地球物理勘探技术新进展

地球物理勘探新进展地球物理勘探新进展概论概论……………………………………………………………………..2..2--8484地震资料野外采集地震资料野外采集……………………………………8585--241241地震资料反演与储层精细预测地震资料反演与储层精细预测……..242..242--330330目录z纵观全球地球物理勘探活动总的趋势，浏览世界物探技术发展状况及其远景，结合我国“稳定东部、发展西部”的勘探方针和对近几年勘探市场技术需求的预测，今后几年地球物理勘探技术的发展将集中在以下两个方面进行深层次地展开：（1）复杂地区油气勘探的地球物理勘探技术；（2）地球物理技术向油气田开发领域内延伸。概论概论z所谓复杂地区是指地表或地下条件复杂的地区，而地表条件复杂往往也伴随着地下条件十分复杂，例如我国多数前陆冲断带，地表为起伏剧烈的山地，地下逆掩推覆，地层陡峭，断裂纵横。在这些地区，有的地方过去可能被视为地震工作的“禁区”，现在随着油气勘探程度的提高及油气勘探形势的需要，不仅要闯入这些禁区，而且要求得到品质较高的资料，这就要求我们必须在现有技术的基础上，研究开发一些新的技术来适应这种需要。据埃索石油公司研究报告提供，1998年全球所发现的石油储量，使整个全球石油储量增长1.5％，达到1410亿吨；天然气增加了1.1％，达到了146万亿m3，从而保证了石油探明可采储量的增长幅度大于消费量增长幅度。在当前，在一些条件较好、规模较大的油气区逐渐被发现以后，在上述复杂地区寻找油气储量必将在新增油气储量中占有一定的比例。因此，今后的地球物理勘探活动，很大一部分要在这些地区开展，围绕着这些勘探活动的技术发展，就成为今后几年物探技术发展的主要趋势之一。z斯仑贝谢公司油藏管理总裁曾说：上世纪初，原油采收率只有2－3％，目前原油采收率平均已达30～35％，未来10年采收率目标可望达到50％，由此能使现有地下储量增加15％，这几乎相当于全球可采储量翻了一番。因此说，提高原油采收率，比通过勘探活动在新区、新领域、新层系发现的油气储量还要高得多。提高采收率，实际上就是提高油气田开发水平，其核心就是要适时地掌握地下的油藏模型，适时地采取有效措施，把原油采收上来。z过去，地球物理勘探技术主要指地震技术，为油气田开发做了很多工作，并有“开发地震”和“开发与开采地球物理”、“储层地球物理”等说法。今后，随着地球物理技术自身的发展，为油气田开发服务、向油气田开发领域的延伸，其广度和深度必将大大拓宽。围绕这一目标的技术发展与进步，就成为今后地球物理技术的另一个趋势。当今，美国的普鲁德霍湾和挪威的一些油田，其采收率已达57％～60％，可见这方面的潜力是很大的，而且通过技术上的进步，其目标也是可以达到的。复杂地区地球物理勘探技术进展复杂地区地球物理勘探技术进展复杂地区的含义复杂地区的含义z我们这里讨论的复杂地区，主要指对于从事地球物理勘探活动而言地表条件十分艰苦和恶劣的地区，如起伏剧烈的山地山前带、纵深的沙漠腹地、巨厚的砾石和黄土覆盖区、灰岩出露的喀斯特地区、水陆交替的海滩及沼泽地区等。当前主要矛盾集中在山地，随着强烈的造山运动，不仅地形陡峭，孤峰林立，而且地下地层褶皱强烈，逆掩推覆利复杂的断裂系统使地下也变得十分复杂。地表条件造成激发、接收条件变差，能量下传困难，从而使数据信噪比降低，有效信号能量弱，静校正问题严重；而地下条件又使速度场及各种属性分布函数十分复杂，信号成像十分困难。z在勘探成熟区，地表条件相对较好，但勘探目标在于新领域、新层系以及向周边地区延伸，这对已发现的油气层来说，问题变得相对复杂一些。当前矛盾主要集中在深层以及老油层之间的薄层及薄互层。前者主要是成像问题，后者除了成像之外还有一个分辨率的问题。我们所说的复杂地区，也包括这一方面的问题。zz技术发展现状及其存在的问题技术发展现状及其存在的问题z近些年来，复杂地区地球物理勘探技术的发展，在世界范围内是相对缓慢的，除了地震中的3D叠前深度偏移技术之外，基本没有出现较大的技术创新活动。