地震勘探技術
——給地球做CT探測深部油氣資源

文/中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所 劉建勛 袁永真

石油天然氣資源深埋在地下千米,是如何形成的呢？看不見摸不著,人們是如何找到油氣寶藏的呢?

石油和天然氣資源主要分布于沉積盆地中。沉積盆地在一定的地質時期，接受沉積物的沉降形成較厚的沉積巖，同時大量的生物遺體包括浮游植物、細菌、高等植物等沉淀下來；隨著沉積層越來越厚，下部沉積層被壓扁、固結；隨著地殼運動，海水退去，沉積巖地層形成褶皺，并產生斷裂，當富含有機質的生油巖隨著地殼沉降達到一定深度時，開始生成大量油氣，油氣最先充滿生油巖，隨后沿著斷裂或裂縫向上運移；當油氣充滿與生油巖緊密相連的致密巖石后，便形成了非常規油氣藏，剩余油氣繼續向高部位運移，最終在有利部位形成常規油氣藏（圖1）。

圖1 石油天然氣資源形成過程

我國陸域的主要含油氣沉積盆地包括：西北部塔里木盆地、準格爾盆地、柴達木盆地、吐哈盆地，東北部松遼盆地、二連盆地，還有鄂爾多斯盆地、渤海灣盆地、四川盆地、南華北盆地等（圖2）。位于這些盆地的大慶油田、吉林油田、大港油田、勝利油田、長慶油田、塔里木油田、吐哈油田等是我國主要石油和天然氣資源產區。

近年來，中國石油和天然氣進口量持續增長，為了減少我國油氣資源對國外的依存度，保障國家能源安全，需要持續加大油氣勘探開發力度。要尋找深埋在地下幾千米的深部油氣資源，的確不是一件容易的事情。經過地質人員幾十年的工作積累，通過不斷的方法試驗和總結，吸取和引用新技術、新理論，研發高精度的勘探裝備，建立了一整套油氣地球物理勘探的方法和技術體系。

地球物理勘探技術是根據地質學和物理學的原理，利用電子學和信息論等領域的新技術，建立起來的一種石油勘探方法。主要是利用各種物理儀器，觀測地下的各種介質的密度、磁性、電性、速度等物理差異現象，從而推斷、了解地下的地質構造特點，尋找可能的油氣儲藏構造。目前應用于油氣資源勘探的主要地球物理方法包括：重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震勘探。地震勘探技術是最有效的、普遍采用的一種地球物理方法。

地震勘探技術就像給地球做CT掃描一樣。主要是利用人工方法引起振動，如利用炸藥在鉆孔中爆炸產生振動波、或用大型可控震源組合激發產生振動波，振動波向外圍擴散，遇到不同的介質會發生透射、反射等現象。地震波遇到地層分界面時，不同地層速度與密度的乘積存在差異，通常會發生反射；同時另一部分地震波還會繼續向下傳播，碰到地層界面后還會產生反射和透射，即一部分地震波的能量反射回地面，另一部分繼續向下傳播。來自地下各個地層的反射波傳輸到地面，可利用精密的地震儀器記錄下來，再對記錄的信息進行處理解釋，進而推斷地下地質構造特征。該方法具有勘探精度高、探測深度大等特點。

地震勘探的實施過程，基本上可分為野外數據采集、室內資料處理和資料綜合解釋三個環節。

首先是地震勘探的野外數據采集工作。這個階段的任務是在基礎地質和其它地球物理工作的基礎上，初步確定含油氣資源的有利區域，部署測線，人工激發地震波，在地面用地震儀把地下地震波傳播的情況記錄下來；人工震源每激發一次就形成一個單炮記錄，整個區域會記錄到成千上萬的單炮數據信息。

圖2 主要油氣盆地分布圖

圖3 松遼盆地西緣油氣基礎地質地震勘探項目施工

其次是室內資料精細處理。它的任務是根據地震波的傳播理論，利用計算機對野外取得的幾千至幾萬個單炮數據資料進行多種處理，突出有效信號，包括去除各種噪聲、速度掃描、疊加、偏移等，最終得到反映地下地質構造的大概形態的地震成像剖面以及相關的地震波速度資料。

最后一個階段是地震資料的綜合解釋。由于含油氣盆地的地質構造比較復雜，地震成像剖面上的許多信息，既可能反映地下的真實情況，也可能是不明干擾造成的假象。地震資料的綜合解釋工作，就是要運用地震波傳播理論，綜合地質、鉆井和它物探資料，對地震剖面進行深入的分析研究，對各有效反射信息做出正確的判斷，真實解譯地下地質構造的特征，最終圈定出有希望含有油氣的區域構造，落實油氣鉆探有利井位。

隨著科學技術的發展，新方法、新理論的應用，地震儀器和地震勘探技術也得到了飛速發展，逐步形成了一個復雜、龐大而完整的科技體系。數學、物理、計算機以及地質學的各個分支都逐漸滲透到這個領域中來，使地震勘探技術日趨完善。我們相信，新區新層系新領域的油氣資源將不斷被發現，老的油氣田會重新煥發青春。我們要適應新時代地質調查工作的需求，全力支撐國家能源資源安全保障，地震勘探技術必定大有可為。