角度而言，信号向低频端与高频端拓展都十分重要，但超低频和超高频信号的获取难度都很大，首先受激发源高频能量的限制、地层本身的响应和地层对高频信号的严重衰减，加上环境噪音的影响，获取可靠超高频率信号的难度很大，特别是深层的地震信号。而对于超低频率的信号获取同样也遇到了相应的瓶颈，但由于超低频率（3Hz以下）地震信号在地层中传播的衰减要远小于高频地震波，而且对上覆高速岩层的穿透力要比高频信号强，超低频率地震信号有利于在深层和特殊区域如火成岩覆盖区、高速盐下区域的观测。而从地震反演（英文为seismlclnversion，是利用地表观测地震资料，以已知地质规律和钻井、测井资料为约束，对地下岩层空间结构和物理性质进行成像的过程，广义的地震反演包含了地震处理解释的整个内容。通俗地讲就是由地震为基础加上其他条件为约束推测出地层岩性构造的过程叫地震反演）的角度来看，低频信息更为重要，宽频资料，尤其是低频更有利于成像精度提高（保真度和分辨率）、属性提取、微震监测、流体活动监测。中国石油东方地球物理公司自主研制低频可控震源激发的低频地震信号为3Hz，是目前国际上唯一达到这一技术指标的大吨位低频可控震源，在国内外应用中见到了非常好的效果，目前能够实现的地震波频宽已达到了6个倍频程以上(1.5Hz—160Hz)，极大地提高了地震波描述地下地质体的能力。

宽频震源可有效地激发宽频地震信号，但现在常规模拟检波器在低频端的响应却是不尽如人意，一般低于6-10Hz的地震波是不能被真实的记录下来的。尽管近几年已研发出一种数字检波器，其频率和相位均呈线性响应，频率响应达1800Hz，具有很大的动态范围(>105dB)，低畸变0.003%(-91dB)。而模拟检波器检波器畸变达0 .03%(-71dB)，其性能明显优于常规模拟检波器，但其稳定性差，造价很高，并且易损，不利于推广应用。因此宽频带的检波器研发也是必要的，目前进展很快，相信不久的将来就能解决这一个问题。当前的解决方案是一种常规检波器接收低频信号的补偿技术，基本可以满足宽频勘探的信号接收条件。

高密度地震勘探

高密度地震勘探主要体现在较高的空间观测点密度，这一点就相当于照相机的像素，像素越大所拍摄照片就越清晰，在进行图像放大时就不会失真。以实现对被接收到的所有信息进行充分采样，更大程度上保持对地下介质信息变化追踪的连续性，以便真实地恢复和重构地震信息；而对称均匀观测也是高密度地震勘探必要的观测点布设方式，其目的是减少观测信息不均带来的地震信息失真；这些勘探方法的变化进一步提高了地震资料的信噪比、分辨率与保真度，从而较大幅度地提高了地震资料对地下地质体细节的描述能力。

宽方位地震勘探

由于地下地质体一般都是三维空间分布的，所以为了更清晰、更准确地观测地球内部的细节，在布设激发点、接收点时，总是希望能接收到来自目标体各个方位上返回的信息，这就是我们现在追求宽方位、甚至全方位地震勘探的目的。但地震勘探很难做到像医学CT那样做到全方为立体的观测。图3为地震资料经过不同方位处理后获得的地下断裂系统分布图，如果仅用某一方位的资料，就不能全面掌握该区断层发育情况。

宽频、宽方位、高密度地震勘探的作用

宽频宽方位高密度采集到地震资料经过后期复杂的处理过程后可以得到高信噪比、高分辨率、高保真的三维地震成像数据体。图4为某探区宽频宽方位高密度采集的最终成像剖面，上图为常规采集方法的最终成像剖面，其扫描频率为8—76Hz；下图为宽频宽方位高密度采集得到最终成像剖面，其采集扫描频率为( 15-96Hz)。剖面中的同相轴一般都表示地下岩层的边界，我们可以看出下图同相轴更细，这就说明其分辨能力要明显高于上图，红色箭头所指的位置为地下盐丘的边界，在下图中可清晰可见，而上图有些模糊不清。

