从勘探领域变化看地震储层预测技术现状和发展趋势
摘要：地震储层预测就是以地震信息为主要依据，综合利用其他资料作为约束，对油气储层的品质参数，如几何特征、地质特性、油藏物理特性等，进行预测的
一门专项技术。随着非常规油气勘探技术的兴起，储层预测的内涵也得到了迅速
扩展，已从储层品质预测扩展到源岩品质和工程品质预测。前，地震储层预测技
术已经成为油气勘探生产中储层预测的主导技术之一，它能较好地根据不同勘探
生产阶段的不同需要，提供不同类型、不同精度的储层预测成果，为油气勘探生
产服务。基于此，在接下来的文章中，将对勘探领域变化背景下，地震储层预测
技术现状和发展趋势进行详细分析。
关键词：勘探领域；地震储层；预测技术
引言：地震储层预测是以高分辨率地震和测井资料为基础，以地质与钻井资
料为参考，波阻抗反演和属性分析为主要技术来进行的。因此，波阻抗反演的效
果和属性参数的运用成为储层预测的关键。为了更好的对其现状以及发展趋势进
行了解，在接下来的文章中，将基于勘探领域变化下，对其技术现状以及发展趋
势进行详细分析。
一、地震储层预测技术
（一）地震裂缝预测技术
裂缝预测技术的研究应用成为国内外储层及含油气预测的热门。裂缝是碳酸
盐岩、火山岩中重要的油气储集空间，也是大部分非常规油气的主要存储地方，
如页岩气、煤层气、致密砂岩气等主要以吸附和游离态储存在裂缝或孔隙中．岩
石性质、不同受力类型等因素决定了裂缝的成因、产状、密度、大小、宽度、方
向等呈现复杂多样性，这决定了裂缝预测的超难度和超复杂性。地震裂缝预测技
术的应用起步于计算岩石物理中等效介质理论的提出与应用。等效介质理论将实
验岩石物理模型微观的裂缝参数与地震波场表征的宏观介质性质有机的联系起来，在此基础上发展形成多种各向异性裂缝检测方法和技术，如多波多分量技术预测
裂缝、方位各向异性预测裂缝等．中石油将裂缝预测方法和技术的研究列为“十二五”物探技术研究主要方向之一。
（二）岩石物理分析技术
岩石物理分析技术的应用主要表现在理论岩石物理模型的实际应用、理论模
型与测井岩石物理分析的结合应用及测井岩石物理分析应用等三个方面。岩石物
理针对岩石机理的研究使其成为现今地震储层及油气预测技术发展应用的理论来源。近几年ＳＥＧ每年都将岩石物理分析及应用作为专题进行讨论[1]。
二、地震储层预测技术现状
目前，由于地震技术储备跟不上勘探领域变化带来的技术需要，物探技术人
员总感到力不从心、疲于应付。地震储层预测技术的发展历程可以清晰证实这个
观点。早在二十世纪八十年代初期，勘探领域从构造转向岩性，地震勘探先后出
现了“亮点”和AVO技术、波阻抗反演技术、模式识别技术等，到了九十年代末岩
性目标的描述在地震领域已经是非常成熟的技术，此时地质上才逐步提出了岩性
地层勘探的理念。也就是说地震技术领先于勘探领域对技术的需求，所以物探人
员可以从容应对。随后在本世纪初又从波阻抗反演进一步延伸到叠前反演，岩性
地层勘探问题可以得到更好地解决。但是，近几年勘探目标很快转到了火山岩、
碳酸盐岩等复杂岩性，接着又转入了致密油气，甚至是页岩油气，勘探目标的快
速变化，使原来的地震储层预测技术的介质假设不适应勘探新领域的实际介质条
When the lives of employees or national property are endangered, production activities are stopped to rectify and eliminate dangerous factors. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 我国煤炭科学技术发展现状与展 望(通用版)
我国煤炭科学技术发展现状与展望(通用版)导语：生产有了安全保障，才能持续、稳定发展。生产活动中事故层出不穷，生产势必陷于混乱、甚至瘫痪状态。当生产与安全发生矛盾、危及职工生命或国家财产时，生产活动停下来整治、消除危险因素以后，生产形势会变得更好。"安全第一" 的提法，决非把安全摆到生产之上;忽视安全自然是一种错误。 随着现代科学技术的快速发展，现代化的新理念、新工艺和新技术不断渗透到煤炭科学技术领域，有力地促进了煤炭科学技术的迅猛发展。我国政府提出的以煤为主体的能源发展战略，颁布的《国务院关于促进煤炭工业健康发展的若干意见》，引起了全社会对煤炭工业健康发展的高度关注，也将有效地促进我国煤炭科学技术的不断发展。在“十五”期间，通过广大煤炭科技工作者的不懈努力，奋勇攻关，自主创新，我国煤炭科学技术得到了长足的发展，积极赶超国际先进水平。 一是煤田地质勘探精度不断提高，快速建井技术及巷道掘进技术水平不断提高。应用以高分辨率三维地震勘探技术为核心的精细物探技术，结合其他的高精度、数字勘探技术的推广，在物探条件适宜的矿区可以有效地控制落差5米左右的小断层和直径15米左右的陷落柱，极大地提高了井田的精细化勘探程度，为大型矿井设计提供了资源保障。我国深井、厚冲积层条件下的矿井建设水平不断提高，采用
论地震勘探中的几种主要地震波 论文提要 地震勘探，就是通过人工方法激发地震波，研究地震波在地层中传播的情况，以查明地下地质构造，为寻找油气田或其它勘探目的服务的一种方法。也可以理解为就是利用地震子波从地下地层界面反射回地面时带回来的旅行时间和形状变化的信息，用以推断地下的底层构造和岩性。地震勘探在勘探已有的各种物探方法中，是最有效地方法。在地震勘探中用炸药激发时，一声炮响之后会产生各种各样的地震波。按波在传播过程中质点震动的方向来区分，可以纵波和横波；根据波动所能传播的空间范围而言，地震波又可以分为体波和面波；按照波在传播过程中的传播路径的特点，又可以把地震波分为直达波、反射波、透射波、折射波，等等。地震勘探在石油勘探中除了能产生来自地层界面有用的反射波外，还会产生各种各样的干扰波。因此，我们要更好的了解各种波的产生、特点、用途，等等。下面简单介绍几种地震勘探中产生的地震波。 正文 一、反射波 （一）反射波的形成 1、几何地震学的观点 当炸药在井中爆炸激发地震波时，在雷管引爆几百微妙之内爆炸便完成了，在接近爆炸点的压强是一个延续时间很短的尖脉冲，爆炸脉冲向外传播，压强逐渐减少，地层开始产生弹性形变，形成地震波。地震波继续传播，由于介质对高频的吸收，地震波信号减小。当波入射到两种介质的分界面时（当上层介质波阻抗与下层介质波阻抗不等时，弹性地震波才会发生反射；上层介质波阻抗与下层介质波阻抗差别越大，反射波越强——反射波条件），一部分波回到第一种介质中，这就是所谓的反射波。如图所示 2、物理地震学观点 地震波从震源出发以球面波的方式向下传播，到达反射界面S，S可以就看成有许多
