中國石油“十三五”物探技術進展及“十四五”發展方向思考

趙邦六 董世泰 曾 忠 馬曉宇 梁 奇 張 穎 郭宏偉

（ 1 中國石油勘探與生產分公司；2 中國石油勘探開發研究院 ）

0 引言

“十三五”期間，油氣勘探開發領域由常規油氣藏向復雜油氣藏、由常規油氣資源向非常規油氣資源不斷擴展，研究目標日趨復雜，隱蔽性不斷增強。由于勘探開發對象、環境發生變化，對物探技術的依賴程度明顯提高。一是地表條件更加復雜，山地(含巨厚黃土塬)、城區、海域等探區占比達50%以上；二是巖性—地層目標向湖盆斜坡及中心超薄儲層延伸，海相碳酸鹽巖向深層白云巖拓展，構造向超深層前陸復雜隱蔽性構造拓展，勘探深度已超過8000m；三是儲層品質向低滲透、超低滲透、低豐度、低產量延伸，低滲透—超低滲油氣藏探明地質儲量占油氣探明地質儲量比例增大；四是油氣目標對象越來越復雜，常規油氣剩余資源分布在復雜推覆構造、鹽下和鹽間構造、復雜地質體、復雜巖性等領域，非常規油氣占比逐步增大[1-7]。惡劣的地表條件、復雜的地下構造、復雜的儲層儲集空間，對物探技術提出越來越高的要求。中國石油強化物探基礎工作，完善體系建設，實現精益管理；強化技術攻關與創新，突出生產應用實效；加大面向油氣勘探開發重點領域關鍵物探瓶頸技術的科研攻關力度，攻克生產急需解決的瓶頸技術難題和儲備支撐中國石油主營業務長遠發展的先進有效技術；面向各領域的物探配套技術得到長足發展與完善，并開展了智能化物探技術、儲層物性機理分析等前沿基礎研究，為領域重大發現和高效勘探提供了強有力的技術支撐。

“十四五”期間，常規油氣勘探潛力依然巨大，非常規油氣將是增儲上產的生力軍。但勘探開發面臨的對象將更加復雜，規模增儲與持續上產難度進一步加大。一是地表條件和地下構造更加復雜，復雜山地、黃土塬區、城區等地區勘探已成為常態，推覆構造、鹽下和鹽間構造、復雜斷塊準確成像要求更高；二是不斷向薄儲層、深層進軍，對地震分辨率和信噪比要求更高；三是儲層品質不斷向低孔低滲透延伸，非均質性不斷增強，儲層與圍巖阻抗差異變小，儲層精細描述難度不斷增大；四是非常規油氣勘探開發對物探技術需求不斷增長，除地質甜點預測需求之外，工程甜點預測需求不斷增長。目前，復雜構造準確成像、米級薄儲層準確識別、復雜儲層精細描述、非常規油氣甜點預測等物探技術還不能完全滿足油氣勘探開發需求。因此，物探業務應積極思考“十四五”，乃至今后一段時期物探技術發展方向。

面對資源條件和國內外綜合形勢變化，根據國家加大油氣勘探開發的指示，圍繞中國石油提質增效要求，突出松遼、渤海灣、鄂爾多斯、準噶爾、塔里木五大盆地石油勘探開發和鄂爾多斯、塔里木、四川三大盆地天然氣勘探開發；加大風險勘探，突出高效勘探，開展立體勘探，強化綜合地質研究，加大地震勘探力度；以地質需求為導向、經濟適用為原則，加強瓶頸物探技術攻關，強化自主技術研發和技術有形化，強化技術管理創新，強化技術交流與人才培養，強化精益管理與機制建設；為高效勘探、低成本開發和天然氣大發展夯實基礎，積極尋找油氣新發現、新突破，落實規模效益儲量，保持中國石油國內上游業務持續穩健發展。

1 “十三五”物探技術新進展

1.1 建立物探技術管理體系，實現物探業務精益管理

以適應國家治理體系和治理能力現代化的要求為原則，根據國有資產監督管理委員會關于世界一流企業“三個領軍”“三個領先”“三個典范”要求、保障中國石油上游業務實現“四大戰略任務”的要求，適應中國石油物探技術發展低成本、高效率、精準性、有效性和管理扁平化、規范化、信息化、全覆蓋的需要，建立起了面向勘探開發上游主營業務生產需求的物探技術管理體系。該體系基本涵蓋了物探技術應用過程整個環節，規范了物探技術應用的全過程管理，為物探技術應用提質增效提供了保障。

物探技術管理體系以業務管理為統領，支撐物探采集—處理—解釋技術快速發展、工程項目安全綠色實施、交流合作深入開展等技術體系健康運行，滿足中國石油建設世界一流企業業務歸核化、機構扁平化、輔助業務專化、運營市場化、管理數字化的總體要求，實現物探技術管理高質量、數字化、信息化和創新發展，努力實現世界一流物探技術管理體系和管理能力現代化。物探技術管理體系包括發展規劃、標準規范、質量管理、運行管理、科研攻關、人才管理六大要素，管理方式從人工管理、文件式管理向規范化、信息化、科學化管理邁進。物探技術管理體系的構建，為中國石油物探技術提供了整套管理流程；規范了物探技術管理，推動物探技術應用提質降本增效，推動物探技術發展和物探技術體系構建；提高物探技術應用水平，為復雜領域油氣勘探突破奠定扎實的資料基礎；使物探技術管理逐層逐級提升，促進物探技術與管理科學有序可持續發展。

1.2 集成推廣和科研攻關雙管齊下，助推油氣高效勘探開發

“十三五”期間，在地震儀器裝備和信息化技術快速發展的支撐下，物探技術得到跨越式發展。通過推廣先進適用技術，解決復雜問題的能力進一步提高（表1）。針對復雜構造、巖性—地層、碳酸鹽巖、非常規等油氣領域的關鍵地質問題，研發6 類19 項關鍵技術，為確保中國石油“十三五”期間石油、天然氣年探明地質儲量分別持續保持在6×108t 和4000×108m3以上提供物探技術保障。

