大有可為的深層地球物理勘探技術
——訪我國著名地球物理勘探學家鄭曉東教授

■ 本刊特約記者 王大銳

大有可為的深層地球物理勘探技術
——訪我國著名地球物理勘探學家鄭曉東教授

■ 本刊特約記者 王大銳

隨著油氣勘探的深入，深層已經成為全球油氣勘探開發的熱點和現實的領域，近十年來深層油氣勘探取得的各項重大突破，絕大多數與鉆井、地球物理勘探工程技術的進步密切相關。為了使廣大讀者進一步了解深層地球物理勘探技術與進展，我采訪了我國著名地球物理勘探學家、中國石油勘探開發研究院的鄭曉東教授。

問：鄭教授，請給我們的讀者介紹一些目前地球物理勘探技術的主要理念與內容。

答：好的，地球物理勘探技術是根據觀測的地球物理數據,分析被探測對象同圍巖存在的密度、磁性、電性和速度等物性差異,推斷地下可能存在的地質構造、沉積體系、油氣圈閉的空間展布。油氣勘探大致可分為盆地勘探、區帶勘探和油氣田評價三個階段。盆地勘探屬于區域普查階段，多采用重力、磁法、電法勘探技術，配合少量地震勘探手段劃分盆地內區域構造單元、確定沉積凹陷，圈定二級構造帶。在區帶勘探階段，多采用地震技術確定有利含油氣構造和圈閉，為探井部署提供依據。在油氣田評價階段，主要應用三維地震、測井、地質和鉆探資料，對油藏進行精細描述，估算油氣儲量，優化勘探和開發井部署方案。重磁電、地震和測井技術在油氣發現中作用不同。

重磁電勘探技術是認識深層盆地格局、劃分裂陷、鎖定勘探區帶的主要技術，它具有施工效率高、成本低、周期短，是進行宏觀、區域、深層研究必不可少的技術。重力勘探、磁力勘探和電磁勘探分別是通過探測目標與周圍介質的密度差異、磁性差異和電阻率差異，識別地下地質體的構造形態和展布特征。地面觀測的重磁異常是地下深部各種異常體的綜合反映，通過面積重磁勘探可以有效地揭示深層地質體物性（密度或磁性）的橫向變化，為深層構造研究提供區域隆坳結構和斷裂分布信息。

問：深層地球物理勘探所面臨的問題有哪些？

答：在深層油氣勘探中，“深層”隱含地層相對古老、埋深大、高溫高壓環境，因此，深層油氣勘探面臨比常規油氣勘探更為復雜的問題。首先，我國深層勘探對象多為疊合盆地下部殘留的古老層系，經歷多期構造運動改造，地下構造復雜，巖溶作用強烈，原生孔隙多被封閉，次生孔隙和裂縫成為主要的儲集體，儲層物性差，以天然氣為主。地震勘探面臨復雜構造成像、復雜儲層預測和氣藏識別的挑戰，測井面臨復雜巖性和含油氣性識別、儲層參數定量預測的難題。其次，勘探深度普遍大于現階段油氣資源勘探深度，東部地區埋深多大于4500米，中西部地區埋深多大于6000米。埋深大，地層壓實程度高，物性差異小，地震反射能量弱，地震資料信噪比低，增加了地震構造成像和儲層預測的復雜程度。

與中淺層油氣勘探相比，深層勘探面臨更為復雜的問題：第一，勘探地層更為古老，構造和巖性更為復雜；第二，勘探深度更深，地震資料信噪比低，增加了構造成像、儲層預測和氣藏識別的難度；深層高溫高壓環境制約了測井成像裝備和技術應用的有效性；重磁信息的體積效應增加了深層重磁解釋的多解性。針對深層的特點，國內外重磁電技術多采用聯合反演和綜合解釋來減少重磁資料解釋的多解性；地震技術把提高深層反射能量、資料信噪比和成像精度作為目標，著重發展以高精度構造解釋為基礎的圈閉評價技術和以復雜儲層描述為核心的地震相帶預測技術；測井技術主要是發展適應高溫高壓環境的成像測井、復雜巖性識別、儲層參數定量解釋技術。

