不斷發(fā)展的三維地震勘探技術(shù)

　　三維地震勘探技術(shù)是一項集物理學(xué)、數學(xué)、計算機學(xué)為一體的綜合性應用技術(shù)，其應用目的是為了使地下目標的圖像更加清晰、位置預測更加可靠。三維地震勘探技術(shù)是從二維地震勘探逐步發(fā)展起來(lái)的，是地球物理勘探中最重要的方法，也是當前全球石油、天然氣、煤炭等地下天然礦產(chǎn)的主要勘探技術(shù)。

　　與二維地震勘探相比，三維地震勘探不僅能獲得一張張地震剖面圖，還能獲得一個(gè)三維空間上的數據體。三維數據體的信息點(diǎn)的密度可達12.5米×12.5米（即在12.5米×12.5米的面積內便采集一個(gè)數據），而二維測線(xiàn)信息點(diǎn)的密度一般最高為1千米×1千米。由于三維地震勘探獲得信息量豐富，地震剖面分辨率高，地下的古河流、古湖泊、古高山、古喀斯特地貌、斷層等均可直接或間接反映出來(lái)。地質(zhì)勘探人員利用高品質(zhì)的三維地震資料找油找氣，中國近期發(fā)現的渤海灣南堡大油田、四川普光大氣田、塔里木盆地塔中Ⅰ號大氣田等，全要歸功于高精度的三維地震勘探技術(shù)。

　　要了解三維地震勘探技術(shù)，有必要先了解一下二維地震勘探的基本原理。二維地震勘探方法是在地面上布置一條條的測線(xiàn)，沿各條測線(xiàn)進(jìn)行地震勘探施工，采集地下地層反射回地面的地震波信息，然后經(jīng)過(guò)電子計算機處理得出一張張地震剖面圖。經(jīng)過(guò)地質(zhì)解釋的地震剖面圖就像從地面向下切了一刀，在二維空間（長(cháng)度和深度方向）上顯示地下的地質(zhì)構造情況。同時(shí)幾十條相交的二維測線(xiàn)共同使用，即可編制出地下某地質(zhì)時(shí)期沉積前地表的起伏情況。如果發(fā)現哪些地方可能儲有油氣，則可確定其為油氣鉆探井位。

　　三維地震勘探的理論與工作流程和二維地震勘探大體相似，但其工作內容及達到的效果卻今非昔比了。三維地震勘探主要由野外地震數據資料采集、室內地震數據處理、地震資料解釋3個(gè)步驟組成，這是一項系統工程，甚至每個(gè)步驟就是一個(gè)系統，因為這3個(gè)步驟既相互獨立，又相互影響，而且每一步驟均需要最先進(jìn)的計算機硬件和軟件的支撐。

　　野外地震數據資料采集包括測量、鉆淺井孔埋炸藥（在使用炸藥震源時(shí)）、埋檢波器、布置電纜線(xiàn)至儀器車(chē)幾道工序。測量的任務(wù)是定好測線(xiàn)及爆炸點(diǎn)和接收點(diǎn)的位置。鉆井的任務(wù)是準備好可埋下炸藥的淺井。埋炸藥就是向井中放入炸藥，以在爆炸后產(chǎn)生出地震波。地震波遇巖層界面反射回來(lái)被檢波器接收并傳到儀器車(chē)，儀器車(chē)將檢波器傳來(lái)的信號記錄下來(lái)，這就獲得了用以研究地下油氣埋藏情況的地震記錄。

　　室內地震數據處理是把采集到的地震信息磁帶上的大量數據輸入專(zhuān)用電子計算機，按不同要求用一系列功能不同的程序進(jìn)行處理運算，把數據進(jìn)行歸類(lèi)編排，突出有效的，除去無(wú)效和干擾的，最后把經(jīng)過(guò)各種處理的數據進(jìn)行疊加和偏移，最終得到一份份地震剖面或三維數據體文件。

　　地震資料解釋是把經(jīng)過(guò)處理的地震信息變成地質(zhì)成果的過(guò)程，包括運用波動(dòng)理論和地質(zhì)知識，綜合地質(zhì)、鉆井、測井等各項資料，作出構造解釋、地層解釋、巖性和烴類(lèi)檢測解釋及綜合解釋?zhuān)L出有關(guān)成果圖件，對工作區域作出含油氣評價(jià)，提出鉆探井位置等。

　　三維地震勘探是根據人工激發(fā)地震波在地下巖層中的傳播路線(xiàn)和時(shí)間、探測地下巖層界面的埋藏深度和形狀，認識地下地質(zhì)構造進(jìn)而尋找油氣藏的技術(shù)，與醫院使用的B超、彩超和CT技術(shù)類(lèi)似。地質(zhì)學(xué)家通過(guò)三維勘探剖面尋找地下油氣藏，和醫生通過(guò)CT尋找病人身體內部的病變不同之處在于：人體結構是基本相同的，而地表的條件和地下的地質(zhì)結構卻千變萬(wàn)化，油氣的運動(dòng)方向與賦存部位也無(wú)規律可循；應該說(shuō)，地質(zhì)學(xué)家面臨的挑戰比醫生大得多。

　　也正因為如此，為了尋找更多的石油與天然氣，三維地震勘探技術(shù)近幾年發(fā)展很快，數據采集、處理和解釋的方法不斷取得新的突破。每秒幾千億次計算速度的高性能計算機和幾百T（1T=1000GB）的存儲設備，促進(jìn)了地震勘探技術(shù)的發(fā)展；同時(shí)，三維地震勘探技術(shù)也反過(guò)來(lái)促進(jìn)了計算機硬、軟件的發(fā)展，還催生了層序地層學(xué)、地震地層學(xué)等新的邊緣學(xué)科，這些新的油氣勘探理論對復雜油氣藏的勘探起到了很好的指導作用。

　　三維地震勘探技術(shù)今后的發(fā)展方向主要包括3方面：

　　一是發(fā)展萬(wàn)道地震采集技術(shù)。采用萬(wàn)道地震儀（測線(xiàn)在30000道以上）和數字檢波器進(jìn)行單點(diǎn)激發(fā)、單點(diǎn)接收、大動(dòng)態(tài)范圍、多記錄道數、多分量地震、全方位信息、小面元網(wǎng)格、高覆蓋次數的特高精度三維地震采集技術(shù)。

　　二 是發(fā)展數據處理和數據存儲技術(shù)。為提高處理精度，必須發(fā)展海量機群并行處理和海量存儲技術(shù)。海量機群并行處理技術(shù)是指PC-CLUSTER（針對大型數據庫及大負荷運算量的集群計算機）的節點(diǎn)要多，同時(shí)發(fā)展相關(guān)的靜校正處理、組合處理、疊前時(shí)間偏移、疊前深度偏移、全三維各向異性等處理技術(shù)，以提高地下成像精度和儲層描述精度及含油氣分析精度。海量存儲技術(shù)指發(fā)展大容量的磁盤(pán)和自動(dòng)帶庫，以滿(mǎn)足大數據量的存儲需求。

　　三是進(jìn)行高精度精細地震解釋。隨著(zhù)微機性能的提高、成本的降低以及可視化解釋軟件的發(fā)展，三維可視化解釋技術(shù)的發(fā)展趨向是微機群，即用于解釋的微機群將以?xún)煞N形式存在：一種是集成并行機群，用于大數據量的計算和三維可視化分析；另一種是分布式機群，人手一臺，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )連接，用于精細解釋研究。