分析其中原因，主要是复杂地区（特别是山地）野外数据采集、钻井等经济投入较大，花同样多的钱有可能在老油田提高采收率以及在老油田周边及其油田内新领域、新层系中找到的储量要多，投资者愿意把钱花在这上面，而投到复杂地区（主要是新区）的钱就相对少了，从而技术发展也就相对迟缓了。在我国，情况并非如此，这几年随着西部大开发以及石油系统的“稳定东部、发展西部”的方针，复杂地区地球物理勘探技术发展相对较快，我国西部地区的油气勘探绝大多数都属于复杂地区的油气勘探。下面进行的技术发展现状及存在问题的讨论，主要是针对我国情况而言的。z基本具备了上山进行地震数据采集（2D/3D）的作战能力z重磁电和地震，野外数据采集作业中，地震最复杂，因此我们这里针对地震来讨论。仪器设备、运载工具（车辆、包括租用直升飞机）、通信条件、人员生活供给和安全保障等都已初步形成能力；测量技术、钻井技术、激发接收技术近年来有较大的进步，至今基本能满足当前勘探精度的要求。z地震静校正技术z只要有一个相对稳定的潜水面，不管地表条件如何复杂和困难，当前技术都可以比较准确地估算出静校正量；在老地层出露地表，地表速度横向变化强烈，没有一个相对稳定的折射界面的情况下，静校正技术还没有完全过关。这时只有通过试验和重复估算，并结合分析叠加效果来确定最终静校正量。因此，在我国西北，多数前陆冲断带地区静校正技术都遇到了较大的困难，静校正技术还没有完全过关。z地震速度分析与速度建模技术z当前地震速度分析仍采用传统的基于水平层状介质的CMP叠加模型（有的地方采用了DMO速度分析模型）进行分析，显然这对复杂地区是不适应的。反射波层析反演和叠前深度偏移速度分析方法，由于在应用技术上还存在不少问题而没有应用于陆上数据。但它们必将成为复杂地区速度分析的基本方法，特别是叠前深度偏移。z速度模型建立技术十分陈规，层位信息的提取基于CMP叠加t0图，有的层速度采用Dix公式，或根据时距曲线斜率等方法进行计算，用井数据和VSP数据进行控制。建立的是一个速度时间深度模型，而不是速度深度模型。其应用也仅限于把t0图转换成构造图，而与成像没有联系。一边速度分析一边成像的叠前深度偏移速度分析方法，目前还没有得到实际应用。z地震数据处理技术z基本上仍采用传统的CMP叠加和叠后时间偏移处理流程，极少数地方采用了DMO叠加和深度偏移技术，但仍是试验性的处理。静校止和叠前压噪技术在近几年有了较大的长进，从而促使一些剖面的质量有所提高，满足了部分解释人员的需求。但在深层成像、逆掩推覆体下盘和盐下构造成像方面只能说有所进步，离需求仍存在较大的距离。围绕陆上数据叠前深度偏移技术的推广应用这条主线，相应的配套技术如基准面、静校正、信噪比、速度建模等技术，还存在一些问题有待研究和完善。从整体水平来看，资料处理技术与复杂地区数据处理的需求还有较大的差距。z重磁电勘探技术z上世纪90年代以来，重磁电勘探技术出现了前所未有的进步，主要表现在仪器的更新换代、数据处理周期的缩短、新方法和新技术的不断涌现，以及应用领域的不断扩大。比较突出的一项技术是，在MT技术基础上发展起来的EMP（CEMP）技术已正式投入生产并收到了较好的勘探效果，技术上也逐渐完善。大地电磁测深（MT）、建场测深（TEM）、可控源音频大地电磁（CSAMT）在应用上也有较大的长进。LCT综合处理解释系统的出现，促进了信号处理与解释技术的进步。另外，利用重磁电技术进行表层结构工程探测，为重磁电勘探技术的应用开辟了一个很宽阔的领域。z技术发展方向z在这一个项目范畴内，今后几年的发展方向是：以地震方法为本的综合地球物理勘探方法。多种地球物理勘探数据集成一体的综合处理解释方法，将是综合地球物理勘探方法技术发展的核心；地震数据3D空间深度域准确成像将成为技术发展的关键。zz综合地球物理勘探方法综合地球物理勘探方法z复杂地区（特别是前陆冲断带）油气勘探技术的发展方向，必然朝综合地球物理勘探方法的方向发展。