地震物理勘探基礎(chǔ)知識整理

一、基本概念石油石油是一種液態(tài)的，以碳?xì)浠衔餅橹饕煞值牡V產(chǎn)品。原油是從地下采出的石油，或稱天然石油。人造石油是從煤或油頁巖中提煉出的液態(tài)碳?xì)浠衔?。組成原油的主要元素是碳、氫、硫、氮、氧。石油成因的學(xué)說主要有無機(jī)成因和有機(jī)成因?qū)W說。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為石油主要是有機(jī)成因的。生油巖按照有機(jī)成因?qū)W說，大量的微體生物遺骸與泥砂或碳酸質(zhì)沉淀物埋藏在地下，經(jīng)過長時期的物理化學(xué)作用，形成富含有機(jī)質(zhì)的巖石，其中的生物遺骸轉(zhuǎn)化為石油。這種巖石稱為生油巖。儲集層是指能夠儲存和滲濾油氣的巖層，它必須具有儲存空間（孔隙性）和儲存空間一定的連通性（滲透性）。儲集層中可以阻止油氣向前繼續(xù)運(yùn)移，并在其中貯存聚集起來的一種場所，稱為圈閉或儲油氣圈閉。油氣藏圈閉內(nèi)儲集了相當(dāng)多的油氣，就稱為油氣藏。油氣田在地質(zhì)意義上，油氣田是一定（連續(xù)）的產(chǎn)油面積內(nèi)各油氣藏的總稱。該產(chǎn)油面積是受單一的或多種的地質(zhì)因素控制的地質(zhì)單位。油氣聚集帶油氣聚集帶是油氣聚集條件相似的、位置鄰近的一系列油氣藏或油氣田的總和。它具有明確的地質(zhì)邊界區(qū)，形成年產(chǎn)原油430萬噸和天然氣3.8億立方米生產(chǎn)能力。含油氣盆地在地質(zhì)歷史上某一時期的沉降區(qū)，接受同一時期的沉積物，有統(tǒng)一邊界，其中可形成并儲集油氣的地質(zhì)單元，稱做含油氣盆地。生油門限生油巖在地質(zhì)歷史中隨著埋藏在地下的深度加大，受到的壓力和溫度增加，其中的有機(jī)質(zhì)逐步轉(zhuǎn)變成油或氣。當(dāng)生油巖的埋藏到達(dá)大量生成石油的深度（也是與深度相應(yīng)溫度）時，叫進(jìn)入生油門限。油氣地質(zhì)儲量及其分級油氣地質(zhì)儲量就是油氣在地下油藏或油田中的蘊(yùn)藏量，油以重量（噸）為計量單位，氣以體積（立方米）為計量單位。地質(zhì)儲量按控制程度及精確性由低到高分為預(yù)測儲量、控制儲量和探明儲量三級。地處豫西南的南陽盆地，礦區(qū)橫跨南陽、駐馬店、平頂山三地市，分布在新野、唐河等8縣境內(nèi)。巳累計找到14個油田，探明石油地質(zhì)儲量1.7億噸及含油面積117.9平方公里。1995年年產(chǎn)原油192萬噸。油（氣）按儲量可分按最終可采儲量值可分成4種：特大油（氣）田：石油最終可采儲量大于7億噸（50億桶）的油田。天然氣可按1137米3氣=1噸原油折算。大型油（氣）田：石油最終可采儲量0.7?7億噸（5?50億桶）的油（氣）田。中型油（氣）田：石油最終可采儲量710?7100萬噸（0.5?5億桶）的油（氣）田。小型油（氣）田：石油最終可采儲量小于710萬噸（5000萬桶）的油（氣）田。按圈閉類型劃分油氣藏有構(gòu)造油氣藏、地層油氣藏和巖性油氣藏三大類。后兩類比較難于發(fā)現(xiàn)，勘探難度大，稱為隱蔽圈閉油氣藏。巖石分類巖石分沉積巖、火成巖及變質(zhì)巖三大類。多數(shù)油、氣儲存于沉積巖中，火成巖及變質(zhì)巖中也可以儲存油、氣。常見的沉積巖有砂巖、礫巖、泥巖、頁巖、石灰?guī)r及白云巖等。地層及其單位巖石（特別是沉積巖）常常是由老到新呈現(xiàn)為層狀排列的，因而把這些排列在一起的巖石統(tǒng)稱為地層。地層的單位有大有小，因其成因和時代及工作需要可把排列在一起的巖石劃分為不同的地層單位和系統(tǒng)。地層時代劃分地層形成的年代有老有新，通常把地層的時代由老至新劃分為太古代、元古代、古生代、中生代、新生代等，與“代”相對應(yīng)的地層單位則稱為“界”，如太古界、……新生界等?！按笨梢约?xì)分為“紀(jì)”，如中生代分為三疊紀(jì)、侏羅紀(jì)、白堊紀(jì)，新生代分為第三紀(jì)、第四紀(jì)等，與“紀(jì)”相對應(yīng)的地層單位稱為“系”，如侏羅系、第三系等。“紀(jì)”和“系”還可以再詳細(xì)劃分，如油、氣勘探開發(fā)工作中常用到的“XXX組”和“XXX層”，就是更小的地層單位。三維地震勘探由于地震勘探的測線只提供了二維的信息，要了解一定面積內(nèi)的地下情況需要把各條測線的地震剖面進(jìn)行對比，找出相關(guān)的信息推斷測線之間的地下情況，才能形成整體概念，這就可能產(chǎn)生相當(dāng)大的人為誤差。三維地震是在一定的面積上采用地下地震信息的方法，它可從三維空間（立體的）了解地下地質(zhì)構(gòu)造情況。這種方法可以提供剖面的、平面的，立體的地下地質(zhì)圖構(gòu)造圖象，大大地提高了地震勘探的精確度，對地下地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜多變的地區(qū)特別有效。高凝油通常把凝固點(diǎn)在40°C以上，含蠟量高的原油叫高凝油。遼寧省的沈陽油田是我國最大的高凝油田，其原油的最高凝固點(diǎn)達(dá)67C。稠油稠油是瀝青質(zhì)和膠質(zhì)含量較高、粘度較大的原油。通常把地面密度大于0.943、地下粘度大于50厘泊的原油叫稠油。因?yàn)槌碛偷拿芏却?，也叫做重油。我國第一個年產(chǎn)上百萬噸的稠油油田是遼寧省高升油田。天然氣地下采出的可燃?xì)怏w稱做天然氣。它是石蠟族低分子飽和烴氣體和少量非烴氣體的混合物。天然氣按成因一般分為三類：與石油共生的叫油型氣（石油伴生氣）；與煤共生的叫煤成氣（煤型氣）；有機(jī)質(zhì)被細(xì)菌分解發(fā)酵生成的叫沼氣。天然氣主要成分是甲烷。干氣和濕氣油田的伴生天然氣，經(jīng)過脫水、凈化和輕烴回收工藝，提取出液化氣和輕質(zhì)油以后，主要成分是甲烷的處理天然氣叫干氣。一般來說，天然氣中甲烷含量在90%以上的叫干氣。甲烷含量低于90%，而乙烷、丙烷等烷烴的含量在10%以上的叫濕氣。天然氣與液化石油氣區(qū)別天然氣是指蘊(yùn)藏在地層內(nèi)的可燃性氣體，主要是低分子烷烴的混合物，可分為干氣天然氣和濕天然氣兩種。干氣成分主要是甲烷，濕天然氣除含大量甲烷外，還含有較多的乙烷、丙烷和丁烷等。液化石油氣是指在煉油廠生產(chǎn)，特別是催化裂化、熱裂化、焦化時所產(chǎn)生的氣體，經(jīng)壓縮、分離而得到的混合烴，主要成分是丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等。沉積相指在一定的沉積環(huán)境下形成的巖石組合。在沉積環(huán)境中起決定作用的是自然地理?xiàng)l件的不同，一般把沉積相分為陸相、海相和海陸過渡相。油氣盆地數(shù)值模擬技術(shù)油氣盆地數(shù)值模擬技術(shù)主要是從盆地石油地質(zhì)成因機(jī)制出發(fā)，將油氣的生成、運(yùn)移、聚集合為一體，充分研究各種地質(zhì)參數(shù)，建立數(shù)字化動態(tài)模型，并形成一維?三維的計算機(jī)軟件，全方位的描述一個盆地的油氣資源形成及地質(zhì)演化過程。石油勘探所謂石油勘探，就是為了尋找和查明油氣資源，而利用各種勘探手段了解地下的地質(zhì)狀況，認(rèn)識生油、儲油、油氣運(yùn)移、聚集、保存等條件，綜合評價含油氣遠(yuǎn)景，確定油氣聚集的有利地區(qū)，找到儲油氣的圈閉，并探明油氣田面積，搞清油氣層情況和產(chǎn)出能力的過程。地震勘探地震勘探是地球物理勘探中一種最重要的的方法。它的原理是由人工制造強(qiáng)烈的震動（一般是在地下不深處的爆炸）所引起的彈性波在巖石中傳播時，當(dāng)遇著巖層的分界面，便產(chǎn)生反射波或折射波，在它返回地面時用高度靈敏的儀器記錄下來，根據(jù)波的傳播路線和時間，確定發(fā)生反射波或折射波的巖層界面的埋藏深度和形狀，認(rèn)識地下地質(zhì)構(gòu)造，以尋找油氣圈閉。多次覆蓋多次覆蓋是指采用一定的觀測系統(tǒng)獲得對地下每個反射點(diǎn)多次重復(fù)觀測的采集地震波訊號的方法。它可以消除一些局部的干擾，有利于求得較準(zhǔn)確的訊號。地震剖面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(jìn)行地震施工采集地震信息，然后經(jīng)過電子計算機(jī)處理就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象從地面向下切了一刀，在二維空間（長度和深度方向）上顯示了地下的地質(zhì)構(gòu)造情況。地震勘探的數(shù)據(jù)處理把記錄采集到地震信息的磁帶上的大量數(shù)據(jù)輸入到專用的電子計算機(jī)中，按照不同的要求用一系列功能不同的程序進(jìn)行處理運(yùn)算，把數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類編排，突出有效的，除去無效和錯誤的，最后把經(jīng)過各種處理的數(shù)據(jù)以波形、線形的形式繪制在膠片上或靜電紙上，形成一張張地震剖面。這個過程就稱做數(shù)據(jù)處理。地震勘探中所說的速度地震勘探所說的速度即是地震波的傳播速度。常用的是平均速度，它是地震波垂直穿過某一巖層界面以上各地層的總厚度與各層傳播時間總和之比，可以用來把地震記錄的時間轉(zhuǎn)換為深度（距離）。此外，還有層速度、均方根速度、疊加速度等。水平疊加剖面在用多次覆蓋方法采集的地震資料處理過程中，把共同反射點(diǎn)的許多道的記錄經(jīng)動校正以后疊加起來，以提高訊噪比（高訊號與噪聲的比例），壓制干擾，用這種方法處理所得到的地震剖面叫水平疊加剖面。疊加偏移剖面在地震資料處理中，在水平疊加的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)反射層的空間自動歸位，用這種方法處理得到的地震剖面，就是疊加偏移剖面。