中國石油陸上高難度探區地震勘探突破與啟示

關鍵詞：陸上，雙復雜，地震勘探，智能化地震，全波場

0引言

中國地質結構具有三大板塊、三大構造域多旋回構造演化的特征，造就了多種類型的疊合沉積盆地，包括克拉通＋前陸、斷陷＋坳陷、前陸＋坳陷疊合盆地。大型疊合盆地是油氣資源分布與勘探開發的主體[1]。根據第四次資源評價，全國石油資源量約為1206×108t，天然氣約為210×1012m3，其中中石油礦權內石油資源量為651×108t，占全國的54%，天然氣為116×1012m3，占全國的56%。全國石油天然氣探礦權面積為280×104km2，中石油為95×104km2，占34.1%。中石油礦權以陸地為主體，占中石油總礦權的82%。陸上油氣資源主要分布于渤海灣、松遼、鄂爾多斯、塔里木、四川、準噶爾、柴達木、吐哈、玉門、二連等盆地。勘探領域包括地層—巖性、前陸、海相碳酸鹽巖、火山巖、潛山、致密油氣、頁巖油氣、煤層氣、煤巖氣等領域。

地層—巖性領域主要包括富油氣凹陷、老油區、中淺層等，以油區滾動挖潛為主，是穩產增產最為現實、潛力最大的領域，主要勘探對象包括渤海灣、鄂爾多斯、松遼、準噶爾盆地等；前陸領域主要包括復雜構造區，是石油天然氣儲量增長的潛力領域，主要勘探對象包括塔里木、準噶爾、柴達木、四川盆地周緣，鄂爾多斯西緣等；海相碳酸鹽巖也是石油天然氣儲量增長的潛力領域，主要包括塔里木、四川、鄂爾多斯盆地等；火山巖、潛山在各盆地均有分布；致密油氣、頁巖油氣、煤層氣是陸上油氣勘探的成長性領域，具有分布面積廣、勘探領域前景大等特點。

陸上油氣勘探除領域廣泛外，儲層類型復雜多樣，包含了相變較快的陸相沉積、沉積相對穩定的海相沉積地層，由于受三大構造域多旋回構造演化的影響，地下結構復雜，空間結構變化快，加上陸上地表條件復雜，導致陸上油氣地震勘探面臨野外數據采集施工困難、地震資料信噪比低、地震成像精度低、圈閉描述難度大等問題。針對陸上地震勘探面臨的難題，中石油不斷轉變工作思路，轉變物探技術應用理念，提出了“提高地震資料品質是找油找氣的關鍵”的新認識，不斷拓展技術管理認知，強化技術應用基礎，強化淺表層研究，強化速度建模研究，指導開展針對性物探技術攻關，不斷提高地震資料品質，提高了復雜目標成像精度和圈閉落實精度，為提高陸上油氣勘探開發成效奠定了扎實的基礎。

本文剖析了陸上雙復雜探區勘探特點及面臨的技術難題，介紹了中石油針對陸上雙復雜探區地震勘探技術攻關主要成效及應用實例，闡述了在雙復雜探區取得如此成效的主要啟示與認識，針對未來陸上復雜區油氣勘探，提出了物探技術發展主要方向。

1陸上雙復雜探區勘探特點

1.1雙復雜探區基本特征

雙復雜是陸上油氣勘探的基本特點。一是地表條件復雜，包括了東部水網、城鎮、村鎮、廠礦、工業園區等大型障礙區，中西部復雜山地、戈壁、沙漠、黃土區，造成近地表結構復雜。靜校正問題突出，淺層速度模型反演精度低，地形、地貌變化劇烈，激發、接收條件橫向變化大，地表一致性問題突出；鐵路、公路等交通網縱橫，各種干擾嚴重，有些干擾規律性差，造成原始資料信噪比低。塔西南、川西北、柴西南、吐哈山前等復雜山地信噪比極低，成為地震勘探久攻不克的領域[2]。如準噶爾南緣地表發育低速礫巖和高速礫巖，低速礫巖覆蓋范圍較大，厚度變化大，呈南厚北薄（200～500m）分布，速度大約為1700～2400m/s，高速礫巖分布同樣也具有南厚北薄（0～2500m）的特征，在北部尖滅，橫向變化快，速度為2800～4000m/s，礫石層底界面難以準確識別。礫巖的存在以及厚度的變化、山體區的影響，使得地震波能量下傳和接收困難，且高大山體、河流及周緣表層結構變化快，使得地震勘探面臨靜校正精度低、表層速度結構復雜、成像難度大等問題。

二是地下結構復雜，包括東部斷距較小（米級）的0.1km2級別的復雜斷塊、微幅度構造、米級薄儲層、寬度幾十至幾百米的河道、0.1km2級別的潛山等小尺度地質體；中西部走滑斷裂、逆掩推覆體、鹽相關構造等復雜構造；低孔、低滲復雜巖性，復雜碳酸鹽巖、火山巖等，勘探目標普遍具有尺度小、隱蔽性強等特點（圖1）。如準噶爾南緣高泉地區速度結構復雜，表層高速礫巖厚度、速度變化快，塔西河組發育塑性膏巖速度異常體，安集海河組發育低速泥巖，使得時間與深度域成像構造形態產生“蹺蹺板”現象，圈閉形態及高點準確落實難度大；且多期構造運動疊加，上組合多組同相軸交叉使得構造解釋困難，下組合控藏小斷裂識別及組合難度大；優質儲層薄、埋深大（超過6000m），薄儲層識別預測難度大，地質目標具有典型的隱蔽型特征。

