Question

地震勘探及其发展趋势

Answer 1

1.地震勘探简介

地震勘探是利用地震学的方法研究人工激发的弹性波在不同地层中的传播规律，包括波速、波的衰减、波形以及在界面的反射和折射等来研究地层埋深、构造形态以及岩性组成等的一种地球物理方法。根据接收波不同可以分为反射波法和折射波法。

地震勘探的优点在于能对地质构造作出定量解释，有较高的精度，控制深度较大，是当前物探中较精确的一种。缺点是较其他物探手段成本高，效率低。

2.地震勘探技术发展趋势

近年来，随着电子技术、计算机技术的高速发展。地震勘探的仪器设备、处理软件升级换代的速度明显加快，地震资料采集、处理与解释的一体化趋势得到加强。

（1）地震采集技术的新进展

一般来讲，地震野外采集成本占勘探成本的80％左右，因此，世界各国为了降低勘探成本、提高勘探效果，不断研发、更新地震勘探的仪器设备。

地震仪作为地震勘探的核心设备，从20世纪30年代至今，先后经历了光点记录、模拟磁带记录、数字地震仪、遥测数字地震仪、基于Δ∑技术的24位A/D型遥测数字地震仪和全数字地震仪等6个标志性时代。纵观近5年来地震勘探仪器的技术进展，可以看出：以24位A/D技术（Δ∑技术）、数字传感技术（MEMS技术）、网络遥测技术、光纤通讯技术、数字存储技术、超大规模硬件技术、硬件功能软件实现技术和超万道大容量采集技术为代表，地震仪器的研发广泛融合了地震勘探技术、电子技术、计算机技术、通讯技术、数字信号处理技术、数据传输技术的新成就以及新工艺、新材料等方面不断涌现的新发明，向着技术指标越来越高、工作速度越来越快、采集和预处理能力越来越强、可靠性和稳定性越来越好、自动化和智能化程度越来越高、单道成本越来越低的方向迅猛发展（周明非，2006）。

伴随着地震仪器的技术进步，地震数据采集方法在继续扩大原有的高分辨率三维地震成果应用范畴的基础上，从采集思路上越来越多地体现出地震采集、处理与解释一体化的总体思路，从采集技术上更多的强调单点（震源）、单道（检波器）、高密度（小道距、小线距）、高保真的采集模式，在采集方法上从最初的小道数二维地震逐渐发展到大道数三维地震、时延地震（四维地震）、矢量地震（三维多波）等；另外，在野外数据采集时，加强了采集方案优化论证、地震资料品质分析和定向照明设计、现场监控处理等基础环节的工作。总之，地震野外数据采集的装备与技术能力，目前已经完全能够满足全球范围内的沙漠、平原、山地、丛林、湖泊、海洋等作业环境的需要，在国内外能源地震勘探领域（油气、煤炭等）已经得到广泛应用，并成为能源地球物理勘探的核心技术（熊翥，2006）。

（2）地震处理技术的新进展

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（低信噪比）、深（埋藏较深）、难（条件困难）、隐（隐蔽性强）几个特点来概括（中国石油天然气集团公司油气勘探部，1999），这几个特点反应到地震资料处理上，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，已经越来越不适应复杂介质条件下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。为了适应这些挑战，地震数据处理的硬件设备中，开始采用以pc－cluster集群为特征的并行处理机，以加快处理速度；地震资料处理方法中，常规的叠后偏移向叠前偏移发展，地震叠前偏移（时间域或深度域）处理已于2006年成为石油地震资料处理的必然要求，且已经开始在煤炭地震资料处理中得到应用（邹才能等，2002）。

另外，多次波压制技术、低信噪比资料处理技术、地表层析静校正技术等应对复杂条件下地震资料处理的关键模块不断发展，服务于处理解释一体化的地震叠前AVO技术、叠后约束反演处理技术等也取得了明显效果。

（3）地震解释技术的新进展

经过二十多年的发展，地震资料解释的计算机系统，已经从工作站单机版模式、服务器－用户终端模式、服务器－客户端网络模式，发展到多服务器的服务器－客户端网络模式；随着微机性价比的迅速提升，基于Linux系统的高配置微机工作站已经能够完全胜任地震解释的要求，从而实现了微机解释平台的Linux风暴。

近几年来，地震解释技术发展迅速，地震数据采集、处理、解释一体化的步伐明显加快。所有从事地质科学的人员———不仅仅是地震资料解释专家，也包括地质专家、岩石物理专家、矿藏工程师等，联合组成协同工作组（Lawrence M et al.，2003），可以将地震资料、地质模式、钻井资料和油藏开发史等有机结合起来。地震资料的处理不再是独立的处理步骤，而是整个解释过程中的一部分，其目标就是建立一个非常详细的地质模型，而各种软件的普及使得解释处理过程中的部分工作，可以由越来越新的智能型软件自动完成；三维地震可视化解释技术、虚拟现实解释技术的出现，在物探人员和地质人员之间架起了一座“桥梁”。如今的地震勘探的瓶颈问题不再是数据处理所需要的时间，而是物探解释人员和地质工程师利用这些信息作出综合判定的速度（Satinder C et al.，2003）。

在地震解释的新方法、新技术中，地震属性分析技术、相干体解释技术、方差体解释技术等发展迅速，地震资料除了能够完成常规的构造解释任务外，综合利用地震资料和沉积学知识开展的地震地层学解释、层序地层学解释、地震资料岩性解释和储层精细描述技术等也取得了积极的进展（张永刚，2007）。

总之，地震勘探技术经过近80年的快速发展，经历了从模拟阶段进入数字时代、从一维勘探发展到三维地震乃至四维地震、从单分量接收到多分量接收、从地面勘探到立体勘探、从构造勘探到岩性勘探、从均匀层状介质到各向异性介质理论等技术进步，取得了一系列技术创新成果。近年来，应用于煤炭石油工业的地震勘探技术逐步形成了高精度地震、三维地震连片处理、重磁电震联合反演、精细储层描述等综合勘探技术系列，在交互三维地震构造解释、断层分析、地震反演、属性分析、三维可视化、地质建模与地质统计技术等方面取得了重大的研究进展，促进了复杂油气藏的勘探，并逐步推广到煤炭地质勘探领域。据专家预测，在今后一段时间内，石油地球物理勘探技术的发展方向将从目前的勘探地球物理为主，逐步转向开发地球物理为主。为了满足复杂勘探对象的地下成像，高密度地震（万道地震采集）、高精度地震（精细解释）、三维可视化与虚拟现实技术以及地震勘探新技术（三维三分量地震———3D3C、全方位纵波地震———AVA、延时地震———4D、三维VSP———3DVSP、井间地震等）等地震勘探新方法、新技术正在发展、完善和成熟，代表着今后一段时期内地震勘探技术的发展趋势。