地震勘探技術的發展及主要物探技術的比較

  引言

 

  物探技術是一門應用性為主的學科，不言而喻，它的應用領域十分廣泛。在地質找礦、軍事工程、工程物探、工程質量檢測等方面發揮著重大作用，對于保障國對民經濟穩定發展有著重大意義。在工程方面，物探技術更是和工程如影隨形，在工程選址、工程質量檢測方面，都應用十分廣泛。

 

  在礦產資源勘查過程中，我們首先需要對各種物探方法和儀器有著充分地了解，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，因此各種物探方法的特點及適用范圍以及所采用的物探儀器，我們都要進行認真地比較研究。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。在實際工作中，經驗的積累對于工作的展開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，注重實踐經驗的積累。

 

  1地震勘探技術的發展歷程

 

  地震勘探技術隨著現代相關技術的發展而不斷發展，取得的成就也進一步豐富。事物是運動發展的，運動是絕對的。就像我們的宇宙，時時刻刻都處于之中。隨著中國的崛起強大，國家對于科學技術的需求越來越高，其中也包括地震勘探技術。

 

  回顧地震勘探技術的發展歷程，地震勘探技術始終處于不斷創新、飛速提高的過程之中。至今它已經形成了一個復雜、龐大而完整的科學體系。數學、物理、計算機以及地質學的各個分支都滲透到這個領域之中，因此，地震勘探變成了一門綜合性的科學，它的發展可以按如下時間進行劃分：

 

  30年代，地震勘探技術第一次飛躍，由折射地震法改進為 反射法； 50年代，地震勘探技術第二次飛躍，出現多次覆蓋技術；60年代，地震勘探技術第三次飛躍，出現了數字地震儀及 數字處理技術；

 

  70年代初期，地震勘探技術第四次飛躍，出現了偏移歸位 成像技術；

 

  70年代后期，地震勘探技術第五次飛躍，出現了三維地震 勘探技術；

 

  90年代，地震勘探技術第六次飛躍，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，地震勘探儀器的發展已經歷了6代：

 

  第一代是電子管地震儀，一般稱模擬光點記錄地震勘探儀。這代地震儀大多數由電子管制成。由于光點感光方式的限制，其動態范圍小，僅有20dB，頻帶寬約10Hz，采用自動增益控制，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。動態范圍達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，一般稱數字磁帶記錄地震勘探儀器。這代地震儀采用二進制增益控制方式和瞬時浮點增益控制。它把檢波器輸出的信號轉化為數字化信息，記錄在磁帶上。其動態范圍為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）開始，主要標志是采用微機械電子技術成功制造數字地震傳感器，從而從技術上解決了傳統模擬地震檢測器制約地震勘探發展的瓶頸問題。

 

  包含地震勘探技術的物探技術與經濟發展始終處在互動的良性循環之中，工業化的生產需求推動著物探技術不斷創新，物探技術的進步極大地促進了工業的發展。目前，地質勘查的難度越來越大，重大實際問題正在促進地球物理極限的延伸，向物探技術提出了新的挑戰。

 

  地震勘探技術的現狀

 

  地震勘探儀器設備現狀

 

  諸多的勘探新技術對勘探儀器和設備提出了越來越高的要求。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點已經越來越引起大家的重視。數字檢波器振幅校正、溫度變化、時效性、可靠性和穩定性遠遠優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，動態范圍大、信號畸變小，具有優異的矢量保真度。 對于目前的地震勘探的應用已經非常成熟，軟硬件的開發水平隨著科技水平的提高也越來越高。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。

 

  地震勘探技術現狀

 

  近幾年來，隨著物探裝備的發展，地球物理勘探技術特別是地震勘探自從在石油工業中應用以來，始終處于不斷的發展和改進中。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，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正躍上新的臺階。特別是隨著近些年來，電子技術、計算機技術、信息技術等相關學科的飛速發展，地震勘探已經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，從簡單的構造勘探到尋找隱蔽巖性油氣藏。

 

  地震相干解釋技術、地震相分析技術、波阻抗反演技術、三維可視化技術等為代表的一系列新技術的出現，以及神經網絡在數字處理中的應用，在實際工作中得到了全面推廣應用和發展。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程中是必不可少的。常見的數據處理軟件有 Geocluster、Seimic等，常用的解釋軟件比如：Landmark、Jason 等一些著名的解釋系統，并且在實際應用中，很多功能都在不斷的擴展，以適應地震數據處理。

 

  總之，隨著相關學科的發展，科學技術的進一步提升，地球物理所應用的軟硬件也在進一步提高。 4地震勘探技術的未來發展趨勢 地下探測趨勢

 

  科學技術的發展，使得地震資料的處理和解釋的水平有了更進一步的發展。新技術和新方法層出不窮，并將投入到實際的生產和應用中。隨著油田勘探開發的深入，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越多的地下信息。地球物理將伴隨著人們對地下資源的不斷需求而不斷發展。

 

  高分辨、高可靠性、實時成像趨勢 在工程物探巨大市場需求的帶動和計算機技術的推動下，未來幾年工程物探技術與新儀器的開發將呈現良好的勢頭，開發水平將大大提高，新儀器將以高分辨、高可靠性、實時成像儀器為主流。

 

  態向動態過渡趨勢 精確的油藏表征是油藏管理及生產最大效率的關鍵步驟。油藏的靜態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、鉆井等獲取的地質數據，油藏的開發是一個動態過程，因此靜態表征須向動態表征過渡。在整個油田的開采過程中，靜態油藏特性如孔隙度、滲透率等和動態數據都將會得到更新。油藏模型已從最初的簡單模型不斷優化，指導整個油田的合理開采。

 

  新技術勘探趨勢

 

  近幾年來，隨著物探裝備的發展，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，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正躍升為新的臺階。

 

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

 

  磁法勘探 以巖、礦石間的磁性差異為基礎，通過觀測與研究天然及人工磁場的變化規律來解決地質問題的方法。 用途：尋找磁鐵礦（直接找礦）；尋找含磁性礦物的各種礦產；地質填圖；地質構造等。 特點：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，通過觀測與研究天然及人工磁場的時空變化規律來解決地質問題的方法。 用途：地質構造；尋找油氣田、煤田；尋找金屬與非金屬礦產；水、工、環地質問題等。 特點：三多：參數多，場源多，方法多；二廣：應用空間廣，應用領域廣，但受地形及外部電磁場干擾大。

 

  地震勘探 以巖、礦石間的彈性差異為基礎，通過觀測與研究地震波的時空變化規律來解決地質問題的方法。 用途：地層分層；地質構造；尋找油氣田、煤田；工程地質問題等。

 

  特點：探測深度大，精度高，但要放炮，工作難度大，破壞環境。

 

  放射性勘探 以某些元素具有天然和人工激發的核輻射特性為基礎，通過觀測與研究核輻射場的時空變化規律來解決地質問題的方法。 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：不受環境干擾，高效、方便、低成本、可確定礦石品位等優點，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。