前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇地震勘探的現(xiàn)狀范文,相信會(huì)為您的寫作帶來(lái)幫助,發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。
關(guān)鍵詞:地震勘探 物探技術(shù) 發(fā)展趨勢(shì)
中圖分類號(hào):P631 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2013)05(b)-0237-02
物探技術(shù)是一門應(yīng)用性為主的學(xué)科,不言而喻,它的應(yīng)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(cè)等方面發(fā)揮著重大作用,對(duì)于保障國(guó)對(duì)民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展有著重大意義。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(cè)方面,都應(yīng)用十分廣泛。
在礦產(chǎn)資源勘查過(guò)程中,我們首先需要對(duì)各種物探方法和儀器有著充分地了解,再根據(jù)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(zhǔn)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(rèn)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(yàn)的積累對(duì)于工作的展開(kāi)也是有很重要的指導(dǎo)意義,所以,要在掌握理論方法和儀器設(shè)備使用的基礎(chǔ)上,注重實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累。
1 地震勘探技術(shù)的發(fā)展歷程
地震勘探技術(shù)隨著現(xiàn)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(yùn)動(dòng)發(fā)展的,運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的。就像我們的宇宙,時(shí)時(shí)刻刻都處于之中。隨著中國(guó)的崛起強(qiáng)大,國(guó)家對(duì)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(fù)雜、龐大而完整的科學(xué)體系。數(shù)學(xué)、物理、計(jì)算機(jī)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(xiàn)多次覆蓋技術(shù);60 年代,地震勘探技術(shù)第三次飛躍,出現(xiàn)了數(shù)字地震儀及數(shù)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)了高分辨率與三維地震結(jié)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,一般稱模擬光點(diǎn)記錄地震勘探儀。這代地震儀大多數(shù)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20 dB,頻帶寬約10 Hz,采用自動(dòng)增益控制,記錄結(jié)果不能作數(shù)字處理。第二代是晶體管地震儀,一般稱模擬磁帶記錄地震勘探儀。大多數(shù)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(shù)據(jù)處理。動(dòng)態(tài)范圍達(dá)50 dB,頻帶寬為15~120 Hz,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, 一般稱數(shù)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(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字化信息,記錄在磁帶上。其動(dòng)態(tài)范圍為120~170 dB,頻帶寬為3~250 Hz以上,記錄的振幅精度高達(dá)0.1%~0.01%。第四代是大規(guī)模集成電路地震儀,一般稱早期遙測(cè)地震儀。遙測(cè)地震儀由許多分離的野外地震數(shù)據(jù)采集站和中央控制記錄系統(tǒng)組成。第五代是超大規(guī)模集成電路地震儀,通常稱為新一代遙測(cè)地震儀,為多種數(shù)據(jù)傳輸模式的地震儀。第六代是全數(shù)字遙測(cè)地震儀,采用是全數(shù)字化地震數(shù)據(jù)傳輸與記錄系統(tǒng)。從21世紀(jì)初(2002年)開(kāi)始,主要標(biāo)志是采用微機(jī)械電子技術(shù)成功制造數(shù)字地震傳感器,從而從技術(shù)上解決了傳統(tǒng)模擬地震檢測(cè)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(jì)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(zhàn)。
3 地震勘探技術(shù)的現(xiàn)狀
3.1 地震勘探儀器設(shè)備現(xiàn)狀
諸多的勘探新技術(shù)對(duì)勘探儀器和設(shè)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(shí)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(shù)字檢波器振幅校正、溫度變化、時(shí)效性、可靠性和穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于常規(guī)的機(jī)械式檢波器,而且它為全數(shù)字輸出,有較好的電磁兼容性能,動(dòng)態(tài)范圍大、信號(hào)畸變小,具有優(yōu)異的矢量保真度。對(duì)于目前的地震勘探的應(yīng)用已經(jīng)非常成熟,軟硬件的開(kāi)發(fā)水平隨著科技水平的提高也越來(lái)越高。其中地震勘探的儀器和設(shè)備也逐漸趨向于智能化、高速化、輕便化和特色化。
3.2 地震勘探技術(shù)現(xiàn)狀
近幾年來(lái),隨著物探裝備的發(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(yīng)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(tái)階。特別是隨著近些年來(lái),電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)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(xiàn)在的三維甚至是四維勘探。從單分量到現(xiàn)在的多分量,從簡(jiǎn)單的構(gòu)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(xiàn),以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在數(shù)字處理中的應(yīng)用,在實(shí)際工作中得到了全面推廣應(yīng)用和發(fā)展。用于地震數(shù)據(jù)處理和解釋的軟件,在后期的數(shù)據(jù)處理解釋的過(guò)程中是必不可少的。常見(jiàn)的數(shù)據(jù)處理軟件有Geocluster、Seimic等,常用的解釋軟件比如:Landmark、Jason等一些著名的解釋系統(tǒng),并且在實(shí)際應(yīng)用中,很多功能都在不斷的擴(kuò)展,以適應(yīng)地震數(shù)據(jù)處理??傊?,隨著相關(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(yīng)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(shì)
