三維地震勘探

三維地震勘探基本原理

要了解三維地震勘探技術(shù)，有必要先了解一下二維地震勘探的基本原理。二維地震勘探方法是在地面上布置一條條的測線，沿各條測線進行地震勘探施工，采集地下地層反射回地面的地震波信息，然后經(jīng)過電子計算機處理得出一張張地震剖面圖。經(jīng)過地質(zhì)解釋的地震剖面圖就像從地面向下切了一刀，在二維空間(長度和深度方向)上顯示地下的地質(zhì)構(gòu)造情況。同時幾十條相交的二維測線共同使用，即可編制出地下某地質(zhì)時期沉積前地表的起伏情況。如果發(fā)現(xiàn)哪些地方可能儲有油氣，則可確定其為油氣鉆探井位。

三維地震勘探勘探的理論與工作流程

三維地震勘探的理論與工作流程和二維地震勘探大體相似，但其工作內(nèi)容及達到的效果卻今非昔比了。三維地震勘探主要由野外地震數(shù)據(jù)資料采集、室內(nèi)地震數(shù)據(jù)處理、地震資料解釋3個步驟組成，這是一項系統(tǒng)工程，甚至每個步驟就是一個系統(tǒng)，因為這3個步驟既相互獨立，又相互影響，而且每一步驟均需要最先進的計算機硬件和軟件的支撐。

三維地震勘探數(shù)據(jù)資料采

野外地震數(shù)據(jù)資料采集包括測量、鉆淺井孔埋炸藥(在使用炸藥震源時)、埋檢波器、布置電纜線至儀器車幾道工序。測量的任務(wù)是定好測線及爆炸點和接收點的位置。鉆井的任務(wù)是準備好可埋下炸藥的淺井。埋炸藥就是向井中放入炸藥，以在爆炸后產(chǎn)生出地震波。地震波遇巖層界面反射回來被檢波器接收并傳到儀器車，儀器車將檢波器傳來的信號記錄下來，這就獲得了用以研究地下油氣埋藏情況的地震記錄。

室內(nèi)地震數(shù)據(jù)處理是把采集到的地震信息磁帶上的大量數(shù)據(jù)輸入專用電子計算機，按不同要求用一系列功能不同的程序進行處理運算，把數(shù)據(jù)進行歸類編排，突出有效的，除去無效和干擾的，最后把經(jīng)過各種處理的數(shù)據(jù)進行疊加和偏移，最終得到一份份地震剖面或三維數(shù)據(jù)體文件。

三維地震勘探資料解釋

地震資料解釋是把經(jīng)過處理的地震信息變成地質(zhì)成果的過程，包括運用波動理論和地質(zhì)知識，綜合地質(zhì)、鉆井、測井等各項資料，作出構(gòu)造解釋、地層解釋、巖性和烴類檢測解釋及綜合解釋，繪出有關(guān)成果圖件，對工作區(qū)域作出含油氣評價，提出鉆探井位置等。

三維地震勘探勘探

三維地震勘探是根據(jù)人工激發(fā)地震波在地下巖層中的傳播路線和時間、探測地下巖層界面的埋藏深度和形狀，認識地下地質(zhì)構(gòu)造進而尋找油氣藏的技術(shù)，與醫(yī)院使用的B超、彩超和CT技術(shù)類似。地質(zhì)學(xué)家通過三維勘探剖面尋找地下油氣藏，和醫(yī)生通過CT尋找病人身體內(nèi)部的病變不同之處在于：人體結(jié)構(gòu)是基本相同的，而地表的條件和地下的地質(zhì)結(jié)構(gòu)卻千變?nèi)f化，油氣的運動方向與賦存部位也無規(guī)律可循；應(yīng)該說，地質(zhì)學(xué)家面臨的挑戰(zhàn)比醫(yī)生大得多。

