地震勘探關鍵技術研究

丁 廣,張 羽

吉林省地震局, 吉林長春 132011

0 引言

地震勘探是利用巖石的彈性性質研究并解決各類地質問題的一種地球物理方法，是石油天然氣勘探開發綜合性高科技系統工程的重要內容之一。為獲得高質量的地震剖面,進行精細的地質解釋,提高地震資料的信噪比和分辨率，地震勘探新方法、新技術成為人們不斷追求的目標。

1 地震勘探的幾種關鍵技術

地震勘探技術在發展過程中，從簡單到復雜，從低級到高級，經歷了持續發展和不斷進步。下面就對其中的資料采集、數據處理和數據解釋這三種關鍵技術進行詳細地分析。

1.1 地震資料采集技術

這主要是對勘探區進行有效地資料采集，從地震激發條件、接收條件以及相關內容進行資料采集。在具體的作業過程中，應綜合考慮各種可能遇到的影響因素，及時地加以解決，提高資料采集的精確度與準確度。

1.1.1 信噪比

原始資料的質量對于勘探精細程度是非常重要的，而其首要任務就是提高信號噪聲比。根據地震有效信號的連貫性的特點和各種原始資料的隨機噪聲，現場通過多次疊加后，可以大大提高局部的信號噪聲比。野外作業，一般沿地震測線間距來安排多個探測器接收地震信號。沿直線測量數據線的常規觀測得到的資料是平面內的測線地震資料反映。

1.1.2 分辨率

分辨率的大小，通常而言與頻率是成正比的，同時也受帶寬等因素的一定影響，因此，要求實現高頻段噪聲的地震資料采集。在具體的資料采集過程中，要選擇最佳激發層，充分試驗激發藥量，除此之外，還要選擇合理的儀器，合理組合檢波器，這樣不僅可以提高地震波主頻寬度和高度，還能有效衰減低頻噪音和壓制噪音干擾。

可以說，進行深入細致的資料采集技術研究至關重要，是任何地震勘探過程中必須首先開展的重要工作。目前，地震資料采集技術的應用效果是不錯的，但為了確保這項技術的進一步深入發展，仍需不斷去研究，不斷去完善。

1.2 地震數據處理技術

地震數據處理技術可以說是地震勘探必不可少的重要內容，這項技術在使用過程中能否達到理想的效果直接影響到整個勘探的成敗。其主要任務是在加工處理完 地震原始數據之后，將其變成一種可識別的地質語言或構造圖。經過分析和解釋，以確定地下巖層的產狀和構造的關系。從某種程度上來說，地震數據處理技術是在與噪聲的斗爭中發展起來的，其基礎的技術大致可分為偏移成像、共中心點疊加、轉換波多分量處理、小波變換、正交變換、提高分辨率等等。地震資料采集是在測量過程中從反射層逐步到反射波，而地震數據處理則是在計算過程中由反射波到反射層。應該說，地震數據處理的本質是偏移成像處理。下面就對地震數據處理技術中的偏移成像、共中心點疊加、轉換波多分量處理進行詳細地分析。

1.2.1 偏移成像

偏移成像的概念與反射地震開始的時間一樣早。在地震數據處理中，偏移成像占主導地位，對于它的研究也是一個不斷進步、不斷完善的過程。偏移的作用就是根據地震反射波數據確定層位的分布、幅度、位置以及形態等。對偏移的鏡頭早期勘探記錄下來的是一種歷史選擇，而現代紀錄波動方程偏移則是歷史上的一種客觀選擇，因為它是一個真實的物理實驗的反過程。今后對于偏移成像的研究，筆者認為一方面要繼續重視改善成像的性能，另一方面要繼續加強理論研究，提高偏移算法的精確度。

1.2.2 共中心點疊加

一般情況下，共中心點疊加要具備兩個條件，即相等的反射波時間和相同的反射點位置。在真實的共中心點上，疊加會使振幅得到增強。對于水平的地層或傾斜的地層，與反射波的時間相同的中心位置和偏移的關系，滿足雙曲線公式，正常時差視速度為每個反射波抵消移動到零偏移反射波，從而實現共中心點疊加。對于多個交叉地層反射波，雖然反射波來水平的動態校正，但具有不同的覆蓋抑制反射波視速度的反射波，傾角時差校正的意義是不同地層處理反射波的傾角時差，反射波正常時差校正水平地層的動態校正傾斜。為了實現反射波的同相疊加，需要做反射波偏移成像算法結束以來的自激的速度分析、正常時差校正、傾角時差校正等。