充分利用宽频宽方位高密度三维地震资料较高的纵横向分辨率，可识别垂向难以分辨的薄砂体；将沉积学与地震属性处理相结合可预测砂体的空间展布与演化；利用储层反演等方法与技术可预测储层与流体的性质及有关目标地质体的岩性。目前已有很多非常有效的判别方法来识别与分辨地震波信息与地球内部介质信息各种关系；一旦确认地震信息与地下介质的属性相关性，其中包括地下构造形态、断层分布、地下介质岩性物性、流体含量以及孔隙度等属性，那么借助于三维可视化技术就可以形成该属性的空间分布，这样地下介质将被多彩的呈现在我们的面前。图5就展示了利用地震信息识别不同的地下介质特征体，从图5A地震波体曲率信息上可以较清晰地辨认出该区有生物礁相沉积；图5B显示在地震波信息相干切片上可以很容易地识别曲流河、小断层，断层的展布方向和接触关系明确清晰。同时，如果将这些信息进行地质年代标定，我们就可以探索几百万年甚至几亿年以前地球是什么样的，同时我们也可以发现绝大多数地下埋藏的矿藏，以便于更好地利用。

另外，根据地震信息还能对地球内部运动的动态检测，也就是说可以对大断裂、火山、近地表等的运动进行预测，从而预测地质灾害，控制灾害带来的损失，有些甚至可以采取措施进行控制，延迟或消除灾害的发生。

篇8

[关键词]地震采集方法；观测系统；采集装备；波动理论；多波多分量；

中图分类号：TE21 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）29-0271-02

地震采集方法是@得地下油气藏地震属性信息的手段，是识别油气藏有效的、经济和重要的一项技术。为适应国内外勘探形势的需要，地震采集技术伴随着油气开发技术的发展而不断完善和提高。尤其是近几年其它领域新的硬件和软件技术的引入，地震采集方法进步的步伐有所加快，带来了采集理念、观测方式、地震资料数量和质量上的深刻变化，从而获得更多、更精确、更可靠的关于地下介质和油藏的信息，进一步发挥地震采集方法在油气勘探开发中的重要作用。

1 地震采集方法的进展

1.1 地震勘探方法更加精细化

随着勘探理念的不断加深，研究手段的不断更新，有力的推进了隐蔽油藏勘探不断向纵深发展，进而形成了高精度地震勘探方法。无论是高精度勘探还是山地勘探，新技术（如基于地质目标的设计技术、基于CRP的优化采集设计技术、新型震源技术、GPS卫星定位技术以及近地表结构精细调查技术）广泛应用。信息技术也开始在地震生产中广泛应用，如基于数字卫星照片的观测系统设计技术。在观测系统设计方面，胜利物探也形成了一套自己的技术系列。

（1）地震勘探资料采集设计技术。主要包括滩浅海过渡带无缝拼接观测系统设计技术、基于双复杂条件的观测系统优化设计技术、基于叠前成像的观测系统综合评价技术。

（2）可控震源高效采集观测系统设计技术。主要包括可控震源低频信号设计技术、滑动扫描谐波压制技术、同步滑动扫描邻炮干扰去除技术。

海上气枪激发朝多枪组合方向发展，枪阵越来越大。并且为了消除气泡效应，提高激发质量，使用不同的长度、宽度和不同组合形状的组合。同时为了改进记录品质和抑制虚反射，用于衰减检波点处产生的虚反射和混响波的方法。胜利物探经过一系列的科技攻关和实践，发展和形成了成熟的滩浅海地震采集技术系列，整体上达到国际先进水平。通过这些技术的配套应用，实现了陆-滩-海资料的无缝连接。其中一项创新技术―双检OBC“鸣震”压制技术，利用双检电缆中的速度、压电检波器的方向性差异，可以补偿压电检波器的频率缺失。由于受到陆地观测系统独立同步源（ISS）采集成功的启发，BP在墨西哥湾亚特兰蒂斯现场进行了第一次海洋独立同步源（ISS）采集试验。