地震采集方面，大力推廣“兩寬一高”三維地震采集、寬頻可控震源激發、可控震源動態掃描、高靈敏度單點接收、節點+有線聯合接收等技術。通過拓寬觀測方位、縮小面元尺寸、增加覆蓋密度等技術措施，有效提高地震空間分辨率和保真度，進一步增強低幅構造、微小斷裂和復雜儲層空間變化的識別能力。

表1 2000—2020 年地震勘探關鍵技術應用簡表Table 1 Application of key seismic exploration technologies in period of 2000—2020

地震處理方面，形成“高保真、高分辨率地震處理”（簡稱“雙高”處理）和“雙復雜”地震處理技術，強化近地表結構調查和吸收衰減分析。偏移方法實現由各向異性積分法疊前深度偏移到各向異性波動方程疊前深度偏移的提升。高保真條件下高分辨率處理、各向異性疊前深度偏移已經成為開展地震資料處理的規定步驟，復雜地表、復雜構造成像精度大幅度提升。

地震解釋方面，大力發展深度域解釋、層序地層學、寬頻巖石物理分析、復雜儲層精細描述、高分辨率反演、復雜孔隙準確刻畫、地質工程甜點預測等技術，提高常規和非常規油氣的構造解釋、儲層描述及綜合評價精度。應用多學科協同工作平臺，加強地震與地質、鉆井及油藏的結合，提高了綜合解釋和目標評價的可靠性。

1.2.1 發展完善“兩寬一高”地震采集技術，提高資料品質

（1）“兩寬一高”地震采集技術。為了獲得高精度、高信噪比、高分辨率地震資料，滿足復雜構造準確成像、復雜儲層精細描述等地質需求，大力完善和推廣應用“兩寬一高”地震采集技術。寬方位要求橫縱比0.80～1.0，有利于復雜構造成像及方位各向異性檢測；寬頻帶要求激發接收頻率1.5～84Hz，低頻改善構造成像，高頻提高儲層預測精度；高密度要求面元邊長10～20m、炮道密度100 萬道/km2以上，主要保障地震資料信噪比。目前中國石油“兩寬一高”地震采集技術在國際陸地勘探處于領先水平，有力支持中國石油油氣精細勘探和低成本開發。應用該項技術，塔里木庫車復雜山地地震資料成像精度大幅提高（圖1）。

圖1 二維采集（a）與“兩寬一高”三維采集（b）地震剖面對比Fig.1 Comparison of seismic sections from 2D acquisition (a)and“Wide-azimuth， Wide frequency and High density”3D acquisition (b)

（2）寬頻可控震源激發技術?？煽卣鹪淳哂邪踩L險低，對地下水及周圍環境影響小，可適應多種復雜地表條件施工等特點[8]，是目前陸上地震勘探施工中首選的地震信號激發源?！笆濉逼陂g，應用EV56 高精度寬頻可控震源，峰值出力由之前62000lbf 提高到70500lbf，頻率范圍由3～120Hz 拓展到1.6～160Hz，超過6 個倍頻程，從低頻邁向寬頻。先后在準噶爾、柴達木、河套、鄂爾多斯、塔里木等盆地施工作業，激發過程中采用動態掃描技術，綜合交替、滑動和同步掃描方式，科學設計時距關系曲線，提升采集效率、減小噪聲影響。實踐表明寬頻可控震源可以更好地改善深層激發效果，提高深層資料信噪比；可顯著提高工作效率，最高日效可以達到8000炮，為炸藥震源的10 倍以上。在準噶爾盆地阜東地區勘探中，運用寬頻可控震源采集有效提高了深層火成巖結構的分辨能力，使該地區火成巖構造成像實現了從無到有的變化。

（3）單點高密度接收技術。為了提高地震資料保真度和分辨率，“十三五”期間，大力推廣單點高密度接收技術，采用較高覆蓋次數（大于200 次）、高炮道密度（大于200 萬道/km2）、小面元（小于12.5m×12.5m）地震采集設計思路與高靈敏度（大于80dB）單點檢波器接收相結合。單點高密度接收技術有效拓寬地震頻帶，已成為中國石油地震采集接收主流技術。該技術在運用過程中，相對于檢波器串組合接收方式，大幅提高施工效率，有效降低施工成本，為中國石油地震采集降本增效提供抓手。如鄂爾多斯盆地洪德地區三維地震采集應用該技術，淺—深層地震資料品質明顯提升，低頻、高頻均有拓寬，為致密油效益勘探夯實基礎。

（4）“節點+有線”聯合接收技術。傳統地震采集過程中通常采用有線儀器施工，由于勘探區域地表條件日益復雜，有線儀器布設難度不斷加大，嚴重影響采集效率?！笆濉逼陂g，在東部復雜城區、中西部高陡山區推廣節點儀器，采用“節點+有線”聯合接收技術，有效解決布線難題，節約設備資源，提高采集效率。華北油田在楊稅務—泗村店三維地震采集實施過程中，針對復雜城區有線排列繞道、擺放困難等問題，在城區內采用無線節點接收，城區外采用G3i 有線接收，節約了30%設備資源。塔里木油田秋里塔格地震采集過程中，運用“節點+有線”聯合接收技術，降低勞動強度和安全風險，增加有效采集時間，創造了該地區地震采集純生產日效673 炮、單日采集1331 炮的作業新紀錄。

（5）直升機與航拍輔助布設技術。中國東部復雜城區障礙物眾多，中西部山地、丘陵地區地表起伏劇烈，地表測量、炮檢點布設難度大，引入直升機、航拍輔助布設技術，實現施工預案精細設計、炮檢點高效布設。直升機、航拍輔助布設技術已在塔里木油田、新疆油田、青海油田、遼河油田、西南油氣田廣泛應用。塔里木油田在庫車復雜山地地震勘探中，首次使用直升機輔助生產，制定直升機山地標準化作業程序，測量日效同比提高33.6%，鉆井日效同比提高46.2%，利用航拍信息輔助物理點預設計，保障工序施工精益求精。