三维地震勘探技术及其应用 [摘要] 本文应用三维地震勘探技术对某矿南三采区进行探测，探测区内解释断层71条，其中可靠断层61条，较可靠断层10条，31个无煤带。为煤矿安全生产提供了科学依据,节约了生产成本的投入。 [关键词] 三维地震采区 [abstract] this paper introduces the application of three dimensional seismic exploration method on the south third mining area of a certain coal mine. 71 faults were showed in this exploration area, in which there are 61 reliable faults, 10 relatively reliable faults and 31 areas without any coal. those information provides scientific foundation for the production safty of the coal mine and saves the cost. [key words] three dimensional seismic mining area 0.引言 随着煤炭地震勘探技术的提高，尤其是九十年代以来三维地震勘探在煤炭系统的应用与推广，三维地震勘探技术在煤矿采区进行小构造勘探成为现实，给煤矿建设和生产带来了巨大的效益。 近年来，随着我国煤炭资源勘查理论和技术的不断发展，已形成了中国煤炭地质综合勘查理论与技术新体系，其中三维地震勘探技术是五大关键技术之一。[1]
地球探测与信息技术 读书报告 课题名称：地震勘探的发展与应用 班级：064091 姓名：吴浩 学号：20091004040 指导老师：胡祥云
地震勘探的发展与应用 吴浩 （地球物理与空间信息学院，地球科学与技术专业） 摘要地震勘探是地球物理勘探中发展最快的一项技术，近年来，高分辨率地震勘探仪器装备、处理软件升级换代速度明显加快，地震资料采集、处理与解释出现了一体化的趋势。从常规的地震勘探发展到二维地震、三维地震、高精度地震勘探等先进技术，应用于石油、煤炭、采空区调查、地热普查等重要领域，由陆地不断向海洋发展。本文着重针对地震勘探过程和技术的发展几个重要阶段及应用进行展开。 关键字地震勘探三维地震石油勘探煤矿发展与应用 1 引言 地震勘探是利用岩石的弹性性质研究地下矿床和解决工程地质，环境地质问题的一种地球物理方法。地震勘探应用领域广泛，与其他物探方法相比，具有精度高、分层详细和探测深度大等优点，近年来，随着电子技术、计算机技术的高速发展，地震勘探的仪器装备、处理软件升级换代的速度明显加快，地震资料采集、处理与解释的一体化趋势得到加强。从常规的地震勘探发展到二维地震、三维地震、高精度地震勘探等先进技术，通常用人工激发地震波，地震波通过不同路径传播后，被布置在井中或地面的地震检波器及专门仪器记录下来，这些地震拨携带有所经过地层的丰富地质信息，计算机对这些地震记录进行处理分析，并用计算机进行解释，便可知道地下不同地层的空间分布，构造形态，岩性特征，直至地层中是否有石油、天然气、煤等，并可解决大坝基础，港口，路，桥的地基，地下潜在的危险区等工程地质问题，以及环境保护，考古等问题。 2 地震勘探过程及发展 地震勘探过程由地震数据采集、数据处理和地震资料解释3个阶段组成。 1．地震数据采集 在野外观测作业中，一般是沿地震测线等间距布置多个检波器来接收地震波信号。常规的观测是沿直线测线进行，所得数据反映测线下方二维平面内的地震信息。一般地讲，地震野外数据采集成本占勘探成本的80%左右，因此世界各国为了降低勘探成本、提高勘探效果，
地震波地质信息综合解释 摘要：地震解释质量决定了一个区块勘探开发的方向和进程，地震解释的发展对解释人员提出了更高的要求，即要求解释人员通晓地质知识，同时具有物探知识。本文主要从现今已经在应用的解释技术和方法以及近年来涌现出来的一些新思路、新方法展开论述。分别包括三维可视化技术、构造解释、构造解释和利用振幅属性预测含烃概率、利用波峰瞬时频率计算薄层厚度、多子波地震道分解和重构等。 关键字：地震解释、构造解释、振幅属性、波峰瞬时频率 引言：地震资料解释是勘探和开发地震的最后环节，其功能是将地震信息翻译成地质语言或符号;其目的是直接服务于勘探和开发。因此解释质量决定了一个区块勘探开发的方向和进程。地震勘探开发技术发展的目标都是为了提供更好的易于解释的具更高可信度的地震资料。地震解释现在更多地强调综合性和在地质规律控制下的地震解释。这对解释人员提出了更高的要求，即要求解释人员通晓地质知识，同时具有物探知识。地震解释从来就不是从事物探方法研究人员单纯可以从事的工作。地震解释已经开始从注重地震解释方法向注重多学科综合性的转变，现在更为明显!地震解释的另一个明显的趋势是强调在地质规律认识下的地震解释，即地震和地质的紧密结合。 一、地震综合解释的现今技术及方法 在地震综合解释方面，主要是以地震反演技术、多种属性分析技术及三维解释为主体的地震综合储层预测技术，通过与层序地层学、测井和地质等其他测量解释成果的结合给出地震资料综合解释的应用实例。例如AmoutColpaert应用神经网络将地震解释数据和井中岩石物理特性分析联合实现多属性分析，从而进行岩相预测。靶区的目标地层是岩溶发育的斜坡形向陆架坡过渡的碳酸盐岩地层，探区内井资料很少或几乎没有，作者综合应用了基于井资料的层序地层分析、岩石物理分析和多属性地震分析，对无井控制区的岩相进行了预测。其基本流程见图1。