1.2 采集装备发展迅速

在勘探地震采集方面，采集装备的发展极大地促进了地震采集技术的进步。以超万道地震仪、数字检波器为代表的单点接收、单点震源成为一种新的采集概念并推动了物探技术的革命性发展；以3DVSP、井下采集震源与接收装备为代表的开发地震采集装备推动了油藏地球物理技术的发展。

在陆上，大吨位（30T）可控震源广泛使用，实现在有利与环保的条件下，产生更大的能量和更高精度的震源子波，有利于深层目标勘探和高分辨率勘探。出现的滑动扫描技术，改变了可控震源施工效率低下的不足，极大地提高了施工效率。检波器的畸变水平降至0.02%，数字检波器以及数字三分量检波器开始投入使用，光纤检波器也取得较大进展，检波器性能的提高使动态范围由传统的60dB左右，提高到90dB左右，甚至达到100dB，与地震仪器的动态范围相近，使整个地震采集系统的实际动态提高了一个数量级。地震采集仪器也出现很大进展，24位仪器全部应用，超多道仪器（海上达到8万道、陆上达到5万道）出现并开始使用，不仅大规模使用Sercel408UL采集系统，也出现了SSC固体电缆采集系统；胜利油田自己研制的陆用压电检波器、新型特殊震源也达到世界领先水平。

无缆地震采集系统是地球物理服务公司满足高密度采集、高道数采集需求的理想设备。目前，无缆采集系统已经受到很多地球物理服务公司的关注，CGG-Veritas、ION、Fairfield等公司一直致力于陆上无缆地震采集设备和技术研究。在近几年的SEG年会上，各大物探装备制造商也相继推出了陆上无缆地震仪系统。英国VIBTECH公司自从2006年被SERCEL收购后，原来的无线仪器IT系统被改名为Unite，目前SERCEl将其与428系统整合，推出了一个强大的无线地震仪系统；美国的I-Seis和OYOGeospace公司也已推出无缆地震仪，其原理与SercelUnit和IONFireFly系统非常相似。陆上地震采集将迎来一场革命，无缆采集将引领新一代陆上地震勘探技术发展的潮流。

1.3 应用软件作用和范围越来越大

数据采集设计和质量管理水平大幅提高，基于正演模拟的设计系统广泛应用。克浪公司开发的地震采集工程软件系统KLseis7.0版本，较以前相比有两个方面进展明显：一是增加了转换波三维折射静校正功能，更适应目前三维地震勘探的使用；二是通过三维可视化技术的开发，提升了三维设计的技术水平，即三维观测系统立体设计。目前，绿山现在正式了64位版本的MESA设计软件Mesa12.01，可以用树状视图来控制数据的显示，在模型构建（ModelBuilder）加入了根据测井数据计算速度和密度的工具，并能自动连接构造顶部来协助定义模型层位（modelhorizons）。

数据采集质量控制（QC）日益重视，记录期间的前期计划、现场处理和实时QC管理等步骤组成的综合性现场自动化措施，有效地减少了作业时间。目前QC管理正在朝着实时量化地震测量结果和属性分析方向发展。2014年地球物理公司研制的瑞朗软件能做到实时评价野外资料，此外，卫星通讯技术的进步，明显加强了通过作业队远程监控对陆上作业的有效控制能力。

1.4 基于波动理论涉足地震设计

在基础理论研究方面，开始利用计算机正演模拟技术、物理模拟技术研究复杂介质中波动理论。采用基于射线理论的射线追踪法的正演模拟，这不能很好地适应指导数据采集、分析的要求，应用波动方程数值解，例如：Kirchhoff积分法、有限差分法、有限单元法、边界单元法、虚谱法等，能够保证正演模拟的作用得到充分的发挥。

1.5 多分量地震勘探广泛开展

多分量资料的矢量地震波的理论研究成为多波多分量地震发展的必然趋势，对简单各向异性介质的研究也将深入到对复杂各向异性介质的研究。海上多分量地震勘探的快速l展，使多分量的采集、处理实现了商业化，也促进陆上多分量地震勘探技术的发展。

