地震勘探技术发展中的若干热点问题Word文档格式.docx
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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的发展
复杂地区的含义
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。
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。
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技术发展现状及其存在的问题《石油人》
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。
基本具备了上山进行地震数据采集（2D/3D）的作战能力
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。
地震静校正技术
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。
地震速度分析与速度建模技术
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。
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。
地震数据处理技术
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。
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
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。
综合地球物理勘探方法
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。
复杂山地3D勘探技术学习
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。
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。
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。
层析反演和深度偏移速度分析方法
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。
深度偏移技术
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。
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。
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条件已经具备。
对大多数人来说，视觉是最重要的输入渠道，而很少通过触觉和听觉来感知、分析数据。
这项技术的发展，将超越视觉范畴、触摸虚拟目标、用非语言声波来探测数据（科学声化法）以及多感官方法等途径进行纯粹的数据集研究，来增进使用者对数据的理解，并能以同一个解释模型与多个数据集的交互作用，来促进多种数据的综合解释。
利用地震信息直接预测储层含油气特性
利用地震信息直接检测油气由来已久，如亮点、暗点、AVO技术、属性分析技术等，它们均是利用地震波的某种或某几种特征值来预测油气。
有人称之为全波分析技术的未来的预测方法，是基于对地震波的整体分析的，也就是说，不但要分析地震波的振幅、频率和相位，而且还要分析地震波的波形变化和波形结构的变化。
首先建立振幅绝对值的包络曲线及其灰色模型，并进行数值预测，寻找油气富集区域；
然后对所找到的区域进行灰色关联，研究各地震道之间的关联特征及其与油气之间的关系。
全波分析油气预测技术是在数据结构分析技术基础上发展起来的，它的应用前景有可能优于利用单项特征或几项特征进行油气预测的属性分析方法，它有可能被推广应用到勘探开发各阶段探井、评价井、生产井或调整井的油气层识别上。
地球物理勘探技术向油气开发领域内延伸
地球物理勘探技术向油气田开发领域内延伸，是今后若干年地球物理技术发展的另一大领域。
其原因主要来自以下三个方面：
第一，随着勘探程度的提高，勘探新区逐渐缩小，勘探市场和勘探工作量逐渐萎缩，迫使勘探工作者开辟新的市场，寻找新的工作领域；
第二，随着勘探程度的提高，勘探目标多为复杂地区，对勘探技术发展的需求仅局限于复杂地区的3D深度空间准确成像，而对于高精度、高分辨率、高保真度的地球物理勘探技术的发展，还必须寻找新的目标来保证技术的进步，而向油气田开发领域延伸对技术的需求，正好与这种需求相吻合；
第三是来自油气田开发的需求，要想提高采收率，提高油气田开发水平，迫切需要地球物理勘探技术的介入。
由此可见，无论是勘探市场的开拓，还是勘探技术本身发展的需求，以及油气田开发的迫切需要，地球物理勘探技术向油气田开发领域延伸并提供服务，是技术发展的必然趋势，它们无一不要求地球物理勘探技术的快速进步，从而成为地球物理勘探技术发展的一个重要方面。