1.2地震勘探面臨的地質難題

陸上油氣勘探領域復雜多變，陸相沉積物源一般較近，沉積分選差，儲層物性差，勘探目標規模相對較小，各類目標分布在不同盆地、不同層系、不同深度，受劇烈構造運動影響，陸上油氣勘探面臨特殊地質難題。一是地層向湖盆中心超薄儲層延伸，儲層單層厚度小，呈現砂泥薄互層結構，物性差，非均質性強，斷裂系統復雜，米級地質單元（3～10m厚的儲層、斷層和微幅構造）對地震分辨率和識別精度的要求不斷提高。二是深層—超深層（超過6000m）勘探開發占比上升趨勢明顯，海相碳酸鹽巖向深層白云巖拓展，構造向超深層前陸復雜構造拓展，勘探深度已延伸至6000m甚至超過9000m，對深層—超深層的地震資料品質和深部成像精度的要求不斷提升。三是勘探開發目標儲層品質向低滲透、超低滲透、低豐度、低產量延伸，這類儲集層物性差、規模小、非均質性強，與圍巖阻抗差異不明顯，儲層的準確預測難度極大。四是油氣目標越來越隱蔽，常規油氣剩余資源分布在復雜推覆構造、鹽下和鹽間構造、復雜斷塊、復雜巖性等區帶；巖性儲層厚度普遍較小（1～20m），橫向變化大，地震分辨率不滿足米級儲層識別要求，泥質砂巖、致密儲層、微幅度構造等與圍巖波阻抗差異小，儲層反射弱，部分儲層反射多為強屏蔽層下的弱反射，隱蔽性強，碳酸鹽巖、火成巖等目的層類型多，埋深大，深層資料信噪比普遍偏低，儲集空間類型多且非均質性強，儲層描述困難；高陡構造和復雜斷裂發育，地層褶皺嚴重，地層傾角大，深、淺層構造特征不一致，多重疊置現象明顯，構造形態極其復雜。五是非常規油氣勘探開發需求不斷增長，非常規儲層包括致密油氣、頁巖油氣、煤層氣等，由于非常規儲層多以微小裂縫為主，成藏因素復雜，物探技術面臨提高裂縫識別精度、“甜點”預測精度、提高儲層物性預測精度、準確預測儲層橫向展布、提高小斷層和薄層識別能力（東部地區小于5m、西部地區小于10～15m）的挑戰。

1.3地震勘探面臨的技術難題

陸上雙復雜探區給地震作業和準確成像帶來嚴峻挑戰。

一是地震資料信噪比提高困難。隨著人文環境的不斷變化，陸上地震勘探施工干擾因素較多，各種干擾嚴重，特別是復雜山地、巨厚黃土區、沙漠、戈壁、城鎮等地區，復雜面波、散射波、多次折射、導波、多源強背景干擾、工業干擾等發育，原始資料噪聲嚴重，尤其是可控震源施工的資料異常噪聲發育，導致資料信噪比低。雖然經過野外優選施工時段、優化檢波器位置等，部分地區原始資料的信噪比仍普遍低于1。

二是復雜地表靜校正難度大。陸上近地表第四系普遍發育，多數未成巖，地表結構縱、橫向變化快，造成共反射點道集地震波到達時動校正后仍存在差異，特別是中西部地表起伏較大，帶來了較嚴重的時差問題。所以，陸上地震資料必須進行靜校正處理，但靜校正處理必須依賴高質量的地震初至信息，由于陸上資料信噪比低，部分陸上資料的初至拾取困難，加上近地表結構復雜，難以建立準確的近地表模型，嚴重影響靜校正精度。

三是地表一致性處理難度大。由于陸上近地表結構復雜，縱、橫向變化大，陸上地震勘探激發、接收繞不開近地表介質，必然造成平面上不同位置激發、接收到的地震信號存在差異。這種平面上的地震信號的振幅、頻率等屬性的不一致性，通常通過一致性處理手段進行校正，但一致性處理的地球物理響應機理較難把握，一致性處理有可能抹去或模糊因地下地層巖性、物性的差異造成的空間信號不一致。

四是地震信號吸收衰減嚴重。大地濾波作用，即吸收衰減是一種影響地震資料的關鍵因素，不同地層結構其吸收衰減特性不同，一般疏松近地表對地震波的吸收衰減最嚴重，速度較高的成巖地層吸收衰減較輕，但速度較高的礫巖、鹽巖等地層，也會造成較嚴重的地震波吸收衰減，并造成較嚴重的地震波散射。一般通過求取衰減因子Q值，對地震資料進行吸收衰減補償處理。但受近地表調查手段、調查密度、大炮地震資料品質的影響，求取的Q值精度受到一定影響，難以建立從地表到地下目標層的準確Q場，在信噪比較低的探區吸收衰減補償的效果仍需提高。

五是速度建模精度低。速度模型是地震成像的關鍵。地震速度模型的建立依賴于地震資料的品質，一般通過對地震數據進行速度掃描或者層析反演的方法獲取。受陸上地震資料品質的影響，低信噪比地區地震成像速度模型精度較低，特別是巨厚低降速帶和劇烈起伏地表地區，淺層速度模型和中深層速度模型精度均受到資料品質的影響。加上復雜的地下高陡構造、復雜斷裂，地震波場極端復雜，速度建模十分困難，準確成像難度極大。雖然采取了重磁電、井筒資料等多種方式輔助建模，但復雜地區的速度建模方法仍需攻關，速度模型精度仍需不斷提高。

六是儲層預測存在多解性。由于陸上地震資料存在的以上問題影響，所以陸上地震資料處理的首要任務是提高資料信噪比。在提高信噪比等信號處理的過程中不可避免地會傷害有效信號的振幅、頻率等屬性隨炮檢距的變化關系以及平面屬性規律，使得代表地層巖性、物性、流體性質特征的地震信號特征受到影響，進而影響地震儲層預測的精度。