問：針對我國的情況，深層勘探地球物理有什么技術對策？

答：我國石油物探行業經過多年的發展，已建立了比較完整的工業技術體系，成為國際物探技術市場重要的力量。在復雜山地、黃土塬、江河水網及海陸過渡帶等復雜區地震勘探技術處于國際先進水平。在高端技術研發方面，高密度地震、全數字地震、多波和陸上低頻震源等技術也有顯著的進步，在深層復雜油氣藏勘探方面形成了重磁、地震、測井等配套技術，應用初見實效。

根據中國深層油氣勘探領域的需求，深層地球物理勘探技術發展對策和建議如下：一是重磁電重點發展三維重磁電勘探技術；地震重點發展長排列、寬方位、寬頻帶和高密度的地震采集、處理和解釋技術；測井重點發展適應高溫高壓環境的成像測井技術。加強重磁電、地震、測井一體化研究，著力發展適合中國深層低孔滲碎屑巖、強非均質碳酸鹽巖和復雜巖性火成巖油氣藏的地球物理精細描述和定量預測技術。二是加大對國產地球物理勘探技術裝備和軟件研發支持的力度。三是針對我國塔里木、四川和鄂爾多斯三大克拉通盆地下古生界-前寒武紀勘探領域，開展新一輪盆地、區帶、圈閉評價，解決殘留盆地展布、烴源巖及儲集條件、成藏規律等基礎石油地質問題，推動中國深層油氣勘探再上新臺階。

深層油氣勘探具有高風險、高難度、高投入的特點。加強綜合地質研究、深化油氣成藏規律認識，尋找相對優質、規模大的有效儲集體是提高深層勘探效益的關鍵，物探技術已成為深層油氣勘探不可或缺的關鍵技術。相對于國外，中國陸上深層油氣勘探難度更大，更離不開地質理論與地球物理勘探技術進步的推動作用。以四川盆地川中地區深層白云巖勘探為例，1964年10月，威基1井發現了震旦系燈影組氣層，并由此發現威遠大氣田。此后經過50多年的探索，一直未能突破。直到近年，隨著地質認識不斷深化，深層地震資料采集品質、處理和解釋水平不斷提高，落實了深層儲層和圈閉。在鉆井工程技術進步、測井適應高溫高壓能力提升的基礎上，2011年在高石1、2012年在磨溪8等井取得突破，發現川中震旦-寒武系超萬億方的大型整裝氣田。塔里木庫車鹽下構造的碎屑巖、臺盆區碳酸鹽巖，松遼盆地深層火山巖等油氣田的發現也有類似的過程。由此可見，地質理論與勘探技術進步是陸上深層油氣業務快速發展的關鍵，特別是深層地球物理勘探技術，直接關系著深層油氣勘探開發的成敗、效益和進程，在深層目標的發現和評價過程中有著不可替代的重要作用。

問：我國在深層地球物理勘探領域已經取得了哪些進展和成就？

答：針對深層地質勘探，重磁電技術比地震技術在勘探深度和勘探效率上有一定的優勢。近十年來，重磁電勘探技術獲得了較大的發展。

首先是儀器設備更新換代。重磁儀器體積大大縮小，采用連續自動記錄存儲方式，觀測精度大幅度提高。近年來，并行處理和三維可視化技術的開發利用，提高了工作效率，增強了重磁電資料地質解釋的可靠性和準確性。其次，在數據采集方面，針對深層地震反射能量弱和資料信噪比低的問題，形成了以大激發能量和長排列為核心的數據采集技術。另外，在資料處理方面，圍繞改善深層資料信噪比和深層構造成像精度，形成了以提高深層弱信號和速度建模精度為核心的疊前深度偏移成像技術。

近年來，已形成了中國特色的深層地球物理勘探技術系列，包括深層致密油氣藏甜點預測技術、深層白云巖儲層定量識別技術、深層巖溶型和礁灘型碳酸鹽巖油藏縫洞雕刻技術，較好地解決了塔里木盆地、準噶爾盆地、四川盆地深層油氣勘探和開發的問題。深層地球物理勘探技術的進步，推動了我國在深層低孔滲碎屑巖、強非均質碳酸鹽巖和復雜巖性火成巖三大勘探領域取得突破性進展。