4.1 地下探測(cè)趨勢(shì)
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(yīng)用中。隨著油田勘探開(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(cè)工具過(guò)渡。大量的地震數(shù)據(jù)和地下的VSP測(cè)井和鉆井緊密結(jié)合,使我們能夠從地面數(shù)據(jù)中挖掘越來(lái)越多的地下信息。地球物理將伴隨著人們對(duì)地下資源的不斷需求而不斷發(fā)展。
4.2 高分辨、高可靠性、實(shí)時(shí)成像趨勢(shì)
在工程物探巨大市場(chǎng)需求的帶動(dòng)和計(jì)算機(jī)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(xiàn)良好的勢(shì)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。
4.3 靜態(tài)向動(dòng)態(tài)過(guò)渡趨勢(shì)
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(shù)據(jù)是地震數(shù)據(jù)孔隙度等,用作標(biāo)定的數(shù)據(jù)主要是VSP測(cè)井、鉆井等獲取的地質(zhì)數(shù)據(jù),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(shù)據(jù)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(dǎo)整個(gè)油田的合理開(kāi)采。
4.4 新技術(shù)勘探趨勢(shì)
5 主要物探技術(shù)比較
5.1 磁法勘探
以巖、礦石間的磁性差異為基礎(chǔ),通過(guò)觀測(cè)與研究天然及人工磁場(chǎng)的變化規(guī)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(gòu)造等。特點(diǎn):理論成熟,輕便、快速、成本低,但應(yīng)用范圍不夠廣。
5.2 電法勘探
以巖、礦石間的電性差異為基礎(chǔ),通過(guò)觀測(cè)與研究天然及人工磁場(chǎng)的時(shí)空變化規(guī)律來(lái)解決地質(zhì)問(wèn)題的方法。用途:地質(zhì)構(gòu)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(shù)多,場(chǎng)源多,方法多;二廣:應(yīng)用空間廣,應(yīng)用領(lǐng)域廣,但受地形及外部電磁場(chǎng)干擾大。
5.3 地震勘探
以巖、礦石間的彈性差異為基礎(chǔ),通過(guò)觀測(cè)與研究地震波的時(shí)空變化規(guī)律來(lái)解決地質(zhì)問(wèn)題的方法。用途:地層分層;地質(zhì)構(gòu)造;尋找油氣田、煤田;工程地質(zhì)問(wèn)題等。特點(diǎn):探測(cè)深度大,精度高,但要放炮,工作難度大,破壞環(huán)境。
5.4 放射性勘探
5.5 物探新方法
6 結(jié)語(yǔ)
隨著中國(guó)的崛起強(qiáng)大,國(guó)家對(duì)于科學(xué)技術(shù)的需求也越來(lái)越高,其中也包括地震勘探技術(shù)??傊?,地震勘探技術(shù)是一門以應(yīng)用為主的學(xué)科,它是以不同巖、礦間物理性質(zhì)的差異作為基本的和必要的前提條件,以各種設(shè)備儀器為重要手段,應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛,對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防有重大影響的一門技術(shù)科學(xué)。技術(shù)的進(jìn)步將推動(dòng)地震勘探技術(shù)的革新,現(xiàn)今存在的諸多問(wèn)題也將會(huì)被解決,而且對(duì)于地震勘探技術(shù)的投入也在不斷地?cái)U(kuò)大,新的技術(shù)也將會(huì)不斷的被應(yīng)用,我們相信新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用將會(huì)帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】灘淺海 國(guó)外 勘探技術(shù) 現(xiàn)狀
1 引言
隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和油氣資源需求量的不斷增長(zhǎng),中國(guó)近海的油氣勘探越來(lái)越引人關(guān)注。越來(lái)越多的人想了解有關(guān)中國(guó)近海的基本地質(zhì)情況及油氣勘探技術(shù)進(jìn)展等一系列問(wèn)題。在海洋油氣勘探過(guò)程中出現(xiàn)了很多新型技術(shù),這些都是改變我國(guó)石油困難的有效途徑。我國(guó)三大石油公司在多年的探索與實(shí)踐中勘探技術(shù)正逐漸趨于成熟,同時(shí)也在積極向國(guó)外學(xué)習(xí),立足渤海灣,加強(qiáng)北黃海、東海等其它海域的勘探開(kāi)發(fā),同時(shí)在不斷提高勘探技術(shù)水平向深海進(jìn)軍,目前中海油海洋石油981平臺(tái)已開(kāi)始了作業(yè),但畢竟我國(guó)深??碧狡鸩捷^晚,勘探水平較國(guó)外先進(jìn)技術(shù)仍有很大差距,因此,加強(qiáng)淺海的勘探開(kāi)發(fā)力度,對(duì)確保我國(guó)油氣產(chǎn)量的穩(wěn)步增長(zhǎng)仍具有重要意義。
2 我國(guó)淺??碧介_(kāi)發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀
我國(guó)淺海開(kāi)發(fā)中海油因涉入較早,技術(shù)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較成熟,近幾年隨著勘探開(kāi)發(fā)的深入,中石油、中石化也陸續(xù)向海洋石油進(jìn)軍,旗下勝利油田、遼河油田及大港油田等在灘??碧介_(kāi)發(fā)方面取得了豐碩的成果,在灘涂和淺海找油的方法技術(shù)和設(shè)備上都有了相當(dāng)大的進(jìn)步,有條件向毗鄰的海區(qū)推進(jìn),目前中國(guó)石油海洋鉆井業(yè)務(wù)也在不斷擴(kuò)展與中海油共同參與到淺海的勘探開(kāi)發(fā)中,在淺??碧椒矫?,中國(guó)海洋石油總公司無(wú)論在技術(shù)水平,還是勘探經(jīng)驗(yàn)都較成熟,作業(yè)理念和作業(yè)技術(shù)也是先進(jìn)的。經(jīng)濟(jì)全球化國(guó)內(nèi)與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的差距已逐步縮小。