垂直地震剖面地震源放置于地面，接收的檢波器置于深井中，地面激發(fā)震動后由不同深度的檢波器接收地震波訊號，這種方法獲得的地震波訊號是單程的，而不是反射或折射回來的，對分析和認(rèn)識地下地質(zhì)構(gòu)造情況更為準(zhǔn)確。地震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(yùn)用波動理論和地質(zhì)知識，綜合地質(zhì)、鉆井、測井等各項(xiàng)資料，做出構(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)的成果圖件，對測區(qū)作出含油氣評價，提出鉆井位置等。地震地層學(xué)地震地層學(xué)是把地層學(xué)和沉積學(xué)特別是巖性、巖相的研究成果，運(yùn)用到地震解釋工作中，把地震資料中蘊(yùn)藏的地層和沉積特征的信息充分利用起來，做出系統(tǒng)解釋的方法。地震層序地震層序是沉積層序在地震剖面圖上的反映。在地震剖面圖上找出兩個相鄰的反映地層不整合接觸的界面，則兩個界面之間的地層叫做一個地震層序。但因?yàn)槭懿徽厦嬗绊?，其間的地層即地震層序是不完整的，沿不整合面追蹤到地層變成整合的之后，這個地震層序才是完整的。層序地層學(xué)層序地層學(xué)是在地震地層學(xué)基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的新學(xué)科，是綜合地質(zhì)、地震資料，詳細(xì)劃分并確立地下地層的層序，從而研究其構(gòu)造活動、沉積環(huán)境的變化、巖相分布等。地震相地震相是指沉積物（巖層）在地震剖面圖上所反映的主要特征的總和。地震相標(biāo)志分為：內(nèi)部反射結(jié)構(gòu);反射連續(xù)性；反射振幅；反射頻率；外部幾何形態(tài)及其伴生關(guān)系。合成地震記錄合成地震記錄是用聲波測井或垂直地震剖面資料經(jīng)過人工合成轉(zhuǎn)換成的地震記錄（地震道）。它是地震模型技術(shù)中應(yīng)用非常廣泛的一種，也是層位標(biāo)定、油藏描述等工作的基礎(chǔ)，是把地質(zhì)模型轉(zhuǎn)化為地震信息的中間媒介。油氣檢測技術(shù)油氣檢測技術(shù)是一種綜合利用烴類存在的多種地震特性參數(shù)（速度、頻率、振幅、相位等）來確定油氣富集帶的方法。這類技術(shù)有許多種，目前常用的有亮點(diǎn)技術(shù)和AVO技術(shù)等。儲集層預(yù)測技術(shù)儲集層預(yù)測技術(shù)是綜合應(yīng)用地震、地質(zhì)、鉆井、測井等各項(xiàng)資料對地下儲集層的分布、厚度及巖性和物理性質(zhì)變化進(jìn)行追蹤和預(yù)測的一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)。地震橫波勘探地震波（彈性波）的傳播有縱波與橫波兩種，縱波質(zhì)點(diǎn)位移的方向與波的傳播方向平行，橫波的質(zhì)點(diǎn)位移方向與波的傳播方向垂直?，F(xiàn)在通用的地震勘探方法采集的是縱波的訊號，采集橫波訊號的稱做地震橫波勘探。橫波在判斷巖性、裂縫和含油氣性方面有其固有的優(yōu)點(diǎn)。此種勘探方法在我國正處于研究和實(shí)驗(yàn)階段。重力勘探各種巖石和礦物的密度（質(zhì)量）是不同，根據(jù)萬有引力定律，其引力也不相同。椐此研究出重力測量儀器，測量地面上各個部位的地球引力（即重力），排除區(qū)域性引力（重力場）的影響，就可得出局部的重力差值，發(fā)現(xiàn)異常區(qū)，這一方法稱做重力勘探。它就是利用巖石和礦物的密度與重力場值之間的內(nèi)在聯(lián)系來研究地下的地質(zhì)構(gòu)造。磁力勘探各種巖石和礦物的磁性是不同的，測定地面上各部位的磁力強(qiáng)弱以研究地下巖石礦物的分布和地質(zhì)構(gòu)造，稱做磁力勘探。由于地球本身就是個大磁體，所以對磁力的預(yù)測值應(yīng)進(jìn)行校正，求出只與巖石礦物磁性有關(guān)的磁力異常。一般鐵磁性礦物含量愈高，磁性愈強(qiáng)。在油氣田區(qū)，由于烴類向地面滲漏而形成還原環(huán)境，可把巖石或土壤中的氧化鐵還原成磁鐵礦，用高精度的磁力儀可以測出這種磁異常，從而與其它勘探手段配合，發(fā)現(xiàn)油氣田。電法勘探電法勘探的實(shí)質(zhì)是利用巖石和礦物（包括其中的流體）的電阻率不同，在地面測量地下不同深度地層介質(zhì)電性差異，用以研究各層地質(zhì)構(gòu)造的方法，對高電阻率巖層如石灰?guī)r等效果明顯。電法勘探種類較多，我國目前石油電法勘探一般用直流電測深、大地電磁測深、可控源聲頻大地電磁測深等方法，近期又發(fā)展了差分標(biāo)定電法、大地電場巖性探測法等新方法。地球化學(xué)勘探根據(jù)大多數(shù)油氣藏的上方都存在著烴類擴(kuò)散的“蝕變暈”的特點(diǎn)，用化學(xué)的方法尋找這類異常區(qū)，從而發(fā)現(xiàn)油氣田，就是油氣地球化學(xué)勘探。油氣地球化學(xué)勘探方法的種類比較多，常用的是土壤烴氣體測量、土壤硫酸鹽法、穩(wěn)定碳同位素法、汞和碘測量法等，還有地下水化學(xué)法及井下地球化學(xué)勘探法。地球物理測井地球物理測井簡稱測井，是在鉆孔中使用測量電、聲、熱、放射性等物理性質(zhì)的儀器，以辨別地下巖石和流體性質(zhì)的方法，是勘探和開發(fā)油氣田的重要手段。測井系列不同的測井儀器有不同的性能和作用，在某種地質(zhì)條件和鉆孔條件下，根據(jù)一定的地質(zhì)或工程目的，采用多種有針對性的測井儀器組合起來進(jìn)行測井，稱為達(dá)到這種目的的測井系列。電阻率測井是在鉆孔中采用布置在不同部位的供電電極和測量電極來測定巖石（包括其中的流體）電阻率的方法。通常所用的三電阻率測井系列是：深側(cè)向、淺側(cè)向和微側(cè)向電阻率測井。聲速測井聲速測井是利用不同的巖石和流體對聲波傳播速度不同的特性進(jìn)行的一種測井方法。通過在井中放置發(fā)射探頭和接收探頭，記錄聲波從發(fā)射探頭經(jīng)地層傳播到接收探頭的時間差值，所以聲速測井也叫時差測井。用時差測井曲線可以求出儲集層的孔隙度，相應(yīng)地辨別巖性，特別是易于識別含氣的儲集層。放射性測井放射性測井即是在鉆孔中測量放射性的方法，一般有兩大類：中子測井與自然伽馬測井。中子測井是用中子源向地層中發(fā)射連續(xù)的快中子流，這些中子與地層中的原子核碰撞而損失一部分能量，用深測器（計數(shù)器）測定這些能量用以計算地層的孔隙度并辨別其中流體性質(zhì)。自然伽馬測井是測量地層和流體中不穩(wěn)定元素的自然放射性發(fā)出的伽馬射線，用以判斷巖石性質(zhì)，特別是泥質(zhì)和粘土巖。井溫測井井溫測井又稱熱測井，它可以進(jìn)行地溫梯度的測量；可以在產(chǎn)液井中尋找產(chǎn)液的井段，在注入井中尋找注入的井段；對熱力采油井，可以通過鄰井的井溫測量檢查注蒸汽的效果；可以評價壓裂酸化施工的效果等。地層傾角測井地層傾角測井是在鉆孔中測量地層傾斜方向和傾斜角度的方法。根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，可以研究地質(zhì)構(gòu)造與沉積環(huán)境，從而追蹤地下油氣的分布情況。井徑測井井徑測井儀是用來測量鉆孔直徑的。在未下套管的井中可以測量井徑不規(guī)則程度，提供下套管固井施工所需要的水泥用量參數(shù)；還可根據(jù)鉆孔的不規(guī)則形態(tài)，分析判斷地下巖層裂縫的發(fā)育程度和裂縫的方向。在套管受損壞的井中，可以測量套管損壞的位置和變形情況。自然伽馬射能譜測井自然伽馬能譜測井是測量地層中放射性元素鈾、釷和鉀40的伽馬射線強(qiáng)度譜，從而確定它們在地層中的含量，用于分析巖石及流體性質(zhì)。聲波變密度測井補(bǔ)償聲波測量的是接收到的聲波波列的首波達(dá)到時間，用于測定地層的聲波傳播速度，源距較短，其資料用來計算地層孔隙度和確定氣層。全波列聲波測井記錄的是接收到的聲波全部波列，可測定巖層的彈性模量，其源距較長，用于求解巖層強(qiáng)度、檢查壓裂效果及固井質(zhì)量等，在求解地層孔隙度及判斷氣層方面比補(bǔ)償聲波更為準(zhǔn)確。三孔隙度測井指補(bǔ)償中子、補(bǔ)償密度及補(bǔ)償聲波測井。測井解釋的“四性”“四性”是指地層的巖性、儲集性（孔隙度、滲透率）、含油性和物理性。測井相測井相又名電相，是從測井資料中提取與巖相有關(guān)的地質(zhì)信息，并將測井曲線劃分若干個不同特點(diǎn)的小單元，經(jīng)與巖心資料詳細(xì)對比，明確各單元所反映的巖相，即是測井相。在一個地區(qū)建立了測井相后，可以利用測井曲線解釋出井的柱狀巖性剖面圖。油藏描述油藏描述是一種新技術(shù)，它把地震、測井、地質(zhì)等多方面資料綜合起來，運(yùn)用計算機(jī)手段進(jìn)行處理，定性、定量描述三維空間的油氣藏，包括：構(gòu)造、儲層、儲集空間、流體性質(zhì)及分布、滲流物理特征、壓力和溫度、驅(qū)動能量和驅(qū)動類型、油氣藏類型等，是對油氣藏本身正確的認(rèn)識。井壁取心井壁取心是使用測井電纜將取心器下入井中，用炸藥將取心器打入井壁，取下小塊巖石以了解巖石及其中流體性質(zhì)的方法。油氣探井為勘察地下含油氣情況所鉆的井稱油氣探井。探井一般有4大類。⑴參數(shù)井：了解一個地區(qū)（盆地或凹陷）生油巖和儲集巖存在和分布的情況的井；⑵預(yù)探井：了解一個圈閉中是否含有油氣和儲集巖分布情況的井；⑶評價井：在預(yù)探井發(fā)現(xiàn)含油氣儲集層后，為探明這個圈閉（油氣藏）含油氣面積和地質(zhì)儲量所鉆的井；⑷資料井：為獲得油氣藏油層參數(shù)（主要是使用特殊工具在鉆進(jìn)中取出整塊，進(jìn)行檢測與分析）所鉆的井。