第一章 地震模拟技术 地震模拟技术是指用物理模型和数学模型代替地下真实介质，用物理实验和数学计算模拟地震记录的形成过程，以得到理论地震记录的各种方法和技术。 物理模拟 ：物理模拟是用一些已知参数的介质做成一定几何形态的模型来模拟地下地质结构，采用超声波模拟地震波，专用换能器模拟震源和检波器，将野外地震勘探过程在实验室内重现，得到理论地震记录的方法和技术。 物理模拟的优点是与实际情况接近，真实性和可比性高；缺点是模型制作和改变参数均困难、成本较高。 合成地震记录 制作合成地震记录的假设条件是： (1) 地下介质是水平层状的，无岩性横向变化，各层间密度变化不大，均可视为常数； (2) 地震子波以平面波形式垂直向下入射到界面，各层反射波的波形与子波波形相同，只是振幅和极性不同； (3) 所有波的转换、吸收、绕射等能量损失均不考虑。 制作合成地震记录的步骤是： (1) 获得反射系数 反射系数曲线?)(t R 波阻抗曲线),(ρv z 根据假设(1)，可用速度曲线代替波阻抗曲线。 通常用声速测井资料即可，但某些地区无声速测井资料，也可利用电测井资料获得声速资料(法斯特公式) 6/13)(102)(ρh h v ?= (1-1) (2) 地震子波的选择 选用不同的子波来制作合成记录，与井旁的地震道比较，选择最接近的一个。 (3) 不考虑多次波及透射损失情况 地震子波与地层反射系数的褶积为合成记录 )()(*)(t s t t b =ξ (1-2) (4) 不考虑多次波，但考虑透射损失情况 )()(*)(t s t t b =ξ (1-3) 式中 )(t ξ——t 时刻并考虑以上各界面透射损失的等效反射系数。 例如第n 个界面的等效反射系数为 )1()1)(1(212221ξξξξξ---=-- n n n n (5) 考虑多次波及透射损失情况 )()(*)(t s t t b =ξ (1-4) 式中 )(t ξ——t 时刻并考虑多次波与以上各界面透射损失的等效反射系数。 图1—3为合成地震记录的示意图。利用合成地震记录，对地震剖面上的地质层位
中国地质大学（北京） 地震属性综述 报告名称: 地震属性综述 学生姓名：王丹 学号：2010120052 所在院（系）：地球物理与信息技术学院
地震属性分类及其地质意义 地震勘探是在地表激发人工震源，由震源所引起的震动以地震波的形式向地下传播，并在一定的条件下向上反射传回地表，然后由地表的仪器(检波器)记录反射回来的地震波，从而得到地震记录(也叫地震资料)；之后对地震资料进行相关的处理与解释便可以间接地反映和得到地下相关信息。由于地下介质是地震波传播的载体，所以地下介质的物理性质，如岩性、孔隙度、密度以及流体性质等都会对传播中的地震波产生影响，如地震波的能量、波形、振幅、频率、相位等将在传播过程中发生变化。而这种影响和变化又将在地震记录中保留相应的信息。所以，通过对地震记录(地震资料)的“深加工”或者特殊处理，将会从地震资料中获取更多的有用信息以为地质服务。在早期的油气资源勘探中，地震勘探的目标主要是寻找地下有利的大尺度的构造圈闭，所以只需利用有限的地震资料信息便可达到目的。但是，随着油气勘探与开发难度的加大，人们迫切地需要更多地了解地下地层的岩性、流体性质等信息。这就促使人们运用新的技术和思想去从地震资料中发掘出更多的有用信息。从而，也就推动了地震属性技术的出现与发展。地震属性技术延伸了人类的视觉,从而有助于人们发现更多的隐藏于地震资料中的信息，也有助于人们从多角度去获取和分析地下地质信息，从而实现对地下地质的充分与准确认识。 1地震属性的发展与分类 随着油气勘探、开发工作的深入，也为了充分、有效地利用获取不易的地震资料，现今的地震解释人员需要从地震数据中提取越来越多的信息，然后利用这些信息综合解释地下构造、地层和岩性特征以及流体性质，最终定义精确的油藏模型，用于钻井决策、估计地质储量和可采储量。由于生成地震属性是获取所需信急的一条重要捷径，因此，长期以来地震属性技术一直是地震特殊处理和解释的主要研究内容。 地震属性是叠前或者叠后地震数据，经数学变换而导出的有关地震波的几何形态、运动学特征、动力学特征和统计学特征。长期以来以来地震数据的使用仅仅局限于对地震波同相轴的拾取，以实现面对油气储集体的几何形态、构造特征的描述。但是地震数据中隐藏着更加丰富的有关岩性、物性及流体成分等相关信
前沿：海洋宽频带地震勘探新技术扫描 文|吴志强 国土资源部海洋油气资源与环境地质重点实验室
1、概况 海洋地震勘探在海洋地质调查、油气藏勘探与开发中起到了无可替代的重要作用。随着勘探领域的不断拓展，地震勘探的难度越来越大。在深部地质调查和复杂构造、火山岩（或碳酸盐岩）屏蔽下的油气藏地震勘探中，为了获取目的层有效反射信号、实现精确成像，对地震数据采集的要求进一步提高，包括采集到低频、高频成分丰富的宽频带、高信噪比原始地震记录。地震信号中的低频信息具有穿透能力强、对深部目的层成像清晰的优势，同时也使地震反演处理结果更具稳定性。宽频带可产生更尖锐子波，为诸如薄层和地层圈闭等重要目标体的高分辨率成像提供全频带基础数据。 理论研究表明：当地震数据的频带宽度不低于两个倍频程时，才能保证获得较高精度的成像效果；频带越宽，地震成像处理的精度越高；增加低频分量的主要作用是减少子波旁瓣，降低地震资料解释的多解性，提高解释成果的精度。 图形象地展示了低频分量的重要性：高频分量丰富、但缺少低频分量的地震子波的主峰尖锐，却会产生子波旁瓣，使地震资料的精确解释变得困难且多解；高分辨率子波是在低频和高频两个方向都得到拓展的宽频带子波，这样子波的主峰尖锐、旁瓣少且能量低，能分辨厚度极小的薄层，地震解释的精度高。 现今地震资料反演处理大多是基于模型的地震反演，成功的关键是能否提取真实子波和建立精确的低频模型。常规地震数据中缺失低频信息，只能采用从测