中國(guó)近海從北到南分布有渤海灣盆地、北黃海盆地、南黃海盆地、東海盆地、臺(tái)西盆地、臺(tái)兩南盆地、珠江口盆地、北部灣盆地、鶯歌海盆地和瓊東南盆地,共10個(gè)盆地。目前的油氣發(fā)現(xiàn)主要集中在其中7個(gè)盆地內(nèi),石油集中在渤海灣、珠江口、北部灣盆地,氣主要在鶯歌海、東海盆地,瓊東南盆地。截至2008年底,中國(guó)近海累計(jì)發(fā)現(xiàn)石油地質(zhì)儲(chǔ)量為近55億立方米,天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量約1.4萬(wàn)億立方米,其中,探明石油儲(chǔ)量為30億立方米,探明天然氣儲(chǔ)量為5600億立方米。石油的技術(shù)可采儲(chǔ)量約為7.73億立方米,經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量約7.2億立方米:天然氣技術(shù)可采儲(chǔ)量約3300億立方米,經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量為2600億立方米左右。目前,渤海灣成為近年我國(guó)石油儲(chǔ)量增長(zhǎng)最快的地區(qū),隨著我國(guó)石油勘探專家們對(duì)渤海灣盆地認(rèn)識(shí)的加深,向其它海域發(fā)展及向其淺層的層位開(kāi)拓成為達(dá)成共識(shí)。以下對(duì)三大石油公司的勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行總結(jié)。
中石油淺灘??碧介_(kāi)發(fā)以大港油田為代表,大港油田位于渤海西部,油氣資源豐富:石油l0.6×108t,天然氣2085×108m3。目前已探明地質(zhì)儲(chǔ)量1.56×108t,其中南部灘海為1.47×108t,中部灘海為0.09×108t。其灘海、極淺海的勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)相對(duì)而言比較成熟,目前主要技術(shù)應(yīng)用,一體化數(shù)據(jù)平臺(tái)下的三維地震資料解釋技術(shù)(即三維地震精細(xì)解釋技術(shù)、三維相干數(shù)據(jù)體斷層解釋技術(shù)、三維可視化技術(shù)和三維巖石物性反演技術(shù)等)在大港灘海極淺海區(qū)應(yīng)用后,取得了一定成效:利用三維地震精細(xì)解釋技術(shù)和三維相干數(shù)據(jù)體斷層解釋技術(shù)搞清了灘海極淺海區(qū)構(gòu)造帶斷裂結(jié)構(gòu)特征,并落實(shí)了構(gòu)造圈閉;三維巖石物性反演技術(shù)的應(yīng)用為馬東地區(qū)高產(chǎn)富集油氣藏的發(fā)現(xiàn)提供了地質(zhì)依據(jù)。
中石化則以以勝利油田為代表,勝利油田在渤海海域?yàn)\海勘探面積近4870km2,發(fā)現(xiàn)多套含油層系,已建成年產(chǎn)260萬(wàn)t的生產(chǎn)能力,從70年代起步,從第一座“勝利一號(hào)”鉆井平臺(tái)開(kāi)始,經(jīng)過(guò)了近半個(gè)世紀(jì)的勘探開(kāi)發(fā)在灘海、淺海方面取得了豐碩的成果,相繼發(fā)現(xiàn)了沿岸極淺海中已發(fā)現(xiàn)了埕北東、墾東、五號(hào)樁、長(zhǎng)堤、青東等油田,在勘探技術(shù)方面針對(duì)黃河三角洲的地質(zhì)構(gòu)造特點(diǎn),經(jīng)過(guò)多年的探索,形成了一套有效的地震資料采集、處理技術(shù),主要技術(shù)應(yīng)用:
(1)地震資料采集技術(shù),包括提高淺層覆蓋次數(shù)的觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)、提高分辨率的激發(fā)技術(shù)、氣泡效應(yīng)壓制技術(shù)、水中檢波器二次定位技術(shù)等內(nèi)容;
(2)地震資料處理技術(shù)包括水中檢波器二次定位校正、手工切除動(dòng)校正拉伸、子波匹配技術(shù)、海底鳴震壓制處理、疊前時(shí)間偏移處理等內(nèi)容。同時(shí)針對(duì)灘海地區(qū)復(fù)雜的地理和地質(zhì)條件,為加快油田開(kāi)發(fā)步伐,降低風(fēng)險(xiǎn),提高效益,攻關(guān)研究并應(yīng)用了早期油藏描述技術(shù)、開(kāi)發(fā)方案優(yōu)化技術(shù)、定向鉆井技術(shù)、油層保護(hù)技術(shù)、防砂工藝技術(shù)、油氣舉升技術(shù)、地面及海工工程設(shè)計(jì)技術(shù)等適合勝利灘海、淺海油田高效開(kāi)發(fā)的配套技術(shù)。
中海油開(kāi)發(fā)主要以渤海石油為主,同時(shí)立足于我國(guó)淺海及深海的勘探開(kāi)發(fā),作為我國(guó)海洋石油的領(lǐng)跑者,中海油以科技創(chuàng)新為技術(shù)驅(qū)動(dòng),以高新技術(shù)為發(fā)展引擎,高技術(shù)研究顯現(xiàn)和引領(lǐng)了創(chuàng)新成果,技術(shù)發(fā)展使成果盡快實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。先后承擔(dān)了多個(gè)國(guó)家863科技攻關(guān)項(xiàng)目,并在“渤海大油田勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)”項(xiàng)目上取得了豐碩成果,也正因如此2010年中海油實(shí)現(xiàn)了油氣當(dāng)量5000萬(wàn)噸的目標(biāo),目前主要技術(shù)應(yīng)用:
(1)油氣可采資源評(píng)價(jià)與復(fù)雜勘探目標(biāo)評(píng)價(jià)。通過(guò)石油地質(zhì)、地球物理、井場(chǎng)作業(yè)、油藏工程等多專業(yè)進(jìn)行復(fù)雜油氣藏勘探聯(lián)合攻關(guān),開(kāi)發(fā)出復(fù)雜構(gòu)造帶地震資料目標(biāo)處理技術(shù);密集斷裂帶精細(xì)構(gòu)造解釋技術(shù);差連通性儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù);各向異性混合花崗巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù);潛山裸眼產(chǎn)液剖面定量測(cè)試技術(shù)及零壓差復(fù)合滲壁防砂綜合降粘技術(shù)等6套新技術(shù)。渤??碧将@得了又一勘探新成果,發(fā)現(xiàn)、評(píng)價(jià)了全國(guó)最大的太古界混合花崗巖為主的大型復(fù)合油氣藏一錦州25-1南;盤活了旅大27-2、旅大32-2特稠油油田群,發(fā)現(xiàn)旅大10-1、旅大5-2與旅大4-2等油田;滾動(dòng)勘探、評(píng)價(jià)了渤中南凹中淺層油氣藏群。以上成果共獲得了三級(jí)石油地質(zhì)儲(chǔ)量5.2億立方米;
(2)海上時(shí)移地震油藏監(jiān)測(cè)技術(shù)與天然氣藏地震勘探技術(shù);
