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怎样用人工地震方法 寻找地下几千米深的石油?

2017-12-29 9:58:24 来源:中国矿业报社 作者:杨有星 高永进 张金虎 李清瑶 苗苗青

我国石油储量非常丰富,有长庆油田、大庆油田、胜利油田和塔里木油田等,在油田,看到一座座井架,一口口油井,人们自然会想问这样的问题,在这一望无垠的平原或沙漠里,工程师们如何知道石油埋藏在什么地方?我国的一个个油田是用什么办法找到的?俗语说:“上天容易入地难。”找到埋藏在地下几千米深的石油是非常困难的,工程师们在长期的生产实践中反复试验和总结,并采用了许多新技术和新方法,才逐渐建立了一整套石油勘探方法与技术,地震勘探就是石油勘探方法中很重要的一种。

勘探石油的方法主要有两类:第一类是地质法。地质法是通过野外地质剖面观察,研究出露在地面的岩石地层,对地质资料进行分析综合,了解一个地区有无生成石油和储存石油的条件,最后对该地区的含油气进行远景评价,指出有利地区;第二类是物探方法。在沙漠覆盖的地区或被海水覆盖的海洋上,地质法会受到极大的限制,如果用大量钻井取岩芯的办法来了解地下地质情况,不仅成本太高,效率也很低,这时就要应用物探方法。其中,地震勘探方法是物探方法中最为重要和常见的一种方法。

海上石油地震勘探示意图

天然地震是地球内部发生运动而引起的地壳震动,地震勘探则是利用人工的方法引起地壳振动(如炸药爆炸、可控震源振动),再用精密仪器按照一定的观测方式记录爆炸后地面上各接收点的振动信息,利用对原始记录信息经过一系列加工处理后得到的成果资料推断地下地质构造的特点。

在地表以人工方法激发地震波,在向地下传播时,遇有介质性质不同的岩层分界面,地震波将发生反射与折射,在地表或井中可以用检波器接收这种地震波。收到的地震波信号与震源特性、检波点的位置、地震波经过的地下岩层的性质和结构有关。工程师们通过对地震波信号进行处理和解释,可以推断地下岩层的性质和形态。

在分层的详细程度和勘查的精度上,地震勘探都优于其他地球物理勘探方法。地震勘探的深度一般从数十米到数十千米。采用地震勘探必须不断提高分辨率,因为高分辨率有助于对地下精细的构造进行研究,从而更详细地了解地层的构造与分布。

陆地石油地勘勘探示意图

地震勘探由地震数据采集、数据处理和地震资料解释3个阶段组成:一是数据采集。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,地震线排列采用与地质构造走向相垂直的方向。根据观测仪器的不同,检波器或检波器组的数量少的有24个、48个,多的有96个、120个、240个甚至1000多个。每个检波器组相当于该组中心处的单个检波器。每个检波器组接收的信号通过放大器和记录器,得到一道地震波形记录,其被称为记录道。常规的观测是沿直线测线进行的,所得数据反映测线下方二维平面内的地震信息。由于这种二维的数据形式难以确定侧向反射的存在以及断层走向方向等问题,所以为详查地层情况以及利用地震资料进行储集层描述,有时在地面的一定面积内布置若干条测线,以取得足够密度的三维形式的数据体,这种工作方法被称为三维地震勘探。二是数据处理。数据处理的任务是加工处理野外观测所得的地震原始资料,将地震数据变成地质语言——地震剖面图或构造图。经过分析解释,确定地下岩层的产状和构造关系,找出有利的含油气地区。同时,还可与测井资料、钻井资料进行综合解释,进行储集层描述,预测油气及划定油水分界。削弱干扰、提高信噪比和分辨率是地震数据处理的重要目的。根据所需要的反射与不需要的干扰在波形上的不同与差异进行鉴别,可以削弱干扰。震源波形已知时,信号校正处理可以校正波形的变化,以利于反射的追踪与识别。对高次覆盖记录提供的重覆信息进行叠加处理以及速度滤波处理,可以削弱许多类型的相干波列和随机干扰。预测反褶积和共深度点叠加,可消除或减弱多次反射波。三是资料解释。资料解释包括地震构造解释和地震地层解释等。地震构造解释以水平叠加时间剖面和偏移时间剖面为主要资料,分析剖面上各种波的特征,确定反射标准层层位和对比追踪,解释时间剖面所反映的各种地质构造现象,构制反射地震标准层构造图。地震地层解释以时间剖面为主要资料,或是进行区域性地层研究,或是进行局部构造的岩性岩相变化分析。划分地震层序是地震地层解释的基础,据此进行地震层序之沉积特征及地质时代的研究,然后进行地震相分析,将地震相转换为沉积相,绘制地震相平面图,划分出含油气的有利相带。

总之,地震勘探方法是一种重要的、非常有效的石油天然气勘探方法,随着科学技术的不断进步和发展,地震勘探方法也在不断提升和改进,有助于人们找到和发现越来越大的油田和越来越多的石油资源。□

(作者单位:中国地质调查局油气资源调查中心)

网站编辑:宫莉

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