SeaBedGeophysical公司推出独特的CASE（Cable-lessSeismic）系统。其最大特色是便于操作和后续数据处理。CASE系统基于自动节点管理的概念，具有成本效益比合理、灵活性高、能提高现有系统资料质量的特点。卡尔加里大学弹性波勘探地震研究组（CREWES）提出一种“4C-3DOBC勘探设计中的DSCP面元划分法”，能确定相同炮检距转换点的深度变化位置。它不仅适用于海上3D×4C地震的测量设计，也为陆上3D×3C测量指明了方向。他们还在集中力量开发利用P-S射线路径的固有不对称性，以优化3D×3C测量的设计。

1.6 处理技术趋于多元化

处理方面，在复杂地质结构地区，迭后时间偏移已远远不能满足实际勘探的要求。反褶积、水平迭加和迭后偏移构成的常规时间域处理技术只能解决构造相对简单的地质体成像。而解决复杂构造成像的最有效手段之一，是基于真实反应地球介质速度分布的速度―深度模型的迭前深度偏移成像，以与采集的大量高精度地震数据体相适应。近年来，迭前时间偏移、迭前深度偏移已成为地震资料处理的常规项目。

在迭前深度偏移技术不断发展，在国内外出现了波动方程为基础的迭前深度偏移软件和技术。美国的VERITAS公司和GDC公司都推出了波动方程迭前深度偏移的技术和软件。

2 地震勘探行业发展趋势

国际各大物探公司为保持在国际市场上的领先地位，纷纷通过并购、重组进行市场、资源的争夺和划分，以取得更大的竞争能力，避免行业内的恶性竞争，实行行业利润保护。形成了物探行业如下发展趋势：

（1）深海勘探将成为今后十年世界物探市场的主要业务增长点。1998-2003年，世界海洋物探支出年增长13%，是增长最快的物探领域。由于陆上勘探已趋成熟，世界各大物探公司对海上物探的前景普遍看好。

（2）非洲、拉美、中东继续成为国际物探市场的热点地区。随着实施石油工业对外开放政策的国家日益增多，世界油气勘探活动更大规模地向未成熟的非洲、拉丁美洲等地区转移。

（3）对技术创新的要求越来越高。由于世界油气新探区的施工难度越来越大（如深海区域），对技术的要求越来越高。世界大物探公司为了占领市场、提高竞争能力、降低成本和提高盈利能力，对技术创新越来越重视。技术创新已成为确保竞争优势的重要条件。

（4）物探作业能力将继续向少数大物探公司集中。1993年以来，世界地球物理公司之间的联合与兼并，使物探公司数量减少了21%，从80个减少到了63个。这种集中趋势在海上物探领域尤为明显，最大的两家公司（西方地球物理-GECO、法国地球物理公司）拥有大约80%的海上作业能力和40%的陆上作业能力。而且，世界各大地球物理公司都在致力于发展自身的综合服务能力或一体化服务能力，以适应未来市场的需求。而一体化的服务能力要求企业有更多的资金投入和具有一定的规模，这会有助于巩固大物探公司的竞争地位，同时增加其他物探公司进入市场的难度。

（5）多用户勘探形式逐渐发展。勘探服务公司根据自己的发展战略，首先确定有潜力油气资源地区，并设计相应的勘探计划，吸引有意向的油公司转买作业成果，从而获取工作资金。斯伦贝谢、CGG、VERITAS等国际服务公司此项作业区域和作业金额正在逐年增加。

参考文献

[1] 魏福吉，徐维秀.面向地震数据采集工程软件的应用集成框架技术[J].石油地球物理勘探，2013，48（5）：809-815.

[2] 王宏琳，陈继红.地球物理软件集成环境研究[J].石油地球物理勘探，2010，45（2）：299-305.

[3] 蔡志明，卢传富，李立夏等.精通QT4编程（第2版）.电子工业出版社.

[4] Stanley B.Lippman著.C++PRIMER中文版（第4版）.人民邮电出版社.

[5] 李庆忠.走向精确勘探的道路[M].北京：石油工业出版社，1993.

[6] 钱绍瑚.实用高分辨率地震勘探数据采集技术[M].北京：中国地质大学出版，1998.

[7] 尹成，吕公河，田继东等.三维观测系统属性分析与优化设计[J].石油地球物理勘探，2005，40（5）：495.