地質(zhì)錄井地質(zhì)錄井是配合鉆井勘探油氣的一種重要手段，是隨著鉆井過程利用多種資料和參數(shù)觀察、檢測、判斷和分析地下巖石性質(zhì)和含油氣情況的方法。主要包括巖屑錄井、巖心錄井、鉆時錄井、熒光錄井、鉆井液錄井及氣測錄井等。可燃冰可燃冰是天然氣水合物，其主要萬分是CH4?H2O。它的形成與海底石油、天然氣密切相關(guān)，是埋于海底地層的大量有機(jī)質(zhì)分解形成石油和天然氣時，其中的許多天然氣被包進(jìn)水分子中，在海底的低溫與壓力下形成一種類似冰的透明結(jié)晶。1立方米可燃冰釋放的能量約相當(dāng)于164立方米的天然氣。目前國際上的公認(rèn)全球可燃冰總量是所有煤、石油、天然氣總和的2-3倍。我國南海海底巳發(fā)現(xiàn)可燃冰帶，估計能量總量相當(dāng)于我國石油總量的一半。而對東海的調(diào)查也得出可燃冰蘊(yùn)藏量可觀的結(jié)論。還為新世紀(jì)使用高效新能源開辟了廣闊的前景。屏蔽地震波傳播到介質(zhì)分界面后，一部分能量返回形成反射波，一部分能量透過界面繼續(xù)往下傳播，當(dāng)遇到另一分界面時，一部分返回，另一部分透過界面繼續(xù)傳播。第二個界面往回返的能量遇到第一個界面時，一部分能量返回下部，另一部分能量透過界面回到地表，地面接收到的第二個界面反射的能量大大降低，我們稱這種現(xiàn)象叫作屏蔽。上部界面的反射系數(shù)越大，則接收到的下部界面的能量越小，稱屏蔽作用越厲害。二、基本問題什么是地球物理勘探人類居住的地球，表層是由巖石圈組成的地殼，石油和天然氣就埋藏于地殼的巖石中，埋藏可深達(dá)數(shù)千米，眼看不到，手摸不著，所以，要找到油氣首先需要搞清地下巖石情況。怎樣才能搞清地下巖石的情況呢？這要從巖石的物理性質(zhì)談起。巖石物理性質(zhì)是指巖石的導(dǎo)電性、磁性、密度、地震波傳播等特性，地下巖石情況不同，巖石的物理性質(zhì)也隨之而變化。各種物理性質(zhì)都表現(xiàn)為一種或幾種不同的物理現(xiàn)象，如導(dǎo)電性不同的巖石在相同的電壓作用下，具有不同的電流分布；磁性不同的巖石，對同一磁鐵的作用力不同；密度不同的巖石，可以引起重力的差異；振動波在不同巖石中傳播速度不同等。運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)，完全可以記錄到上述物理現(xiàn)象的變化，進(jìn)而可以了解地下巖石的性質(zhì)及其分布規(guī)律，達(dá)到尋找地下油氣的目的。我們把這種以巖石間物理性質(zhì)差異為基礎(chǔ)，以物理方法為手段的油氣勘探技術(shù)，稱為地球物理勘探技術(shù)，簡稱物探技術(shù)。為什么說地球物理勘探是尋找油氣的主力軍和排頭兵地下油氣不是到處都有的，它大多生成在稱為沉積巖的地層中，儲存于有利的構(gòu)造（圈閉）內(nèi)，只有將鉆井打在含油氣的構(gòu)造上才能見到油氣。油氣田的地表多種多樣，有平原、沙漠、戈壁、山區(qū)、湖泊和海洋;地下情況更加復(fù)雜多變，地層有起有伏，含油氣地層厚薄不一，埋藏深淺相差懸殊，巖性也各不相同。我們通過什么來了解地下這些地質(zhì)情況呢？盡管古代人早就發(fā)明了鉆井技術(shù)，但鉆井成本太高，目前鉆一口井少則上百萬，多則數(shù)千萬元，花費(fèi)很大，而且打井只是一孔之見，難以全面掌握地下地質(zhì)情況。在鉆井之前，如能應(yīng)用地球物理方法選準(zhǔn)鉆井的地方，這樣做往往能比較快、比較省、比較好地解決這一難題。地球物理勘探的方法很多，各有特點(diǎn)和長處。對一個地區(qū)來講，首先要快速找到沉積盆地，并對盆地的地質(zhì)結(jié)構(gòu)有個總體的了解，這方面重磁電勘探有明顯的優(yōu)勢，它不僅能快速劃定沉積盆地的邊界，提供盆地內(nèi)的沉積巖分布及厚度等基本地質(zhì)信息，而且還能概略地指出含油氣有利區(qū)帶和對油氣資源進(jìn)行初步評價，為下一步勘探做好向?qū)?。但是，要想找到油氣僅憑重磁電勘探成果還不夠，還需要對盆地進(jìn)行詳細(xì)勘查，這時，就需要開展精度更高的地震勘探工作。最后應(yīng)用多種地球物理信息進(jìn)行綜合分析，進(jìn)一步查明地下地質(zhì)情況的細(xì)節(jié)，為鉆探提供井位。從石油勘探到建成油氣田，是一個較長時間的調(diào)查研究、反復(fù)認(rèn)識的過程，在這個系統(tǒng)工程中，地球物理勘探作用很大，在勘探油氣的諸多工種中地球物理勘探這道工序最靠前，因此被稱為主力軍和排頭兵。大慶油田的發(fā)現(xiàn)充分地說明了這一勘探過程。大慶油田位于松遼盆地，對它的勘探始于1955年。在對盆地的周邊進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，首先開展了全盆地的地球物理勘探工作，通過多種資料的綜合解釋，對盆地的結(jié)構(gòu)有了初步了解，發(fā)現(xiàn)盆地中央有一個大型的構(gòu)造帶。經(jīng)反復(fù)論證，該構(gòu)造帶是儲存油氣的有利場所，并選擇構(gòu)造帶上最有利的部位，部署了松基3井，鉆探結(jié)果完全證實(shí)了物探工作的推斷。松基3井的噴油，宣告了大慶油田的發(fā)現(xiàn)。大慶油田的開發(fā)，從根本上改變了中國石油工業(yè)的面貌，促進(jìn)了石油工業(yè)的全面發(fā)展。爾后，在華北、環(huán)渤海灣以及西部諸多油氣田等幾乎所有油氣田的發(fā)現(xiàn)和開發(fā)中，地球物理勘探工作都起到了主力軍和排頭兵的作用。當(dāng)今的油氣地球物理勘探技術(shù)有哪些？通過觀測不同巖石引起的重力差異來了解地下地層的巖性和起伏狀態(tài)的方法，稱為重力勘探。油氣生成于沉積盆地，應(yīng)用重力勘探可以確定沉積盆地范圍。通過觀測不同巖石的磁性差異，來了解地下巖石情況的方法，稱為磁力勘探。在沉積盆地中，往往會分布著各種磁性地質(zhì)體，磁力勘探可以圈定其范圍，確定其性質(zhì)。通過觀測不同巖石的導(dǎo)電性差異來了解地下地層巖石情況的方法，稱為電法勘探，與油氣有關(guān)的沉積巖往往導(dǎo)電性良好（電阻率低），應(yīng)用電法勘探可以尋找和確定這類地層。通過觀測用人工方法（如爆炸）激發(fā)的地震波在不同巖石中的速度變化及其他特征來了解地下巖石情況的方法，稱為地震勘探。在以上這四種方法中，重力、磁力、電法三種方法聯(lián)合起來應(yīng)用往往可以找出可能有油氣的盆地在哪里？盆地中哪里是隆起，哪里是坳陷，哪里是可能最有利的構(gòu)造等等。這種工作是在找油的開始階段做的，一般叫做普查。地震勘探是地球物理勘探最主要的一種勘探方法，具有勘探精度高，能更清晰地確定油氣構(gòu)造形態(tài)、埋藏深度、巖石性質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，成為油氣勘探的主要手段，并被廣泛應(yīng)用。一般用于祥查階段。地震勘探的三種基本方法根據(jù)震源激發(fā)出的振動（也稱地震波）向四周傳播的波型特征，地震勘探可分為三種基本方法。它們是反射波法、折射波法、透射波法。（1） 反射波法日常生活中大家可能都有同樣的感受：小時候在湖邊玩耍時，將一粒石子投入湖中，平靜的湖面在激起浪花的同時，還會產(chǎn)生向四周傳播的波紋。水波傳到對岸或遇到障礙物時，又會掉轉(zhuǎn)頭來反向傳播。又如站在山前喊話，頃刻間會聽到山那邊傳過來自己的聲音。以上的現(xiàn)象是因?yàn)樗ê吐暡ㄔ趥鞑r遇到障礙物會發(fā)生反射的緣故。與此相似，如果我們在離震源較近的若干接收點(diǎn)（1，2……，N）上布置檢波器，就可以測出地震波從震源出發(fā)向地下傳播遇到不同地層界面（1、11……）時反射回來的地震波及其依次回到地面各檢波點(diǎn)的傳輸時間t1，t2……（t1，t2稱為旅行時），旅行時的不同代表了淺、中、深地層在地下的埋藏深度的不同，運(yùn)用這些微小差異就能直觀地反映出地層的起伏變化。這就是反射波法地震勘探所依據(jù)的原理。（2） 折射波法我們再做一個實(shí)驗(yàn)看看，將一根筷子插入盛水的玻璃杯中，咦！筷子入水后魔術(shù)般地變折了？從水中取出筷子仍然是直的，這種奇怪現(xiàn)象可能大家都曾見到過，這是光的折射現(xiàn)象?，F(xiàn)在讓我們看一看如何進(jìn)行折射波法地震勘探。炸藥爆炸后，激發(fā)的地震波向四面八方傳播，當(dāng)遇地層分界面時，除有一部分反射波返回地面外，還有一部分地震波透過分界面并沿著該分界面在下面地層中傳播。在一定條件下，這種沿分界面?zhèn)鞑サ牡卣鸩ㄒ矔祷氐孛?，這種地震波叫折射波。通過接收這種波來分析地層情況的方法就叫折射波法地震勘探。（3） 透射波法如果我們將激發(fā)點(diǎn)和接收點(diǎn)分別放在地質(zhì)體的兩側(cè)，直接接收透過地質(zhì)體的波，這種勘探方法叫透射波法地震勘探。目前，反射波法應(yīng)用最廣，折射波法次之，透射波法只作為輔助手段。地球的磁場及磁化作用說起磁性，大家一定會想到磁鐵和指南針。一塊磁鐵能把鐵釘吸引起來，說明它具有一種特殊的力?磁力。遠(yuǎn)在公元前4世紀(jì)的春秋戰(zhàn)國時期，中國人就知道磁石具有這種特性?磁性。到了公元前250年的戰(zhàn)國末年，中國的祖先用天然磁石做成湯匙狀，然后放在刻有方位文字的光滑銅盤上，用它指示方向，這就是世界上最早的指南針，當(dāng)時叫做“司南”。大約在公元838年，中國首先把指南針用于航海，而且在其他方面，指南針的使用也巳相當(dāng)盛行。直到公元12世紀(jì)，中國的指南針才由阿拉伯商人傳到歐洲。指南針是我國古代四大創(chuàng)造發(fā)明之一，顯示了中國勞動人民的智慧，為世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展做出了杰出的貢獻(xiàn)。中國指南針傳入歐洲以后，英國人威廉?吉爾伯特進(jìn)行了大量研究，他在1600年通過實(shí)驗(yàn)提出，地球本身就是一個大磁鐵，具有南北不同的極性，并在其周圍形成了地磁場。