1.2.2 形成“雙高”“雙復雜”地震處理技術，提高目標刻畫精度

（1）“雙高”地震處理技術。針對地下目標儲層預測及烴類檢測需求，大力發展高保真、高分辨率處理技術。在保護地震波特征不受破壞基礎上提高資料分辨率，主要包括高精度靜校正、疊前噪聲壓制、疊前保真處理、振幅恢復、弱信號保護、高分辨率處理等關鍵環節。基于上述關鍵技術環節，已編制下發“雙高”處理技術指導意見，規范地震處理過程，確保高分辨率和保真度技術應用。該項技術已在中國石油得到廣泛推廣應用，取得顯著成效。鄂爾多斯慶城北勘探采用“雙高”處理技術獲得高品質地震資料，延長組內幕前積結構清晰，基于該地震資料顛覆了傳統長3 段—長7 段分層的地質認識，地質分層由巖性對比向等時對比轉變（圖2），為頁巖油效益勘探夯實基礎。

（2）“雙復雜”地震處理技術。針對前陸盆地地形起伏劇烈、表層結構多變、地下構造復雜導致的高陡構造準確成像難題，發展“雙復雜”地震處理配套技術，包括建立小平滑偏移基準面、微測井約束層析反演與靜校正、異常速度體刻畫、多信息約束全深度建模、傾斜對稱軸（TTI）各向異性疊前深度偏移等關鍵技術。針對疊前深度偏移速度建模技術，組織專家編寫相關指導意見，推動“雙復雜”地震處理技術在中西部復雜地區規模應用，支撐風險探井取得重大突破，落實大批復雜構造圈閉。如圖3 所示，通過連片疊前深度偏移處理，資料品質顯著提高，實現了克拉蘇西段結構特征再認識，為“大北之下落實新大北”奠定資料基礎。

圖2 “雙高”地震處理前（a）后（b）剖面對比Fig.2 Comparison of seismic sections before (a) and after (b)the“High-precision and High-resolution”processing

圖3 “雙復雜”地震處理前（a）后（b）剖面對比Fig.3 Comparison of seismic sections before (a) and after (b)processing using technology in“Complex surface and Complex subsurface structure”area

圖4 近地表吸收補償及Q 偏移處理前（a）后（b）地震剖面對比Fig.4 Comparison of seismic sections before (a) and after (b)near-surface absorption and compensation and Q migration

（3）近地表吸收補償及品質因子（Q）偏移技術。近地表地層由于風化作用，介質疏松，導致地震波在傳播過程中能量衰減快、頻散強，降低資料分辨能力。通過微測井測量求取近地表的絕對Q 值，從地震數據中計算相對Q 值，井震標定結合近地表地層結構建立近地表Q 場模型，利用穩健Q 補償技術對地震數據的近地表吸收衰減進行能量補償，同時實現波形與相位校正。Q 偏移成像處理技術綜合考慮了沿不同路徑傳播地震波的吸收衰減情況，補償更加準確，該項技術與近地表吸收補償技術結合，在保真前提下顯著提高地震資料分辨率，為薄儲層精細描述提供可靠依據。該項技術在東西部多個探區應用，在保持振幅相對關系前提下有效拓寬頻帶，提高資料分辨率，取得良好效果。新疆油田滴南8 井區三維地震資料，通過采用近地表吸收補償技術，地層刻畫更加精細，斷裂特征更加清晰（圖4），為儲層精細描述奠定了基礎。

（4）高精度全波形反演技術。全波形反演基于地震炮集數據直接進行速度成像和儲層預測，能夠顯著提高地震成像和反演精度，是當前發展的前沿物探技術?！笆濉逼陂g，通過有限元自適應三角網絡、早至波+反射波速度分析、時間域+頻率反演、低頻+高頻反演、空間數據特征加強等關鍵技術綜合應用，研發起伏地表全波形反演地震處理技術，解決復雜構造成像精細速度建模技術難題；研發多信息約束全波形反演技術，將傳統全波形反演技術與地震、測井、地質信息結合，對地下模型參數進行精細刻畫，在提高反演精度的同時，能夠有效預測儲層物性參數。該項技術在川中高石梯—磨溪地區開展試驗，獲得穩定且符合地層結構的速度模型，成像結果的地層厚度與實際信息更加吻合，為強非均質性儲層準確預測奠定了資料基礎。

1.2.3 發展復雜儲層定量分析預測技術，提高儲層描述精度

（1）寬頻巖石物理分析技術。地質目標儲層特征識別和有效區分是開展儲層精細描述的基礎。面對日益復雜的儲層，發展了寬頻（1～1000000Hz）巖石物理分析技術。自主研制高溫高壓寬頻巖石物理實驗設備，首次形成動靜態巖石物理模量跨頻段同位測量、分析技術與能力，開展寬頻巖石物理實驗揭示碎屑巖、碳酸鹽巖、火成巖、頁巖等不同類型儲層的巖石物理特征，為理論與技術創新提供重要依據?；趯掝l巖石物理分析技術，建立了復雜孔隙介質地震波傳播理論模型，形成針對雙孔、裂縫、多尺度3 類巖石物理建模配套技術，提出了壓裂效果驅動的非常規儲層可壓裂性評價模型，推動了復雜孔隙儲層預測與頁巖油地震預測技術研發。該項技術在四川盆地天然氣勘探中發揮了重要作用。

（2）復雜儲層精細描述技術。隨著勘探程度日益提高，地下儲集體更加復雜。斷裂是油氣運移的重要通道，也是油氣儲集的重要場所。近年來斷裂預測技術不斷創新，由疊后走向疊前，形成斷裂地震綜合預測技術。該項技術通過疊后相干、曲率、梯度結構張量等屬性開展不同級別斷裂定性描述，統計疊前不同方位數據振幅、時差和能量的差異來定量化預測裂縫發育程度和方向，最終定量化描述斷裂空間展布。該項技術在國內廣泛應用，已成為斷裂預測主流技術。薄層是儲層研究中另一個難點，創新發展了多維信息約束稀疏反射系數反演技術。該項技術基于巖石物理模型和地震正演技術，挖掘儲層敏感地震信息，建立多信息加權約束收斂條件，利用迭代尋優的算法實現儲層高精度定量化預測，大幅提高薄層空間分辨能力和儲層物性參數定量表征能力；能較好地滿足儲層厚度薄、相變快、物性差等復雜地質條件下儲層精細描述需求，在新疆瑪湖、川西北地區取得良好應用效果。圖5 是瑪湖地區某區塊百口泉組利用巖石物理分析和疊前地震反演，實現沉積微相和儲層精細描述，經13 口已鉆井檢驗預測符合率由2010 年的62%提高到2019 年的92%。