地球物理勘探技术向油气田开发领域延伸，以地震勘探为主，重磁电方法为辅，我们的讨论也主要围绕地震方法来进行。
勘探地球物理学家普遍预测：
（1）未来地球物理新技术的发展，将出现在油气田开发和开采地球物理学领域；
（2）今后用于开发地震项目的投资，将接近或超过用于勘探项目的投资（勘探难度越来越大，新的大发现将越来越稀少，气的发现相对比油要多）；
（3）在开发油气田、增加油气产量作业过程中，应用开发地震技术更加有效和更加经济；
（4）老油田扩储增产潜力很大，开发地震是扩储增产中十分有效的技术。
地震技术为油气田开发服务，早在上个世纪60年代我国就曾出现过“开发地震”这个术语，真正的实施操作是在上世纪80年代，当时由于用于处理地震数据的计算机能力和方法软件功能有了很大的提高，地震技术有了长足的进步，为地震向油气田开发领域服务创造了条件。
这项技术的进步与发展在世界各地是极不平衡的，美国和欧洲一些国家（挪威、法国等）起步早，发展也快；
俄罗斯起步早，但后来相对较缓；
近几年，加拿大的学者活动比较频繁，公开发表的成果较多。
我国在这方面起步较早，但发展相比之下极其缓慢，这也许与我国油藏性质及油气田开发水平有关，至今我国还有人认为：
油气田开发是油田地质家与油藏工程师们的工作，地震是用来找油的，而不是用来开采油的；
油藏描述是油田地质家、测井工程师、井场工程师的工作，地震难以做出较大的贡献。
尽管如此，在近一两年我们的技术在前些年的基础上又有较大的进步。
一些在这个领域内较发达的国家，以地震为主的地球物理技术不仅在油藏（储层）静态描述中得到了广泛的应用，而且在油藏动态监测中起到了不可低估的作用。
在上个世纪90年代，时间推移地震观测技术（TL）从前导性实验（印度尼西亚Duri油田，1992～1995）到问题分析与可行性讨论（SEG文章及有关讨论会，1996～1998），很快就转入了实质性的研究，包括野外现场数据采集方法和室内处理方法（SEG论文，1999～2001），并从单一的TL地面纵波勘探发展成TL－VSP、TL－井间和TL－多波综合研究。
可以预测，五年以后地震勘探将以储层属性研究为主（凌云，2001.1）。
在国内，目前仍处在油藏（储层）静态描述应用阶段，应用于油藏动态监测只是作过一些前导性试验工作。
在3D观测精细处理和解释的基础上提供的多个层系的构造图，为油藏静态几何特征描述提供了充实的依据；
通过地震波阻抗反演和地震信号的属性分析，对储层特征横向变化特征及其分布进行了预测；
采用模式识别、神经网络等算法和工具，对储层含油气性检测进行了不少的试验。
这三个方面的工作，仅服务于油气田开发的准备阶段和初期阶段，也就是说应用于发现井与评价井，以及评价井与第一批开发生产井之间（熊翥，2000.3）。
再往下的延伸，一是寻找剩余油的分布（第一批开发生产井后），二是对油藏的动态监测。
我们仅停留于先导性的试验，实用性的采集和处理技术研究也许刚刚开始。
物探局（吉尔嘎朗图浅层注气油田，1992）、辽河油田（浅层注气油田，1996）、克拉玛依油田（浅层注气油田，1993～1995）都曾先后进行过TL观测试验，胜利油田（中深层）、大庆油田也曾进行了先导性的TL～2D试验，但由于多种因素，这些实验结果都难以描述实际储层动态变化的信息。
无论是国内还是国外，地震向油气田开发领域较深层次地延伸遇到的问题：
一是来自于地震勘探数据本身的局限性，二是来自于地震响应与油藏参数之间的联系。
归纳起来大致为：
（1）地震数据的纵横向分辨率不能满足油藏（储层）的精细几何特征描述，一些与油气藏紧密相连的地质现象，如尖灭点、不整合面、砂泥岩薄互层、小断层、储层中横向尺度很小的非均质体等等，理论上都在地震可分辨的范围之外；
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（2）地震数据信噪比低，特别是陆上数据，受地表条件变化的影响，有效信号特征本身不稳定，其变化幅度远大于由于各种参数变化所产生的响应幅度；
另外附加噪声水平的波动幅度有时也远大于有效信号由于参数的变化所产生的响应幅度。
在这种情况下，根据信号特征变化所做出的各种解释判断，易于受地表条件的影响或噪声的影响，从而产生错误的结论；
（3）一些方法的前提条件很难满足，当前的数据处理水平还不能满足其要求。
例如，波阻抗反演是建立在褶积模型基础之上的，垂直入射反射以及信号的零相位假设，无论是叠加剖面还是偏移剖面，当前的处理是很难实现的。
又例如，AVO分析，叠前数据的振幅补偿处理水平很难达到AVO分析对输入数据的要求；
（4）地震响应与油藏参数之间的联结，其物理机制有的已有明确的解释，但有一部分是不清楚的，对一些现象的解释还不能从物理含义上做出十分满意的解释。
它们之间的标定以及标定的方法和手段，基础不牢固，物理含义不清，因此适应性较差。
例如波阻抗反演中的振幅与反射系数的标定、属性分析中的属性参数与储层中油气信息之间的标定，影响因素太多，没有一个好的办法来检验标定是否成功；
（5）有些方法还受硬设备条件所制约，例如井中震源，强度大了井就受破坏；
强度小了，下井深度极其有限；