井数据中提取低频分量再与地震数据反演的相对波阻抗合并处理方式得到绝对 波阻抗。 在目标地质体复杂、钻井少的探区，仅靠测井资料提取的低频分量难以反映复杂地质体横向变化，导致不精确或假的反演结果。为弥补该缺陷，一般采用从地震叠加速度提取低频分量方式，而叠加速度只能提供0～5Hz低频信息，无法弥补常规地震所缺少的0～10Hz低频分量。可见，地震数据中低频信息对保证地震岩性反演的精度意义重大。 然而，在海洋地震勘探中得到宽频带地震数据是比较困难的。 首先，在常规海洋地震数据采集中，电缆和气枪都要以固定深度沉放于海平面之下，以保证下传的激发能量最大化和降低接收环境噪声。 由于海平面是强反射界面，在激发和接收环节都会产生虚反射效应，从而压制了信号的低频和高频能量，并产生了陷波点，限制了地震勘探的频带宽度。例如，为了获得深部目的层有效反射信号，必须增加气枪阵列容量、加大沉放深度以得到穿透能力大、主频低的激发子波，并加大电缆沉放深度以减少对来自深部反射界面的低频反射信号的压制效应，由此带来的副作用是高频信号受到较大压制，降低了地震信号的频带宽度和分辨率。 在海洋高分辨率地震勘探中，一般采用较小气枪阵列容量和较浅沉放深度以得到高频成分丰富的激发子波，同时降低电缆沉放深度以降低接收环节对高频信号的压制效应，这样虽然提高了地震信号的频带宽度和视觉分辨率，但它是以牺牲低频信息和勘探深度为代价，处理后的成果数据缺少低频信息，给后续的反演处理带来较大困难。 勘探设备性能也限制海洋地震勘探获得宽频带地震数据的能力，电缆在移动时产生的机械和声波噪声掩盖了微弱的有效地震信号，降低了地震数据的频宽和信噪比，尤其是对高频段信号的影响幅度更大。到目前为止，常规海洋地震勘探中尚未找到完全有效压制虚反射效应的采集和处理方法。 近年来，针对海洋宽频带地震勘探面临的主要难题，在勘探设备方面进行了研发并取得重要进展。固体电缆的研制成功和工业化应用，有效地降低了电缆噪声，提高了对微弱高频信号的响应和记录能力；双检波器拖缆采集技术的发展与应用，压制了虚反射效应，拓宽了地震频带。 众所周知，气枪和电缆以一定深度沉放于海平面之下，海平面反射在上行波和下行波之间产生交互干涉的鬼波效应，对地震反射信号产生了压制和陷波作用，降低了原始地震资料的频带宽度。气枪和电缆沉放越深，对高频信号压制越大，越有利于低频信号；沉放越浅，对低频信号压制越大，越有利于高频信号。 为了压制虚反射效应，提高地震数据频带宽度，在海洋地震激发时借鉴陆上地震勘探压制虚反射的成功做法，开发了多层震源组合新技术代替传统的平面震源组合方式，激发地震子波的低频和高频分量都得到有效拓展和提升，因此其频带展宽、穿透能力增强。 在海洋地震信号接收环节，为有效削弱由海平面虚反射引起的陷波作用，利用电缆沉放深度的变化对不同频带的压制特性，采用上、下缆接收技术，既有效
物探方法现状及未来展望 发表时间：2018-12-12T17:02:36.277Z 来源：《基层建设》2018年第29期作者：刘晨阳 [导读] 工程物探方法作为水文地质、工程地质以及环境地质勘探都必不可少的方法之一，与我国的工程建设事业息息相关。 吉林大学建设工程学院工程地质系长春 130026 工程物探方法作为水文地质、工程地质以及环境地质勘探都必不可少的方法之一，与我国的工程建设事业息息相关。通过应用地球物理方法，达到探查建筑物地基、地下管线以及地下不良地质体和覆盖层等目的，工程物探在工程建设中发挥着至关重要的作用。 1现有的物探方法 工程物探所采用的技术方法种类繁多，根据不同的工作环境，可以分为航空物探、地面物探和地下物探三类。根据所使用的仪器设备和所依据的原理又可划分为：电法勘探、地震勘探以及电磁勘探、重力勘探。 浅层地震勘探由于具有精度高、分辨率高、探测深度大并且对场地要求较小的优点而在工程地质勘探中发挥着至关重要的作用，其勘探方法可分为反射波法、折射波法和透射波法，工程勘察中常常根据不同的勘探精度和适用性而选择不同的方法。反射波法由于对场地的开阔程度较折射波法小并且激发所用的爆炸药量较小而被广泛使用。地震勘探是根据地层岩石之间的弹性参数差异勘探的。反射波法反映的是波阻抗界面，不同的地层其波阻抗不同从而可以根据岩石弹性参数的差异划分出覆盖层与基岩的分界面，达到探测覆盖层厚度的目的。 高密度电阻率法具有探测密度高、信息量大、工作效率高的优点，能够直观的反映出一定厚度或规模的软弱夹层、砂层，空洞和地下水位，对地层周围地质情况反映明显，根据岩矿石的电性差异可以对地层进行分层，有助于在工程施工过程中较为准确的找出病害区和基岩面，是覆盖层探测的可选方法。地质雷达具有勘探精度高，对场地范围大小和起伏程度要求不高，探测方向性好的优点，对厚度较薄的地层反映异常清晰，对于富水区、破碎带和空洞反映明显，根据覆盖层和基岩之间明显的介电常数差异可以对覆盖层的厚度进行探测。 2综合物探方法的广泛使用 在工程地质勘察中，勘察的对象与周围的环境或介质往往存在着某种差异，而这些差异所呈现出的天然或者人为物理场的分布特征则能反映出地下的地质特征，为工程的建设以及施工提供有效的勘探依据。然而，地下介质参数并不是由单一参数决定的，如果只是考虑单一的物性参数所得出来的物探资料很难具有说服力，地下介质的复杂性造就了物探方法的多解性，因此在勘探过程中大多是结合地质以及地球物理的特征，选择其最优的组合方法，将多种物探方法综合使用，最终通过钻探资料验证，从而得出物探方法在工程勘察中的应用效果。 