也正因為如此，為了尋找更多的石油與天然氣，三維地震勘探技術(shù)近幾年發(fā)展很快，數(shù)據(jù)采集、處理和解釋的方法不斷取得新的突破。每秒幾千億次計算速度的高性能計算機和幾百T(1T=1000GB)的存儲設(shè)備，促進了地震勘探技術(shù)的發(fā)展；同時，三維地震勘探技術(shù)也反過來促進了計算機硬、軟件的發(fā)展，還催生了層序地層學(xué)、地震地層學(xué)等新的邊緣學(xué)科，這些新的油氣勘探理論對復(fù)雜油氣藏的勘探起到了很好的指導(dǎo)作用。

石油和天然氣蘊藏在地下的含油氣圈閉中。這些含油氣圈閉有構(gòu)造圈閉、地層圈閉，也有巖性圈閉，而多數(shù)是幾種圈閉疊合在一起的復(fù)合圈閉。總之，圈閉是多種多樣，極為復(fù)雜的。三維地震方法可以很精確地搞清地下含油氣圈閉，甚至圈閉的某些細節(jié)，在勘探開發(fā)油田工作中取得巨大的成功。

首先是搞準了地下幾千米深處極為復(fù)雜的構(gòu)造。中國東部渤海灣大油區(qū)的構(gòu)造是非常復(fù)雜的，堪稱世界之最，有人說“這里的構(gòu)造像一個被打碎的碗，掉在地上還踩了三腳”。極為破碎的構(gòu)造使油田都成為一個個很小的碎塊油田，規(guī)模極小。國外的油田面積大多是幾十、幾百或上千平方千米，而中國東部的斷塊（碎塊）油田最小的僅有0.01至0.05平方千米，可以說是油田的微縮景觀。我國地震工作者精心使用三維地震搞準了這些破碎的小碎塊。無論從技術(shù)上或者從效果上說，我們都處于世界領(lǐng)先地位。

第二是弄清了埋藏很深、幅度平緩的構(gòu)造。中國西部塔里木盆地中的油田有的埋藏在地下5000米至6000米，構(gòu)造的幅度只有30米至50米，傾角不超過1°，應(yīng)用三維地震技術(shù)搞清了構(gòu)造。地震勘探精度世界上公認為3%至5%，而我國對塔里木盆地的這種超深、極度平緩構(gòu)造的地震勘探精度提高了近10倍。在這方面我們也處于世界領(lǐng)先水平。

第三是為含油氣的儲層研究提供了很好的成果。利用三維地震資料研究這些儲層的分布范圍、厚度大小、孔隙多少以及含油和含氣的情況準確度也比較高。在這方面我們與世界先進水平大體相當(dāng)。

第四是為油田開發(fā)服務(wù)。在一個油氣田開發(fā)之前要做開發(fā)方案，即確定油井如何分布，在開發(fā)時為了多采油氣要采取一些多出油的開發(fā)措施，比如注水、注氣、化學(xué)驅(qū)油、聚合物驅(qū)油等，使地下油氣盡量多地生產(chǎn)出來，在開發(fā)后期也有很多增產(chǎn)方法。三維地震也可以圍繞這些特定的任務(wù)提供精確資料，供油田開發(fā)工作使用。這方面我們緊跟了世界上的技術(shù)發(fā)展趨勢，開始從找油領(lǐng)域往采油領(lǐng)域發(fā)展。

三維地震勘探技術(shù)是一項集物理學(xué)、數(shù)學(xué)、計算機學(xué)為一體的綜合性應(yīng)用技術(shù)，其應(yīng)用目的是為了使地下目標的圖像更加清晰、位置預(yù)測更加可靠。

三維地震勘探技術(shù)是從二維地震勘探逐步發(fā)展起來的，是地球物理勘探中最重要的方法，也是當(dāng)前全球石油、天然氣、煤炭等地下天然礦產(chǎn)的主要勘探技術(shù)。