這就解釋了指南針一端指向地磁南極，另一端指向地磁北極的現(xiàn)象。磁鐵沒有跟鐵釘接觸，就能把鐵釘吸了起來，就是通過這種看不見、摸不著的傳遞媒質(zhì)?磁場發(fā)生作用的。地磁場的分布范圍很廣，從地核到地球以外幾萬千米的空間都存在。地磁場對地下巖（礦）石也會產(chǎn)生作用，可使沒有磁性的巖（礦）石具有磁性，并形成了自己的磁場，這叫做磁化作用。一些鐵礦山周圍存在很強(qiáng)的磁場就是這種磁化作用的結(jié)果。其實(shí)，這種現(xiàn)象也早為古人所知。相傳“一代天驕”成吉思汗在率領(lǐng)他的騎兵奔馳在烏蘭察布草原上時，看見遠(yuǎn)處一座高山，他們快馬加鞭直到山前，卻突然感到駿馬行動緩慢，舉蹄艱難，經(jīng)一番催促到了山頂，居然定在了那里。后經(jīng)武士們奮力營救，直至鐵馬掌全部脫落，駿馬才恢復(fù)了行動自由。成吉思汗拿起烏亮沉甸的礦石，驚訝地稱贊“白云博格都，白云博格都！”（意思是：“寶山啊，寶山！”）。雖然白云鄂博鐵礦吸掉成吉思汗馬掌的傳說無從考證，但白云鄂博鐵礦確有非常強(qiáng)的磁性，堪稱地殼中的一塊大磁鐵了。人類是如何根據(jù)磁性的特征找到礦藏的呢？在實(shí)際中，最容易被磁化的，是那些含有鐵磁性礦物的巖石，所以，在這類巖石形成的礦藏和儲油構(gòu)造周圍就存在較強(qiáng)的磁場。同樣，它又會對一些鐵性物質(zhì)產(chǎn)生影響，這說明地下存在磁力異常。人類就是根據(jù)地磁的這種特性，早在17世紀(jì)初就想到用羅盤尋找磁鐵礦了，到了1915年，法國人制造了精度較高的磁秤，并在圈定磁性巖體、研究地質(zhì)構(gòu)造和尋找油氣藏中得到了很好的應(yīng)用。中國于1940年在玉門油礦進(jìn)行了磁測試驗(yàn)，1952年成立了第一個油氣勘探磁力隊(duì)。此后，隊(duì)伍不斷發(fā)展，幾十年來，磁力勘探配合其他油氣勘探方法，為中國各大沉積盆地的油氣勘探立下了汗馬之功。什么是重磁力勘探當(dāng)我們走進(jìn)菜市場時就會發(fā)現(xiàn)熙熙攘攘的人群，人們正在購買各種食品和蔬菜。那些商販們也樂得忙于用秤稱這稱那?？梢?，秤對于人們的日常生活是十分重要的。如果說物體的重量是用秤稱出來的，沒有人反對，但要說地球的重力也能稱出來，可能有人會問，重力既看不見，又摸不著，怎么能稱呢？其實(shí)，物體的重量就是地球重力作用的體現(xiàn)。高低不平的地下“地形圖”?？萍既藛T就可以用它并結(jié)合其他物探資料來分析研究地下的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，并推斷出哪些地方可能會存在油氣藏，這就叫重力勘探。20世紀(jì)初，匈牙利物理學(xué)家厄缶發(fā)明了測定重力變化率的扭秤，并首先在捷克、德國、埃及和美國用于尋找油氣藏，且獲得成功。1935年，第一臺能直接測出重力差的重力儀正式投入使用。此后，不同類型的重力儀也得到迅速的發(fā)展。磁力和重力一樣，在地磁場的作用下，由不同地層所形成的地質(zhì)構(gòu)造就會呈現(xiàn)出不同的磁性，并產(chǎn)生磁力作用，因而，也就能用磁力儀（或磁秤）來測出不同地點(diǎn)的磁力值。用它記錄的數(shù)據(jù)也繪成各種圖件，同重力圖配合使用，對尋找油氣藏就能起到相輔相成的作用，這就叫磁力勘探。利用磁力找礦遠(yuǎn)在1870年，瑞典人泰朗和鐵貝爾就制成了尋找鐵礦的萬能磁力儀（羅盤儀）。1915年，法國人施密特制成了磁秤，并在圈定火成巖體和探測油氣藏方面得到廣泛的應(yīng)用。什么是電法勘探公元前6世紀(jì)就有關(guān)于人工產(chǎn)生電現(xiàn)象的記載。19世紀(jì)，電機(jī)、電話、電燈這三大發(fā)明促使了人類實(shí)現(xiàn)電氣化?，F(xiàn)在，世界進(jìn)入了信息時代，無論在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防及日常生活的各個領(lǐng)域都巳離不開電。電也能用于找礦。借助于地表的巖石具有導(dǎo)電性能的特征，當(dāng)我們在地面上兩點(diǎn)供入直流電，地下立即會形成一個電場，如果地下的導(dǎo)電性是均勻的，電流線的分布就是規(guī)則的；如果地下埋藏著導(dǎo)電性與周圍巖石不同的礦體，電場就會發(fā)生扭曲。人們通過分析地下電場的變化就可以發(fā)現(xiàn)礦體的存在，這就是人工電法勘探的基本思想。電法勘探歷史久遠(yuǎn)。20世紀(jì)20年代，法國科學(xué)家什柳姆別爾熱等創(chuàng)立和發(fā)展了電法勘探的理論。1924年，在原蘇聯(lián)著名地球物理學(xué)家彼德羅夫斯基領(lǐng)導(dǎo)下，組成了世界上的第一個電法勘探隊(duì)，并開展了多種電法方法的試驗(yàn)和研究，他們?yōu)橥苿与姺碧阶龀隽酥匾暙I(xiàn)。電法勘探是一個大家庭，根據(jù)供電電流的性質(zhì)可分為直流電法和交流電法兩類。如果將電法勘探比作一棵大樹，可謂枝繁葉茂。直流電阻率法是電法勘探家族中的重要成員，在20世紀(jì)40年代就廣泛應(yīng)用于金屬和油氣勘探。還有一類方法叫交流電法，它們可利用天然的或人工產(chǎn)生的交變電磁場作為場源研究交變電磁場的分布規(guī)律和時間的變化關(guān)系，并可用來解決地質(zhì)問題和尋找礦床。研究表明，地球是一個導(dǎo)電體，各巖層的電性（電阻率、極化率等）存在著差異，沉積巖的電阻率一般較低，變質(zhì)巖和火成巖的電阻率較高，通過電法能較容易地確定沉積盆地范圍、沉積巖厚度及其起伏形態(tài)。砂巖是很好的儲層，當(dāng)電阻率很高的石油侵入后，就會形成高阻層或高阻異常體，這就為尋找油氣提供了電性異常以及有關(guān)的地質(zhì)信息。中國大多數(shù)沉積盆地都開展過電法勘探工作，應(yīng)用電法勘探結(jié)果不僅可以對盆地進(jìn)行構(gòu)造研究，也可以圈定油氣有利富集區(qū)，為油氣勘探作出積極貢獻(xiàn)。隨著電法勘探方法的更新、儀器精度的提高和計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，電法勘探能解決的地質(zhì)問題越來越多，巳成為探測油氣不可缺少的手段。地震勘探中的縱波與橫波自然界普遍存在著縱波和橫波。如將一塊石子扔到水中，在石子處產(chǎn)生的向四周傳播的水波是縱波。又如將橡皮筋的一端綁在柱子上，沿水平方向拉直，然后向上拉其另一端后突然松手。這時，橡皮筋的每一點(diǎn)呈上、下運(yùn)動，但看上去好像有個波沿皮筋方向傳播，這種波叫橫波?？v波和橫波有先后相繼發(fā)生的現(xiàn)象。發(fā)生天然地震時，人們可能有這種感受：首先感到地面上下振動，這是垂直地面振動的、傳播速度較快的縱波首先到達(dá)造成的；過后又會感到左右搖晃，這是平行地面振動的、傳播速度較慢的橫波接踵而來造成的。地震勘探也不例外，它可用縱波進(jìn)行勘探，也可用橫波進(jìn)行勘探。二者相同之處是均為用人工方法激發(fā)地震波，又都是接收由地下反射回來傳到地面的波。所不同的是激發(fā)和接收地震波的形式不同，各有其專門的震源和接收器。那么，怎樣實(shí)現(xiàn)縱波地震勘探呢？在陸上進(jìn)行勘探時，在井中用炸藥放炮是激發(fā)縱波最常用的方法。近年來也采用非炸藥震源的震源車在地面砸的垂直連續(xù)振動法（稱縱波可控震源）激發(fā)縱波，同時用縱波檢波器接收垂直地面振動的縱波。目前縱波地震勘探比較成熟并被廣泛使用。進(jìn)行橫波地震勘探時首先要激發(fā)橫波（激發(fā)方式有炸藥震源和非炸藥震源兩種），同時使用橫波檢波器接收平行于地面振動的橫波。目前橫波地震勘探正在崛起。什么叫一維、二維、三維和四維地震勘探我們生活的空間有一維、二維、三維和多維之說，地震勘探也是如此。地震勘探中的一維勘探是觀測一個點(diǎn)的地下情況；二維勘探是觀測一條線下面的地下情況；三維勘探是觀測一塊面積下面的地下情況；若在同一地區(qū)不同時間重復(fù)做三維地震勘探，則可稱之為四維地震勘探。四維是觀測同一塊面積下面不同時間的地下變化情況。根據(jù)地質(zhì)任務(wù)和達(dá)到的目的不同，可采用不同維的勘探方法。那么，怎樣進(jìn)行一維地震勘探呢？將檢波器由深至淺放在井中不同深度，每改變一次深度在井口放一炮，記錄地震波由炮點(diǎn)直接傳到檢波器的時間，這種只在一口井中觀測的方法叫一維地震勘探。它能測出該井孔中地層的速度，借此可以確定各個地層的深度和厚度。如何實(shí)現(xiàn)二維地震勘探呢？將多個檢波器與炮點(diǎn)按一定的規(guī)則沿一直線（稱測線）排列，在測線上打井、放炮和接收。采集完一條測線再采集另一條測線。最后得出反映每條測線垂直下方地層變化情況的剖面圖（二維剖面圖）。這種方法從20世紀(jì)20年代初期巳開始使用直至今天。如果你想看地下物體真實(shí)的立體圖像就需要做三維地震勘探。它是由二維地震發(fā)展來的。三維地震主要在地下條件更復(fù)雜的地區(qū)或地表難以進(jìn)行二維地震勘探的地區(qū)采用；另外，在巳發(fā)現(xiàn)油田的地方，為優(yōu)化油田的勘探開發(fā)方案可提出進(jìn)行三維地震。三維與二維的主要差別是激發(fā)點(diǎn)與接收點(diǎn)的相對位置不同。二維地震要求炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)沿同一直線；而三維地震則是將多道（必要時可達(dá)上千道、上萬道）檢波器布成十字狀、方格狀、環(huán)狀或線束狀等，炮點(diǎn)與檢波點(diǎn)在同一塊面積上，形成面積形狀接收由地下返回地面的地震波。其效果可以大大改善記錄質(zhì)量，提高信號的清晰度和分辨率，從而提高解決地質(zhì)問題的能力，能把油氣田的位置確定得更準(zhǔn)確。由于三維地震最后得到的是一組立體的數(shù)據(jù)，根據(jù)這個數(shù)據(jù)體就能給出地層的立體圖像（三維立體圖）。