2物探技術攻關進展及應用成效

2.1物探技術攻關進展

為破解高難度探區地震勘探難題，中石油自2006年開始，持續地組織了針對復雜構造、復雜巖性、碳酸鹽巖、火山巖、致密儲層、頁巖油氣等領域的物探技術攻關。經過多年攻關與探索，形成了地震資料采集、處理、解釋、重磁電、井中地震[3]、智能物探等六大技術系列，經濟有效地攻克了陸上復雜領域勘探難題。

2.1.1“兩寬兩高”單點地震采集技術

在地震采集方面，形成了“兩寬兩高”單點地震采集、可控震源與井炮同步高效激發、低頻可控震源激發、精細表層結構與吸收雙調查、信息化地震采集質控與評價、智能化生產管理、海上拖纜采集、海底OBN采集等特色技術[4?5]。

特別是重點攻關以觀測系統設計、可控震源與井炮高效激發、精細表層結構與吸收雙調查、信息化地震采集質控與評價、智能化生產管理等技術為核心的“兩寬兩高”單點地震采集技術，大幅度提高了資料品質。橫縱比達到0.8～1.0（寬方位），有利于復雜構造成像及方位各向異性預測；激發頻率為1.5～84Hz（寬頻帶），單點檢波器主頻5Hz接收，低頻改善了構造成像，高頻則提高了預測精度；10～20m小面元、100萬道/km2以上炮道密度（最大1152萬道/km2）（高密度），提高復雜區成像能力；檢波器靈敏度達120V/（m·s?1）以上[6]，自然頻寬2～160Hz（高靈敏度單點），提高弱信號記錄精度。同時，針對黃土塬、復雜山地等復雜地表，開展高精度高密度地表結構與吸收衰減雙調查，優化溝谷激發點布設和突變點測量，支撐精細速度模型建立，提高全層系地震成像精度。

在激發方面，可控震源具有安全風險低、對地下水及周圍環境影響小、可適應多種復雜的地表條件施工等特點，是目前陸上地震勘探施工中首選的地震信號激發源。推廣應用EV56高精度寬頻可控震源，峰值出力由之前62000磅提高到70500磅，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。

在接收方面，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。近年來大力推廣節點儀器，采用“節點＋有線”聯合接收，有效解決布線難題，節約設備資源，提高采集效率。塔里木油田秋里塔格區塊地震采集過程中，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平均生產日效673炮、最高單日采集1331炮的作業新記錄。

在采集過程控制與評價方面，利用自主研發的“地震采集數據質量實時分析與自動評價系統”（Seis?AcqQC軟件），按照采集設計要求，開展單炮質量分析、單道質量分析、觀測系統分析等方面的質控工作。根據分析參數（環境噪聲、頻譜、信噪比、能量、高程、炮檢距、靜校正量、激發能量、激發主頻等），自動分析計算各個屬性值；根據預設的評價標準自動進行質量評價，自動評價出不合格炮并報警；自動生成不可更改的評價報告。為現場施工隊伍、油田監理及勘探管理部門協同工作提供了統一技術平臺，實現了野外地震采集數據質量控制信息化、自動化；野外質控時間從過去的人工質控幾分鐘縮短到10s之內，提高野外施工日效；實現無紙化辦公，降低野外施工成本。為進一步規范地震采集現場工作流程發揮了重要作用。

2.1.2真地表全深度保真成像技術

在地震資料處理方面，形成了各向異性疊前深度偏移、逆時偏移、井控提高分辨率處理、OVT域處理、近地表吸收補償及Q偏移、高精度全波形反演、5D插值、非規則采集數據恢復、真地表全深度保真成像等特色技術。

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，重點攻關真地表全深度保真成像技術。其中關鍵技術包括近地表面波與散射噪聲衰減、地表相關平滑面、近地表速度層析反演、初至波地形匹配靜校正、整體全深度速度建模、真地表疊前深度偏移、TTI各向異性疊前深度偏移等技術。準確刻畫復雜構造空間形態，支撐庫車、準南、川西北等地區大批風險井取得突破。支撐庫車地區勘探深度超過8000m；準確落實了準噶爾南緣高探1井三維中下組合圈閉構造形態，新發現3個背斜圈閉，落實圈閉6個，面積達95km2，較原二維圈閉面積增加25km2，調整并推動多口井位部署。

2.1.3“雙高”地震資料處理技術

面向疊前儲層預測，開展“雙高”地震資料處理技術攻關。其中，高保真處理是指地震資料處理過程中保護儲層的地震反射特征，高分辨率處理是在保真處理的前提下開展全頻（寬頻）處理，提高儲層空間分辨能力。關鍵技術包括近地表吸收補償、全頻保幅處理、井驅高分辨率處理、Q偏移處理等技術，在保幅基礎上提高巖性地層地震分辨率，夯實薄層預測資料基礎。針對地下目標儲層預測及烴類檢測需求，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，編制下發“雙高”處理指導意見，規范地震資料處理過程，確保高分辨率和保真度技術應用。通過以上技術應用，已全面實現10m級厚度儲層分辨與識別，為巖性地層油氣藏勘探突破夯實了資料基礎。在鄂爾多斯、準噶爾、塔里木、四川、河套等多個盆地，為碎屑巖、碳酸鹽巖、復雜斷裂帶、潛山內幕儲層等多種復雜儲層領域規模儲量的提交創造了有利條件。

2.1.4復雜儲層疊前定量預測技術

為了提高了隱蔽儲層定量描述精度，發展復雜儲層疊前定量預測技術，包括寬頻巖石物理理論與分析、高精度地震反演、儲層孔隙結構預測、流體定量預測、儲層物性檢測等技術，提高了隱蔽儲層預測成功率。