與二維地震勘探相比，三維地震勘探不僅能獲得一張張地震剖面圖，還能獲得一個三維空間上的數(shù)據(jù)體。三維數(shù)據(jù)體的信息點的密度可達12.5米×12.5米(即在12.5米×12.5米的面積內(nèi)便采集一個數(shù)據(jù))，而二維測線信息點的密度一般最高為1千米×1千米。由于三維地震勘探獲得信息量豐富，地震剖面分辨率高，地下的古河流、古湖泊、古高山、古喀斯特地貌、斷層等均可直接或間接反映出來。地質(zhì)勘探人員利用高品質(zhì)的三維地震資料找油找氣，中國近期發(fā)現(xiàn)的渤海灣南堡大油田、四川普光大氣田、塔里木盆地塔中Ⅰ號大氣田等，全要歸功于高精度的三維地震勘探技術(shù)。

一是發(fā)展萬道地震采集技術(shù)。采用萬道地震儀(測線在30000道以上)和數(shù)字檢波器進行單點激發(fā)、單點接收、大動態(tài)范圍、多記錄道數(shù)、多分量地震、全方位信息、小面元網(wǎng)格、高覆蓋次數(shù)的特高精度三維地震采集技術(shù)。

二是發(fā)展數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲技術(shù)。為提高處理精度，必須發(fā)展海量機群并行處理和海量存儲技術(shù)。海量機群并行處理技術(shù)是指PC-CLUSTER(針對大型數(shù)據(jù)庫及大負荷運算量的集群計算機)的節(jié)點要多，同時發(fā)展相關(guān)的靜校正處理、組合處理、疊前時間偏移、疊前深度偏移、全三維各向異性等處理技術(shù)，以提高地下成像精度和儲層描述精度及含油氣分析精度。海量存儲技術(shù)指發(fā)展大容量的磁盤和自動帶庫，以滿足大數(shù)據(jù)量的存儲需求。

三是進行高精度精細地震解釋。隨著微機性能的提高、成本的降低以及可視化解釋軟件的發(fā)展，三維可視化解釋技術(shù)的發(fā)展趨向是微機群，即用于解釋的微機群將以兩種形式存在：一種是集成并行機群，用于大數(shù)據(jù)量的計算和三維可視化分析；另一種是分布式機群，人手一臺，通過網(wǎng)絡(luò)連接，用于精細解釋研究。2100433B

內(nèi)容簡介

《三維地震勘探設(shè)計》涵蓋了三維地震勘探設(shè)計從數(shù)據(jù)采集到疊前偏移的全過程，具體內(nèi)容包括地震波場的連續(xù)采樣和對稱采樣理論及實例，闡述了勘探設(shè)計的各種觀點和準則?！度S地震勘探設(shè)計》可作為地震勘探設(shè)計人員、地震資料處理人員、解釋人員及地震勘探研究人員參考。2100433B

1．塔里木庫車克拉2構(gòu)造山地三維地震

克拉2山地三維地震勘探獲得了高品質(zhì)的地震資料，在三維地震時間剖面上氣水界面的平點清晰，結(jié)合水平切片可確定氣水界面平面上的分布。該區(qū)上交天然氣探明儲量約2800×10⁸m3。

2．塔里木庫車迪那構(gòu)造山地三維地震勘探

迪那山地三維工區(qū)地表復(fù)雜，地勢西北高東南低；海拔在1060～2400m，最大相對高差約1300m。通過觀測系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計、激發(fā)參數(shù)優(yōu)化選擇、三維靜校正方法研究、衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)輔助設(shè)計等措施，使迪那山地三維地震勘探獲得了良好的剖面效果。

3．塔里木庫車卻勒1山地三維地震勘探

該區(qū)針對資料信噪比低的地段，通過加密炮和變觀的方式提高資料的信噪比，并建立了較為準確的三維靜校正庫，獲得了較好的剖面效果。

4．酒泉盆地窟窿山地區(qū)山地地震勘探

窟窿山地區(qū)從2000年開始在窟窿山構(gòu)造進行二維彎線及寬線地震攻關(guān)，2002年分別在金海子、青頭山開展了三維地震采集，并在窟窿山構(gòu)造上進行山地三維攻關(guān)，資料品質(zhì)得到改善，目前疊前深度偏移攻關(guān)工作仍在繼續(xù)。 2100433B

• 地震勘探：地質(zhì)領(lǐng)域術(shù)語

• 地震勘探：1976年科學(xué)出版社出版的圖書