高密度电阻率法[1]是一种阵列勘探的二维勘探的方法，上世纪70年代末有学者研究发现了传统电法勘探有许多不足之处，因此产生了阵列电法勘探的思想；英国学者所设计的电测深装置即为高密度电法的雏型。如下图1所示： 图1电法工作原理图 20世纪80年代，日本株会社借助于电极转换板暂时实现了高密度电法的野外数据采集，然而由于设计的不完善，这套设备并没有完全发挥出高密度电法纵横向二维勘探的优越性。至80年代末，高密度电法开始传入中国，一些高校和科研部门对高密度电法进行了技术研究，理论联系实践，从而对方法理论和相关的技术问题进行了完善。经过科研工作者的不懈努力与研究，高密度电阻率法的数据处理和反演已经由二维逐步发展到三维，三维数据场的可视化已经得到了实现。高密度电阻率法由于工作效率高，反映的地电信息量较大已经被广泛应用于工程地质中去，如基岩面的调查，建筑选址及断层等其他地质灾害探测等。地质雷达最早的雏形是1904年Husemeyer通过电磁波的信号来探测距离较远的地面的金属体，1910年德国科学家在其专利中提出了用电磁波来探测地下介质的概念，1924年，英国物理学家Edward Victor Appleton利用电磁反射波估算了电离层的高度，用电磁波进行探测的方法开始逐渐被应用。然而，自从1929年德国地球物理学家在奥地利地区利用电磁波脉冲探测目标体之后，通过电磁波探测地下介质体开始被遗忘。 瞬变电磁法[2]（Transient Electromagnetic Methods）的基础是电磁感应原理，场源为人工源，因为研究的是响应场与时间的关系，又被称为时间域电磁法（Time Domain Electromagnetic Methods）。其人工场源分为2类：电偶源（即接地回线）和电磁源（即不接地回线）。 利用人工场源向地下发射一次脉冲场，在其激发下的瞬间，产生一个向回线法线方向传播的一次磁场（即一次场），在一次场激励下，地质体将产生涡流。在一次场消失以后，涡流不会马上消失，它会有一个衰减的过程，此过程会产生一个衰减的二次磁场，并继续传播，再由接收回线接收二次场。这样，通过分析二次磁场的信息变化，就可以得到地质体的电性分布情况。
1地震模拟技术 在地震资料解释过程中，常常需要根据地震解释结果建立地层模型。这种模型是真实地层的简化，只考虑影响地震剖面的主要因素。制作模型的技术就是地震模拟技术，包括物理模拟和数学模拟。 地震模拟技术是指用物理模型和数学模型代替地下真实介质，用物理实验和数学计算模拟地震记录的形成过程，以得到理论地震记录的各种方法和技术。 地震模拟技术广泛应用于地震理论研究领域，并能够指导实际生产。 1.1物理模拟 物理模拟是用一些已知参数的介质做成一定几何形态的模型来模拟地下 地质结构，采用超声波模拟地震波，专用换能器模拟震源和检波器，将野外地震勘探过程在实验室内重现，得到理论地震记录的方法和技术。 物理模拟的优点是与实际情况接近，真实性和可比性高；缺点是模型制作和改变参数均困难、成本较高。 有些地质现象十分复杂，几乎不能用理论方法去解决，所以有时需要用缩小了的物理模型进行模拟，见图1—1。但是如果希望模拟结果真实可靠，模型必须从几何地震学、运动学和动力学各个方面都与所模拟的地质系统相似。 图1—1地震模拟槽为使物理模型观测到的波场特征与野外观测到的波场特征一致，要求模 型与被模拟系统具有几何相似性和物理相似性(运动学、动力学)。
几何相似性是指用相应的比例将地质模型缩小，各层的倾角与实际地层的 倾角相同，就可以满足物理模型与地质系统的几何相似性。如果长度方向缩小的 比例为「则面积缩小的比例就是2，体积缩小的比例就是3。 物理相似性则要求模型材料与地层介质的物性参数具有相似性，以便获 得与野外记录相似的运动学和动力学特征。运动学相似性考虑的是时间比.，需要模型在位置和形状上与实际地质体产生相似的响应，速度与加速度比分别为 ■ /.和7 ?2。动力学相似性考虑的是质量分布比，则密度比为■厂3。与维数 无关的参数(例如泊松比)必须与实际地质体在数学上相同。 例如可以建立一个用10cm表示1km的模型，则模型的长度比例为鑿=10*。实际上，所用的模型材料限制了地震速度，模型与真实地层的速度比只能限制在一个很小的范围内，即"。由于已经选择了「所以只能限制.。如果模型材料与真实地质体具有相同的速度，即? =10*，则所使用的震源频率就是实际勘探中所使用的震源频率的104倍(频率比等于1/ )0制作模型的材料密度与实际地质体的密度基本相同，由于密度比」厂3=1，所以质量比为丿=10J20 图1 —2为美国Geoquest公司利用物理模拟手段证明菲涅尔带的影响，其中道间距为85m，主频为30Hz，菲涅尔带半径为280m。图1 —2(a)为地质模型，图1— 2(b)为沿测线A在箱型构造上方的地震记录，图1—2(c)为沿测线B离箱型构造150 m 处的地震记录。补充：French三维模型试验 1.2合成地震记录 制作合成地震记录的假设条件是： (1)地下介质是水平层状的，无岩性横向变化，各层间密度变化不大，均可视为常数； (2)地震子波以平面波形式垂直向下入射到界面，各层反射波的波形与子波 波形相同，只是振幅和极性不同； (3)所有波的转换、吸收、绕射等能量损失均不考虑。 - 1500m >4------- \209tn