針對地質目標儲層特征識別和有效區分，大力發展寬頻巖石物理分析技術。自主研制高溫高壓寬頻巖石物理實驗設備，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。基于寬頻巖石物理分析技術，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、多尺度等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。

針對復雜儲層精細描述，重點攻關斷裂地震綜合預測技術。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，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；攻關薄層儲層識別技術，創新發展了多維信息約束稀疏反射系數反演技術，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，能較好地滿足厚度小、相變快、物性差等復雜地質條件下儲層精細描述需求。

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。

此外，持續開展重磁電技術攻關，形成了三維重磁電、井筒電磁、時頻電磁勘探，重磁電震聯合勘探、井地電磁、寬頻大地電磁勘探等特色技術，在表層建模、速度輔助建模、構造勘探、儲層預測、火成巖等特殊巖性體勘探方面發揮了重要作用。持續開展井中地震技術攻關，形成了井地聯合勘探、微地震監測（地面、井中）、井中分布式光纖傳感等技術，在井旁構造成像、儲層描述、地球物理參數提取、壓裂檢測等方面發揮了重要作用。大力開展智能物探技術攻關，形成了智能化地震初至拾取與去噪處理、智能化地震層位與斷層識別、智能化速度譜拾取、智能化沉積相解釋等技術，提高了初至拾取等地震處理環節工作效率6倍以上，提高了斷裂解釋、屬性解釋等地震解釋環節的精度10%以上。

2.2典型應用實例

物探技術不斷取得新進展，用新的技術手段解決了復雜油氣勘探地質難題，帶動了高陡構造、碳酸鹽巖、低滲透、致密油氣、火成巖、巖性、潛山等七個領域一批新油氣田的發現[7]，支撐了中石油連續17年來探明石油儲量持續保持在6×108t以上，連續16年探明天然氣儲量持續保持在4000×108m3以上。

2.2.1高陡構造領域應用實例

中石油前陸盆地剩余油氣資源主要集中在地表復雜、地下構造復雜的高勘探難度地區。針對地形起伏劇烈、構造樣式復雜、復雜構造區資料信噪比極低、成像難度大等難點，應用寬線、高密度三維、井震聯合激發、表層精細調查、精細靜校正、疊前深度偏移等技術[4]，在庫車、英雄嶺、阿爾金山前、準南、川西北、吐哈北部山前等復雜圈閉落實中起到決定性作用，在許多復雜山地區油氣勘探取得重大突破。

在柴達木英雄嶺地區，2011年開始實施山地高密度寬方位三維地震勘探，資料品質較以往二維地震有了質的飛躍（圖2），支撐探井成功率由以往的18%提高到71.4%，評價井成功率達96%。物探技術進步破解了柴達木盆地英雄嶺地區勘探世界級難題，新發現落實構造圈閉32個，探明石油地質儲量1.5×108t，為英雄嶺發現單個油藏儲量規模最大、豐度最高、開發效益最佳的整裝油氣田奠定基礎。建成產能80×104t，為建設千萬噸級高原油氣田做出了巨大貢獻。

在庫車地區，“十二·五”以來，整體部署地震采集，利用高密度、寬方位＋可控震源地震采集技術提高資料品質；利用復雜地表低降速帶層析反演、TTI各向異性速度網格層析反演、TTI各向異性疊前深度偏移、單程波疊前深度逆時偏移、真地表深度偏移等技術，有效提高疊前偏移成像精度（圖3）。庫車地區探井成功率由以前的不足50%提高到現今的85%，探井深度誤差率由早期的7%縮小為現今的1%左右，不斷發現有利區帶、圈閉。天然氣勘探實現持續突破，探明天然氣地質儲量超過2×1012m3，油2400×104t以上，建成天然氣產能超過200×108m3，為西氣東輸奠定了扎實基礎。利用地震資料落實構造圈閉，支撐風險探井中秋1井上鉆，日產天然氣33×104m3、凝析油21.4m3，新發現儲量超千億立方米整裝凝析氣藏，開辟了庫車天然氣勘探新戰場。

在準噶爾南緣，高精度采集、高保真處理和精細疊前疊后儲層預測，落實目標和儲層展布，助推風險探井高探1井順利上鉆，高探1井日產原油1213m3、天然氣32.17×104m3，獲得中國陸上單井最高日產。南緣下組合展現規模前景，打開了南緣下組合油氣勘探新局面。

2.2.2巖性—地層領域應用實例

中國大型坳陷湖盆以陸相湖泊沉積為主，大面積陸相地層巖性油氣藏是勘探開發的主體，油氣資源主要分布在薄儲層和小幅度構造[5]。針對巖性油氣藏沉積相帶復雜多變，單層厚度小，油氣水關系復雜，常規地震資料分辨率低，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，經過“十·二五”物探技術攻關，儲層預測精度大幅度提高，為環瑪湖、岐口、埕北、蘇里格等地區突破奠定了基礎。

在瑪湖地區，主要為沖積扇、扇三角洲近源快速堆積，沉積物粒度大、分選差、相變快，沉積物的厚度及分布范圍受物源和湖平面升降的影響較大，中—上二疊統儲層單層厚度一般為4～10m。近幾年下坡進洼，斜坡區逐漸由構造勘探轉為地層巖性型勘探。面對小斷裂識別、沉積相刻畫及優質儲層預測的地質難題，應用“兩寬一高”采集和處理技術，對瑪湖凹陷實現了高精度三維資料整體覆蓋，形成了超過4000km2的高精度三維數據體。經過整體連片處理、多學科一體化攻關，瑪湖凹陷三疊系T1b2沉積相解釋由2012年的四大扇體修改為2014年的六大扇體，沉積扇體系認識發生了重大變化（圖4）。落實有利前緣相帶總面積10000km2，探井成功率由之前的31%提高到75%，落實了瑪南瑪湖1井、瑪東鹽北1井、風南、艾湖、瑪東、達巴松—夏鹽等油藏群，落實三級儲量超過10×108t，形成了亞洲最大的砂礫巖油田。