地震的主导作用地位丝毫不会动摇，重磁电方法已不完全限于区域勘探和基底性质的调查，而当地震遇到困惑时，重磁电信息有时能使你摆脱困境，产生新的认识，从而指导在目标勘探中的地震解释。一个新的观念是：重磁电和地震信息解释不是对解释结论的相互验证，而是对解释思路的相互启发；不是发生在解释的末尾和成果的汇总，而是从勘探部署开始到数据采集、处理、解释全过程的有机融合。当前，已见到了这种结合成功的实例，勘探效益十分显著。今后这种结合将成为取得勘探成功的必经途径，因此综合地球物理勘探技术的发展必将是今后几年的发展方向。z复杂山地3D勘探技术z前陆冲断带地表多为陡峭的山地和山前，地下构造十分复杂，断裂十分发育，地层褶皱强烈。要探明地下地质情况，必须进行3D地震观测，因此复杂山地3D勘探技术是当前一个重要的地球物理勘探技术的发展趋势，而且会围绕3D观测系统及施工方案设计、3D静校正和叠前压噪、3D速度分析与建模以及3D数据深度空间成像等问题向更深层次的发展，最终得到一个高质量的3D深度空间成像的数据体以及3D深度空间的速度分布函数。前者用于构造解释，准确地确定其几何特征；后者用于储层特性的研究以及其它多方面的应用。今后几年，复杂山地3D勘探活动日益增多，必将促进山地3D勘探技术的高速发展。zz静校正技术静校正技术z传统的野外静校正量估算、初至折射静校正都是建立在有一个相对稳定基准面基础之上的。今后的发展是在老地层出露地区，没有一个相对稳定的折射界面而地表速度横向变化剧烈的情况下，采用什么样的方法对波场进行校正。走时层析反演近地表模型结构以及不规则观测面上的波动方程延拓及其层替换有可能得到较广泛的应用，成为静校正技术的发展方向。z信噪比处理技术z叠前压噪已成为复杂地区地震数据处理提高信噪比的主要手段，今后的研究与发展主要是深度和广度，并朝适用性发展，具体课题一是多道统计求滤波因子，二是非线性滤波系统压噪，三是叠前多域正交分解及多域交替处理压噪。在复杂地区，由于地表条件的复杂多变，采集数据信噪比往往很低，因此提高信噪比的处理技术始终是一项重要技术。z层析反演和深度偏移速度分析方法z速度是一个非常重要的信息，传统的速度分析方法不能适应复杂地区地震数据的处理和解释的需求。在复杂地区地震数据处理和解释中，反射波走时层析反演和深度偏移速度分析方法；有可能取代现有的速度分析方法。层析反演能使模型变得十分细微，适用于非均质体模型；深度偏移方法把成像与速度分析紧密结合在一起，保证了速度的准确性。射线路径走时最小和偏移叠加最大能量成像，是我们常用的两条原则，如果能把它们融合在一起，有可能使问题得到更完美的解决。目前的层层剥脱方法，有可能成为它们融合的途径，同时也说明了这种融合是完全有可能的。z深度偏移技术z地震数据从时间域逐渐转向到深度域内进行，这是适应复杂地区地震数据处理发展的一个趋势。深度偏移技术是从时间域转向深度域最好的桥梁，也是处理与解释结合最好的纽带。过去几年，深度偏移技术在海上油气勘探中获得了巨大的成功，带来了难以估量的勘探效益。这说明深度偏移技术本身（方法与算法）已处于成熟阶段。对于陆上数据，特别是那些需要进行深度偏移处理的数据，目前仍处于蜻蜓点水式的试验效果，还未见到带来巨大勘探效益的成功实例。究其原因，主要是陆上数据深度偏移处理还存在基准面、静校正、信噪比、速度深度模型以及信号振幅严重失真等问题。今后这项技术的发展是朝陆上数据应用技术方向发展，形成与深度偏移技术发展的多项配套技术。zz3D3D可视化、模拟解释技术可视化、模拟解释技术z近几年来，油气工业界已经意识到，地学数据（地球物理数据占很大比例）的3D可视化和模拟，已成为勘探与开发自然资源的重要组成部分，使用先进的计算机图形技术（虚拟环境）能够提高勘探效率并降低成本。z目前大部分虚拟环境的重点都是通过使用真实3D环境、大屏幕以及结合不同学科来改善使用者对地学数据的理解。过去几年，触觉力反馈装置和实时声音合成技术已足够成熟，将触觉和听觉综合进视觉虚拟环境的