海底地震勘探最新方法与技术发展 摘要：随着深海耐压材料工艺的突破和海上高分辨精细地震勘探技术的发展，底地震勘探方法逐渐成为热点。一方面，海上三维地震勘探方法逐渐向四维发展，在海上布设漂缆数量越来越多的同时，海底电缆或检波器也被应用到海上复杂油气区块的精细调查中去；另一方面，新能源研究与深水油气技术的突破，同样需要高频与低频型海底地震仪器。本文讲述目前国际上海底地震勘探新方法与仪器设备的发展和我国在海底地震勘探领域的研究状况。 关键词：海底地震仪；横波勘探；四维地震；精确时间计时；精准布设DOI:10.3772/j.issn.1009-5659.2010.06.003上个世纪地震勘探发展过程中，海底地震勘探方法 是以横波信息接收分析，作为观测天然地震，研究海底演变以及作为海上拖缆地震的补充而出现和发展的。由于横波(S波) 不能在液体中传播，因而只接收到了纵波的反射与折射信息。海底地震仪器的出现，检波器放置于海底，与海底耦合，可以接收到横波或者转换横波信息。随着电子科学、材料科学的发展进步，海底地震勘探仪器设备的性能得到了很大的提升；同时，全世界对能源需求和依赖进一步提高，海上油气资源勘探难度逐步加大，海底新型能源的开发利用步伐加快，海底地震勘探技术方法正逐渐成熟，已成为海底深部构造研究、海上四维油气勘探、天然气水合物勘探研究必不可少的手段。 1 海底地震勘探技术简介 海底地震勘探技术是海上地震勘探技术的一种，同样有震源和采集器组成。海底地震勘探技术大都采用非炸药震源（以空气枪为主），震源漂浮在接近海面，有海上调查船拖曳；采集器陈放到海底来接收震源发出，经过海底底层反射的纵横波信号。其特点是在水中激发，水中接收，激发、接收条件均一，可进行不停船的连续观测。检波器最初使用压电检波器，现在发展到压电与振速检波器组合使用。海底地震勘探技术又可分为海底电缆勘探技术（OCEAN BOTTOM CABLE，以下简称OBC）和海底地震仪勘探技术(OCEAN BOTTOMSEISMOMETER，以下简称OBS)。OBC技术是将采集电缆沉入海底，调查船拖曳震源在海面上放炮的方法 OBS勘探技术是将海底地震仪陈放到海底，调查船拖曳震源在海面上放炮的方法。 OBC的优点是：全波场采集；成像效果更好、地层层次清楚、形态可靠；消除鬼波影响，环境噪音低。但技术应用难度大、成本高，应用于海上油田储油区扩展调查等快速收回投资的项目；OBS技术是由研究海底天然地震发展起来，它的特点是：广方位角、全波接收，现在逐渐应用于海底石油勘探和新能源勘探开发。 2 近年来国际海底勘探技术发展 20世纪60年代，美国军方为观测海底核试验位置而研制了世界上第一台海底地震仪，由陆地检波器电缆发展而来的浅水底电缆引用于陆上浅水区和海上滩涂区地震油气勘探。60年代末，西方国家海洋计划开始实施，研究海洋地壳地幔结构、板块俯冲带，海沟海槽演化动力学等课题，研制出功能多样、先进、广泛应用到海洋地球科学研究中的海底地震仪。通过海底地震仪长期定点的至于海洋深处，接收天然地震或对人工触发的地震波的观测，科学家们对大洋中脊和海沟俯冲带地壳结构有了新的认识，发现快速扩张的洋中脊与慢速扩张的洋中脊结构的不同。同时，海底地震仪也用于研究天然地震的地震层析成像以及地震活动和地震预报等。随着工业化的迅猛发展，西方主要经济体对石油需求加大，更精确的油气勘探调查也向更精确和深海方向发展。设计成高分辨率、广方位角、全波接收的海底地震仪被应用到，海上油田储油目标区块的精细调查和深海油气调查中。美国、日本等国家近年来将海底地震仪应用到了新型能源——天然气水合物的调查研究当中。随即，欧盟国家德国、法国、挪威、意大利等也相继推出了新型的海底地震仪产品，并开始走
从勘探领域变化看地震储层预测技术现状和发展趋势 摘要：地震储层预测就是以地震信息为主要依据，综合利用其他资料作为约束，对油气储层的品质参数，如几何特征、地质特性、油藏物理特性等，进行预测的 一门专项技术。随着非常规油气勘探技术的兴起，储层预测的内涵也得到了迅速 扩展，已从储层品质预测扩展到源岩品质和工程品质预测。前，地震储层预测技 术已经成为油气勘探生产中储层预测的主导技术之一，它能较好地根据不同勘探 生产阶段的不同需要，提供不同类型、不同精度的储层预测成果，为油气勘探生 产服务。基于此，在接下来的文章中，将对勘探领域变化背景下，地震储层预测 技术现状和发展趋势进行详细分析。 关键词：勘探领域；地震储层；预测技术 引言：地震储层预测是以高分辨率地震和测井资料为基础，以地质与钻井资 料为参考，波阻抗反演和属性分析为主要技术来进行的。因此，波阻抗反演的效 果和属性参数的运用成为储层预测的关键。为了更好的对其现状以及发展趋势进 行了解，在接下来的文章中，将基于勘探领域变化下，对其技术现状以及发展趋 势进行详细分析。 一、地震储层预测技术 （一）地震裂缝预测技术 裂缝预测技术的研究应用成为国内外储层及含油气预测的热门。裂缝是碳酸 盐岩、火山岩中重要的油气储集空间，也是大部分非常规油气的主要存储地方， 如页岩气、煤层气、致密砂岩气等主要以吸附和游离态储存在裂缝或孔隙中．岩 石性质、不同受力类型等因素决定了裂缝的成因、产状、密度、大小、宽度、方 向等呈现复杂多样性，这决定了裂缝预测的超难度和超复杂性。地震裂缝预测技 术的应用起步于计算岩石物理中等效介质理论的提出与应用。等效介质理论将实 验岩石物理模型微观的裂缝参数与地震波场表征的宏观介质性质有机的联系起来，在此基础上发展形成多种各向异性裂缝检测方法和技术，如多波多分量技术预测 裂缝、方位各向异性预测裂缝等．中石油将裂缝预测方法和技术的研究列为“十二五”物探技术研究主要方向之一。 （二）岩石物理分析技术 岩石物理分析技术的应用主要表现在理论岩石物理模型的实际应用、理论模 型与测井岩石物理分析的结合应用及测井岩石物理分析应用等三个方面。岩石物 理针对岩石机理的研究使其成为现今地震储层及油气预测技术发展应用的理论来源。近几年ＳＥＧ每年都将岩石物理分析及应用作为专题进行讨论[1]。 二、地震储层预测技术现状 目前，由于地震技术储备跟不上勘探领域变化带来的技术需要，物探技术人 员总感到力不从心、疲于应付。地震储层预测技术的发展历程可以清晰证实这个 观点。早在二十世纪八十年代初期，勘探领域从构造转向岩性，地震勘探先后出 现了“亮点”和AVO技术、波阻抗反演技术、模式识别技术等，到了九十年代末岩 性目标的描述在地震领域已经是非常成熟的技术，此时地质上才逐步提出了岩性 地层勘探的理念。也就是说地震技术领先于勘探领域对技术的需求，所以物探人 员可以从容应对。随后在本世纪初又从波阻抗反演进一步延伸到叠前反演，岩性 地层勘探问题可以得到更好地解决。但是，近几年勘探目标很快转到了火山岩、 碳酸盐岩等复杂岩性，接着又转入了致密油气，甚至是页岩油气，勘探目标的快 速变化，使原来的地震储层预测技术的介质假设不适应勘探新领域的实际介质条