(3)渤海稠油油田開(kāi)發(fā)及提高采收率技術(shù),該項(xiàng)目針對(duì)渤海油田油藏特征、礫石充填防砂完井的特點(diǎn)以及采油工藝現(xiàn)狀,開(kāi)展了海上油田深部調(diào)剖技術(shù)和聚合物驅(qū)油技術(shù)的研究及應(yīng)用;
(4)可控三維軌跡鉆井技術(shù)與高溫高壓氣藏固井技術(shù)。該課題研制了旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具、隨鉆電阻率和自然伽馬測(cè)井工具、鉆井液正脈沖上傳信息和負(fù)脈沖下傳信息傳輸工具、隨鉆井下工程參數(shù)測(cè)量工具以及膨脹管座掛定位分支井鉆完井工具。該項(xiàng)技術(shù)取得了井下翼肋位移控制方法與裝置等五個(gè)方面的創(chuàng)新;
(5)海洋石油成像測(cè)井與鉆井中途油氣層測(cè)試技術(shù)通過(guò)仿真物理實(shí)驗(yàn)?zāi)P?、有限元?shù)值模擬、機(jī)械。液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制造、電子控制與數(shù)據(jù)采集、測(cè)試制度設(shè)計(jì)和資料解釋模型研究,研制了一套適合于渤海地質(zhì)條件的地層綜合測(cè)試儀和配套數(shù)據(jù)處理解釋系統(tǒng)(FCT)。實(shí)驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果表明,儀器的測(cè)壓、取樣等主要功能基本實(shí)現(xiàn)。
(6)簡(jiǎn)易平臺(tái)結(jié)構(gòu)與“三一”模式開(kāi)發(fā)邊際油田技術(shù)(即一座簡(jiǎn)易平臺(tái)+ 一條海底管道+ 一條海底電纜);
(7)浮式生產(chǎn)儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)(FPSO)與水下生產(chǎn)技術(shù)。中國(guó)海油與國(guó)內(nèi)其他單位在FPSO關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)和主要技術(shù)上的創(chuàng)新,使我國(guó)FPSO總體技術(shù)已達(dá)到當(dāng)今國(guó)際先進(jìn)水平。已形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的開(kāi)發(fā)我國(guó)海上油氣田的主流技術(shù);
(8)液化天然氣(LNG)引進(jìn)與工業(yè)利用技術(shù);
(9)海洋石油與天然氣化工技術(shù)。
這些高新技術(shù)有利的推進(jìn)了我國(guó)海洋石油的勘探開(kāi)發(fā)工作,但這只是一個(gè)起點(diǎn),海洋石油勘探開(kāi)發(fā)任重道遠(yuǎn)。
3 國(guó)外勘探技術(shù)現(xiàn)狀
海洋油氣的勘探開(kāi)發(fā)是陸地石油開(kāi)發(fā)的延續(xù),經(jīng)歷了一個(gè)由淺水到深海、由簡(jiǎn)易到復(fù)雜的發(fā)展過(guò)程。1887年,在美國(guó)加利福尼亞海岸數(shù)米深的海域鉆探了世界上第一口海上探井,拉開(kāi)了海洋石油工業(yè)序幕。20世紀(jì)30~40年代的海洋油氣勘探首先集中在墨西哥灣、馬拉開(kāi)波湖等地區(qū);20世紀(jì)50~60年代油氣勘探則在波斯灣、里海等海區(qū)初具規(guī)模;20世紀(jì)70年代是海洋油氣勘探最為活躍的時(shí)期,成果最顯著的地區(qū)是北海含油氣區(qū),陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一系列油氣田,其中有許多都屬于大型油氣田,如格羅寧根氣田。目前在海洋進(jìn)行油氣勘探的國(guó)家越來(lái)越多,海洋鉆井遍布世界各個(gè)海區(qū)。
3.1 國(guó)外勘探技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)狀
3.1.1海上地震技術(shù)
為研究天然地震發(fā)生及形成機(jī)理,從1845年Mallet以“人工地震”測(cè)量地震速度實(shí)驗(yàn)開(kāi)始,先后經(jīng)歷人類制造了記錄地震發(fā)生期地殼運(yùn)動(dòng)的地震記錄儀。反射地震波的基本理論,共深度點(diǎn)疊加技術(shù);野外數(shù)字采集系統(tǒng);計(jì)算機(jī)技術(shù)。二維地震技術(shù)發(fā)展成熟。20世紀(jì)60年代末三維技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用,到今天四維地震技術(shù)、井間地震技術(shù)、多波多分量技術(shù)開(kāi)始迅速發(fā)展。
3.1.2海上電磁勘探技術(shù)
海上電磁勘探在20世紀(jì)70年代開(kāi)始進(jìn)行研究。近年來(lái),海洋電磁法在儀器制造、處理解釋技術(shù)和實(shí)際應(yīng)用技術(shù)方面取得了多項(xiàng)標(biāo)志性進(jìn)步。特別是隨著第二代海洋MT技術(shù)和可控源EM(CSEM)在地中海、墨西哥灣、北大西洋和西非等一些地區(qū)開(kāi)展了勘探應(yīng)用,技術(shù)進(jìn)一步走向成熟。磁力測(cè)量主要是精確的測(cè)定地下巖石中磁化強(qiáng)度不同所引起的局部地磁異常。除了上面提到的磁力方法外,在海上應(yīng)用的還有海洋電磁法。目前有包括挪威國(guó)家石油公司和斯倫貝謝公司在內(nèi)的多家石油公司都開(kāi)發(fā)出了自己的海上電磁技術(shù)。以挪威國(guó)家石油公司為例2002年挪威國(guó)家石油公司成立ElectroMagneticGeoServices(EMGS)子公司,專門從事海洋電磁法的商業(yè)化。海上電磁法主要的工作作方法是:在目標(biāo)油藏上的海床上布置一列電磁接收器;利用強(qiáng)大電磁源發(fā)出的低頻電磁波,穿透潛在的地層;利用能量波在遇到油氣層或其他的高阻抗地層時(shí),將反射回地表的這一特性進(jìn)行勘探。經(jīng)改進(jìn)后的第二代電磁勘探設(shè)備在大于500 In(深水)和小于500 ITI(淺水)的海域都可被應(yīng)用。試驗(yàn)證明只要電磁勘探的結(jié)果擁有其他地質(zhì)數(shù)據(jù)的支持,就可獲得勘探成果,帶來(lái)可觀的效益。
3.1.3海上化學(xué)勘探技術(shù)
始于20世紀(jì)50年代后期。20世紀(jì)60―70年代海水中烴濃度檢測(cè)活動(dòng)進(jìn)入了一個(gè)期,幾乎每一家較大的美國(guó)石油公司都進(jìn)行了海水中烴濃度的檢測(cè)。20世紀(jì)70年代以來(lái),海底沉積物取芯技術(shù)獲得了快速發(fā)展,測(cè)區(qū)幾乎遍及世界各大洲大陸邊緣的近海區(qū)域。
3.1.4海洋勘探鉆井
地球物理勘探法,只是間接地推測(cè)地下儲(chǔ)油構(gòu)造。為了證實(shí)儲(chǔ)油構(gòu)造中是否存在油氣,還需要在物探已查明的有希望的儲(chǔ)油構(gòu)造上,用鉆機(jī)鉆穿地層,直接了解地下情況。鉆探是尋找油氣藏的最后一個(gè)環(huán)節(jié),也是最直接最可靠的辦法。海上的鉆探比陸上復(fù)雜,要求在布置探井井位時(shí)充分利用已有的地質(zhì)調(diào)查和地球物理勘探成果,深入地分析區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造及油氣聚集規(guī)律,選擇最有利地區(qū)、最有利構(gòu)造,確定必需的井?dāng)?shù),最大限度地提高鉆探效率,取全、取準(zhǔn)第一手資料。在鉆井方式上,海上鉆井一般采取鉆大位移井和多分支井。