对于井中接收器，为了提高施工效率（井上作业时间有限）采用多级检波器串，高温高压承受值以及安全生产措施制约了下井接收的深度；
三分量检波器下井后固定位置的挂靠装置性能，影响接收信号的质量；
有些还受仪器的灵敏度（重磁电仪器）及动态范围（地震仪）的影响，不能有效地观测信号。
今后几年技术的发展，主要在以下几个方面提供技术服务：
（1）油藏（储层）的精细描述；
（2）寻找剩余油分布范围，确定最佳躯动系统方案；
（3）油藏动态监测。
其整体目标是为提高油气田采收率，实现未来10年油气采收率达到50％，相当于全球可采储量的翻一番的目标做好技术服务。
精细的高分辨率3D地震勘探技术
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地震技术向油气田开发领域延伸，承担技术服务，3D观测数据体是必需具有的基础数据（熊翥，1999）。
否则就成了无米之炊。
3D数据体在油藏（3D空间地质体）的精细描述、动态监测以及探测剩余油的分布中的作用是2D数据体无法代替的。
勘探阶段中的3D地震，主要任务仍然是落实含油气圈闭，落实储量的规模。
对储层特性、油藏特征的研究，也是围绕储量估算和经济评价来进行的。
为油气田开发部署的3D观测，主要为储层特性研究和油藏特征描述服务，当它为油藏动态监测服务时，我们就称为时移地震技术。
开发3D观测相比勘探3D观测，一是分辨率要求更高，因此时间、空间采样间隔不能过大，应满足分辨率的要求；
二是工作要求做得精细，对采集方法和参数要进行科学论证，施工要严格；
资料处理和解释要十分仔细和科学，要把项目做全、做充分，要充分利用3D数据体开展多方面的研究，提取多种信息进行综合分析研究，并结合钻井、测井、油藏工程和地质信息进行综合解释。
鉴于3D观测费用较高，在多数地区把勘探3D和开发3D同时进行一次完成，采集一般在油气发现井以后勘探尾期进行，采集方法设计时要兼顾开发3D的需求，而更重要的操作是在开发期间对3D数据重新进行多次处理，是在认识提高以后的基础上进行的3D地震数据的重新处理，因此每一次处理都会带来新的认识。
多波多分量地震技术
我们之所以没有冠以“勘探”二字，是因为多波多分量地震观测，目前及今后的发展主要是为油气田开发提供服务。
在勘探阶段，曾有一段时期（1984－1989）提倡的横波勘探技术（为寻找隐蔽油气藏圈闭，甚至直接进行油气检测，提取多种信息），也由于纵波勘探技术的发展，其功能逐渐从服务于勘探转向了服务于油气田开发。
经过多年的探索，目前研究的热点主要集中于：
改善构造成像、岩性分析、油气预测、裂缝检测及各向异性分析（李彦鹏，2001）；
其技术发展趋势是：
由纯横波为主转向以转换波为主的工作方法；
海上多波勘探日益普及：
处理方法由叠加成像走向叠前偏移成像；
地面多波和二分量VSP观测紧密结合等（李彦鹏，2001）。
横波震源造价昂贵，对地面的破坏作用也大；
同时横波能量衰减很快，信噪比很低。
因此当今以及今后的发展方向一般应是采用纵波震源激发，三分量接收的转换波方法。
传统的P－SV转换波方法，认为炮检距应比P－P反射波大，但加拿大D.C.Lawton的模型研究表明，不应使用太长的炮检距，主要应致力于衰减由炮点产生的噪声，并在中等炮检距范围内提取有效的转换波信息。
在资料处理时，从预处理、静校正、波场分离到抽CDP道集等常规方法已逐渐趋于成熟，P－SV波的DMO成像及P－SV波叠前偏移技术也有了较大的发展，在深度域延拓比在时间域延拓优点多，有可能成为研究的方向。
在深度域延拓采用同一个深度步长，P波震源函数S（x，t）和反射SV波记录R（x，t）波场，可同时延拓到同一深度面上。
这种时间的一致性，在时间域延拓时，若用同一个时间步长延拓是无法应用的。
因此，出现了两个波场异步延拓的方法，使问题变得十分复杂。
仿照P－P波偏移技术，ShaowuWang提出的基于等价炮检距和共散射点理论的叠前偏移方法，由于覆盖次数和炮检距都增大，对速度分析更加有利，从而有可能成为一种有效的偏移方法。
解释技术的发展，重点在于物理机制的建立，除了纵横波速度信息的地质解释外，振幅、频率信息的差异，甚至纵横波连续性的差异，都有可能利用于预测地层的非均质性。
由此可见，P－SV波方法在自身技术发展的同时，在油气田开发中的作用也会越来越大。
VSP观测在油气勘探阶段的作用是众所周知的，当它向油气田开发领域延伸时，我们很高兴地见到了属于同一技术系列的3D－3CVSP、逆3D－3CVSP、随钻VSP等观测技术；
与地震方法相同，在综合勘探中发挥重要作用的重、磁、电方法，也出现了井中重力、井地及井中电法、电磁法等一些新的方法（何展翔，2001）。
我们这里讨论的井中地球物理技术，主要是指上述六项技术，关于井间技术我们将单列一项进行讨论。
SVSP技术经历了零井源距、非零井源距、WalkawayVSP、逆VSP、随钻VSP和3DVSP的发展过程，应用领域从简单的速度计算、层位标定、地层深度预测（零井源距）到多波3D成像的构造解释和储层分析（多波VSP－AVOA分析、井旁3D波阻抗及Q值岩性反演、速度各向异性分析及裂缝方位预测等）
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