地震勘探技術(shù)及發(fā)展趨勢研究

摘 要：本文基于筆者多年從事地震勘探的相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，以地震勘探技術(shù)及發(fā)展趨勢為研究對象，論文首先分析了地震勘探技術(shù)的發(fā)展歷程，進(jìn)而探討了地震勘探技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，在此基礎(chǔ)上，論文對各種物探技術(shù)進(jìn)行了比較，全文是筆者長期工作實(shí)踐基礎(chǔ)上的理論升華，相信對從事相關(guān)工作的同行能有所裨益。

關(guān)鍵詞：地震勘探 物探技術(shù) 發(fā)展趨勢

中圖分類號(hào)：P631 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）05（b）-0237-02

物探技術(shù)是一門應(yīng)用性為主的學(xué)科，不言而喻，它的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。在地質(zhì)找礦、軍事工程、工程物探、工程質(zhì)量檢測等方面發(fā)揮著重大作用，對于保障國對民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展有著重大意義。在工程方面，物探技術(shù)更是和工程如影隨形，在工程選址、工程質(zhì)量檢測方面，都應(yīng)用十分廣泛。

在礦產(chǎn)資源勘查過程中，我們首先需要對各種物探方法和儀器有著充分地了解，再根據(jù)具體的工作目的選擇合適的物探方法和儀器，這樣才能更好更準(zhǔn)確地完成勘探任務(wù)，因此各種物探方法的特點(diǎn)及適用范圍以及所采用的物探儀器，我們都要進(jìn)行認(rèn)真地比較研究。地震勘探作為一種主要的物探方法我們更要加以重視和研究。在實(shí)際工作中，經(jīng)驗(yàn)的積累對于工作的展開也是有很重要的指導(dǎo)意義，所以，要在掌握理論方法和儀器設(shè)備使用的基礎(chǔ)上，注重實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累。

1 地震勘探技術(shù)的發(fā)展歷程

地震勘探技術(shù)隨著現(xiàn)代相關(guān)技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展，取得的成就也進(jìn)一步豐富。事物是運(yùn)動(dòng)發(fā)展的，運(yùn)動(dòng)是絕對的。就像我們的宇宙，時(shí)時(shí)刻刻都處于之中。隨著中國的崛起強(qiáng)大，國家對于科學(xué)技術(shù)的需求越來越高，其中也包括地震勘探技術(shù)。

回顧地震勘探技術(shù)的發(fā)展歷程，地震勘探技術(shù)始終處于不斷創(chuàng)新、飛速提高的過程之中。至今它已經(jīng)形成了一個(gè)復(fù)雜、龐大而完整的科學(xué)體系。數(shù)學(xué)、物理、計(jì)算機(jī)以及地質(zhì)學(xué)的各個(gè)分支都滲透到這個(gè)領(lǐng)域之中，因此，地震勘探變成了一門綜合性的科學(xué)，它的發(fā)展可以按如下時(shí)間進(jìn)行劃分。

30年代，地震勘探技術(shù)第一次飛躍，由折射地震法改進(jìn)為反射法；50年代，地震勘探技術(shù)第二次飛躍，出現(xiàn)多次覆蓋技術(shù)；60 年代，地震勘探技術(shù)第三次飛躍，出現(xiàn)了數(shù)字地震儀及數(shù)字處理技術(shù)；70年代初期，地震勘探技術(shù)第四次飛躍，出現(xiàn)了偏移歸位成像技術(shù)；70年代后期，地震勘探技術(shù)第五次飛躍，出現(xiàn)了三維地震勘探技術(shù)；90年代，地震勘探技術(shù)第六次飛躍，出現(xiàn)了高分辨率與三維地震結(jié)合。