國(guó)外勘探開(kāi)發(fā)技術(shù),發(fā)展迅速,也為我國(guó)海洋油氣的勘探開(kāi)發(fā)提供了借鑒與參考。
4 結(jié)論
通過(guò)國(guó)內(nèi)外淺海石油勘探技術(shù)現(xiàn)狀的對(duì)比分析我國(guó)在加強(qiáng)海洋石油勘探開(kāi)發(fā)方面還有如下幾個(gè)亟待需要解決的問(wèn)題:
開(kāi)發(fā)渤海灣的同時(shí)應(yīng)加大其他海域的勘探開(kāi)發(fā)力度,開(kāi)拓新層系、新領(lǐng)域。新層系既包括現(xiàn)有勘探日的層的立體拓展。又包括古、中生代地層;新領(lǐng)域包括現(xiàn)有勘探地區(qū)的隱蔽油氣藏、低孔低滲領(lǐng)域和高溫高壓領(lǐng)域以及勘探的新區(qū)。
在勘探技術(shù)方面我們應(yīng)及時(shí)查找不足,積極向國(guó)外學(xué)習(xí)先進(jìn)的技術(shù)、理念,國(guó)際化是必由之路,同時(shí)應(yīng)不斷加強(qiáng)科技創(chuàng)新能力,從而形成自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
在開(kāi)發(fā)灘、淺海的同時(shí),深水勘探開(kāi)發(fā)將是我國(guó)石油戰(zhàn)略的中長(zhǎng)期目標(biāo)。
再有,三大石油公司應(yīng)加強(qiáng)合作,深度交流,共同為海洋石油的勘探開(kāi)發(fā)做出貢獻(xiàn)。
總之,只有不斷提高我國(guó)海洋石油勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)水平,才能實(shí)現(xiàn)我國(guó)油氣產(chǎn)量的穩(wěn)步增長(zhǎng),滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)需要。
參考文獻(xiàn)
[1] 朱偉林.中國(guó)近海油氣勘探機(jī)遇和挑戰(zhàn)[J].海相油氣地質(zhì),2010(1):15-1
[2] 龐維奇.油氣田勘探[M].北京:石油工業(yè)出版社,2006:5-100
[3] 李廷輝,王津,等.大港南部灘海區(qū)的勘探技術(shù)[J].石油地球物理勘探,2005(11):40增刊
[4] 呂公河,邸志新,等.灘海淺層三維地震勘探技術(shù)[J].石油地球物理勘探,2008(12)6-43
[5] 孫志峰.勝利灘淺海地區(qū)三維高精度地震資料處理技術(shù)研究及應(yīng)用[J].油氣勘探,2005
[6] 喬衛(wèi)杰,等.國(guó)外海洋油氣勘探方法淺述[J].資源與產(chǎn)業(yè).2009(2):11-1
作者簡(jiǎn)介
[關(guān)鍵詞]金屬礦 地震勘測(cè) 技術(shù)探究
[中圖分類號(hào)]P631.4 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X(2013)-9-129-2
世界各國(guó)對(duì)金屬礦的探測(cè)技術(shù)多年來(lái)僅限于非地震勘測(cè)技術(shù),比如說(shuō)重力法、電磁法等等,但是這些方法比較適用于金屬礦的淺質(zhì)層,但是隨著勘探的縱向區(qū)域的加深,傳統(tǒng)的勘測(cè)方法在能力和精確度方面的可靠性逐漸下降,所以,金屬礦的勘測(cè)方法傾向于地震勘探技術(shù),其不僅可以代替非地震勘探技術(shù)在深層金屬礦中作業(yè),更重要的是其在精度、分辨率以及勘探結(jié)果上顯示出不可取代的地位。
1金屬礦地震勘測(cè)現(xiàn)狀
目前地震勘測(cè)技術(shù)仍處在前期發(fā)展的狀態(tài),其在金屬礦勘測(cè)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面,一是對(duì)金屬礦上的巖石進(jìn)行物理特性的分析,通過(guò)礦石與巖石的物理特性,分析是否具有金屬礦勘探的意義;二是分析散射波場(chǎng)的特性,散射波長(zhǎng)的特性與金屬礦體是有相關(guān)關(guān)系的,對(duì)其進(jìn)行分析得出金屬礦是否具有有效的勘探性,因此地震勘探技術(shù)還存在很大的研究和提升的空間。
2金屬礦地震勘測(cè)的技術(shù)分析
基于對(duì)金屬礦地震勘探國(guó)內(nèi)外現(xiàn)行使用技術(shù)的分析可得,常用地震勘測(cè)方法有五種,分別是散射波法、折射波法、反射波法、井中地震方法以及地面地震層析成像法。
散射波法。散射波發(fā)在地震勘測(cè)中屬于是比較高等的技術(shù)種類,主要是用于勘測(cè)非均勻分布的地下介質(zhì)的地質(zhì)條件,例如對(duì)塊狀硫化物礦床的探測(cè),一般情況,被探測(cè)的金屬礦床在與周圍巖石之間存在的速度差和密度差會(huì)形成散射波場(chǎng),在差異較大時(shí),地震勘探技術(shù)中的散射波對(duì)金屬礦的散射波場(chǎng)進(jìn)行探測(cè),可及時(shí)有效的發(fā)現(xiàn)與礦體關(guān)系密切的非均勻體。比如位于我國(guó)東部地區(qū)的銅陵冬瓜山-銅礦以及我國(guó)西部地區(qū)的云南錫礦,都是通過(guò)散射波法對(duì)礦區(qū)進(jìn)行高質(zhì)量成像,基于數(shù)據(jù)的模擬發(fā)現(xiàn)金屬礦區(qū)。
折射波法。折射波法在地震勘測(cè)中是應(yīng)用比較早期的技術(shù)種類,其主要對(duì)礦區(qū)中的含金屬礦的基巖、基底以及控礦構(gòu)造進(jìn)行研究,一眼就結(jié)果作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行填圖,并且確定金屬礦的風(fēng)化殼,例如位于烏茲別克西部地區(qū)的金屬礦區(qū),即是利用折射波法對(duì)低速區(qū)域的異常條帶進(jìn)行劃分,主要是對(duì)金屬礦部分的形態(tài)背景進(jìn)行分析,原因是烏茲別克礦區(qū)局部異常的界面低速區(qū)域與該礦區(qū)的礦床有直接的關(guān)系,所以首先需要利用折射波法對(duì)低速異常的條帶進(jìn)行劃分。在地震勘探技術(shù)中,折射波法雖然投入使用比較早,但是其在應(yīng)用上是受到一定限制的,比如低速層覆蓋在高速層下方或者是被勘測(cè)的地形結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
反射波法。反射波法在地震勘探中屬于比較常用的技術(shù)種類,其主要對(duì)和金屬礦有關(guān)聯(lián)的地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行探測(cè),對(duì)金屬礦中的斷層進(jìn)行標(biāo)注,大致反饋金屬礦中含礦地質(zhì)的構(gòu)造,包括形態(tài)、基底和基巖起伏狀態(tài)、相似沉積金屬礦以及沉積金屬礦等,便于有效金屬礦的探尋和發(fā)現(xiàn)。例如反射波發(fā)對(duì)礦區(qū)的二維或三維層面兩千米以內(nèi)60°-70°傾角處以及裂縫處進(jìn)行地質(zhì)構(gòu)造上的成像。此方法運(yùn)用的成效體現(xiàn)在位于澳大利亞的北部地區(qū)的Mount Isa金屬礦區(qū),清楚可圈定出金屬礦取的涉及范圍以及構(gòu)造形態(tài)。