圖5 瑪湖某區塊百口泉組泊松比反演（a）與稀疏反射系數反演（b）結果對比Fig.5 Comparison of reservoir prediction from poisson’s ratio inversion (a) and sparse reflection coefficient inversion (b) of Baikouquan Formation in Mahu area

（3）復雜孔隙儲層含氣性定量預測技術。針對復雜孔隙儲層含氣性定量預測難題，發展完善部分飽和復雜孔隙介質理論模型，建立了孔隙度、飽和度雙參數和孔隙度、飽和度、孔隙扁度三參數同步預測模板；實現孔隙度、孔隙結構、含氣飽和度等關鍵參數的同步定量預測，降低了儲層參數之間的相互干擾，提高了低孔低滲透氣藏含氣性描述的準確性，形成復雜孔隙儲層含氣性定量預測技術。該技術在國內川中地區龍王廟組、燈影組白云巖氣藏勘探和國外阿姆河盆地碳酸鹽巖氣藏開發中進行規模應用，為安岳氣田儲量探明提供技術支撐，為西氣東輸夯實資源基礎。

（4）頁巖油氣地質工程甜點預測技術。影響頁巖油氣產量的因素主要包括地質、工程兩方面，只有二者最優化組合才能實現產能最大化。該項技術通過分析巖心、地質、測井及地震反演與解釋等資料，預測頁巖層段儲層厚度、總有機碳含量（TOC）、孔隙度、含氣性、地層壓力、地應力、脆性、裂縫密度等參數的空間展布，綜合分析優選頁巖油氣地質工程甜點區帶。該項技術在四川盆地頁巖氣勘探及準噶爾、鄂爾多斯、渤海灣、松遼盆地頁巖油勘探中發揮了重要作用，支撐了一批規模儲量提交。

1.2.4 發展重磁電震聯合勘探技術，提高復雜巖性巖相預測精度

（1）重磁電震聯合勘探技術?；鸪蓭r等特殊巖性體是油氣勘探重要領域，由于埋深較大，特別是上部高速地層對地震反射波屏蔽及引起的速度異常變化等因素，地震勘探難度較大。重磁電震勘探技術利用火成巖不同巖相具有不同密度、磁化率和電阻率的巖性組合特征來識別地質目標，利用地震、測井相結合建立不同巖相的地震響應特征，確定優勢相帶范圍，結合地震反演，可以精細描述火成巖儲層空間展布。該項技術在準噶爾、松遼、渤海灣、四川四大盆地火成巖勘探中發揮了重要作用。遼河東部凹陷實施重磁電震聯合勘探，部署架探1 井獲重大突破，落實火成巖天然氣資源量超千億立方米，擴展了深層勘探領域。

（2）井地電磁技術。在井中儲層段上下發射大功率交變電流，地面接收電磁場響應，根據二次場差異性，利用差分處理預測油氣的電磁勘探技術。將發射源直接放入井下，克服了近地表的干擾，縮短了發射源與探測目標的距離；具有勘探范圍廣、深度大、分辨率高等優勢，主要用于評價出油井附近側鉆目標的含油氣性；包括鎧裝長激發源、面元多道采集和井中多點移動式大功率激發關鍵技術。該項技術在塔北哈拉哈塘地區成功預測了Ha702c 側鉆目標的含油氣性，輔助Ha702c 調整井點側鉆軌跡獲得成功，探測深度由4000m 提高到7000m。

（3）寬頻大地電磁勘探技術。相對于常規電磁方法，其頻段范圍更廣（0.001～10000Hz），分辨率更高，精度可提高5%，提高了深層復雜目標探測能力，在大區地質構造調查方面可以發揮重要作用。寬頻大地電磁技術在中國西部河西走廊—祁連—柴北緣應用，同時獲得淺層和中—深層的電磁反演大剖面，清晰刻畫出各大地塊構造的空間展布結構和形態。

1.2.5 發展分布式光纖傳感技術，提高井中地震勘探精度

井中分布式光纖傳感（DAS）技術，是一種利用光纖作為傳感敏感元件和傳輸信號介質的傳感系統。該技術的原理是聲波在光纖中傳輸時，外部的擾動（地震波、溫度、壓力等）會引起光纖的微小拉伸應變，導致散射回來的調制信號產生相位變化，這種擾動信號就可以由解調裝置捕獲并記錄下來，探測出沿著光纖不同位置的溫度和應變的變化，實現分布式的測量。光纖井中地震采集由于其全井段、高密度、耐高溫、高效率、耐高壓、低成本等優勢，成為井旁構造成像、儲層預測、剩余油分布檢測、井間注采關系分析的關鍵技術，已在冀東、西南、大港、華北、福山等多個油氣田應用[9]，取得良好效果。

1.2.6 智能物探技術研究初見成效，提高工作效率和描述精度

（1）智能化地震處理技術。隨著勘探節奏加快，常規地震處理技術精度不足、效率低下問題凸顯。大力發展智能化地震處理技術，在去噪、初至拾取等方面進展顯著。研發三維智能化深度殘差網絡架構噪聲壓制技術，在塔里木、大慶等探區疊前資料處理中見到實效，去噪效率提升80 倍；研發智能化初至拾取技術，通過復雜黃土塬地震數據、海量可控震源地震數據進行測試，初至拾取準確率從46%提高到95%，效率提升10 倍以上，顯著提高地震勘探節奏和成效。智能化是地震處理技術的長期發展趨勢，將有效提高構造成像精度和工作效率。

（2）智能化地震儲層識別技術。針對構造解釋、地震相識別及物性預測等儲層識別難題，引進智能化技術，通過生成標簽數據、建立深度學習模型，提高地震儲層預測精度及效率。目前已研發層位自動拾取和斷層自動識別方法，解釋效率大幅提升；研發智能地震相識別方法，有助于地質目標高效檢測；研發智能地震波阻抗反演方法，有效提高地震反演精度?；陂]環網絡的非線性地震波阻抗反演技術，在松遼盆地大情字井地區測試中取得初步效果。智能化將是地震解釋技術今后發展的重要趨勢。