同時，也可給出由淺至深，一層層的水平切片圖，將這些圖制成動畫，人們就能像看電影一樣來解釋地下地質(zhì)情況，既省時、省力，又精確。這種方法在20世紀(jì)70年代一經(jīng)提出就得到了廣泛應(yīng)用。四維地震勘探始于20世紀(jì)90年代初，是三維地震的延續(xù)。它要求在同一塊工區(qū)不同時間（可能相隔幾個月或幾年，時間為第四維）用相同的采集和處理方法將所得到的三維地震勘探成果進(jìn)行比較。猶如將人物傳記的立體電影一幀幀放一遍，細(xì)看每幀之間的不同就可以看出人物的成長過程一樣。用這種方法研究油氣田開采前后三維資料之間的差異就能得出油田的開采情況，找出尚未開采或漏采的剩余油區(qū)，達(dá)到以少鉆井、低成本（因?yàn)殂@一口井少則上百萬、多則幾千萬，非常昂貴）、多采油的目的。這種方法給石油開采商們帶來很大經(jīng)濟(jì)利益，因此，他們都愿意開展四維地震觀測。為什么用地震勘探方法能找到油氣大千世界變化多。你能想到海拔幾千米的喜馬拉雅山在若干年前曾深埋在地下嗎？你能想到北京十三陵高山上的巖層向南延伸到河北境內(nèi)竟成為埋在地下幾千米、高低起伏的地下山峰，并且其中含有大量的石油嗎？那么，怎樣才能找到這種深埋地下既看不見又摸不著的石油和天然氣呢？在高科技迅速發(fā)展的今天，我們可以借助地球物理勘探，特別是地震勘探方法查看地下的奧妙，找出深埋在地下的油氣藏。為什么用地震方法能找到油氣呢？地下沉積巖在沉積過程中是由老到新一層層沉積下來的，不同的巖層由于其沉積時代、巖層松軟程度、巖石孔隙內(nèi)所含流體（油、氣、水）不同等等，使各巖層之間存在性質(zhì)不同的巖性分界面。以后的構(gòu)造運(yùn)動又使這些分界面形成高低起伏的形狀。遇適當(dāng)條件時，油氣就儲存在起伏地層的高部位，它稱為構(gòu)造圈閉。那么，我們怎樣找到這些構(gòu)造呢？下圖為儲存油氣的構(gòu)造示意圖。地面上O1點(diǎn)為炮點(diǎn)，S1、S2、S3……Sn為接收點(diǎn)。O1放炮時地震波傳到地下構(gòu)造頂點(diǎn)A1后又反射回到S1點(diǎn)被檢波器接收，其接收到的時間為t1，同樣，O1放炮經(jīng)A2后S2接收到的時間為t2,S3接收到的時間為t3。很明顯，t1比t2、t3反射時間短。在地震勘探過程中，在接收點(diǎn)處可以得到一系列的時間t，根據(jù)這些t值，就可以將地下構(gòu)造反推出來，從而找到地下儲存油氣的構(gòu)造。地震波在地下傳播過程中如遇多個分界面就會形成一個個的地震反射波，由淺至深按順序返回地面。這些波攜帶著很多與地層性質(zhì)有關(guān)的信息，對這些信息的進(jìn)行研究除可看到地下幾千米深處地層高低起伏的情況外，還可以判斷地下到底是什么地層，它的松軟程度如何，孔隙中含有什么流體（是石油、是天然氣還是水）等等。在我國，自大慶油田發(fā)現(xiàn)以來，絕大多數(shù)新油田都是由地震資料提供構(gòu)造而找到的。世界上的墨西哥灣油田、中東油田、里海油田等許多大中型油田也是如此?？梢灶A(yù)料，地震勘探在尋找油氣方面仍將發(fā)揮重大的作用。可以說，如果沒有地震勘探，現(xiàn)代油氣勘探找油找氣就很難進(jìn)行。在海洋里怎樣進(jìn)行地震勘探大海下面蘊(yùn)藏著豐富的石油和天然氣。在茫茫大海中，我們怎樣才能知道哪些地方有石油呢？解決這個難題最有效的手段還是用地震勘探方法。那么，在海上怎樣進(jìn)行地震勘探呢？在海上航行時大家可能都有這樣的感受：在沒有任何標(biāo)志物的情況下，分不出東、南、西、北，也不知道自己所處的位置，可見，尋找海下油氣何等困難。然而，海上和陸上地震勘探的目的相同，方法原理和生產(chǎn)過程也沒什么兩樣，只是在海上這一特殊條件下，定位系統(tǒng)、激發(fā)與接收地震波的方法有所不同。在海上，顯然無法用經(jīng)緯儀等手段定位，只有用先進(jìn)的導(dǎo)航定位系統(tǒng)，目前，除依靠無線電導(dǎo)航定位設(shè)備外，主要是采用精度較高的衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)（GPS）。利用人造地球衛(wèi)星發(fā)射的電磁波導(dǎo)航定位具有全球覆蓋、全天候和精度高的優(yōu)點(diǎn)，自1968年開始在海洋石油勘探中使用以來，很快得到廣泛使用，可隨時確定航船及其拖著的震源和檢波器的精確位置。其次，在海上人工激發(fā)地震波與陸上也有所不同，在海上不能使用炸藥作震源，炸藥震源不僅對海洋造成大量污染，破壞環(huán)境，使大量海洋生物死亡。而且，在海水中爆炸容易產(chǎn)生氣泡，造成沖擊波，干擾有效波，使勘探失敗。因此，針對海洋地震特別發(fā)展了非炸藥震源，主要是空氣槍震源。海上接收地震波的設(shè)備也與陸上不同，接收地震波的海洋檢波器（又稱壓電檢波器或水聽器）是密封在長拖纜中的，并放在水下一定深度上，由深度控制器保持其在記錄時深度不變，由船拖著施工?，F(xiàn)巳發(fā)展成一套比較復(fù)雜的先進(jìn)的水下等浮電纜接收系統(tǒng)。在海上尋找油氣時，由船拖著震源和檢波器連續(xù)航行作業(yè)，不需要為放炮而鉆炮眼，又因海上沒有障礙物，可以保持連續(xù)施工和測線均勻分布，全部地震設(shè)備都裝在一條船上，內(nèi)有精密的記錄儀器和處理計算機(jī)系統(tǒng)，有生活供應(yīng)品、娛樂場所及數(shù)據(jù)存儲裝置，船上設(shè)雷達(dá)和導(dǎo)航系統(tǒng)，無論白天、黑夜，也不論晴天、雨天，均能全天候地連續(xù)工作，因此，海上地震工作速度快、成本低、質(zhì)量好，便于找到海里的油氣田。什么是地震勘探的資料采集現(xiàn)在我們巳經(jīng)知道了返回地面的地震波攜帶著很多與地層性質(zhì)有關(guān)的信息，利用這些信息就可以知道地下地層的高低起伏情況，它們是硬地層還是軟地層，其厚度如何，孔隙中所含的是石油、是天然氣或是水，等等。那么怎樣才能得到這些信息呢？很明顯，要得到這些陸續(xù)從地下返回的地震波并將其展示出來絕非易事，這首先需要到野外將這些信息采集回來，也就是野外地震資料采集。地震資料采集包括測量…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個工序。測量的任務(wù)是定好測線及爆炸點(diǎn)和接收點(diǎn)的位置。鉆井的任務(wù)是準(zhǔn)備好可下入炸藥的淺井，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。地震勘探野外資料采集主要講的是怎樣產(chǎn)生和怎樣接收地震波并將其展示出來。首先，讓我們看一看采集地震波的主要設(shè)備及方法是怎樣發(fā)展過來的。世界上一切事物都會經(jīng)歷由發(fā)生、發(fā)展到完善的過程。地震資料采集技術(shù)也不例外，它的發(fā)展主要體現(xiàn)在采集設(shè)備的進(jìn)步上。因?yàn)樵谠O(shè)備發(fā)展過程中，也貫穿著新技術(shù)、新方法的不斷涌現(xiàn)，只有設(shè)備發(fā)展了，才能使各種先進(jìn)方法得以實(shí)現(xiàn)。早期的地震儀器采用電子管元件，體積大且笨重，用照相的方法將地震波在地下的傳播過程用多條線記錄在相紙上，這些線時而雜亂無章，時而又呈一條條一起向上跳（稱波峰）和一起向下跌（稱波谷）的曲線，這些線組成了光點(diǎn)地震記錄。在記錄上，人們只能惟一地利用地震信號的反射時間，由手工畫圖以推斷地下簡單的構(gòu)造形態(tài)。運(yùn)用這種方法，我國曾發(fā)現(xiàn)了克拉瑪依油田和大慶油田。從20世紀(jì)60年代開始，中國地震采集設(shè)備引入了電子計算機(jī)，當(dāng)時制造的模擬磁帶地震接收儀雖然應(yīng)用時間不長，但它的可重復(fù)性觀測為多次覆蓋技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了條件。多次覆蓋就是對地下同一地段由只進(jìn)行一次觀測的單次觀測技術(shù)變?yōu)檫M(jìn)行多次重復(fù)性觀測的多次觀測技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)革命大大提高了地震資料質(zhì)量及解決地質(zhì)問題的能力。在這個時期發(fā)現(xiàn)了華北的任丘油田和渤海灣等油田。中國從20世紀(jì)70年代開始使用數(shù)字記錄接收儀，采集方法上除繼續(xù)延用多次覆蓋技術(shù)外還開發(fā)了提高勘探準(zhǔn)確性的三維地震勘探技術(shù)。在此期間，除擴(kuò)大了渤海灣油田的儲量外，還發(fā)現(xiàn)了新疆塔里木的大氣田。現(xiàn)在，采集設(shè)備開始采用遙控、遙測、多道（現(xiàn)巳發(fā)展到千道以上）地震儀。采集方法除采用三維地震及更高覆蓋次數(shù)觀測的方法外還開發(fā)了能更好地解決復(fù)雜構(gòu)造等地質(zhì)問題的高分辨率和橫波地震勘探技術(shù)。目前，海洋地震發(fā)展也很快，巳全部采用非炸藥震源進(jìn)行工作，勘探精度也隨著衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及一系列新技術(shù)的應(yīng)用而大為提高。今后，隨著高新技術(shù)的應(yīng)用會進(jìn)一步為地震勘探的發(fā)展創(chuàng)造條件，如四維地震勘探技術(shù)和開發(fā)地震的應(yīng)用將進(jìn)一步擴(kuò)大地震勘探的服務(wù)領(lǐng)域，能將以往由于技術(shù)所限而遺漏的剩余油氣資源開采出來。中國地震勘探工作雖然比發(fā)達(dá)國家開始的晚，但經(jīng)過近20年的不懈努力，地震采集的絕大多數(shù)裝備不僅能自己制造以滿足國內(nèi)地震勘探的需要，而且還打入了國際市場，中國的地震采集技術(shù)水平巳躋身國際先進(jìn)行列。