井中地震方法。井中地震方法是地震勘測(cè)技術(shù)中比較精細(xì)的技術(shù)種類,其在金屬礦勘探中所涉及到的井中地震方法包括垂直地震剖面、跨孔地震層析成像和“井-地”地震層析成像,當(dāng)金屬礦發(fā)育地區(qū)的陡傾角大于65°時(shí),屬于高難度勘測(cè)種類,由于受限于野外采集與處理方法,導(dǎo)致部分地震探測(cè)方法的使用效果不是特別明顯,因此利用井中地震方法的垂直剖面技術(shù)可在井中接受來(lái)自陡傾角的各種數(shù)據(jù)信息以及參數(shù),有效的代替其他地震勘探技術(shù),但是在金屬礦區(qū)中大部分的井并不是呈現(xiàn)垂直狀態(tài)的,所以發(fā)展為井下地震方法,有利于獲取地下速度的詳細(xì)信息,優(yōu)化各個(gè)地層與界面之間的關(guān)系。例如位于加拿大大安大略地區(qū)的Kidd Greek金屬礦和加拿大魁北克北部地區(qū)的Bbitibi金屬礦區(qū)中的勘探井,前者是利用井中地震方法,發(fā)現(xiàn)陡傾角褶曲處火山巖層中包含硫化物礦體,并對(duì)此控礦構(gòu)造進(jìn)行成像;后者是利用井中地震方法,對(duì)一支礦體進(jìn)行二次勘探,通過(guò)對(duì)其陡傾角的火山巖進(jìn)行成像,勘探到具有高波阻抗特性的輝綠巖礦脈分布。
地面地震層析成像法。地面地震層析成像法是地震勘探技術(shù)中比較復(fù)雜的技術(shù)種類,其是以地震勘探的記錄為基礎(chǔ),通過(guò)對(duì)首波的動(dòng)態(tài)進(jìn)行分析,對(duì)地下的速度進(jìn)行反演,此方法以80%以上的準(zhǔn)確性探測(cè)金屬礦區(qū)底層速度的分布,雖然地面地震成像法的探測(cè)準(zhǔn)確性比較高,但是其在縱行方位上的分辨率不高,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于橫行方位上的分辨率,所以,地面地震層析成像法只能用于介質(zhì)速度有差異的金屬礦區(qū),比如隱伏礦體、斷層處以及礦體與周圍巖石的接觸地帶等,通過(guò)對(duì)介質(zhì)波速進(jìn)行勘探,分析其對(duì)應(yīng)巖石的特性,同時(shí)為地震的數(shù)據(jù)處理提供精確的校正資料,例如位于加拿大地區(qū)的Sudbury金屬礦區(qū),利用地面地震層析成像法對(duì)大型塊狀主要為硫化物的礦體進(jìn)行地震反射的勘探,對(duì)于金屬礦區(qū)地下的巖性界面的構(gòu)造和形態(tài)進(jìn)行探測(cè),以便對(duì)地下深處的金屬礦體進(jìn)行圈定。
3地震勘測(cè)技術(shù)有待改善的問(wèn)題
金屬礦地震勘探技術(shù)在應(yīng)用中暴露出諸多關(guān)鍵性的問(wèn)題,并且此類問(wèn)題有待提出具有針對(duì)性的解決方案,實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵性問(wèn)題的突破和改進(jìn)。首先是基于金屬礦床地質(zhì)背景的限制,此限制可分為三個(gè)層面,第一是金屬礦體的不規(guī)則分布,而且金屬礦體在幾何形態(tài)上的分布尺度是非常小的,不利于勘探;第二是金屬礦床的地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜多樣而且具有不穩(wěn)定性,其地層處的傾角陡峭,巖石層以巖漿巖和變質(zhì)巖為主,加大了勘探上的難度;第三是金屬礦的表面層次的構(gòu)成條件非常負(fù)責(zé),不僅其地形的起伏變化比較大,而且表層的潛水面和風(fēng)化層很深,促使地表處的巖石以的狀態(tài)存在,影響勘探的準(zhǔn)確性。
其次是金屬礦資源對(duì)比其他的資源勘探,其涉及的地質(zhì)和地震條件以及地質(zhì)中需要解決的問(wèn)題是多種多樣的,條件和問(wèn)題的多樣表現(xiàn)為:第一在金屬礦地震勘探中,目的層缺少比較深的深度,而且其背景的速度相對(duì)較高,再加上信號(hào)方面有效頻寬的限制,與之進(jìn)行對(duì)比,例如勘探技術(shù)在油氣勘探中的環(huán)境條件為目的層最深深度可至數(shù)千米,信號(hào)有效的頻寬在1-120赫茲,金屬礦的頻寬則為30-200赫茲;第二是金屬礦地震勘探中目的層在界面上的波阻抗差非常小,致使有效的地震信號(hào)幾乎檢測(cè)不到,在進(jìn)行有效波的分離和識(shí)別上極其困難,而且金屬礦大部分為結(jié)晶巖,其不均勻性的分布特點(diǎn)造成變化多樣的波場(chǎng)圖形;第三是形態(tài)各異且規(guī)模較小的金屬礦床,其底層界面在橫向上是呈現(xiàn)不連續(xù)性的,很難采取合適的地震勘探技術(shù)對(duì)其進(jìn)行勘探,缺乏地震勘探方法所需要依據(jù)的基本條件,而且當(dāng)?shù)卣鸩ǖ牟ㄩL(zhǎng)與金屬礦體的尺度相當(dāng)時(shí),地震波會(huì)產(chǎn)生散射現(xiàn)象而無(wú)法精確的對(duì)金屬礦床進(jìn)行探測(cè);第四是金屬礦底層縱行方向上的密度差較小,波阻抗差的獲得主要是依據(jù)金屬礦地質(zhì)的密度差,但是其地址中的各層速度非常接近而且速度非常高,導(dǎo)致垂直方向的速遞比較小,只有在不同烈性的巖石之間才會(huì)顯現(xiàn)出密度的變化,所以嚴(yán)重影響到勘探的順利進(jìn)行。
最后金屬礦地震勘探技術(shù)無(wú)論是在理論基礎(chǔ)上還是在技術(shù)實(shí)踐上,都存在需要改善提高的地方,對(duì)于地震勘探技術(shù)尤為需要謹(jǐn)慎的考慮,綜合金屬礦區(qū)的地形特點(diǎn),進(jìn)行正確的選取。
4地震勘探技術(shù)的發(fā)展前景
目前金屬礦地震勘探技術(shù)已提出多個(gè)新型的研究課題,其中最具代表性的是地震波散射技術(shù),近幾年更是加強(qiáng)了對(duì)此技術(shù)的研究力度,其以地震勘探技術(shù)的磁法、電法勘探技術(shù)為基本,以地震波散射為研究理論,確立了新領(lǐng)域技術(shù)的研究方向,未來(lái)金屬礦地震勘探技術(shù)的發(fā)展前景是非常廣泛的。
5結(jié)束語(yǔ)
地震勘探技術(shù)在金屬礦勘探中的應(yīng)用是具有不可估量的潛力的,而且地震勘測(cè)技術(shù)在國(guó)內(nèi)外都備受關(guān)注,最重要的原因是地震勘探技術(shù)均可運(yùn)用在金屬礦勘探的各個(gè)階段,而且其對(duì)淺層與深層的質(zhì)地構(gòu)造的反應(yīng)精確度非常高,有利于獲取金屬礦的空間分布狀態(tài),基于對(duì)地震勘探技術(shù)的不斷研究,其在未來(lái)金屬礦勘探中的重要性會(huì)越來(lái)越大。
參考文獻(xiàn)
[1]徐明才,高景華.用于金屬礦勘查的地震方法技術(shù)[J].物探化探計(jì)算技術(shù),2010(S1).
[2]尹軍杰,劉學(xué)偉,李文慧.地震波散射理論及應(yīng)用研究綜述[J].地球物理學(xué)進(jìn)展,2010(01).
[3]李戰(zhàn)業(yè),尹軍杰.地震散射波模擬成像在金屬礦勘探中的應(yīng)用[J].地質(zhì)與勘探,2011(02).
