地震勘探技術(shù)的發(fā)展及主要物探技術(shù)的比較

  引言

 

  物探技術(shù)是一門(mén)應用性為主的學(xué)科，不言而喻，它的應用領(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(zhù)重大作用，對于保障國對民經(jīng)濟穩定發(fā)展有著(zhù)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，都應用十分廣泛。

 

  在礦產(chǎn)資源勘查過(guò)程中，我們首先需要對各種物探方法和儀器有著(zhù)充分地了解，再根據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)驗的積累對于工作的展開(kāi)也是有很重要的指導意義，所以，要在掌握理論方法和儀器設備使用的基礎上，注重實(shí)踐經(jīng)驗的積累。

 

  1地震勘探技術(shù)的發(fā)展歷程

 

  地震勘探技術(shù)隨著(zhù)現代相關(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。事物是運動(dòng)發(fā)展的，運動(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(zhù)中國的崛起強大，國家對于科學(xué)技術(shù)的需求越來(lái)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(guò)程之中。至今它已經(jīng)形成了一個(gè)復雜、龐大而完整的科學(xué)體系。數學(xué)、物理、計算機以及地質(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(mén)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，出現多次覆蓋技術(shù)；60年代，地震勘探技術(shù)第三次飛躍，出現了數字地震儀及 數字處理技術(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，出現了高分辨率與三 維地震結合。

 

  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(chēng)模擬光點(diǎn)記錄地震勘探儀。這代地震儀大多數由電子管制成。由于光點(diǎn)感光方式的限制，其動(dòng)態(tài)范圍小，僅有20dB，頻帶寬約10Hz，采用自動(dòng)增益控制，記錄結果不能作數字處理。

 

  第二代是晶體管地震儀，一般稱(chēng)模擬磁帶記錄地震勘探儀。大多數采用晶體管電路，利用磁帶記錄，可多次回放，并可作多次疊加和數據處理。動(dòng)態(tài)范圍達50dB，頻帶寬為15～ 120Hz，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(chēng)數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轉化為數字化信息，記錄在磁帶上。其動(dòng)態(tài)范圍為120～170dB，頻帶寬為3～250Hz以上，記錄的振幅精度高達0.1～0.01%。

 

  第四代是大規模集成電路地震儀，一般稱(chēng)早期遙測地震儀。遙測地震儀由許多分離的野外地震數據采集站和中央控制記錄系統組成。

 

  第五代是超大規模集成電路地震儀，通常稱(chēng)為新一代遙測地震儀，為多種數據傳輸模式的地震儀。 第六代是全數字遙測地震儀，采用是全數字化地震數據傳輸與記錄系統。從21世紀初（2002年）開(kāi)始，主要標志是采用微機械電子技術(shù)成功制造數字地震傳感器，從而從技術(shù)上解決了傳統模擬地震檢測器制約地震勘探發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。

 

  包含地震勘探技術(shù)的物探技術(shù)與經(jīng)濟發(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(zhù)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(lái)越大，重大實(shí)際問(wèn)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。

 

  地震勘探技術(shù)的現狀

 

  地震勘探儀器設備現狀

 

  諸多的勘探新技術(shù)對勘探儀器和設備提出了越來(lái)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定向斷裂等方面的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)越來(lái)越引起大家的重視。數字檢波器振幅校正、溫度變化、時(shí)效性、可靠性和穩定性遠遠優(yōu)于常規的機械式檢波器，而且它為全數字輸出，有較好的電磁兼容性能，動(dòng)態(tài)范圍大、信號畸變小，具有優(yōu)異的矢量保真度。 對于目前的地震勘探的應用已經(jīng)非常成熟，軟硬件的開(kāi)發(fā)水平隨著(zhù)科技水平的提高也越來(lái)越高。其中地震勘探的儀器和設備也逐漸趨向于智能化、高速化、輕便化和特色化。

 

  地震勘探技術(shù)現狀

 

  近幾年來(lái)，隨著(zhù)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)中應用以來(lái)，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)正躍上新的臺階。特別是隨著(zhù)近些年來(lái)，電子技術(shù)、計算機技術(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在的三維甚至是四維勘探。從單分量到現在的多分量，從簡(jiǎn)單的構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，以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )在數字處理中的應用，在實(shí)際工作中得到了全面推廣應用和發(fā)展。用于地震數據處理和解釋的軟件，在后期的數據處理解釋的過(guò)程中是必不可少的。常見(jiàn)的數據處理軟件有 Geocluster、Seimic等，常用的解釋軟件比如：Landmark、Jason 等一些著(zhù)名的解釋系統，并且在實(shí)際應用中，很多功能都在不斷的擴展，以適應地震數據處理。