在鄂爾多斯盆地，針對黃土塬溝壑縱橫、表層吸收衰減嚴重、地震反射信號弱、地面檢波器組合難度大等難題，大膽應用高靈敏度單點檢波器接收、井炮+可控震源聯合激發等采集技術，攻關復雜黃土山地靜校正、近地表吸收補償、疊前Q深度偏移等技術，地震資料品質大幅度提高。精確刻畫了隱蔽性地層巖性油氣藏分布，顛覆了延長組傳統長3—長7水平層狀分層的地質認識，地層解釋變為四期前積體，明確了沉積結構規律（圖5）。在慶城地區預測長7頁巖油有利區面積1×104km2，探明了10×108t慶城大油田，支撐了華H60、華H90（水平段長5060m，刷新亞洲陸上最長水平段水平井紀錄）、華H100等一批叢式水平井軌跡設計，平均砂體鉆遇率89.3%，油層鉆遇率81.45%。

針對四川盆地沙溪廟河道砂體精細預測，利用高精度三維地震資料，開展雙高地震資料處理，河道砂體特征明顯，易于識別。攻關以巖石物理為核心的疊前儲層預測技術，定量預測儲層的孔隙度、有效儲層厚度和含氣性（圖6），為空間不連續河道砂體儲層規模儲量提交提供了高置信度的資料。準確刻畫了厚度大于6m的有效含氣儲層，沙溪廟河道砂體預測精度由80%提高到96%，含氣性預測精度達到90%，鉆井成功率達到89%，支撐了5000×108m3規模儲量（探明+控制）的提交。

2.2.3碳酸鹽巖領域應用實例

疊合盆地深層碳酸鹽巖是陸上油氣儲量新增長點。剩余資源主要集中在潛山巖溶、層間巖溶、順層深潛流巖溶、礁灘體巖溶、熱流體巖溶+白云巖化儲層。針對疊合盆地深層非均質碳酸鹽巖油氣藏埋藏深、年代老、儲層非均質性強、深層地震資料品質差等問題，“十二·五”以來強化開展碳酸鹽巖物探技術攻關，提高了縫洞儲層雕刻精度，為大川中、塔北等探區突破和增儲發揮了重要作用。在四川盆地大川中地區，整體部署高精度三維采集，開展“雙高”處理，地震資料深層品質提升明顯（圖7），預測了震旦系燈影組和寒武系龍王廟組縫洞性白云巖儲層。利用精細解釋技術、古構造和古地貌分析技術解剖了古隆起區域深層構造格局和古地貌特征，劃分了儲層發育的有利沉積相帶區；利用疊后地震屬性分析、疊后稀疏脈沖反演、疊后地質統計學反演和疊前同時反演、疊前彈性阻抗反演、疊前分方位裂縫預測等疊后疊前相結合的物探技術，有效預測了川中古隆起區域的龍王廟組和燈影組儲層、含氣有利區和縫洞發育區分布特征。在大川中地區縱向上發現震旦系燈二段、燈四段、寒武系龍王廟組三個主力產層，證實了高石梯—磨溪地區臺緣帶燈四段富氣“甜點”區面積1500km2，深度誤差小于0.5%，儲層符合率90%以上，燈影組探井成功率達85%，開發井成功率達100%，獲三級儲量14507×108m3。證實安岳氣田是中國地層最古老、熱演化程度最高、單體儲量規模最大的特大型氣田，是21世紀全球古老碳酸鹽巖的重大發現，是中國乃至世界天然氣工業史上重大的科學發現和勘探突破。

在川東大貓坪地區實施高精度三維地震，精細雕刻了礁灘地質體，支撐YA012?X16井首次實現“一井雙礁”，日產氣113.65×104m3；YA012?X11?C1井鉆遇生物礁儲層1160m，日產氣205.66×104m3，刷新四川盆地生物礁“儲層段最長、儲層鉆遇率最高、測試產量最高”等多項紀錄（圖8）。

在塔北地區，推廣高精度寬方位三維地震資料采集技術、高保真各向異性疊前深度偏移處理技術、井控條件下的構造精細解釋、縫洞體定量雕刻技術等，落實了構造背景、斷裂組合關系、裂縫發育帶，準確刻畫碳酸鹽巖斷溶體空間展布（圖9），實現縫洞儲層空間定量雕刻。在埋深6500～9000m的情況下，探井成功率由以前的50%左右提高到現今的82%以上。在富滿地區落實區內34條走滑斷裂，總長1300km，落實資源量油11.36×108t、氣4624×108m3，碳酸鹽巖勘探深度拓展到9000m以上，2020―2022年，試油百噸井93口。形成了縫洞儲量計算新方法，并成為企業標準，直接指導開發方案編制與井位部署，支撐塔北地區碳酸鹽巖持續上產增儲。

2.2.4火山巖領域應用實例

火山巖作為非沉積巖石，在噴發凝固過程或后期風化改造中形成有利儲層，是天然氣勘探的重要領域。針對火山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，火成巖成像困難，儲層物性差，高速（4000～6000m/s）、低孔隙度（5%～10%）、低滲透率（0.1～1mD），巖性復雜多樣，準確識別難等難題，采用重磁電震一體化技術攻關，提高火山巖油氣藏的勘探精度，提高鉆探成功率，實現勘探大發現。