2 地震勘探儀器的發(fā)展

地震勘探儀器主要是記錄地震波，按地震波的記錄方式，地震勘探儀器的發(fā)展已經(jīng)歷了6代。

第一代是電子管地震儀，一般稱模擬光點(diǎn)記錄地震勘探儀。這代地震儀大多數(shù)由電子管制成。由于光點(diǎn)感光方式的限制，其動(dòng)態(tài)范圍小，僅有20 dB，頻帶寬約10 Hz，采用自動(dòng)增益控制，記錄結(jié)果不能作數(shù)字處理。第二代是晶體管地震儀，一般稱模擬磁帶記錄地震勘探儀。大多數(shù)采用晶體管電路，利用磁帶記錄，可多次回放，并可作多次疊加和數(shù)據(jù)處理。動(dòng)態(tài)范圍達(dá)50 dB，頻帶寬為15～120 Hz，采用公共增益控制或程序增益控制。第三代是集成電路地震儀， 一般稱數(shù)字磁帶記錄地震勘探儀器。這代地震儀采用二進(jìn)制增益控制方式和瞬時(shí)浮點(diǎn)增益控制。它把檢波器輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字化信息，記錄在磁帶上。其動(dòng)態(tài)范圍為120～170 dB，頻帶寬為3～250 Hz以上，記錄的振幅精度高達(dá)0.1%～0.01%。第四代是大規(guī)模集成電路地震儀，一般稱早期遙測地震儀。遙測地震儀由許多分離的野外地震數(shù)據(jù)采集站和中央控制記錄系統(tǒng)組成。第五代是超大規(guī)模集成電路地震儀，通常稱為新一代遙測地震儀，為多種數(shù)據(jù)傳輸模式的地震儀。第六代是全數(shù)字遙測地震儀，采用是全數(shù)字化地震數(shù)據(jù)傳輸與記錄系統(tǒng)。從21世紀(jì)初（2002年）開始，主要標(biāo)志是采用微機(jī)械電子技術(shù)成功制造數(shù)字地震傳感器，從而從技術(shù)上解決了傳統(tǒng)模擬地震檢測器制約地震勘探發(fā)展的瓶頸問題。包含地震勘探技術(shù)的物探技術(shù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展始終處在互動(dòng)的良性循環(huán)之中，工業(yè)化的生產(chǎn)需求推動(dòng)著物探技術(shù)不斷創(chuàng)新，物探技術(shù)的進(jìn)步極大地促進(jìn)了工業(yè)的發(fā)展。目前，地質(zhì)勘查的難度越來越大，重大實(shí)際問題正在促進(jìn)地球物理極限的延伸，向物探技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。

3 地震勘探技術(shù)的現(xiàn)狀

3.1 地震勘探儀器設(shè)備現(xiàn)狀

諸多的勘探新技術(shù)對勘探儀器和設(shè)備提出了越來越高的要求。寬方位角采集在成像分辨率、相干噪聲衰減以及辨識(shí)定向斷裂等方面的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)越來越引起大家的重視。數(shù)字檢波器振幅校正、溫度變化、時(shí)效性、可靠性和穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于常規(guī)的機(jī)械式檢波器，而且它為全數(shù)字輸出，有較好的電磁兼容性能，動(dòng)態(tài)范圍大、信號(hào)畸變小，具有優(yōu)異的矢量保真度。對于目前的地震勘探的應(yīng)用已經(jīng)非常成熟，軟硬件的開發(fā)水平隨著科技水平的提高也越來越高。其中地震勘探的儀器和設(shè)備也逐漸趨向于智能化、高速化、輕便化和特色化。

3.2 地震勘探技術(shù)現(xiàn)狀

近幾年來，隨著物探裝備的發(fā)展，地球物理勘探技術(shù)特別是地震勘探自從在石油工業(yè)中應(yīng)用以來，始終處于不斷的發(fā)展和改進(jìn)中。以高分辨率地震、高精度3D地震、疊前偏移成像、山地地震、高精度重磁等為代表的勘探地球物理技術(shù)，以約束反演、屬性分析、4D地震、井中地震、多波多分量地震等為代表的油藏地球物理技術(shù)正躍上新的臺(tái)階。特別是隨著近些年來，電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)等相關(guān)學(xué)科的飛速發(fā)展，地震勘探已經(jīng)從最初的一維勘探到現(xiàn)在的三維甚至是四維勘探。從單分量到現(xiàn)在的多分量，從簡單的構(gòu)造勘探到尋找隱蔽巖性油氣藏。

地震相干解釋技術(shù)、地震相分析技術(shù)、波阻抗反演技術(shù)、三維可視化技術(shù)等為代表的一系列新技術(shù)的出現(xiàn)，以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在數(shù)字處理中的應(yīng)用，在實(shí)際工作中得到了全面推廣應(yīng)用和發(fā)展。用于地震數(shù)據(jù)處理和解釋的軟件，在后期的數(shù)據(jù)處理解釋的過程中是必不可少的。常見的數(shù)據(jù)處理軟件有Geocluster、Seimic等，常用的解釋軟件比如：Landmark、Jason等一些著名的解釋系統(tǒng)，并且在實(shí)際應(yīng)用中，很多功能都在不斷的擴(kuò)展，以適應(yīng)地震數(shù)據(jù)處理?？傊S著相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步提升，地球物理所應(yīng)用的軟硬件也在進(jìn)一步提高。