 

  總之，隨著(zhù)相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步提升，地球物理所應用的軟硬件也在進(jìn)一步提高。 4地震勘探技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢 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)和應用中。隨著(zhù)油田勘探開(kāi)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(guò)渡。大量的地震數據和地下的VSP測井和鉆井緊密結合，使我們能夠從地面數據中挖掘越來(lái)越多的地下信息。地球物理將伴隨著(zhù)人們對地下資源的不斷需求而不斷發(fā)展。

 

  高分辨、高可靠性、實(shí)時(shí)成像趨勢 在工程物探巨大市場(chǎng)需求的帶動(dòng)和計算機技術(shù)的推動(dòng)下，未來(lái)幾年工程物探技術(shù)與新儀器的開(kāi)發(fā)將呈現良好的勢頭，開(kāi)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。

 

  態(tài)向動(dòng)態(tài)過(guò)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)表征數據是地震數據孔隙度等，用作標定的數據主要是VSP測井、鉆井等獲取的地質(zhì)數據，油藏的開(kāi)發(fā)是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，因此靜態(tài)表征須向動(dòng)態(tài)表征過(guò)渡。在整個(gè)油田的開(kāi)采過(guò)程中，靜態(tài)油藏特性如孔隙度、滲透率等和動(dòng)態(tài)數據都將會(huì )得到更新。油藏模型已從最初的簡(jiǎn)單模型不斷優(yōu)化，指導整個(gè)油田的合理開(kāi)采。

 

  新技術(shù)勘探趨勢

 

  近幾年來(lái)，隨著(zhù)物探裝備的發(fā)展，以高分辨率地震、高精度3D地震、疊前偏移成像、山地地震等為代表的地球物理勘探技術(shù)，以約束反演、屬性分析。4D地震、井中地震、多波多分量地震等新技術(shù)正躍升為新的臺階。

 

  主要物探技術(shù)比較 在選擇合適的地震勘探方法和設備之前，應對所有物探技術(shù)方法有全方面的了解，為此，將主要物探技術(shù)進(jìn)行如下比較：

 

  磁法勘探 以巖、礦石間的磁性差異為基礎，通過(guò)觀(guān)測與研究天然及人工磁場(chǎng)的變化規律來(lái)解決地質(zhì)問(wèn)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)構造等。 特點(diǎn)：理論成熟，輕便、快速、成本低，但應用范圍不夠廣。

 

  電法勘探 以巖、礦石間的電性差異為基礎，通過(guò)觀(guān)測與研究天然及人工磁場(chǎng)的時(shí)空變化規律來(lái)解決地質(zhì)問(wèn)題的方法。 用途：地質(zhì)構造；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(wèn)題等。 特點(diǎn)：三多：參數多，場(chǎng)源多，方法多；二廣：應用空間廣，應用領(lǐng)域廣，但受地形及外部電磁場(chǎng)干擾大。

 

  地震勘探 以巖、礦石間的彈性差異為基礎，通過(guò)觀(guān)測與研究地震波的時(shí)空變化規律來(lái)解決地質(zhì)問(wèn)題的方法。 用途：地層分層；地質(zhì)構造；尋找油氣田、煤田；工程地質(zhì)問(wèn)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。

 

  放射性勘探 以某些元素具有天然和人工激發(fā)的核輻射特性為基礎，通過(guò)觀(guān)測與研究核輻射場(chǎng)的時(shí)空變化規律來(lái)解決地質(zhì)問(wèn)題的方法。 用途：放射性鈾、釷礦；與放射性元素伴生的稀有、稀土、 鉀鹽礦；尋找油氣田、煤田；尋水；構造等。 特點(diǎn)：不受環(huán)境干擾，高效、方便、低成本、可確定礦石品位等優(yōu)點(diǎn)，但探測深度淺。

 

  物探新方法 高密度電法；瞬變電磁法（TEM）；連續電導率剖面法EH- 4（高頻大地電磁法）；探地雷達法

 

  ；高分辨率地震勘探等。