1.2.7 技術應用成效顯著，助推油氣高效勘探開發

“十三五”期間，中國石油物探技術進步有力支撐了各領域油氣勘探取得重大突破，為重點探區油氣藏效益建產提供技術保障。

（1）復雜構造領域。大幅提高地震成像精度，為復雜構造圈閉的準確落實奠定基礎。針對地表地形起伏劇烈、地下構造模式復雜、復雜構造區資料信噪比極低、成像難度大等難點，應用高密度高覆蓋三維地震采集、高密度線束三維地震采集、寬頻大地電磁勘探、直升機與航拍輔助布設、近地表結構精細調查、多信息融合靜校正、起伏地表全深度建模、各向異性疊前深度偏移等關鍵技術，在庫車、英雄嶺、阿爾金山前、準南、川西北、吐哈北部山前帶等地區復雜構造圈閉落實中起到決定性作用。上述關鍵技術支撐中秋1 井、高探1 井（圖6）、博孜9 井等風險井重大突破，助推塔里木盆地“克拉—克深” “博孜—大北”兩個萬億立方米大氣區落實，開辟塔里木盆地秋里塔格、準噶爾盆地南緣油氣勘探新戰場；支撐柴達木盆地英雄嶺地區規模儲量提交，川西北地區展現出良好勘探前景。

圖6 過高探1 井二維（a）與三維（b）深度域偏移剖面對比Fig.6 Comparison of 2D (a) and 3D (b) depth migration sections cross Well Gaotan 1

（2）巖性—地層領域。大幅提高地震資料分辨率，為巖性—地層油氣藏勘探突破夯實資料基礎。針對巖性—地層油氣藏沉積相帶復雜多變、單層厚度薄、油氣水關系復雜、常規地震分辨率低、定量識別難度大、不能滿足水平井軌跡設計精度要求等難題，應用寬頻高密度三維地震采集、井地聯合勘探、“節點+有線”聯合接收、井中分布式光纖傳感、近地表Q 值調查及補償、寬頻處理、井控高分辨率處理、層序地層學解釋、相控儲層預測等關鍵技術，準確刻畫吉蘭泰潛山構造形態，有效落實含油氣性，實現河套盆地油氣勘探重大突破，支撐億噸級石油儲量快速提交；精細刻畫準噶爾盆地瑪湖凹陷斜坡砂礫巖油氣藏，支撐10×108t 規模石油儲量提交；準確描述致密油薄儲層空間展布，指導鄂爾多斯盆地水平井軌跡設計；四川盆地射洪地區中淺層成像品質大幅度提高（圖7），精細刻畫了多期疊置河道砂體（圖8），為致密氣藏高質量有效開發發揮了不可替代的作用。

圖7 四川射洪地區中淺層常規處理（a）與“雙高”處理（b）偏移剖面對比Fig.7 Comparison of migration section of conventional (a)and“High-precision and High-resolution”(b)processing for medium-shallow layers in Shehong area in Sichuan Basin

圖8 四川射洪地區沙溪廟組河道砂體雕刻Fig.8 Characterization of channel sands of Shaximiao Formation in Shehong area in Sichuan Basin

（3）碳酸鹽巖領域。提高巖溶縫洞儲層預測精度，為重點探區天然氣規模增儲、效益建產發揮重要作用。針對碳酸鹽巖油氣藏埋藏深、時代老、儲層非均質性強、深層地震資料品質差等問題，應用寬頻寬方位地震采集（圖9）、多波多分量地震采集、井地電磁勘探、炮檢距矢量片（OVT）域處理、多次波壓制、各向異性疊前深度偏移、高精度全波形反演、分方位疊前裂縫預測、寬頻巖石物理分析、儲層孔隙結構描述、復雜孔隙儲層含氣性定量預測等關鍵技術，支撐四川盆地川中古隆起龍王廟組超大型海相碳酸鹽巖天然氣田整體探明，落實燈影組臺緣帶丘灘體儲層、棲霞組白云巖儲層、茅口組巖溶孔洞型儲層有利區帶空間展布；支撐塔北大油氣區地質認識的深化與上百口百噸井的發現及塔中I 號氣田效益建產150×104t/a 油當量，為中國石油天然氣高效勘探開發夯實基礎。

圖9 塔中地區常規地震采集（a）與寬頻寬方位地震采集（b）儲層預測結果對比Fig.9 Comparison of reservoir prediction from conventional seismic acquisition (a) and wide-frequency wide-azimuth seismic acquisition (b) in Tazhong area

（4）火成巖領域。提高火山機構刻畫和復雜儲層描述精度，為重點探區火成巖勘探領域突破和規模儲量提交發揮重要作用。針對火成巖復雜油氣藏勘探面臨的儲層埋藏深、構造形態復雜、速度變化劇烈、波場復雜、成像困難、儲層物性差、巖性復雜多樣、儲層準確識別難等難題，應用寬頻寬方位地震采集、時頻電磁勘探、低頻補償、多次波壓制、火山機構刻畫、重磁電震巖性巖相預測等關鍵技術，支撐川西南部永探1 井取得重大突破，為四川盆地天然氣勘探開辟了新領域；在準噶爾盆地紅車斷裂帶發現億噸級規模儲量，展現整體連片含油場面。

（5）非常規領域。攻關地質工程甜點預測技術，為致密油及頁巖氣效益勘探奠定基礎。針對小微斷層和TOC 預測難度大，儲層與圍巖波阻抗差異小、非均質性分辨和預測難、物性差，油氣藏空間關系復雜等難題，應用寬頻寬方位地震采集、井控高分辨率處理、OVT 域處理、各向異性裂縫預測、寬頻巖石物理分析、TOC 預測、脆性預測、微地震監測等關鍵技術，支撐了川南地區萬億立方米頁巖氣和鄂爾多斯盆地10 億噸級慶城大油田規模儲量提交，助力長寧—威遠百億立方米頁巖氣田建產。