[8] 尹成，吕公河，田继东等.基于地球物理目标参数的三维观测系统优化设计[J].石油物探，2006，45：（1）74.

[9] 吕公河，尹成，周星合等.基于采集目标的地震照明度的精确模拟[J].石油地球物理勘探，2006，41（3）：258.

[10] 吕公河.高精度地震勘探采集技术探讨[J].石油地球物理勘探，2005，40（3）：261.

篇9

关键词：地震勘查 反射方法 高分辨率

随着我国国民经济的快速发展，矿产资源需求与保障能力之间的矛盾日益突出，金属矿勘查已成为当前地质工作的重要任务。找矿深度的不断增加，使得找矿难度也随之加大，这就为地球物理勘查技术提供了发展空间。笔者较为全面地阐述了地震资源勘查技术的研究及应用现状。这些方法技术是当前矿产勘查有效的地球物理方法技术，或是近年来研发的新方法、新技术，在新一轮的矿产勘查中具有广阔的应用前景。但是，地球物理勘查观测结果的多解性，又困扰着资料的正确推断解释，因此，如何正确选择和合理运用这些方法，充分发挥方法技术各自的优势，就显得尤为重要。

一、地震技术的概念描述

地震技术，包括人工源激发的反射/折射和天然震源的层析成像等技术，是获取地壳/上地幔深部结构、物质分布的核心技术，在人们认识地球深部的过程中扮演着不可或缺的角色，许多重大地质认识和理论的产生都离不开地震技术的贡献。在过去的几十年里，世界上主要发达国家都相继实施了大陆地震反射计划，从上世纪70年代美国的COCORP（Brown et al.，1986）、80～90年代德国的DEKORP、法国的ECORS（Matthews and Smith，1987）、英国的BIRPS（Klemperer and Hobbs，1992），到最近十几年加拿大的Lithoprobe（Wilson，2003）和澳大利亚的4D地球动力学计划（AGCRC）（Australia GeodynamicsCooperative Research Center，1998/1999）等。这些计划已经积累了数万千米的深地震反射剖面、海量的天然地震数据，剖面几乎跨过了大陆上任何重要的构造单元，如美国的阿巴拉契亚、西欧的莱茵地堑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，不仅提高了对这些构造单元和从属大陆演化的认识，还极大推动了地球科学的发展（董树文等，2010）。

二、地震勘探技术问题分析

我国石油、煤炭地震勘探技术整体上处于国际先进水平，但从技术长远发展的角度出发，也还存在着一些明显的不足如下：缺少具有自主知识产权的大型地震仪器装备；商品化的国产地震处理解释软件有待升级与推广；地震勘探新方法新技术的研发投入不足；地震采集处理解释一体化的模式有待完善。为此，我国必须加大自主研发力度，向着更高层次迈进。笔者认为我国的资源勘查技术的发展可以向着如下的技术层次发展：高分辨、高可靠性、实时成像趋势。在工程物探巨大市场需求的带动和计算机技术的推动下，未来几年工程物探技术与新仪器的开发将呈现良好的势头，开发水平将大大提高，新仪器将以高分辨、高可靠性、实时成像仪器为主流。精确的油藏表征是油藏管理及生产最大效率的关键步骤。油藏的静态表征数据是地震数据孔隙度等，用作标定的数据主要是VSP测井、钻井等获取的地质数据，油藏的开发是一个动态过程，因此静态表征须向动态表征过渡。在整个油田的开采过程中，静态油藏特性如孔隙度、渗透率等和动态数据都将会得到更新。油藏模型已从最初的简单模型不断优化，指导整个油田的合理开采。科学技术的发展，使得地震资料的处理和解释的水平有了更进一步的发展。新技术和新方法层出不穷，并将投入到实际的生产和应用中。随着油田勘探开发的深入，地球物理正从一种勘探工具向油藏描述和检测工具过渡。大量的地震数据和地下的VSP测井和钻井紧密结合，使我们能够从地面数据中挖掘越来越多的地下信息。地球物理将伴随着人们对地下资源的不断需求而不断发展。