【關(guān)鍵詞】地震檢波器;慣性傳感器;油氣勘探
1.國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
從80年代至現(xiàn)在,高分辨率地震、三維地震、發(fā)展開(kāi)始成熟,而且井間地震、四維地震、多波多分量勘探等的新技術(shù)及方法方法開(kāi)始應(yīng)用,和勘探技術(shù)對(duì)應(yīng)的檢波器的型號(hào)也不斷的發(fā)展,例如高性能壓電檢波器、四分量檢波器、渦流檢波器、四分量檢波器等。初步統(tǒng)計(jì)得出,當(dāng)前一共12個(gè)系列25種型號(hào)的檢波器在油氣資源地震勘探中使用。
國(guó)內(nèi)地震檢波器大約有五十多年的歷史。五六十年代國(guó)內(nèi)基本仿制蘇聯(lián)還有美國(guó)的檢波器;七十年代國(guó)內(nèi)自行研制地震檢波器;八十年代主要為引進(jìn)階段,例如西安石油勘探總廠等。90年代以后,以增加高分辨率勘探為目的,物探局儀器總廠、西安石油勘探儀器總廠推出了一系列檢波器,是的地震檢波器的勘探得到擴(kuò)展。近年來(lái),MEMS技術(shù)發(fā)展很快,采用MEMS技術(shù)的數(shù)字地震檢波器開(kāi)始出現(xiàn)。ION公司以及SERCEL公司在2000年前后分別推出地震檢波器,并且具有全數(shù)字的特點(diǎn),開(kāi)始在野外不斷應(yīng)用。數(shù)字檢波器實(shí)質(zhì)上是分辨率很高的微加速度計(jì),國(guó)內(nèi)對(duì)其研究還處于開(kāi)始階段。
2.高分辨率地震勘探對(duì)地震檢波器的要求
2.1 地震勘探的基本原理
地震勘探基本原理如圖1所示,激發(fā)之后地震波在遇到不同地層的分界面發(fā)生反射,設(shè)置在地面上的地震檢波器把振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),電信號(hào)被地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)檢測(cè),進(jìn)行數(shù)字化并記錄,通過(guò)分析地震數(shù)據(jù)就得到地震波運(yùn)行的時(shí)間還有速度信息,進(jìn)而得到地層分界面油氣資源的埋藏深度。
圖2為遙測(cè)地震油氣資源勘探中的慣性傳感器采集部分的結(jié)構(gòu),其采用24位的作為數(shù)據(jù)采集單元。
(1)信號(hào)只需要前一級(jí)的簡(jiǎn)單模擬過(guò)濾器,采用24位A/D進(jìn)行轉(zhuǎn)換,大大縮短模擬信號(hào)通道,有利于降低信號(hào)的失真度提高信噪比;
(2)對(duì)去假頻(即防混疊)濾波器大大簡(jiǎn)化,提高濾波性能。
2.2 地震波的形成和衰減
將作業(yè)地層看成系統(tǒng)對(duì)待,震源激發(fā)出現(xiàn)的激發(fā)波形看成系統(tǒng)的輸入信號(hào),那么傳輸?shù)竭_(dá)地面的地震波為系統(tǒng)的輸出信號(hào)。輸出信號(hào)主要由輸入信號(hào)還有系統(tǒng)特性決定,即地震波波形為震源還有地層共同作用的產(chǎn)生的。地層對(duì)震波振幅、頻率特性產(chǎn)生影響主要有三種。
2.3 分辨率公式
通常垂直分辨率的極限約等于主波長(zhǎng)的1/4。當(dāng)前使用的近似的時(shí)間分辨率公式,也就是“時(shí)間厚度”:
其中,—層速度,—視波長(zhǎng),—可分辨厚度。
以上公式前提是地震子波為理想的Ricker子波。相關(guān)證明得到:上述分辨厚度下,子波的過(guò)零點(diǎn)出現(xiàn)互相重合情況,疊加的合成波形在兩個(gè)波峰位置產(chǎn)生波谷,波谷振幅為零,而且兩個(gè)波峰分開(kāi)。實(shí)際上地震子波不可能產(chǎn)生嚴(yán)格意義零相位的,并且反褶積沒(méi)有將它其壓縮成正峰。
3.動(dòng)圈式檢波器的討論
3.1 檢波器的動(dòng)力學(xué)模型
檢波器的動(dòng)力學(xué)模型如下圖,彈簧在檢波器外殼上進(jìn)行固定,彈簧上懸掛質(zhì)量體,當(dāng)存在地震信號(hào)時(shí),外殼和大地一起振動(dòng),質(zhì)量體通過(guò)彈簧帶動(dòng)做阻尼振動(dòng),力學(xué)方程如下:
3.2 噪聲
在所有噪聲源當(dāng)中,一般環(huán)境噪聲幅度最大,如刮大風(fēng)檢波器的噪聲輸出強(qiáng)度約20~80,小風(fēng)達(dá)到為。安靜地區(qū)大地振動(dòng)的速度噪聲峰峰值只,相應(yīng)的噪聲電壓峰峰值。除了外界噪聲源,檢波器噪聲包括慣性體的布朗噪聲還有電阻熱噪聲。對(duì)于克量級(jí)的檢波器,大地振動(dòng)噪聲高于布朗噪聲4-5倍,因此檢波器的布朗噪聲能夠忽略。電阻熱噪聲的噪聲密度計(jì)算方法如下:
k—玻爾茲曼常數(shù);T—絕對(duì)溫度;R—線圈電阻值;檢波器;線圈電阻;計(jì)熱噪聲密度只有。
3.3 常用的檢波器組合方式
地震道通常是2-4個(gè)串檢波器串并聯(lián),串并組合的方式及相關(guān)特點(diǎn)一般和石油勘探的目的相關(guān)。不同組合目的在于,利用有效波還有干擾波的不同,來(lái)干擾波進(jìn)行抑制,并突出有效波。下表給出了不同檢波器組合的性能特點(diǎn)。不同的檢測(cè)波組合性能參數(shù)表如表1所示。
其中:n—檢波器的總個(gè)數(shù);—并聯(lián)子串?dāng)?shù);—子串檢波器個(gè)數(shù);;—為串組合的增益;—阻抗比(串組合和單只檢波器的阻抗比值);—為動(dòng)態(tài)增量,在具體勘探當(dāng)中,要按照油氣藏探區(qū)的干擾波類型還有其頻率特性以及勘探目的層深度和其它因素來(lái)對(duì)檢波器的組合方式進(jìn)行設(shè)計(jì),目的是找到適合此藏區(qū)的特定通頻帶的組合。具體的組合點(diǎn)數(shù)根據(jù)施工區(qū)的表層特點(diǎn)來(lái)決定,當(dāng)表層干擾十分嚴(yán)重時(shí),采用點(diǎn)數(shù)的數(shù)量比較大,例如沙漠區(qū)勘探組合點(diǎn)數(shù)一般大于30個(gè)。
3.4 諧波失真
關(guān)鍵詞:地震;偏移成像技術(shù);研究現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢(shì)
0. 引言
地震偏移成像技術(shù)能有效提高地震資料的分辨率,它是通過(guò)采用特定手段并最終獲得地下真實(shí)構(gòu)造圖。地震偏移成像技術(shù)的研究現(xiàn)狀主要包括疊前偏移與疊后偏移法、時(shí)間偏移與深度偏移法以及二維偏移與三維偏移法并預(yù)測(cè)了地震偏移成像技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),主要包括粘彈性偏移、各向異性偏移以及復(fù)雜地形條件下成像問(wèn)題等。
1. 地震偏移成像技術(shù)的研究現(xiàn)狀
我國(guó)越來(lái)越重視地震偏移成像技術(shù),歸根結(jié)底是由于地震勘探精細(xì)程度的不斷提高。目前,偏移方法主要有疊前偏移與疊后偏移法、時(shí)間偏移與深度偏移法以及二維偏移與三維偏移法等。