2 “十四五”物探技術需求

2.1 油氣勘探開發面臨形勢

隨著中國經濟長足發展，能源需求不斷增長，導致能源對外依存度逐年升高，國家對國內油氣勘探生產提出了加大油氣勘探開發力度的要求。當前，中國常規油、常規氣分別處于勘探中—高期、早—中期階段，非常規油氣資源豐富，處于初期階段，國內油氣勘探潛力巨大[10]。

中國石油當前油氣勘探開發對象日趨復雜，品位變差，目的層深度不斷加大。油氣勘探方面，地表多為山地、黃土塬、沙漠等，地下多為高陡構造、低豐度巖性儲層、深層縫洞型儲層和復雜地質體等，這些勘探對象對物探技術要求更高，技術難度更大。油氣開發方面，已開發老油田整體處于“雙高”階段，已開發主力氣田逐步進入遞減期，老油田挖潛和剩余油預測也對物探技術提出迫切要求。目前，整體趨勢為：①勘探開發領域從構造高部位向斜坡、湖盆中心不斷拓展；②目的層由中淺層、深層—超深層再到立體勘探；③對象由常規油氣向非常規油氣不斷擴展。因此，物探業務鏈條必須由常規勘探向精細油氣藏描述全產業鏈方向延伸發展。

2.2 物探技術需求

物探技術進步為多個區帶油氣勘探重大突破做出了突出貢獻，但在復雜構造圈閉落實、復雜儲層定量精細描述等方面仍需開展攻關。同時，還需不斷加大面向非常規、深層—超深層、海域、油氣藏開發等領域的物探技術研究。

2.2.1 復雜構造油氣藏

面向復雜構造油氣藏，物探技術攻關重點是提高構造成像精度和圈閉落實程度。物探技術面臨的難題包括：①地表劇烈起伏、高差大，地表散射、繞射噪聲發育，資料信噪比低；②地表出露巖性復雜，淺表層非均質性強、速度變化劇烈，準確成像難度大；③地質構造模式復雜、斷裂系統發育，準確速度建模難度大；④復雜構造導致射線路線扭曲、地震波照射不均勻，構造成像精度低；⑤巨厚黃土塬區資料信噪比極低，成像難度大。關鍵物探技術需求包括三維建模照明分析、衛星遙感+無人機航拍輔助觀測系統設計、露頭及復雜近地表結構調查、高密度高覆蓋寬方位三維地震采集、“有線+節點”聯合接收、變偏移距垂直地震剖面（Walkaway-VSP）等采集技術；多信息融合近地表建模及靜校正、近地表相關噪聲壓制、非規則數值插值、起伏地表全深度速度建模、真地表各向異性疊前深度逆時偏移成像等處理技術；構造數值模擬正演分析、全方位三維體解釋、斷層相關褶皺建模、擠壓型鹽相關構造建模、重磁電震聯合解釋、深度域構造解釋等技術。

2.2.2 巖性—地層油氣藏

面向巖性—地層油氣藏，物探技術攻關重點是提高薄層預測精度和小斷層、低幅構造成像精度。物探技術面臨的難題包括：①勘探層系多，埋深跨度大，部分構造閉合幅度低，斷裂發育，準確刻畫難度大；②地表低降速帶變化大，地震波傳播能量吸收衰減嚴重；③單層厚度薄，常規地震分辨率低，難以有效識別，不滿足水平井軌跡設計需求；④沉積相帶復雜多變，儲層非均質性強，油氣水關系復雜，有效儲層地震預測難。關鍵物探技術需求包括近地表Q 值調查、超高靈敏度（大于120dB）寬頻單點接收、小面元寬頻全方位地震采集、垂直地震剖面（VSP）及井地聯合采集等技術；高精度層析靜校正、近地表吸收補償、“雙高”處理、深度域Q 層析建模及疊前Q 單程波偏移等處理技術；巖石物理分析、層序地層學解釋、多屬性解釋、走滑斷層識別與解釋、高分辨率疊前反演、相控儲層物性預測、各向異性裂縫檢測、烴類檢測等解釋技術。

2.2.3 碳酸鹽巖油氣藏

面向碳酸鹽巖油氣藏，物探技術攻關重點是提高斷溶體、丘（礁）灘體識別和復雜儲集體預測精度。物探技術面臨的難題包括：①埋深大，深層地震資料信噪比低，儲層儲集空間類型多，非均質性強，儲層預測難度大；②碳酸鹽巖斷溶體儲層受斷裂控制，縫洞較為發育，準確識別和歸位難度大；③丘（礁）灘相碳酸鹽巖儲層受沉積相帶控制作用明顯，沉積相帶準確識別和有利區帶劃分難度大；④風化殼碳酸鹽巖儲層受巖溶古地貌控制，巖溶地貌精細刻畫和儲層準確預測難度大。關鍵物探技術需求包括近地表Q 值調查、寬頻可控震源激發、高靈敏度寬頻單點接收、超小面元寬頻全方位三維地震采集、三分量VSP 及Walkaway-VSP 采集、多波多分量地震采集等技術；綜合靜校正、近地表吸收補償、保真疊前去噪、多次波壓制、方位各向異性速度建模、深度域Q 建模及疊前Q 雙程波偏移等處理技術；巖石物理分析、地震模型正演分析、古地理描述與走滑斷裂帶精細刻畫、分方位疊前裂縫預測、斷溶體空間雕刻、儲層孔隙結構描述、烴類檢測、滲透率預測等解釋技術。

2.2.4 火成巖油氣藏

面向火成巖油氣藏，物探技術攻關重點是提高巖相識別精度和巖性預測精度。物探技術面臨的難題包括：①地層埋藏深，構造形態復雜，頂界及內幕反射不清楚，準確成像困難；②巖性巖相復雜多樣，儲層非均質性強、物性差，有效儲層識別難度大。關鍵物探技術需求包括低頻可控震源激發、寬頻全方位三維地震采集、三維VSP 及井地聯合采集、高精度三維重磁電勘探、時頻電磁勘探等采集技術；低頻補償、多次波壓制、OVT 域處理、各向異性速度建模、逆時偏移等處理技術；巖石物理分析、地震模型正演分析、火山機構刻畫、分方位疊前裂縫預測、重磁電震巖性巖相預測、烴類檢測等解釋技術。