4 地震勘探技術(shù)的未來發(fā)展趨勢

4.1 地下探測趨勢

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使得地震資料的處理和解釋的水平有了更進(jìn)一步的發(fā)展。新技術(shù)和新方法層出不窮，并將投入到實(shí)際的生產(chǎn)和應(yīng)用中。隨著油田勘探開發(fā)的深入，地球物理正從一種勘探工具向油藏描述和檢測工具過渡。大量的地震數(shù)據(jù)和地下的VSP測井和鉆井緊密結(jié)合，使我們能夠從地面數(shù)據(jù)中挖掘越來越多的地下信息。地球物理將伴隨著人們對地下資源的不斷需求而不斷發(fā)展。

4.2 高分辨、高可靠性、實(shí)時(shí)成像趨勢

在工程物探巨大市場需求的帶動(dòng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的推動(dòng)下，未來幾年工程物探技術(shù)與新儀器的開發(fā)將呈現(xiàn)良好的勢頭，開發(fā)水平將大大提高，新儀器將以高分辨、高可靠性、實(shí)時(shí)成像儀器為主流。

4.3 靜態(tài)向動(dòng)態(tài)過渡趨勢

精確的油藏表征是油藏管理及生產(chǎn)最大效率的關(guān)鍵步驟。油藏的靜態(tài)表征數(shù)據(jù)是地震數(shù)據(jù)孔隙度等，用作標(biāo)定的數(shù)據(jù)主要是VSP測井、鉆井等獲取的地質(zhì)數(shù)據(jù)，油藏的開發(fā)是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，因此靜態(tài)表征須向動(dòng)態(tài)表征過渡。在整個(gè)油田的開采過程中，靜態(tài)油藏特性如孔隙度、滲透率等和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)都將會(huì)得到更新。油藏模型已從最初的簡單模型不斷優(yōu)化，指導(dǎo)整個(gè)油田的合理開采。

4.4 新技術(shù)勘探趨勢

5 主要物探技術(shù)比較

5.1 磁法勘探

以巖、礦石間的磁性差異為基礎(chǔ)，通過觀測與研究天然及人工磁場的變化規(guī)律來解決地質(zhì)問題的方法。用途：尋找磁鐵礦（直接找礦）；尋找含磁性礦物的各種礦產(chǎn)；地質(zhì)填圖；地質(zhì)構(gòu)造等。特點(diǎn)：理論成熟，輕便、快速、成本低，但應(yīng)用范圍不夠廣。

5.2 電法勘探

以巖、礦石間的電性差異為基礎(chǔ)，通過觀測與研究天然及人工磁場的時(shí)空變化規(guī)律來解決地質(zhì)問題的方法。用途：地質(zhì)構(gòu)造；尋找油氣田、煤田；尋找金屬與非金屬礦產(chǎn)；水、工、環(huán)地質(zhì)問題等。特點(diǎn)：三多：參數(shù)多，場源多，方法多；二廣：應(yīng)用空間廣，應(yīng)用領(lǐng)域廣，但受地形及外部電磁場干擾大。

5.3 地震勘探

以巖、礦石間的彈性差異為基礎(chǔ)，通過觀測與研究地震波的時(shí)空變化規(guī)律來解決地質(zhì)問題的方法。用途：地層分層；地質(zhì)構(gòu)造；尋找油氣田、煤田；工程地質(zhì)問題等。特點(diǎn)：探測深度大，精度高，但要放炮，工作難度大，破壞環(huán)境。

5.4 放射性勘探

5.5 物探新方法

6 結(jié)語

隨著中國的崛起強(qiáng)大，國家對于科學(xué)技術(shù)的需求也越來越高，其中也包括地震勘探技術(shù)?？傊?，地震勘探技術(shù)是一門以應(yīng)用為主的學(xué)科，它是以不同巖、礦間物理性質(zhì)的差異作為基本的和必要的前提條件，以各種設(shè)備儀器為重要手段，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，對國民經(jīng)濟(jì)和國防有重大影響的一門技術(shù)科學(xué)。技術(shù)的進(jìn)步將推動(dòng)地震勘探技術(shù)的革新，現(xiàn)今存在的諸多問題也將會(huì)被解決，而且對于地震勘探技術(shù)的投入也在不斷地?cái)U(kuò)大，新的技術(shù)也將會(huì)不斷的被應(yīng)用，我們相信新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用將會(huì)帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]王平，馬小平.三維地震勘探技術(shù)應(yīng)用[J].新疆地質(zhì).

[2]楊瑞召，李洋，龐海玲，等.地震勘探技術(shù)發(fā)展趨勢研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2013（2）.