科技·探索·争鸣 科技视界 Science &Technology Vision Science &Technology Vision 科技视界0序言 页岩气是指以吸附、游离或溶解状态赋存于泥页岩中的天然气，其特点是页岩既是源岩，又是储层和封盖层。在埋藏温度升高或有细菌侵入时，泥页岩中的有机质，甚至包括已生成的液态烃，就裂解或降解成气态烃，游离于基质孔隙和裂缝中，或吸附于有机质和黏土矿物表面，在一定地质条件下就近聚集，形成页岩气藏[1]。页岩气作为一种非常规天然气资源，已经越来越得到各国的重视。 1地震勘探技术 目前，国内已陆续开展了部分地区的页岩气地震勘探试验，如对施工观测系统选择的试验等，获得了一些原始地震数据以及时间剖面，根据剖面相位、波组特征分析，取得了一些有价值的结论。就页岩气地震勘探而言，若想解决好反射波（组）与页岩层段之间的相互关系，并为井位布设和后期进一步的勘探开发提供科学依据，笔者认为应从以下几个方面的进行研究。1.1构造情况 对于页岩，其本身即是生气场所也是重要的盖层，在构造转折带、地应力相对集中带以及褶皱-断裂发育带，通常是页岩气富集的重要场所。在这些地区，裂缝发育程度较高，能够为页岩气提供大量的储集空间。成藏之后发生的构造运动也能诱发页岩裂缝的发育，也有利于页岩气的富集，但这可能会破坏页岩本身作为盖层的部分[2]，若是通过运移机制进入页岩外部的储集层，则外部储集层构造特征的研究也十分重要。地震勘探技术以物性差异（波阻抗差异）为基础，是一种探测构造最有效、经济的地球物理方法。因此，通过地震勘探技术探明勘探区内的构造情况，再根据页岩气的沉积储层预测，可有效获得区内页岩气有利区。1.2储层标定 储层的标定是确定页岩层段的主要手段，但前提是勘探区内必须有已知的页岩气勘探孔，通过钻井揭露的页岩层段情况，结合地震反射波组特征，对地质主要层位进行标定，从而获得区内不同时代地层反射波（组）特征，根据该特征可实现对全区页岩层段的波组追踪，从而为后期确定储层的厚度、埋深及属性提取研究提供了坚实的基础。1.3厚度预测 厚度预测是页岩气勘探孔位选定及页岩气储量预测的基础，同时，更要注重优质页岩的厚度预测，因为优质页岩是页岩气赋存的主要载体，优质页岩与普通泥页岩的差别主要表现在自然伽马曲线上，虽然优质页岩速度并不一定比普通页岩层低，但是它的自然伽马数值要比普通泥页岩高，利用此特征，通过拟声波曲线重构，重构的曲线具有低频声波及高频自然伽马信息，它能够对优质页岩层进行很好的预测[3]。 1.4埋深计算 根据合成记录结果确定的目标层位，对地震数据进行连续追踪，获得页岩气储层的全区时间场，利用钻孔反算的速度及叠加速度值，可获得区内近似的平均速度场，通过网格化数据，利用时深转换公式：储层埋深=时深转换深度-（基准面-地震测量高程），可获得区内储层埋深等值线，为钻孔的布设及后期勘探、开发提供科学依据。1.5地震多属性提取技术研究 地震数据体中含有丰富的地质信息，如果有效提取、优选敏感信息对页岩气藏进行预测，是页岩气地震勘探成功的关键一环，页岩的孔隙度、泊松比等在常规地震时间剖面上可能无法反映，但通过地震波属性提取，建立页岩的孔隙度等与地震属性的相互关系，提取相关信息，可较好的解决页岩气的丰度等重要信息，以往多事利用某一相对敏感性属性信息进行解释，现如今已是结合了地质模型正演、地质统计学、函数逼近、神经网络、统计模式识别、模糊模式识别等数学方法综合预测，为提高储层预测的可靠性提供了更多的途径。1.6“甜点”预测 页岩气地震勘探的主要目的就是寻找页岩气勘探开发的有利区域———“甜点”,为井位部署和开发方案的制订提供科学依据，通过区域内构造的分布情况、页岩气储层的厚度及埋深、多属性优选、分析和提取技术，按照埋深介于1000～3000m 范围、构造相对简单、优质页岩厚度大于30m 的原则，最终可获得“甜点”的分布规律，为目标区块井位的部署及开展其它相关工作提供了较为全面、详实的数据[3]。 2结论 页岩气作为一种非常规能源，是一种近源岩、“自生自储自盖型”油气藏，其成气、运移和储集过程复杂，成藏模式多样化。 地震勘探因其高效、经济，是常规能源勘探的重要手段，通过对地震波场的进一步的认识，建立地震波场与页岩气藏之间的相互关系，也必将在页岩气勘探领域内大显身手。 通过地震勘探在页岩区域内构造、储层的厚度及埋深、敏感属性与页岩气的相关性等研究，可获得较为可靠的页岩气“甜点”区，为下一步页岩气的钻井布设、勘探、开发提供科学依据。【参考文献】 ［1］郭思刚，梁国伟．大方地区页岩气采集参数试验分析[J]．油气藏评价与开发， 2011，1（5）：71-75． ［2］邢恩袁，庞雄奇，欧阳学成，等．浅析页岩气成藏模式[C]//第五届油气成藏机理与油气资源评价国际学术研讨会论文集.2009：914-919． ［3］李志荣，邓小江，杨晓，等．四川盆地南部页岩气地震勘探新进展[J]．天然气工业，2011，31（4）:40-43． ［责任编辑：庞修平］ S ※基金项目：中煤科工集团青年科技创新基金项目（2013XAYFX004）。 作者简介：王万合（1981—），男，汉族，安徽蒙城人，2007年毕业于中国地质大学〈武汉〉地球探测与信息技术专业，硕士，中煤科工集团西安研究院有限公司，工程师，从事煤田地质勘探、非常规气藏勘探研究及城市活断层探测工作。 