2.2.5 非常規油氣

面向非常規油氣，物探技術攻關重點是提高地質、工程甜點預測精度。物探技術面臨的難題包括：①儲層低孔低滲透，與圍巖阻抗差異小，準確分辨難度大；②地震資料分辨率低，優質儲層厚度薄，準確預測難度大；③優質儲層發育受地質、工程等因素影響，裂縫、TOC、脆性、地應力準確預測難度大。關鍵物探技術需求包括寬頻寬方位地震采集、三分量VSP 采集、微地震與可控源電磁監測等采集技術；“雙高”處理、OVT 域處理、各向異性速度建模、深度域Q 建模及Q 偏移等處理技術；巖石物理分析、層序地層學解釋、多屬性解釋、高分辨率疊前反演、儲層物性預測、各向異性裂縫預測、TOC 預測、脆性預測、地應力及壓力預測等解釋技術。

2.2.6 深層—超深層油氣藏

通常將東部地區地層埋深介于3500～4500m 定義為深層，大于4500m 定義為超深層；將西部地區地層埋深介于4500～6000m 定義為深層，大于6000m 定義為超深層[11]。物探技術攻關重點是提高深層構造成像精度和儲層預測可靠性。物探技術面臨的難題包括：①地層古老且埋藏深，地震信號弱，成像品質差，地質結構認識不清；②儲層非均質性強，有效儲層空間分布預測難；③油氣藏形成與分布復雜，規?？碧侥繕诉x擇難。關鍵物探技術需求包括大噸位低頻可控震源激發、寬頻超長排列地震采集、大功率可控源電磁區域二維采集、高精度航磁采集、高精度三維重磁電采集等技術；地震弱信號補償、廣角反射處理、多信息速度建模、深度域偏移、重磁電弱信號提取與增強等處理技術；重磁電震約束聯合反演、重磁電震聯合解釋、深層構造恢復、巖性預測、地震屬性綜合分析等解釋技術。

2.2.7 海域油氣藏

海域物探技術攻關重點是提高構造成像精度和儲層預測、烴類檢測準確度。物探技術面臨的難題包括：①灘海中淺層復雜斷塊、低幅構造發育，巖性地層油氣藏精細描述難度大，深層古潛山發育，潛山內幕刻畫和優質儲層預測難度大；②南海深水區，已知井信息缺乏，有利區帶優選難度大。關鍵物探技術需求包括多層拖纜寬頻采集、海底節點（OBN）采集、海洋可控源電磁勘探等采集技術；混疊數據分離、多次波/鬼波壓制、崎嶇海底地震成像、全波形反演等處理技術；無井儲層預測和烴類檢測、地震波衰減識別等解釋技術。

2.2.8 油氣藏開發

面向油氣田開發過程中的油氣藏精細描述，物探技術攻關重點是提高剩余油分布預測精度、監測驅油前沿分布和提高油氣采收率和難采儲量動用率。物探技術面臨的難題包括：①高含水油田需要定量預測剩余油分布，監測水驅前沿；②稠油油田需要監測蒸汽腔、蒸汽驅前沿，預測剩余油分布；③低滲透油氣藏需要預測高孔隙度儲層空間展布，預測含油氣富集區。關鍵物探技術需求包括近地表結構及Q 值調查、超高靈敏度寬頻單點接收、寬頻全方位高密度地震采集、三維VSP 及多井地聯合采集、微地震監測、時移微重力及可控源電磁監測等采集技術；近地表吸收補償、“雙高”處理、深度域各向異性速度及Q 建模、疊前單程波Q 偏移、三維垂直地震剖面（3D-VSP）成像等處理技術；巖石物理分析、多屬性解釋、高分辨率疊前反演、儲層物性及連通性預測、各向異性裂縫檢測、剩余油氣分布預測等解釋技術。

3 “十四五”物探技術發展方向

3.1 發展目標

以支撐“高效勘探”“低成本開發”“天然氣大發展”為目標，復雜構造領域，構造落實成功率達85%，構造深度誤差小于1.0%；巖性地層領域，東部地區識別3～8m、西部地區識別10～15m 薄層，儲層預測符合率達80%以上；碳酸鹽巖領域，三級斷層解釋符合率達到75%，儲層預測符合率達80%以上；火成巖領域，火成巖巖相識別符合率達85%，巖性預測符合率達75%以上；非常規油氣領域，地質甜點預測符合率大于80%，水平井儲層鉆遇符合率達90%；深層—超深層領域，構造深度誤差小于1.5%；海域領域，構造深度誤差小于1%，儲層預測和流體檢測精度達85%以上；油氣藏開發領域，儲層預測精度達90%以上，烴類檢測精度達85%以上。

3.2 發展方向

貫徹落實中國石油“創新”戰略，針對中國石油“十四五”面臨的復雜構造、巖性—地層、碳酸鹽巖、火成巖、非常規、深層、海域、油氣藏開發八大油氣勘探開發領域的發展目標，按照集成推廣、科研攻關、試驗探索3 個層次，重點發展以下7 個方面的關鍵技術。

3.2.1 地震采集技術發展方向

以提高資料品質為目標、經濟適用為原則，圍繞立體勘探、精細勘探，突出高效率、低成本、高精度。重點開展“寬頻、全方位、超高密度、高靈敏度單點”三維地震采集、陸上三維地震采集觀測系統設計優化、高精度地表結構與吸收衰減調查、陸上可控震源高效混疊地震采集等方面研究。

集成推廣“兩寬一高”三維采集、寬頻可控震源高效采集、OBN 采集等技術；科研攻關智能化三維地震觀測系統采集參數優化及經濟評價、起伏地表三維正演模擬與波場發育規律分析、全深度Q 值調查及建模等技術；試驗探索矢量地震采集、人工智能地震采集觀測系統設計等技術。