在新疆克拉美麗地區，通過重磁、三維地震等資料于2008年探明火山巖天然氣地質儲量1053×108m3。2009年在滴西1井區4、滴西18井區實施了精細開發三維地震勘探，基本實現了對石炭系火山巖體內幕的精細刻畫（圖10），有效指導了該區產能井的實施。在外圍部署的評價井滴西176、滴西177、滴西178、滴西179等井先后在石炭系獲得了工業氣流，滴西178井和滴西179井在上覆梧桐溝組地層取得了新的發現，展現了滴西地區巨大的開發潛力。持續實施高精度三維地震，落實了一批有利圈閉及新的火山巖有利儲層發育帶。復查并重新刻畫了滴405井、滴西18井、滴西183井、滴西10井等7個有利目標，發現落實了滴西174西、滴西175南、滴西183東、滴西183北等6個火山口相圈閉，新落實了多個火山口和有利儲層展布。新的出油氣點不斷增多，含油氣范圍呈現出復合連片趨勢，為克拉美麗氣田增儲和開發奠定了扎實基礎。克拉美麗火山巖探明天然氣超過1000×108m3，車排子探明原油1.3×108t，展現了紅車斷裂帶整體連片含油的場面。落實川西南部火成巖有利相帶，部署永探1井測試日產天然氣22.5×104m3，為四川盆地天然氣勘探開辟新領域。

2.2.5成熟探區應用實例

地震資料挖潛是提高老區油氣勘探效益的重要路徑，提高采收率、支撐油氣藏高效開發是物探技術面臨的又一項挑戰。地震資料精細處理解釋是開展資料挖潛的重要技術手段。在大慶斜坡區精細勘探過程中，研發并推廣表層Q補償、黏彈性疊前偏移等新技術，地震資料有效頻寬提高了25Hz以上，砂體識別能力顯著增強。基于井震結合構造表征、儲層預測技術，實現窄小河道砂體精細刻畫，精細刻畫主河道，研究主河道與構造背景、圈閉、斷層的匹配關系。解決低級序斷層識別難題，斷距3m以上斷點組合率由78.5%提高到94.3%，實現儲層識別由定性到定量突破。厚度2m以上河道礦體描述符合率由77%提高到85.6%，河道表征精度由79.6%提高到86.1%，砂體頂面深度誤差由3‰縮小到0.5‰。井震資料結合后，斷層數量增加了71.9%，新識別出了薩南—杏北西部河流體系，深化了前緣相窄河道等典型砂體沉積模式的認識，河道刻畫更加精細（圖11）。精細儲層預測指導大慶長垣老區部署擴邊高效井464口，完善和優化注采井1419口，增加可采儲量416.2×104t，累計增油313.97×104t。

2.2.6非常規領域應用實例

非常規油氣勘探開發面臨小微斷層和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，低孔低滲，物性差，油氣藏空間關系復雜等難題。利用巖石物理分析與測井評價技術，儲層礦物成分、裂縫、TOC以及含氣性等參數預測技術，斷層、裂縫、脆性和應力場預測技術，微地震監測技術，水平井地震導向技術等，基本滿足預測致密油氣（lt;4%）儲層底、微裂縫發育帶、TOC、巖石脆性的要求，在頁巖油、頁巖氣勘探開發中見到良好效果。

圍繞頁巖氣勘探，運用復雜構造精細解釋、地質工程“甜點”預測技術，從巖石物理建模出發，開展儲層厚度、TOC含量、孔隙度、含氣性等關鍵地質參數預測。基于CNN的頁巖儲層含氣量地震預測技術，綜合預測地質甜點區，從巖石物理建模出發，開展地層壓力、地應力、脆性等關鍵工程參數預測。利用實時速度跟蹤和成像、地震逐點導向等技術，調整井位軌跡，提高儲層鉆遇率（圖12），為四川盆地萬億立方米頁巖氣大氣區探明提供技術保障。有力支撐四川盆地長寧地區頁巖氣勘探，厚度5m儲層水平井鉆遇率由70%提高到85%，落實有利面積3188km2，支撐長寧—威遠和太陽區塊累計探明天然氣10610.3×108m3，形成萬億立方米頁巖氣大氣區，頁巖氣產量超過100×108m3。

長慶油田在致密油、致密氣勘探基礎上大力擴展勘探領域，2019年在頁巖油勘探領域取得重大突破。面對黃土塬山大溝深，創新單點井震混采技術，資料品質明顯提升。采用三維反演泊松比，預測源巖TOC、砂體厚度、孔隙度、含油性、脆性、裂縫、孔隙壓力等“甜點”參數。利用隨機森林法開展“甜點”綜合預測（圖13），通過260口井驗證，預測符合率達到87.7%，不符合井主要分布在工區邊緣，為頁巖油“甜點”優選和水平井導向夯實基礎。助推慶城油田10×108t規模儲量提交，成為頁巖油開發成效最好的地區，為長慶油田年產量達6000×104t油氣當量做出了巨大貢獻。

3認識與啟示

中國石油陸上復雜油氣勘探成效的取得得益于物探技術的進步和資料品質的大幅度提高。三維地震勘探在油氣儲量增長中發揮了重要作用，年度三維地震工作量與探明儲量呈正相關關系，支撐儲量長期處于高峰增長期。2000―2022年，探明石油儲量從4.2×108t升到9.2×108t，年增長4.6%，天然氣儲量從4118×108m3升到6975×108m3，年增長4.1%。支撐原油產量連續29年保持1×108t以上，天然氣產量持續保持較快增長，2020年天然氣產量當量首次超過原油，達到1.04×108t當量。

特別是近年來，在油氣勘探程度不斷提高、勘探開發難度不斷加大的情況下，2011―2022年，物探技術進步支撐中石油共發現20個億噸級油田和10個千億方氣田，為油氣產量穩中有升奠定了扎實基礎。2022年，長慶年產油氣當量躍上6500×104t，塔里木年產油氣當量跨入3300×104t，西南油氣田年產油氣當量邁上3000×104t。