（1） .地震儀的結(jié)構(gòu)是什么樣的地震勘探通過放炮產(chǎn)生地震波，再通過埋在地表下的檢波器將由地下地層反射回來的信號接收下來再輸送到地震儀器中。地震儀的作用是對信號進(jìn)行記錄、加工、處理，以便展示給我們看。那么，地震儀主要由哪幾部分組成呢？在日常生活中大家都聽過收音機(jī)，收音機(jī)是將空中微弱的電磁波信號（電壓）通過電壓放大、再通過電流放大以推動喇叭工作，使我們聽到聲音；另一方面，通過選臺我們就能聽到不同頻率的電臺播出的節(jié)目。地震儀的結(jié)構(gòu)與其相似，不過要比它復(fù)雜得多，主要有以下幾部分。第一部分為濾波器。濾波器的作用與收音機(jī)選臺的作用有些相似，只不過它是濾掉干擾波信號，保留有效信號。地震儀中有多個濾波器，設(shè)計濾波器的線路不同，對信號所起的作用也不相同。在數(shù)字地震儀中還要設(shè)計去假頻（去掉假的頻率）濾波器。第二部分是放大器。放大器必須能放大不同頻率、不同振幅的信號。要做到在接收到最大信號的同時也能接收到最小信號。放大器采用多級放大以達(dá)到穩(wěn)定放大并有很高放大倍數(shù)的目的。與收音機(jī)放大的原理相似，地震儀首先用前置放大器將由檢波器輸入的、微弱的電壓信號放大，后續(xù)放大器的作用是將電流放大，以便帶動光點(diǎn)偏轉(zhuǎn)而照相或推動磁頭運(yùn)動而將信號記錄到磁帶上。第三部分是顯示系統(tǒng)。放大后的信號必須以能見到的形式展示在人們面前。以前將信號照在相紙上，在使用模擬和數(shù)字地震儀后，在將數(shù)據(jù)記錄到磁帶上的同時還可以得到一份模擬監(jiān)視記錄，供人們檢查采集質(zhì)量或做初步解釋用。（2） .怎樣用人工方法產(chǎn)生地震波在地震勘探中，怎樣用人工方法產(chǎn)生地震波呢？過去很長一段時間內(nèi)，陸上通常采用炸藥爆炸的方法來產(chǎn)生地震波（甚至現(xiàn)在還在沿用）。那是因?yàn)樗唵巍⒁仔小Ｔ谌粘Ｉ钪?，大家可能都看過用炸藥開山的情景：炸藥引爆后會放出氣體和高熱，形成高壓氣團(tuán)而急劇膨脹，形成沖擊波并在很短的時間作用在周圍的物體上。在爆炸中心，山上的巖石被炸得粉碎，形成破壞帶；在離爆炸中心較遠(yuǎn)的地方，即破壞帶以外，巖石因受輕微影響只振動而不破碎也不變形，稱為振動帶。這種沖擊波就變成地震勘探所需要的地震波。在地震勘探工作中，一般將炸藥下放到8?10米的淺井中，雷管引爆后產(chǎn)生的地震波向四周傳播，然后由地面上的檢波器接收地下反射回來的地震波。隨著勘探規(guī)模的不斷擴(kuò)大和技術(shù)的發(fā)展，人們逐漸發(fā)現(xiàn)用炸藥作震源存在許多缺點(diǎn)。例如，鉆炮眼和使用炸藥費(fèi)用較高；在工業(yè)區(qū)、人口稠密區(qū)和海上漁業(yè)區(qū)使用炸藥爆炸很不安全而且對環(huán)境造成很大污染；在地下條件復(fù)雜的情況下，更無法控制產(chǎn)生出的彈性波頻率；炸藥和雷管的保管和使用都存在一定危險性等。為克服這些不利因素，人們研究出一種能控制能量和頻率的非炸藥震源，專業(yè)上稱為可控震源可控震源為什么能產(chǎn)生地震波又怎樣進(jìn)行工作呢？可控震源是利用先進(jìn)的液壓系統(tǒng)控制的機(jī)械裝置，它控制重物連續(xù)地夯砸，并在地面上形成向下發(fā)射的地震波。它有兩個特點(diǎn)，一是振動時間可長可短(一般從幾秒到數(shù)十秒之間)，而不像炸藥爆炸那樣只產(chǎn)生瞬時的一個脈沖波；另一個最大的特點(diǎn)是它在工作時其頻率范圍和振動的延續(xù)時間及方式都可事先制定并實(shí)時改變，使我們由定性控制能量變?yōu)槎靠刂啤Ｓ捎谶@種裝置體積大，重量重，無法在海上使用。那么，在海上進(jìn)行地震勘探時怎樣產(chǎn)生地震波呢？由海上特殊條件所決定，地震勘探全部采用非炸藥震源，主要有空氣槍震源。它是通過一定裝置使空氣儲集在一個高壓容器中，經(jīng)加壓到一定程度后，突然在水中釋放，產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊波向水下和海底以下的地層傳播。此外，在海上還使用套筒爆炸器和蒸氣槍震源等。.什么是地震檢波器現(xiàn)在大家都知道了由地下深層反射回來的地震波的能量非常非常弱，我們怎樣接收和測量這種能量呢？接收微弱地震波的第一步是用靈敏度很高的地震檢波器，它甚至能將其旁邊一根小草的擺動所引起的振動記錄下來。檢波器怎樣將這種微小的振動接收下來，并展示給我們看呢？還是讓我們做個最簡單的實(shí)驗(yàn)吧！首先拿一塊馬蹄形磁鐵固定在桌面上，然后用一個接有電流計的線圈在磁鐵中間來回移動。這時，我們會發(fā)現(xiàn)，隨著線圈的移動，電流計指針也隨之偏轉(zhuǎn)擺動，說明電流計中有電流流過，線圈移動越快，指針擺動越大。指針擺動的大小代表了電流的強(qiáng)弱，也代表了線圈移動的快慢。這是因?yàn)榫€圈在磁場中運(yùn)動時能在線圈兩端產(chǎn)生電動勢，從而有電流流動。人們就是利用這種方法使機(jī)械振動能量變成容易測量并展示出來的電能。地震勘探用的電磁型檢波器正是利用這種原理制作出來的。應(yīng)用這樣的檢波器比直接測量地面機(jī)械振動容易得多，也便于記錄、放大和顯示。在地面上，按一定間距埋置眾多檢波器，并用它來接收地震波，多重記錄和處理可制作成地震剖面。在剖面上不僅能看出地層高低起伏不平，還能看到由于地殼運(yùn)動形成的斷層。所以地震檢波器是一種將機(jī)械振動轉(zhuǎn)換為電能的機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置。由于各種檢波器的設(shè)計不同，因而，靈敏度和頻率特性也不同，所以，形成了不同的檢波器型號?，F(xiàn)在陸地用的幾乎都是動圈式電磁型檢波器，目前又開發(fā)了數(shù)字檢波器，沼澤或海洋中使用的檢波器都是壓電式的，也有人將海洋地震勘探中使用的檢波器稱為水聽器。.怎樣看地震記錄為提高效率和精度，在野外采集時，每放一炮同時有很多個按一定規(guī)則排列的地震道，它們可以接收從地下地層反射回來的地震波。同時，所有這些地震道統(tǒng)稱為一個接收排列。一個排列上從炮點(diǎn)到地震道之間的距離專業(yè)上叫做炮檢距。一般一個排列少則有幾十個地震道，多者達(dá)數(shù)百道甚至上千道。顯示時一般按一個排列顯示在一張記錄紙上。這就形成多條并排著的黑線。各個地震道同時跳起來的波峰和波谷稱同相軸。這些地震記錄能提供何種信息以至于使工作人員如此仔細(xì)地分析研究它呢？大家都知道，當(dāng)?shù)叵聨r層存在分界面時，返回地面的反射波就會引起地面振動，這時，一個排列上所有地震道也就都會跳動，因而會在地震記錄上出現(xiàn)波峰、波谷構(gòu)成的同相軸。因此，如果我們在地震記錄上看到的是一些雜亂無章的現(xiàn)象，可以說，這一層段不存在明顯的反射界面；如果看到有一層一層的同相軸，說明這個層段存在有多個反射界面，波峰、波谷跳得越高，說明分界面上下巖層的性質(zhì)差別越大。一般地層含油氣后其與上下巖層差別較大，這時在地震記錄上會出現(xiàn)振幅比較強(qiáng)的同相軸。在地震記錄上不僅能找到可能的含油氣地層（當(dāng)然還要參考其他信息），還能計算出含油氣層的傾斜角度及埋藏深度。所以，要研究地下地層的變化，就要學(xué)會看地震記錄，研究地震記錄。質(zhì)量檢驗(yàn)是控制產(chǎn)品質(zhì)量的必要手段，不同的產(chǎn)品，其檢驗(yàn)工具和手段是不一樣的。地震勘探是面對幾千米深的地下，各個環(huán)節(jié)來不得半點(diǎn)馬虎，尤其是野外采集這道工序，采集質(zhì)量的好壞直接影響下一步的處理質(zhì)量和最后的解釋效果，因而，必須把好野外數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量關(guān)。那么，影響野外采集質(zhì)量的有哪些主要因素呢？簡單地說，一是地形，二是地下，三是設(shè)備。地震勘探工區(qū)有平原、沙漠、山地、海洋；地下的地層有平的、大起大落的、支離破碎的；野外采集使用的設(shè)備有20種左右。所有這些都會影響野外數(shù)據(jù)采集質(zhì)量。不過，地震采集工作有個很大的特點(diǎn)，不管問題出在哪里都會反映在地震記錄上。所以，目前比較科學(xué)的，全世界通行的檢查采集質(zhì)量的辦法是：應(yīng)用易于搬動的由高性能小型計算機(jī)和配有專門檢測軟件組成的現(xiàn)場處理系統(tǒng)對采集工作各個環(huán)節(jié)實(shí)施監(jiān)控。監(jiān)控的辦法是：首先監(jiān)控各類儀器是否工作正常，方法是將每日、每月儀器的檢查記錄送到現(xiàn)場處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，根據(jù)輸出的數(shù)據(jù)和圖表，分析合格不合格，不合格的儀器不能施工，要重新調(diào)校。其次是監(jiān)控試驗(yàn)資料，要把試驗(yàn)資料及時送到現(xiàn)場處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，對處理結(jié)果進(jìn)行分析后確定野外采集方法和施工參數(shù)是否合適，能完成地質(zhì)任務(wù)時就可以按照試驗(yàn)階段確定的方法和參數(shù)投入正式生產(chǎn)。最后，對正式生產(chǎn)資料進(jìn)行監(jiān)控，在正式生產(chǎn)期間，要隨時將生產(chǎn)記錄送到現(xiàn)場處理系統(tǒng)進(jìn)行初步處理，根據(jù)處理結(jié)果，分析能不能完成勘探任務(wù)，如果有問題，應(yīng)停產(chǎn)檢查糾正。中國于20世紀(jì)70年代末期將自己研制的現(xiàn)場處理系統(tǒng)投產(chǎn)使用，不僅保證了野外采集質(zhì)量一年好于一年，也為中國打入世界地震勘探市場創(chuàng)造了有利條件。