3.2.2 地震處理技術發展方向

以高精度成像、高效處理、資料可靠為原則，圍繞復雜構造準確成像和地質目標精細描述需求，突出高保真、高分辨率、高精度發展方向。重點開展提高信噪比、提高分辨率、提高成像精度、智能化處理等方面深化研究。復雜構造、火成巖領域，通過提高信噪比、建立準確速度模型、優化偏移算法，實現地下構造準確成像，重點發展多信息融合近地表速度建模、早至波全波形反演、近地表噪聲衰減、非規則數據恢復與重建、多信息深度域速度建模、高精度偏移算法等技術；巖性—地層、碳酸鹽巖、非常規領域，通過“雙高”處理、測井/VSP 數據應用，實現復雜地質目標準確成像。重點發展近地表吸收補償、保真去噪、層間多次波壓制、井控高分辨率處理、深度域Q 建模與真地表深度偏移、疊前Q 雙程波偏移、全波形反演等技術。

集成推廣微測井約束層析靜校正、井控高分辨率處理、全深度速度建模等技術，科研攻關多信息融合近地表速度建模、非規則采集數據恢復與重建、Q 層析建模和Q 偏移等技術，試驗探索全深度FWI 速度反演、散射波成像、最小二乘偏移成像、彈性波成像等技術。

3.2.3 地震解釋技術發展方向

強化解釋可靠性和地質實效，圍繞常規儲層精細描述和非常規儲層地質工程甜點預測，突出定量化、一體化、智能化發展方向。重點開展高精度構造解釋、儲層描述、智能化地質結構解釋等方面研究，推進地震解釋一體化云平臺建設。構造解釋方面重點發展地質模式指導下的精細構造解釋、層序地層學解釋和地層體解釋等技術；儲層描述方面重點發展寬頻巖石物理分析、儲層物性定量預測、全方位正演模擬、五維地震解釋、井震藏一體化油氣藏描述、烴源巖與工程甜點綜合預測等技術；智能化地震解釋技術方面，重點發展“多維立體化”構造解釋、走滑斷裂帶刻畫、三維地震相及儲層智能化預測等技術。

集成推廣層序地層學解釋、疊前地震反演、寬頻巖石物理分析等技術；科研攻關全深度全方位地震正演模擬、深度域構造解釋、烴源巖與工程甜點綜合預測等技術，試驗探索多波多分量地震解釋、深度域地震反演等技術。

3.2.4 井中地震技術發展方向

以支撐地下復雜構造準確成像和油氣藏高效開發為目的，重點開展井中地震、井地聯合采集、微地震監測等方面研究。井中采集方面重點發展二維/三維多井同步聯采、井地聯合采集、高精度井中分布式光纖傳感、基于DAS 的時移VSP 等技術；井中處理解釋方面重點發展高精度成像、三維VSP 處理解釋、多井井地聯合VSP 處理解釋、鉆前井軌跡設計、隨鉆實時地震預測、地面/井中微地震監測等技術。

集成推廣光纖/三分量Z-VSP 保真處理、Walkaway-VSP 成像、井地聯合采集、微地震監測等技術；科研攻關三維井地聯合處理解釋、VSP 全波成像、多井DAS 立體地震成像等技術，試驗探索隨鉆地震預測、井間地震等技術。

3.2.5 重磁電技術發展方向

以復雜地質體準確刻畫、超深層地質勘探、復雜油氣藏評價為目的，重點發展面向超深層地質結構綜合解釋、流體檢測與油氣藏監測的技術。超深層地質結構綜合解釋方面，重點發展多地球物理方法采集處理解釋一體化技術體系，包括高信噪比重磁電采集、重磁電弱信號增強與提取、重磁電約束與聯合反演、人工智能重磁電處理解釋等技術；流體檢測與油氣藏監測方面，重點發展地面、井中及井間重磁電流體檢測、重力電磁油氣藏監測等技術。

集成推廣寬頻大地電磁勘探、井地電磁、重磁電震約束反演等技術，科研攻關高信噪比重磁電采集、重磁電弱信號增強與提取、重磁電流體檢測等技術，試驗探索航空重力、三維各向異性電磁反演等技術。

3.2.6 油氣藏地球物理技術發展方向

以發現剩余油氣、提高采收率和難采儲量動用率為目的，重點開展油氣藏精細描述、油氣藏動態模擬和油氣藏監測等方面的研究，建立適用于油氣藏評價與開發的物探技術框架、內涵、流程。

集成推廣相控地震反演、離散裂縫網絡建模、井震藏一體化油氣藏動態描述等技術，科研攻關復雜儲層儲集空間地震識別、巖石物理動態分析、時移地震縱橫波聯合反演等技術，試驗探索儲層連通性與滲透性分析、時移地震等技術。

3.2.7 特色軟件技術發展方向

以提高資料品質和工作效率為目的，大力發展智能化物探軟件、地震質控軟件，確保物探核心技術安全有效[12-16]。重點發展GeoEast 處理解釋、iPreSeis 地震成像與定量預測、巖石物理數據庫及分析應用等國產軟件，加大地震采集、處理、儲層預測等質控軟件推廣應用和升級完善力度。攻關陸上三維FWI 全波形反演、復雜地表數據恢復等軟件，加快研發新一代生態化、一體化GeoEast iEco 軟件平臺建設（圖10）。

圖10 GeoEast iEco 軟件平臺示意圖Fig.10 Chematic diagram of GeoEast iEco software platform

4 結語

隨著工業4.0 信息化革命悄然而至，物探技術向數字化、智能化方向發展。未來物探技術的發展不但是多學科跨專業融合，也是前沿信息化技術、數字化技術、微電子技術、光學技術等與地球物理技術的融合。物探技術發展和技術管理面臨諸多挑戰。因此，需要貫徹落實物探業務管理辦法，保障物探技術在不同探區發揮實效；發展完善物探技術管理體系，持續推進物探信息化、智能化、數字化建設；建立科研攻關激勵機制，加大油氣田在技術攻關、科技創新中的投入；加大高端人才培養力度，提升技術應用水平；強化技術應用過程質控管理，進一步挖掘地震資料潛力，不斷提高地質認識和勘探成效；強化地質工程一體化研究，提高非常規油氣甜點預測和水平井設計精度；強化油藏地球物理技術研究與應用，推進物探技術向開發延伸，努力使物探技術成為上游業務持續穩健發展的關鍵技術利器。