在勘探對象日趨多樣、勘探難度不斷加大、勘探歷程曲折復雜的情況下，中石油為什么還能取得如此驕人的業績？得益于對物探技術的重視，得益于對物探技術關鍵問題認識的轉變，得益于管理思路的轉變，得益于管理模式的創新和方式轉變。

3.1加大物探技術投入是物探技術發揮先鋒作用的關鍵

物探技術是現代地球科學中的高新技術，既是解決油氣勘探開發中各種復雜地質問題的最主要手段，也是修正和完善勘探地質理論的最重要依據。隨著油氣勘探領域不斷向低幅度、深層、海域、非常規轉移，勘探目標更加復雜、隱蔽性更強，對高精度物探資料的依賴程度越來越高。為進一步落實加大油氣勘探開發力度相關要求，中石油2018年組織召開了各盆地座談會，加大地震工作量部署。2018―2022年，三維地震年均達到18219km2，物探投資占勘探開發投資比例保持在4.3%～5.2%。大力推廣寬方位高密度三維采集技術，強化精細處理解釋技術攻關，強化精細勘探，立體勘探，效益勘探，資料品質大幅度提高，帶來了一系列新的重大油氣發現。充分發揮出了物探在油氣勘探中的排頭兵、先鋒隊作用，支撐探明石油儲量年均增長8.588×108t，探明天然氣儲量年均增長8505×108m3。

3.2油氣在地質家的腦海里，更藏在高品質的地球物理資料里，深化了找油找氣哲學認識，明確了物探技術應用的目標

油氣埋藏在地下幾千米的巖石當中，地質家通過盆地演化分析、沉積分析、構造分析、成藏分析等一系列研究，確定可能的含油氣有利區和圈閉，經過鉆探發現油氣。其主要手段包括了地質調查、物探、鉆探以及其他相關活動。隨著油氣勘探對象日趨復雜，借助物探手段了解地下的地質狀況，認識生油、儲油、油氣運移、聚集、保存等條件，綜合評價含油氣遠景，確定油氣聚集的有利地區，找到儲油氣的圈閉并探明油氣田面積，查明油氣層情況和產出能力，是油氣勘探的主要技術手段之一。油氣勘探實踐表明，物探成果的精度對油氣勘探發現具有關鍵性作用。資料品質差，則圈閉描述精度低，儲層預測可靠性差；資料品質高，則構造解釋可靠，圈閉描述精度高，儲層預測置信度高，鉆探成功率高。

筆者提出的“油氣在地質家的腦海里，更藏在高品質的地球物理資料里”理念，明確了科學、有效地組織好物探技術的研發及應用，獲得高品質的物探資料，是油氣勘探開發取得突破的重要條件。物探工作的重點就是要通過新技術新方法的應用，提升資料品質，充分挖掘資料潛力；通過科學管理、技術方案科學決策，嚴把施工過程質量關，提升物探資料品質，獲得高品質的物探資料。

3.3目標在深層，問題在淺層，核心在速度，關鍵在創新，抓住了陸上雙復雜探區物探技術難題的牛鼻子

地震勘探一般是在地面激發、接收地震波，利用地下介質彈性和密度的差異，通過分析大地對人工激發地震波的響應，推斷地下巖層的性質和形態。在具體實施過程中，地震波兩次穿過近地表，而近地表一般由較疏松的第四系未成巖地層、巖石出露區及風化層等組成，地表包括平原、沙漠、戈壁、山地、水網等，平面變化大。地震波穿過近地表地層時一方面受到了強的吸收衰減，使來自地層反射信號發生了強烈畸變，另一方面由于地表起伏或地表巖性的變化，地震波發生扭曲或時差變化。地震勘探的首要技術問題是解決好淺層問題。

因此，筆者提出了地震勘探技術突破的關鍵是：“目標在深層，問題在淺層，核心在速度，關鍵在創新”，抓住了陸上雙復雜探區技術問題的牛鼻子，明確了技術攻關的方向。物探技術攻關的首要目標是研究解決淺層問題，強化淺層近地表結構調查，強化靜校正和波場識別，強化表層速度建模方法研究，在此基礎上建立全深度速度模型，為疊前深度偏移成像奠定扎實的基礎。根據新的偏移成像技術應用條件需要，強化關鍵技術創新，開展復雜地表數字露頭建模、各向異性研究，加大復雜地表表層調查的密度和調查深度，創新應用FWI等表層建模方法，提高表層建模精度，促進雙復雜探區成像技術進步。

3.4建立完整的物探技術管理體系提升，物探技術應用的科學性

為了適應陸上雙復雜探區勘探開發需求和新時代物探技術的不斷提升要求，進一步規范物探管理工作，貫徹綠色環保新發展理念，創新物探技術管理，著力提質增效，制定了一系列物探技術發展規劃、技術指導意見、企業標準和管理規范。規范了物探業務制度管理、標準管理、質量管理、信息化管理、科研攻關和人才培養等相關業務管理內容，形成了較完整的中國石油物探技術管理體系[8]。包括：①圍繞規范指導復雜探區復雜領域的技術應用，編制了物探業務管理辦法，開展物探業務管理頂層建設；②以支撐“油氣儲量增長高峰期”“高含水老油田二次開發”“天然氣快速增長”和“壓艙石工程”為目標，編制了“十二·五”物探技術發展規劃和“十三·五”“十四·五”物探技術發展指導意見；③遵循物探技術發展規律，開展基礎建設、強化質量控制，建設八大基礎數據庫，開發地震采集、處理、解釋量化質量控制軟件，減少了資料評價的人為性，大幅度提高質控效率；④遵循經濟有效原則，在統一頂層設計下開展標準體系制修訂，形成了包括國標、行標、企標和業務管理規范的完整的物探標準規范體系，確保了物探技術應用有據可依，有規可循；⑤以集團公司上游業務高質量發展目標為導向，加強信息化管理平臺建設，開發物探工程生產運行管理系統，實現生產動態管理、全生命周期管理，提高管理工作效率；⑥以中國石油物探技術可持續發展為根本，著力開展專項技術培訓和復合型人才的實訓鍛煉，一大批物探人才快速成長，在物探業務關鍵崗位上發揮著重要作用，隊伍建設取得重大成果。