三、地震资源勘查技术研究现状

从单纯的纵波勘探向多波勘探发展、从简单地表和浅水区向复杂地表和深水区发展、从常规地震采集向全数字精细地震采集发展、从窄方位角勘探向宽方位角勘探发展、从三维勘探向四维勘探发展、从探查构造圈闭向寻找隐蔽圈闭发展、从叠后成像向叠前成像处理发展、从时间域向深度域发展、从各向同性向各向异性发展、从叠后地震反演向叠前弹性反演发展、从油气勘探向油藏开发延伸。随着油气勘探的对象越来越复杂，常规的水平层状均匀介质理论、各向同性理论、线性算法等地震勘探基础理论存在明显的不适应性。新的地震勘探理论向传统的均匀层状介质理论发起了>中击。更加逼近真实地质，地球物理条件的裂缝介质、多相介质、离散介质、黏弹性介质、各向异性及非线性算法等新理论逐渐发展并走向应用。目前，无论是石油还是煤炭地震勘探的技术难度越来越大，可以用“低、深、难、隐”几个特点来概括，这几个特点反映到地震资料处理上，其特点表现为以水平、均匀、层状介质为假设的地震资料常规处理方法和软件，已经愈来愈不适应复杂介质条件的地震勘探资料处理，以往地震资料处理的一些关键模块遇到了难题和挑战，如复杂地表条件下的静校正、陡倾角条件下的叠加与偏移、非均匀介质条件下的动校正等。目前正在向以叠前解释为主与高精度叠加属性分析相结合的全信息解释发展。更准确地刻画构造、更精细地预测储层和更逼真地表征油藏，自动化解释技术推动了全三维解释技术的进步物理和数学模型正演为准确查明复杂构造提供了支撑。高分辨率层序地层学和地震沉积学解释成为岩性油气藏解释的新手段，叠前地震反演、多尺度资料联合属性分析，使储层预测向更精细的方向发展。

篇10

[关键词]煤田 地震勘探 观测系统 工程设计 卓越工程师

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）08-0146-02

“煤炭黄金十年”大大地推动煤炭地质事业的发展，尤其是煤田地震勘探技术的应用和煤田三维地震勘探技术的普及推广，为煤矿开采提供了更为有效的勘探手段和可靠的地质依据。[1]同时也推动了煤田地震勘探课程教学的改革与发展。我校资源勘查工程、地质工程、水文及水资源工程、地球信息科学与技术及煤与煤层气工程先后增加了煤田地震勘探教学内容或煤田三维地震勘探课程。[2]受“卓越计划”启发，就传统的煤田地震勘探教学谈谈自己的看法。

一、细化专业理论教学，掌握知识点

针对二维地震勘探观测系统设计教学，主要知识点包括以下几方面：其一，深刻理解观测系统概念、设计相关参数及相关参数的计算公式。其二，理解地面的观测方式与地下勘探的反射点对应关系，掌握利用综合平面图示法绘制观测系统图的要领，目的是对已知的观测系统参数通过图示的方法表达观测系统中炮点、检波点和排列的所有道，并确定满覆盖次数起止位置，会计算满覆盖次数的范围。其三，设计的观测系统在生产中如何实施。

（一）勘探深度与勘探的排列长度之间的关系

勘探排列长度与勘探深度一般是0.5～1.5倍的关系，视具体情况而定，主要依据以下计算公式来确定排列的参数。

设激发点移动道数为r，覆盖次数为n，仪器接收道数为N，S为与观测系统有关的常数，单边激发S=1，双边激发S=2；则有

r=NS / 2n

这里着重强调以下几点：

1.双边激发就是一个排列不动的情况下先后分别在两端激发；

2.中间激发时S=2；仪器接收道数为N，与排列长度有关，排列长度≈目的层埋深；

3.煤田二维地震勘探在浅层地震地质条件好的地区一般覆盖次数n=12次；

4.煤田地震勘探目的层比较浅，故道距一般采用10米。

（二）地面观测点与地下勘探目的层反射点之间的关系

大家知道地震勘探就是在地面进行人工炸药激发地震波向地下传播，遇界面反射回地表，检波器接受到信号传输仪器记录下来。那么地面观测点与地下界面的反射点之间的关系就是观测系统。综合平面图是反映观测系统关系的表达方式。