（5）.地震勘探為什么要做多次重復(fù)性觀測一一淺談多次覆蓋技術(shù)地震勘探的目的就是要得出能清晰地反映地下界面形態(tài)的地震資料，當(dāng)?shù)孛婊虻叵聴l件復(fù)雜時，為得到滿足地質(zhì)任務(wù)要求的高質(zhì)量的地震記錄，人們研究出一種多次覆蓋技術(shù)。那么，什么叫多次覆蓋技術(shù)呢？如果對地下每個點(diǎn)只觀測一次，則稱為單次覆蓋；若在不同接收點(diǎn)上，接收來自地下同一反射點(diǎn)上的反射波，即對地下界面上的每個點(diǎn)進(jìn)行多次觀測，便得到多張地震記錄，將這些記錄疊加在一起稱為多次覆蓋。在地震勘探技術(shù)發(fā)展的初期，每個反射點(diǎn)只觀測一次，產(chǎn)生單次覆蓋記錄。磁帶地震儀的問世為推廣多次覆蓋技術(shù)創(chuàng)造了條件，地震勘探工作有了質(zhì)的飛躍。多次覆蓋技術(shù)為什么能提高地震記錄質(zhì)量呢？當(dāng)?shù)叵麓嬖诜瓷浣缑鏁r，地震記錄上就會出現(xiàn)我們需要的同相軸。這些同相軸有時會受到干擾波的影響發(fā)生畸變甚至被破壞。為突出有效反射，必須將干擾波去掉。多次覆蓋是將多張記錄疊加在一起，其結(jié)果使反射波得到加強(qiáng)，干擾波被削弱甚至消除。所以應(yīng)用多次覆蓋技術(shù)就可以加強(qiáng)反映地下地層的有效反射。與單次覆蓋相比，多次覆蓋技術(shù)能明顯提高地震資料質(zhì)量，提高勘探效果。此法一經(jīng)提出就成為全世界廣為采用的工作方法，是地震勘探史上的一次重大突破?，F(xiàn)在，大多數(shù)地震記錄的覆蓋次數(shù)不小于12次（即對界面上每個反射點(diǎn)觀測12次的結(jié)果相加），常用的為24次或48次，有的地區(qū)可超過500次，在實(shí)際工作中，可根據(jù)不同的地質(zhì)情況采用合適的覆蓋次數(shù)。（6） .地震勘探為什么要用組合爆炸和組合檢波在地震勘探中，人工產(chǎn)生的地震波以球面形式向四周傳播。那么，在接收點(diǎn)上，檢波器都能接收到什么樣的波呢？一種是向下傳播的、遇地層分界面后反射回來的、反映地下地質(zhì)情況的反射波（稱有效波）；另外還有由震源產(chǎn)生的、沿地面水平方向傳播的波（稱面波）、爆炸聲音產(chǎn)生的聲波以及一些風(fēng)吹草動引起的不規(guī)則的亂七八糟的干擾波等。除第一種是我們需要的有用波外，其他波均屬于干擾波應(yīng)去掉。怎樣壓制干擾波呢？多年來，地震勘探工作者主攻的課題之一就是壓制干擾波，突出有效波。雖然多次覆蓋技術(shù)在增強(qiáng)有效波、提高資料質(zhì)量及勘探效果方面有獨(dú)到之處，然而，在多次覆蓋技術(shù)出現(xiàn)之前，地震工作者一直使用組合檢波和組合爆炸作為壓制干擾的有效而又簡單易行的手段，至今仍在沿用。什么叫組合呢？所謂組合指的是用多個檢波器組成一個地震道輸入到地震儀器中，或多個炮點(diǎn)同時放炮構(gòu)成一個總的震源。前者稱組合檢波；后者稱組合爆炸。那么，為什么要用組合技術(shù)呢？因?yàn)閷⑺鼈兒侠淼亟M合在一起可以達(dá)到增強(qiáng)反射能量、削弱干擾的目的。由于組合檢波成本較低，一般情況下多使用它。但在復(fù)雜工區(qū)，組合檢波和組合爆炸同時使用。人們不禁要問：多次覆蓋技術(shù)能突出有效波、壓制干擾、提高記錄質(zhì)量，組合的目的也是增強(qiáng)反射能量、削弱干擾，二者有何不同呢？組合檢波的每一個地震道需要用很多檢波器，這些檢波器之間的連接方式和距離是根據(jù)這個地區(qū)干擾波的性質(zhì)計算出來的。如果這個地區(qū)干擾嚴(yán)重或有好幾種干擾波時，單一使用組合很難奏效，就應(yīng)考慮同時使用多次覆蓋技術(shù)，因?yàn)橥瑫r用兩種方法壓制干擾比僅用一種方法壓制干擾效果好得多。經(jīng)驗(yàn)證明，同時使用組合檢波和組合爆炸可獲得較好的地質(zhì)效果。如果再加上多次覆蓋就能獲得很清晰的淺、中、深層反射地震記錄（7）.怎樣提高地震勘探精度以往的地震勘探只能接收到中、低頻成分的地震波。地震波頻率低，分辨能力就低，所以地震資料只能分出厚度為幾十米到上百米的大套地層。隨著勘探程度的提高，要求地震工作者不僅能搞清大套地層，而且還要準(zhǔn)確地劃分出十幾米甚至幾米厚的薄層，這就需要研究地震勘探的分辨能力，即分辨率問題。一些儀器，如放大鏡、望遠(yuǎn)鏡等來分辨用裸眼不能分辨的物體，即提高了分辨率。為什么要提高地震勘探的分辨率呢？近年來，雖然地震勘探技術(shù)巳在油氣勘探上發(fā)揮了不小的作用，但與研究油氣儲層的需要相比還有差距。目前，地震勘探在尋找油氣層方面的分辨率還不是很高。當(dāng)物體在地下的埋藏深度為3?5千米時，大約能分出10?15米厚的地層。然而，油氣往往儲存在幾米厚的地層或反復(fù)出現(xiàn)的薄互層中間，要想查清這類地層，目前地震勘探的工作方法是無能為力的，這就需要提高地震勘探的分辨率。那么怎樣提高呢？在日常生活中大家都有這樣的體會，女同志唱歌、說話時的聲音又尖又細(xì)，說明她的聲音頻率比男同志高。雖然傳播距離較近，但聲音清晰可辨，即分辨率高。從中可知，要想提高地震勘探的分辨率，就要提高地震波中高頻成分的清晰度，也就是要從地震采集、資料處理和資料解釋三方面入手。雖然精心處理可以使分辨率提高很多，但巧婦難做無米之炊，只有在采集時將高頻信號接收下來才能談到高分辨率的處理和解釋。那么，怎樣才能將微弱的高頻信號記錄下來呢？總的要求是努力激發(fā)并接收高頻成分的地震波。激發(fā)時，在保證能量足夠強(qiáng)的前提下，盡量減少炸藥量。在接收時，一方面要用適合接納高頻的檢波器；為防止風(fēng)吹雨打等不規(guī)則干擾的影響，最好把它們插在坑中用土蓋上或?qū)⑵浞旁跍\井中；為提高接收到的總體能量并防止外來干擾，可將幾個檢波器組合在一起接收。另一方面還要增加地震儀器的接收道數(shù)并減小采樣之間的間隔。只要做到上述幾點(diǎn)，就能把微弱的高頻信號接收下來。分辨率提高后，我們就能找到更小的地質(zhì)體，因而，可從更薄的地層、更小的斷層及砂體中找到油和氣。1） 垂直分辨率是指用地震記錄沿垂直方向能夠分辨的最薄地層的厚度，它主要取決于地震波長，當(dāng)?shù)貙雍穸刃∮?/4波長時，稱為薄層。2） 當(dāng)?shù)貙雍穸却笥?/4波長時能夠從地震記錄的波形特征分辨夾層頂、底界面的反射波。地層厚度等于1/4波長稱為調(diào)諧厚度，此時頂?shù)捉缑娴姆瓷洳óa(chǎn)生相長性干涉，振幅最大。3） 橫向分辨率是指沿水平方向所能分辨的最小地質(zhì)體的尺寸。一個深部的地質(zhì)體必須有較大的延伸面積才能與一個埋深淺的小地質(zhì)體產(chǎn)生相同的地震響應(yīng)。只有地質(zhì)體的尺度大于或等于第一夫列涅爾帶，才能從地震記錄上分辨該地質(zhì)體的存在。4） 分辨率與頻率成分的關(guān)系：提高分辨率需提高地震波的主頻，并同時拓寬頻帶寬度，單頻波的分辨率為零。5） 分辨率與信噪比之間的關(guān)系：地震記錄的信噪比會影響地震記錄的分辨率，提高信噪比的處理往往會降低分辨率。信噪比趨于零時，分辨率趨于零，一般信噪比保持在2~4之間較合適。6） 分辨率與大地濾波作用：了解大地濾波作用是衰減信號的高頻成分，因而會降低分辨率，要提高地震記錄的縱向分辨率，又要有較大的穿透深度，就要增大子波的頻帶寬度，即子波向低頻端擴(kuò)展。（8） 地震勘探工作參數(shù)選擇1） 記錄長度與時間采樣率采樣點(diǎn)數(shù)乘以采樣率（采樣間隔）等于記錄長度；2） 采樣間隔必須小到不使預(yù)期的有效波的最高頻率假頻化，即滿足采樣定理。3） 最大炮檢距就是炮點(diǎn)距最遠(yuǎn)接收道之間的距離，經(jīng)驗(yàn)上最大炮檢距與目的層深度相近較合適，即xmax=（0.7~1.5）h。最大炮檢距太大，會帶來寬角反射的影響；4） 最小炮檢距不應(yīng)小于最小目的層深度，最小炮檢距大一些，可以有效消除產(chǎn)生的噪聲，減小面波、聲波干擾。5） 最佳窗口技術(shù)，需通過野外試驗(yàn)工作確定，使近炮點(diǎn)道避開面波聲波干擾，遠(yuǎn)炮點(diǎn)端不使反射波振幅和相位發(fā)生畸變。對復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造，應(yīng)采用多次覆蓋技術(shù)；6） 道間距又稱空間采樣率。一般道間距越小，分辨率越高；7） 有利于有效波的對比：選取道間距Dx要保證相鄰接收道的波至?xí)r間差Dt<T/2,以便于有效波的可靠對比；8） 確保足夠的空間采樣率：即滿足空間采樣定理，不使陡傾界面假頻化；9） 對反射界面進(jìn)行充分采樣：即在水平疊加時間剖面上，第一夫列涅爾帶內(nèi)至少有兩道、四個CDP點(diǎn)。即道間距應(yīng)小于第一夫列涅爾帶半徑。（9） 淺層地震勘探野外抗干擾技術(shù)1） 組合法是指一組檢波器產(chǎn)生一道信號輸入，是根據(jù)波傳播方向的不同來壓制干擾的一種方法。2） 規(guī)則波均勻線性組合：n個檢波器組合后，會使視速度大的有效波落入通放帶，組合后的輸出振幅得到加強(qiáng)，振幅是組合前的n倍，組合使低視速度的干擾波落入壓制帶，振幅減小。最終突出了有效波。3） 組合具有頻率濾波作用，當(dāng)視速度無限大時，組合后沒有頻率濾波作用，當(dāng)視速度小時，組合后對高頻成分有壓制，組合后波形產(chǎn)生畸變。為使有效波不產(chǎn)生頻率畸變，應(yīng)設(shè)法提高有效波的視速度。如采用近炮點(diǎn)接收、對傾斜界面采用下傾激發(fā)，上傾接收。4） 不規(guī)則波的組合特性：如果組合內(nèi)各檢波點(diǎn)接收的不規(guī)則干擾波相互統(tǒng)計獨(dú)立，則統(tǒng)計效應(yīng)有最大值，即組合使地震記錄的信噪比提高倍。