1.1疊前偏移與疊后偏移
疊前偏移是把共炮點(diǎn)道集記錄中的反射波歸位到波源界面,最后得到能夠正確歸位并能將反射系數(shù)正確反映到波源界面的地震偏移剖面。而疊后偏移必須在水平疊加剖面上進(jìn)行,可采用爆炸反射面的方法解決傾斜反射層不能正確歸位的問(wèn)題[1]。將這兩種偏移方法進(jìn)行對(duì)比得出結(jié)論:對(duì)于需要解決地層傾角不一致成像問(wèn)題,應(yīng)該采用疊前偏移,但是當(dāng)數(shù)據(jù)信噪低時(shí)其成像效果會(huì)比較差;數(shù)據(jù)信噪低時(shí),應(yīng)該采用疊后偏移,一般此法僅適用于水平層狀介質(zhì)。
1.2深度偏移與時(shí)間偏移
深度偏移是假設(shè)橫向介質(zhì)速度可以任意變化,且在任意介質(zhì)中反射的偏移結(jié)果均正確。而時(shí)間偏移是假設(shè)橫向介質(zhì)速度不變,此時(shí)反射的偏移結(jié)果畸形化。以下用成像射線來(lái)詮釋深度偏移與時(shí)間偏移的聯(lián)系與區(qū)別。當(dāng)橫向速度保持不變時(shí),其成像射線一直保持垂直向下,時(shí)間偏移結(jié)果是正確的。而當(dāng)橫向速度任意變化時(shí),其成像射線不能一直保持垂直向下,導(dǎo)致時(shí)間偏移結(jié)果發(fā)生錯(cuò)誤。也就是說(shuō),成像射線的狀態(tài)能區(qū)別深度偏移與時(shí)間偏移,同時(shí)進(jìn)一步也說(shuō)明了在水平層狀介質(zhì)情況下只能使用時(shí)間偏移方法進(jìn)行地震偏移成像,而在橫向變速介質(zhì)情況下最好使用深度偏移方法來(lái)進(jìn)行地震偏移成像。
1.3二維偏移與三維偏移
二維偏移是利用測(cè)線就能得到數(shù)據(jù)然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行偏移。二維偏移要想取得較好的偏移效果,則必須等到剖面的垂直平面上的信息全部反映在該剖面上,也就是說(shuō),即能構(gòu)造二度體時(shí),測(cè)線必須有垂直二度體的走向,這樣得到的資料才是最準(zhǔn)確的。如果地質(zhì)體形成了三度體,也就是說(shuō),來(lái)自不同射線平面的信息資料都集中在一條測(cè)線上,進(jìn)行二維偏移時(shí),只有具有垂直走向的信息才能歸位,其他平面的信息無(wú)法歸位,這是二維偏移的不足之處,而三維偏移則較好地解決了這一不足之處,三維偏移可以將來(lái)自各個(gè)方向的反射信息進(jìn)行歸位。由此可見(jiàn),偏移的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)必將由二維走向三維。
2. 地震偏移成像技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
我國(guó)地震勘探目標(biāo)越來(lái)越復(fù)雜,為了能進(jìn)一步對(duì)地震進(jìn)行勘測(cè),就必須引進(jìn)各種新技術(shù)以及新偏移方法[2]。新方法和新技術(shù)的引入使得地震偏移成像技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展,以下對(duì)幾種主要地震偏移成像技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行闡述。
2.1黏彈性偏移
對(duì)處在彈性介質(zhì)中的地震波進(jìn)行勘測(cè),可借助彈性波理論。而對(duì)處在粘性介質(zhì)中的地震波,比如對(duì)油田進(jìn)行勘探開(kāi)發(fā)工作,對(duì)地下巖心進(jìn)行測(cè)試工作等,因其均具有黏滯性,而黏滯性介質(zhì)會(huì)使得地震信號(hào)能量衰減,降低地震信號(hào)的反映能力。為預(yù)防黏彈性對(duì)地震勘測(cè)帶來(lái)的影響,專家們提出了反Q濾波技術(shù),用于恢復(fù)黏滯性對(duì)地震信號(hào)的影響,從而提高地震數(shù)據(jù)的分辨率。然而一維反Q濾波技術(shù)卻不能完全恢復(fù)黏滯性帶來(lái)的影響,只是使地震數(shù)據(jù)分辨率得到改善,那么就需要在使用反Q濾波技術(shù)的同時(shí)綜合考慮其黏滯性,以改善地震波成像質(zhì)量,確保能盡量避免黏滯性帶來(lái)的影響。
2.2各向異性偏移
地下介質(zhì)不僅成分復(fù)雜,而且某些還具有方向性,也就是說(shuō),地下介質(zhì)還具有各向異性,那么就有各向性偏移的出現(xiàn)。為了改善地震數(shù)據(jù)的分辨率,除了需要考慮地下介質(zhì)黏滯性的影響外,還需考慮各向異性帶來(lái)的影響。因此,研究各向異性介質(zhì)下的偏移方法具有極其重要的意義。目前已有一種各向異性介質(zhì)下的偏移方法,即彈性波逆時(shí)偏移。VTI介質(zhì)中的疊前逆時(shí)偏移由成像條件的應(yīng)用、成像條件的計(jì)算以及分量的逆時(shí)延拓等三部分組成。
2.3復(fù)雜地形條件下成像問(wèn)題
普通簡(jiǎn)單的地形已不能引起地震勘探家的興趣。近幾年來(lái),地震勘測(cè)家將勘測(cè)重點(diǎn)轉(zhuǎn)向復(fù)雜的地形區(qū)域,比如沼澤地區(qū)、灘海等。我國(guó)西部地形較為復(fù)雜,勘測(cè)家對(duì)勘測(cè)地區(qū)進(jìn)行轉(zhuǎn)移,這無(wú)疑是一輪新的挑戰(zhàn),需要勘測(cè)家認(rèn)真做好地震勘探準(zhǔn)備工作,并及時(shí)處理資料[3]。一般情況下,是采用高程靜校正法解決地形起伏問(wèn)題,而在復(fù)雜地形條件下,其地表起伏太過(guò)劇烈,根本用不了高程靜校正法,在這種情況下,有關(guān)學(xué)者提出了有效地解決方案,避免因地表起伏帶來(lái)的影響,比如相位編碼法、格子法等。對(duì)復(fù)雜地形條件下成像問(wèn)題的研究,有助于我國(guó)對(duì)西部進(jìn)行勘探工作。
3. 結(jié)語(yǔ)
綜上所述,地震偏移成像技術(shù)運(yùn)用地球物理理論和解數(shù)學(xué)物理模型,反傳地面觀測(cè)到的數(shù)據(jù),以便消除地震波。地震偏移的結(jié)果由偏移方法、偏移速度以及偏移數(shù)據(jù)等三方面因素共同決定。本文主要通過(guò)以偏移成像方法來(lái)研究地震偏移成像技術(shù)的現(xiàn)狀,進(jìn)一步研究其發(fā)展趨勢(shì)。研究表明不存在適合所有介質(zhì)或者是所有地區(qū)的萬(wàn)能偏移成像方法。因此,在研究某一偏移成像方法前,必須先確定適用范圍,才能獲得最精確的結(jié)果。■
參考文獻(xiàn)
[1]王潔,馬永生,張鐵強(qiáng).偏移技術(shù)概述[J].中國(guó)西部油氣地質(zhì),2012,10(11):12.
[2]何英,王華忠,馬在田,李雪梅.復(fù)雜地形條件下波動(dòng)方程疊前深度成像[J].勘探地球物理進(jìn)展,2012,8(02):34.
[3]李松,馬在田.地震偏移成像[J].北京石油工業(yè)出版社,2012,10(11):12.