多次覆蓋不是一次覆蓋的簡單擴展，而是勘探技術的重大進步。從多次覆蓋的被認可度，直至形成共中心點道集顯示出的效果，引起了共中心點疊加及相關技術的發展，為現代地震勘探奠定了很好的基礎。因此，今后的任務是繼續在此基礎上去完善，以達到更突出的效果。

1.2.3 轉換波多分量處理

在與橫向波多分量地震刺激的受震源和傳播衰減的限制，而基于縱波激發為基礎的轉換波多分量，則可以避免這些問題，同時由于上下行波依然是縱波傳播，所以對于橫波傳播衰減快的影響也可以得到有效減小，可以更可靠地預測巖性和油氣分布。因此，轉換波地震得到廣泛認可，特別是以數字式傳感器為代表的轉換波地震被普遍接受。轉換波多分量處理，可以說保留了橫波在砂頁巖識別、流體分布識別以及各向異性分析方面的優點。

近年來發展起來的三分量勘探中，根據其特性可識別和壓制各種噪聲，能夠提高分辨率，全面保護有效信號。可以預見，相關的技術研究和開發必然引起地震勘探的新一輪技術進步。

1.3 地震數據解釋技術

地震數據解釋，即以地震數據和理論為基礎，利用相關工具把地震信息翻譯成地質信息，作出正確的解釋的一種技術，主要包括地震構造解釋、巖性解釋及地質解釋。

1.3.1 構造解釋

構造解釋，也被稱為傳統的解釋，主要由層位識別、波組對比追蹤、確定井位的位置、構造圖等步驟組成。構造解釋技術的處理與解釋基本上是分開進行的，解釋一般是在時間域進行，而構造圖解釋工作量基本上不大，它追求的是同相軸的光滑連續，剖面數據的高信噪比和高分辨率。構造解釋的核心問題是建立地下構造模型，今后在這方面仍需繼續加強和完善。

1.3.2 巖性解釋

從技術工藝方面分析巖性解釋技術，總體上可分為三類：第一，從地震相解釋出發，對沉積相、巖相、巖性體圈閉等進行解釋；第二，從地層序列框架開始，通過正演和反演的模擬與迭代來完成各種巖性體模型的解釋；第三，在三維精細構造解釋的基礎上，建立各種巖性體構造框架的模型，把握好多種地震屬性和巖性參數之間的關系，進一步利用地震數據進行巖性解釋。由上可見，巖性解釋一般情況下是在建立構造模型前提下完成各種解釋，其介質是在切片上實現的。目前，切片可視化顯示、切片瀏覽動畫顯示的潛力很大，因此對于這方面的軟件產品仍需加強研究和開發。

1.3.3 地質解釋

這主要是針對砂體、生物礁、鹽巖等各種類型的地質體形成的各種專用的解釋，是當前油氣勘探十分緊迫的任務。對于地質解釋可歸納成兩類：一是多屬性綜合解釋，在疊后數據解釋后不斷擴大疊前數據信息解釋的比例；二是組成處理解釋，根據地質體的特征應用速度各向異性模型和邊緣檢測處理解釋。近年來這項技術正在有針對性的逐步形成，但目前還不是很成熟，今后仍需加強這方面的研究。

2 地震勘探技術的發展趨勢

目前，地震勘探技術已受到人們的高度重視，對于這項技術的開發也已成為研究熱點，并已獲得了成功的應用。特別是近年來應用該技術在許多地區獲得了豐富的地質成果和有價值成果，取得了顯著的社會效益和經濟效益。可以說，地震勘探技術蘊藏著巨大的發展潛力?？v觀當前地震勘探技術的發展趨勢，大體上沿著如下幾個途徑：從常規地震采集向全數字精細地震采集發展；從三維勘探向四維勘探發展；從單純的縱波勘探向多波勘探發展；從疊后成像向疊前成像處理發展；從時間域向深度域發展；從各向同性向各向異性發展。

總之，地震勘探技術現正處于快速發展之中，并正在油氣勘探和開發項目中發揮著極其重要的作用。為了適應技術發展的不斷需求，我們必須加快實現的步伐，在傳統技術扎實應用的基礎上，不斷去更新，不斷去完善，提高應用地震勘探技術進行油氣勘探的能力，最終促進地震勘探技術的可持續發展。

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