中國石油物探技術管理體系的建立，形成了具有中國特色的國際一流油公司物探管理模式，實現了物探業務管理的制度化、標準化和科學化，大幅度提高了中國石油物探技術管理水平，確保了物探工程實施成效，為“雙復雜”領域勘探突破、復雜非均質儲層規模增儲及成熟探區精細挖潛起到了十分關鍵的支撐保障作用[9]。

4陸上雙復雜探區物探技術攻關方向

工業技術、計算機、信息技術、人工智能等技術的進步，為物探技術發展帶來了機遇。面向陸上深層、非常規、隱蔽儲層、小尺度地質體等目標，對物探技術精度要求越來越高[10]，必將推動物探技術向更高水平發展。

4.1面向極低信噪比雙復雜探區，持續發展全方位超高密度真地表地震勘探技術

在采集方面，需要發展基于復雜地表高精度影像、超高密度、非規則采樣地震采集設計技術，真地表地震測量與精細表層結構表征技術，自主定位、實時質控無線節點采集技術，基于直升機、無人機支持的施工作業和井震聯合激發技術等[11]。在處理方面，需要發展面向高陡復雜構造、復雜斷裂的真地表各向異性深度域成像技術（包括RTM、最小二乘、FWI、傾斜正交晶系等），非規則采樣的數據恢復技術，散射波壓制與繞射波成像技術，極低信噪比區復雜干擾波識別與壓制技術等。在解釋方面，需要發展復雜構造正演模擬與地質建模技術、逆掩斷裂精確解釋與演化分析技術、隱蔽型走滑斷裂識別與刻畫技術等。

4.2面向隱蔽性目標進一步發展全數字“兩寬兩高”采集和高精度儲層成像技術

在采集方面，需要發展面向薄儲層、弱反射特征地質目標的“兩寬兩高”單點地震采集技術，面向復雜油氣藏的三維井地聯采地震采集技術，淺地表未成巖地層吸收衰減調查技術（深井、多分量），基于自動收放的海洋OBN多源同步高效采集技術等。在處理方面，需要發展近地表未成巖地層吸收補償技術、寬頻高保真地震信號處理技術、Q場分析與建模技術、高分辨率高精度偏移成像技術（最小二乘、Q偏移等），面向復雜氣藏氣水識別的多波多分量處理技術、井地聯合成像技術等。在解釋方面，需要發展地震多屬性聚類、融合技術，深度域高頻層序解釋、儲層反演技術，基于多屬性高分辨率地震反演、滲透性預測、跨頻帶多尺度巖石物理分析技術，面向油藏的時頻電磁、井中電磁流體識別技術等。

4.3面向超高密度、海量地震數據，發展經濟高效的自動化、智能化物探技術

在采集方面，需要發展面向復雜地表的地震采集智能化設計、自動布點、自動鉆孔與檢波器埋置技術、震源自動激發、井震聯合主動激發技術等。在處理方面，需要發展地震初至智能拾取技術、智能數據分離與恢復技術、非規則采集智能數據插值與恢復技術、地震干擾波智能壓制技術、速度場和Q場智能建模技術等。在解釋方面，需要發展地震反射層位、層序、斷層、屬性智能拾取技術，基于深度學習的智能化儲層預測技術、多維智能巖石物理分析與建模技術、智能化地質目標綜合評價技術、專家決策系統等。

4.4面向剩余油預測和未來需求，探索研究全波場多參數全波形反演和多物理場勘探技術

一是多參數場全波形聯合反演技術。針對陸上地震采集數據低頻缺失、信噪比低、波形復雜問題，開展全波場的子波估計技術、高精度波動方程正演技術、地質約束的反演技術、多參數反演技術等研究。開展多參數反演，通過地震炮集數據直接反演地層參數信息（縱波、橫波、密度、各向異性參數和Q等），解決多參數反演收斂性問題，通過彈性參數估計刻畫和描述儲層。二是多物理場勘探技術。重點開展復雜地質條件下多尺度復雜地球物理波場特征與傳播理論、強非均質性介質地球物理響應及地震波傳播和流固作用機理研究；研發復雜地質條件下勘探裝備、巖石物理測量裝備和測量方法，夯實多物理場地球物理勘探技術研究基礎；探索多場源多尺度聯合處理方法、多物理場儲層參數預測方法，形成針對復雜地質目標的多源場多尺度油氣地球物理探測技術。

5結束語

陸上油氣目標依然是中國加大油氣勘探開發的重點領域。陸上雙復雜探區地震勘探技術的發展任重而道遠，既面臨理論上的創新與突破，也面臨技術應用上的創新與實踐，更面臨管理上的創新與認識突破。以塔西南為代表的陸上極低信噪比高難度探區、以塔里木臺盆區萬米深層為代表的超深層目標識別、以渤海灣“金豆子”為代表的成熟探區剩余油描述等仍面臨許多技術挑戰。地震資料依然不能滿足油氣勘探開發需求，需要轉變技術攻關與管理理念，以提升地震資料品質為宗旨，以突破近地表速度建模技術瓶頸為抓手，強化基礎研究，強化關鍵技術攻關與集成配套，推動物探技術進步，為油氣增儲上產奠定高品質資料基礎。