浅谈页岩气地震勘探技术 王万合 （中煤科工集团西安研究院有限公司，陕西西安710077） 【摘要】本文讲述了对页岩气的基本认识，提出了页岩气地震勘探勘探应着重解决的几个方面，即寻找页岩区构造，储层标定，页岩的厚度预测和埋深计算，并对页岩气敏感属性进行优选、分析和提取，获得页岩气藏与地震数据体间的相互关系，从而实现对页岩气“甜点”的预测。 【关键词】页岩气；地震勘探；甜点 A Brief Talk about the Technology of Seismic Exploration on Shale Gas WANG Wan-he （Xi ’an Research Institute,China Coal Technology and Engineering Group Corp.,Xi ’an Shaanxi 710077,China ） 【Abstract 】This article tells us basic understanding about shale gas ，and proposes us several aspects should be focused on about the technology of seismic exploration in shale gas,that is structure for shale area,reservoir calibration,the thickness forecast and depth calculation,optimalizes,analyses,and extracts sensitive properties about shale gas.Then obtains the relationship between seismic data volume and shale gas reservoirs,So as to achieve the prediction of “The dessert ”on shale gas. 【Key words 】Shale gas;Seismic exploration;The dessert 项目与课题 58
第25卷第1期2002年2月 勘探地球物理进展 Progress in Exploration Geophysics Vol.25,No.1 Feb.2002地震勘探技术新进展 杨勤勇1徐丽萍2 (1.中国石化石油勘探开发研究院南京石油物探研究所,江苏南京210014; 2.西北石油局规划设计研究院,乌鲁木齐830011) 摘要:近几年来,地震勘探技术得到了很大的发展。超万道地震仪的投入使用,以及优化采集设计技术的发展,有效地提高了采集效率和资料质量;叠前深度偏移技术使复杂构造的成像更为清晰;3D可视化技术和虚拟现实技术大大提高了地震解释的能力、精度和速度;地震属性技术的发展把地震解释向定量化解释推进了一步;井中地震技术、多波多分量地震技术以及时延地震技术的发展,有力地增强了油气静态描述和动态监测的能力;复杂介质中地震波传播规律的研究向传统的层状介质理论发起了冲击。 关键词:可视化;虚拟现实;地震属性;成像;井中地震;VSP;多分量;时延地震 中图分类号:TE132.1+1文献标识码:A 地震勘探是利用地层岩石的弹性特性来研究地下地质结构,推断岩体物性,预测油气的一种勘查方法。几十年来,地震勘探以其高信噪比、高分辨率、高保真度、高精确度、高清晰度和高可信度等赢得了广大用户的信任,成为找油找气的关键技术。在油气勘探开发中,应用地震勘探已有效地解决了一系列复杂的地质问题,在各种复杂构造油气藏和隐蔽油气藏的勘查方面取得了重大成果,给油气公司带来了可观的经济效益。 近几年来,以PC计算机群大规模投入使用,可视化、虚拟现实、网络技术飞速发展为标志,以高分辨率地震、3D地震为代表,以4D地震、井中地震、多波多分量地震为发展前沿的地震勘探技术正跃上新的台阶,高密度采集和3D空间成像归位技术以其精确、灵活显示等优点,在国内外已卓有成效地用于查明各种复杂构造油气藏和隐蔽油气藏。 1主要进展 1.13D可视化技术[1~4] 可视化技术是把描述物理现象的数据转化为图形、图像,并运用颜色、透视、动画和观察视点的实时改变等视觉表现形式,使人们能够观察到不可见的对象,洞察事物内部结构。方法包括以图形为基础(或称为面可视化)和以体素为基础(体可视化)的可视化。在以体素为基础的体可视化中,每一个数据采样点被转换成一个体素(一个3D象素的大小近似于面元间隔和采样间隔)。每一个体素有一个对应于源3D数据体的值,一个RGB(红色、绿色、蓝色)色彩值以及可被用来标定数据透明度的暗度变量。 多年来,许多公司致力于地学可视化应用软件的开发,取得了可喜的成果。在3D图形工作站环境支持下,各种基于数据体操作、图素提取与曲面造型、体绘制技术的应用软件相继出现,它们基本上代表了当今综合解释工作站3D可视化软件功能的发展水平(见表1)。 表1有代表性的可视化解释处理软件 公司软件 Landmark 3DVI(3D体积解释) Voxcube(3D立体动画) Geoquest GeoViz(交互3D解释) Paradigm Voxel Geo(真3D地震解释系统) DGI Earth Vision (基于3D空间地质建模) Photo3DViz(3D体可视化) 体可视化允许解释人员直接进行地层解释,识别地震相,改进油藏特征描述。它通过数据的3D 立体显示,使解释人员能够作构造、断层、地层沉积、岩性、储集参数和油气等的交互解释。解释结果在三度空间内立体显示,可以激发资料处理解释人员的科学灵感,赋予他们无限的想像空间与创造力,极大地提高了工作效率和工作质量。 1.2虚拟现实技术 虚拟现实(Virtual Reality,简写为VR)是一种 收稿日期:2001-12-31 作者简介:杨勤勇(1964-),高级工程师,1985年毕业于中国地质大学物探系,现从事情报研究。