5） 組合參數(shù)的選取：組合內(nèi)的參數(shù)，如組合內(nèi)道間距，組合基距L=（n-1）Dx，組合數(shù)目n，n增多，會使通放帶變窄，對高頻信號有抑制作用，6） 組合不利于提高分辨率，具有平均效應(yīng)。7） 垂直疊加：是利用數(shù)字地震儀的信號增強(qiáng)功能，對多次激發(fā)信號進(jìn)行疊加，經(jīng)m次垂直疊加后，如果每次激發(fā)的隨機(jī)干擾相互統(tǒng)計獨(dú)立，將使地震記錄的信噪比提高倍。8） 水平疊加：水平疊加是對共反射點(diǎn)道集內(nèi)的信號進(jìn)行疊加。它是基于多次覆蓋觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)。其作用主要是壓制多次反射波，提高信噪比。疊加前首先對共反射點(diǎn)道集的記錄道進(jìn)行動校正，對有效波動校正后，可變成t=t0的水平同相軸，而對多次反射波，仍有剩余時差，疊加后有效波相對得到加強(qiáng)，多次反射波相對被削弱。9） 對不規(guī)則干擾波，經(jīng)水平疊加后，信噪比提高倍，n是水平疊加次數(shù)。10） 偏移距m對疊加特性的影響：m增大，通放帶變窄，因此小偏移距有利于提高分辨率；11） 道間距對疊加頻率特性的影響：小道間距通頻帶變寬，提高分辨率需減小道間距；（13）短排列接收有利于提高分辨率；12） 覆蓋次數(shù)n的變化對頻率特性影響不大，但n大可提高信噪比，同時工作量增大；并可能增強(qiáng)多次反射波同相性。13） 影響疊加效果的因素：（1）界面傾斜；（2）動校正速度不準(zhǔn)；（3）地表高程及地表起伏的影響。（10）地震波速度的測定1） ps測井：ps測井是p波、s波速度測井的簡稱，分跨孔法和下孔法（檢層法），常用下孔法。目的是得到各地層的縱波和橫波速度，并由此計算地層的動彈性模量。廣泛用于地基勘查。2） 下孔法現(xiàn)場工作方法：包括1.打測孔；2.震源設(shè)置；3.波動信號測3） 下孔法資料整理解釋：將彈性波旅行時間換算成垂直時間，并作垂直時距曲線圖，由垂直時距曲線拐點(diǎn)確定界面，由各折射線段斜率倒數(shù)求各層速度。4） 利用折射波測量求速度：主要根據(jù)相遇觀測系統(tǒng)中的直達(dá)波斜率求表層速度，由折射波時距曲線斜率倒數(shù)求界面速度。5） 利用反射波測量求速度：x2—t2法求速度：在x2—t2坐標(biāo)系繪制反射波時距曲線，利用斜率倒數(shù)并開平方得倒界面上方速度。6） t—Dt法求速度：利用正常時差公式，換算反射界面上方覆蓋層速度。一般是利用大炮檢距的正常時差Dt計算波速，并利用大量計算結(jié)果取平均值13.地震資料數(shù)字處理是怎么回事資料處理是將來自地下同一反射點(diǎn)的多個信號進(jìn)行動、靜校正后，迭加在一起，并進(jìn)行濾波、反褶積、偏移、振幅恢復(fù)和提高信噪比，以提供供解釋的時間剖面（或數(shù)據(jù)體）的工作。資料處理也是地震勘探的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其質(zhì)量好壞將直接關(guān)系到提交成果的優(yōu)劣。資料處理一般進(jìn)行預(yù)處理、速度分析、靜校正、動校正、迭加、DMO速度分析、DMO迭加、反褶積、濾波、振幅恢復(fù)、去噪、偏移等工作。既然野外地震巳經(jīng)采集到了反映地下地質(zhì)情況的地震記錄，為什么還要進(jìn)行地震資料數(shù)字處理呢？這是因?yàn)橐巴獠杉牡卣鹩涗泝H僅是把來自地下地層的各種信息以數(shù)碼形式記錄在磁帶上或光盤上，還不能直接反映出地下地層的埋藏深度及起伏變化情況，還需要將地震記錄拿到室內(nèi)輸入到運(yùn)算速度非常快、存貯量非常大、專業(yè)功能非常強(qiáng)的計算機(jī)系統(tǒng)中，在專家的指令下進(jìn)行反復(fù)計算和分析，才能獲得直接反映地下地層真實(shí)情況的數(shù)據(jù)和圖像，專業(yè)上把這一過程叫做地震資料數(shù)字處理。這個過程有點(diǎn)像我們生活中使用的數(shù)碼照相機(jī)（或數(shù)碼攝像機(jī)）的顯像過程，將數(shù)碼照相機(jī)拍攝到的圖像輸入到室內(nèi)的電腦上，根據(jù)需要，對顯示在屏幕上的影像進(jìn)行修改、調(diào)整、增加、刪減，滿意后可通過屏幕拷貝、彩色打印輸出圖片來，也可以錄制到光盤上存貯以供調(diào)用，這個過程叫做編輯，也叫處理。不過地震資料的數(shù)字處理所用的硬、軟件則要復(fù)雜得多。因?yàn)閿?shù)碼相機(jī)拍攝到的圖像僅是幾米到幾十米遠(yuǎn)的景物，而地震資料數(shù)字處理要對從地面開始到地下五六千米甚至上萬米深范圍內(nèi)的地震數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，不僅將上面第一套地層，還要將下面很多套地層逐層搞清楚。這些地層在不同地區(qū)形態(tài)都不一樣，有的很平，有的像喜馬拉雅山似的高山，有的像雅魯藏布江似的河谷。可見地震數(shù)字處理要把地下數(shù)千米深的看不見、摸不著，又極其復(fù)雜的地層情況搞清楚，這是多么難的一門學(xué)科。不過，近些年來由于將迅速發(fā)展起來的計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)等許多高新科學(xué)技術(shù)引用到地震資料數(shù)字處理中，為搞清地下地層情況，尋找深埋地下的油氣田提供了條件，提供了可能，而且提高了油氣勘探的成功率。經(jīng)過數(shù)字處理后的成果有好幾十種。專業(yè)上把反映地層的埋藏深度、厚度以及形態(tài)的圖件叫做水平疊加剖面（簡稱疊加剖面）、偏移剖面。把反映地層巖石（砂巖、泥巖等）組成及其物理性質(zhì)（速度高低、孔隙大小等）等的成果叫地震屬性資料。將經(jīng)過數(shù)字處理的這些剖面和屬性資料錄制到數(shù)字磁帶或光盤上，可提供給下道工序（解釋）使用。（1） 中國地震資料處理技術(shù)的發(fā)展歷程20世紀(jì)以來，地震勘探儀器經(jīng)歷了光點(diǎn)地震儀、模擬地震儀和數(shù)字地震儀三個發(fā)展階段。20世紀(jì)70年代中期進(jìn)入數(shù)字地震勘探階段以后，用計算機(jī)進(jìn)行數(shù)字處理具有速度快、精度高，可以反復(fù)處理等優(yōu)點(diǎn)，對解決復(fù)雜構(gòu)造問題有著突出效果，在這個階段發(fā)現(xiàn)了渤海灣盆地的復(fù)雜斷塊油田及塔里木盆地的大油氣田，同時，也推動了我國數(shù)字處理技術(shù)的發(fā)展，大體經(jīng)歷了以下過程。20世紀(jì)70年代，以壓制各種干擾波、突出有效波、提高二維地震資料處理質(zhì)量為主要目的，發(fā)展了一批以濾波技術(shù)為主的處理方法和處理技術(shù)。20世紀(jì)80年代以來，圍繞如何處理好三維地震資料，國內(nèi)許多專家學(xué)者開展了廣泛研究，研制和完善了二十多項(xiàng)三維處理技術(shù)，特別是對地下復(fù)雜構(gòu)造的成像技術(shù)有了突破性的進(jìn)展。20世紀(jì)80年代中期以來，為了適應(yīng)許多地區(qū)儲層都比較薄的這個特點(diǎn)，開展了分辨薄地層處理技術(shù)的研究，專業(yè)上叫高分辨率處理技術(shù)。在這一時期，中國自行研究的高分辨率處理技術(shù)能把埋深3000多米、厚度10米左右的薄地層分辨出來，達(dá)到了世界水平。20世紀(jì)80年代至90年代，為了提高復(fù)雜構(gòu)造的處理水平，在處理技術(shù)上發(fā)展了正反演模型技術(shù)。所謂正演就是根據(jù)地下地質(zhì)模型求出相應(yīng)的地震剖面。反演就是根據(jù)地震剖面反求出地質(zhì)模型。正反演技術(shù)就是由解釋專家根據(jù)實(shí)際地震剖面，通過綜合解釋給出地下地質(zhì)模型，之后，由計算機(jī)根據(jù)這個地質(zhì)模型計算出相應(yīng)的地震剖面。將計算出的地震剖面與實(shí)際地震剖面相比較，一致時認(rèn)為處理質(zhì)量是好的，解釋是正確的。不一致時有兩種可能，或處理有問題，或解釋有問題。此時應(yīng)各自查找問題，修改參數(shù)，再進(jìn)行正反演技術(shù)處理，直至取得滿意的結(jié)果為止。正反演技術(shù)不僅能有效地給出地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)，還能反演出地層的巖石性質(zhì)和地層的速度、密度等參數(shù)。這項(xiàng)技術(shù)巳成為十分熱門的研究課題。中國地震數(shù)字處理技術(shù)從20世紀(jì)70年代初開始起步，至今僅30多年時間，不僅地震資料數(shù)字處理水平達(dá)到世界一流，而且還培養(yǎng)了一大批數(shù)據(jù)處理方面的學(xué)者、專家，為21世紀(jì)全面趕超世界水平奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。（2） 為什么地震資料數(shù)字處理需要高性能計算機(jī)為什么地震資料數(shù)字處理需要高性能計算機(jī)呢？一是數(shù)字處理的計算工作量太大。通常一條10千米的二維地震測線僅計算一次就需要計算2880萬次，若是100千米則需要計算3億次。全國每年要處理的二維地震數(shù)據(jù)工作量在10萬千米以上，而且不只是計算一次，也不是僅用一種處理方法計算，可見地震資料數(shù)字處理的計算工作量實(shí)在是太大了。二是一個簡單的處理過程需要用二十多種處理方法，有些方法涉及到高等數(shù)學(xué)的褶積、反褶積、波動方程、迭代等復(fù)雜的數(shù)學(xué)算法、費(fèi)機(jī)費(fèi)時。三是面對地下地質(zhì)情況越來越復(fù)雜，地震勘探難度越來越大，在數(shù)字處理中就需要