综合平面图示法是沿测线标出若干炮点和第一个排列的检波点。将检波点投影到过炮点的45度线上，过任一个检波点做垂线，垂线相交的炮线条数，即该CDP点的叠加次数。[3]

概念比较抽象，采用综合平面图示法画出相应的地下反射点就一目了然了。偏移距为0，采集道为12道3次覆盖观测系统图如图1所示。第一个反射点与地面测点横向位置一致，地面测点间距就是道距10米，而地下反射点CDP间距是5米。

从图1不难看出，测线50米处是满3次覆盖起点，放6炮所观测满3次覆盖的范围是75米。通过观测系统的制作可以了解到反射点CDP间距是5米，是接收道距10米的一半。

■

图1 12道3次覆盖观测系统图

（三）观测系统在工程勘探中的移动方式

地震勘探野外数据采集施工是按放炮的顺序，对于一个固定的观测系统排列，简单理解看似整体搬家一样，炮和排列的相对位置不变，而实际施工起来为了省时省力，施工采用滚动的方式，放完一炮，相应下一炮的接收排列往施工前方滚动，收起后面不用的地震道，增加前面的备用道。

通过以上知识点的学习，把知识点联系起来就形成了对二维地震勘探由观测系统设计到工程实施过程的了解。

二、勘探工程观测系统设计

通过对二维地震勘探观测系统的学习，学生们基本上理解和掌握了观测系统设计的概念、参数和步骤。如果不联系实际或解决具体的地质问题，就难以与生产实际结合起来，所以理论学习结束后应布置课程设计一次，让同学们针对煤矿生产需求做一个煤田二维地震勘探的观测系统设计，让他们知道学有所用之道。

实例：某煤矿开采过程中，煤层（埋深500米，煤厚6米）突然缺失，无法继续进行生产，请问采用什么技术手段解决这一地质问题？请提供可行性方案。

课程设计初步方案：生产矿井煤层突然缺失初步判断为前方出现断层（断距应大于6米）导致煤层缺失，如何判断断层性质、断距大小最有效的技术手段应为二维地震勘探方法，因为目前地震勘探主要就是解决地质构造问题。那么根据已知煤层埋深可以分析判断以下观测系统参数：

1.根据目的层埋深可以判断排列长度是500米左右，由于煤层埋深浅，一般采用道距10米，满覆盖次12次就可以解决地质构造问题，那么根据炮间距与覆盖次数的计算关系式，初步确定排列长度为480米比较适宜。

2.在地层倾角不大或是单斜地层时，最好采用单边下倾激发，这里S=1。

3.如果要确定地下煤层缺失区构造，至少地面要勘探1000米（满12次覆盖），并且测线布置方向垂直构造走向。

4.采用综合平面图示法画出观测系统图可知这次地震勘探施工参数如下：加上附加段测线长度为1580米，偏移距为0，道距10米，48道采集道，总计地震生产物理点51个，测点159个。

总之，通过理论学习，了解观测系统设计是二维地震勘探工程观测系统设计的关键技术，覆盖次数、接收道数的多少决定炮点移动道数的多少，即决定炮间距，同时也决定地震勘探的工作量的大小；掌握综合平面图示法，可以位置画出观测系统图，可直观地看出目的层界面上地震观测次数，并可判断满覆盖次数的起止和范围及观测系统生产实施过程的滚动方式。

三、结束语

通过“卓越计划”培养模式的实施，应试教学过渡为动手解决问题能力培养模式，不仅了解了二维地震勘探原理、概念、基本的观测系统设计参数、计算公式及能解决什么样的地质问题，而且了解了针对煤矿生产遇到的具体问题，采用二维地震勘探方法是如何设计制作观测系统，并能够应用于生产的。这样，增加了学生学习煤田地震勘探的兴趣及创新能力，增强了为勘探服务的信念。

[ 注 释 ]

[1] 杨双安.煤田三维地震勘探技术的应用及发展前景[J].物探与化探，2004（28）：51-52.