地震勘探技术的发展及主要物探技术的比较

【摘要】地震勘探技术作为一项核心的物探技术，被广泛运用于工程地质勘察、煤油田开发和地壳研究领域。本文从地震勘探技术的发展进程及与主要物探技术的比较角度出发，进一步诠释地质理论研究不断创新、勘探技术不断提高的必要性。

关键词：地震勘探技术；物探技术；发展；比较

中图分类号：P628文献标识码： A

市场经济体制下，资源、能源需求量的持续增长，以及电子通信技术的进步，促使了物探技术的成熟和在工程建设、资源开发、环境保护等领域的广泛运用。其中地震勘探技术是地质工作中应用范围较广的一种物探方法，尤其在石油、天然气、矿产资源的开发方面具有很大的社会价值。

1.地震勘探技术的发展进程

1）物探技术全称为“地球物理勘探技术”，是利用地壳中岩石物理性质的差异来研究地质构造或探测地下矿产的一门科学。它在环境保护、资源开发、预防地质灾害方面作用显著，其中地震勘探技术是通过观测地下岩层对人工制造的地震波产生的不同反应，分析地层结构，从而确定勘测对象的具置。这项技术始于19世纪中叶，1845年马利特用人工激发的地震波来测量弹性波在地壳中的传播速度，标志着地震勘探方法的萌芽；1912年卡彻将反射法地震勘探投入实际应用，在美国俄克拉荷马州首次记录到人工地震产生的清晰反射波，1930年通过反射法地震勘探工作在美国俄克拉荷马州发现了三个油田，此后反射法正式进入了工业应用的阶段。

2）地震勘探技术的发展与地震仪设备紧密相关，20世纪50年代出现了模拟磁带记录地震仪和多次覆盖技术，多应用于区域地质的研究如盆地；在60至90年代间出现了数字地震仪，相应的偏移技术和三维地震勘测技术应运而生，使观测对象的图像更加清晰、位置预测更加可靠；到了21世纪初，产生了全数字化传输与记录地震数据的第六代全数字遥测地震仪，高分辨率与三维地震技术密切结合，发展到四维地震勘探、多波多分量勘探和井间勘探等诸多新方法新技术，实现了勘探过程中数据采集、处理、解释的一体化。

3）在计算机图形学基础上发展起来的科学计算可视化技术及虚拟现实技术，为三维地震数据的三维解释提供了技术上的支持，二十世纪九十年代以来，国外就开展了三维地震数据的可视化研究，在实践和应用中取得了明显的效果，引起了人们的极大兴趣，目前三维地震数据场的可视化技术还在继续发展之中，并已成为地质勘探中的一个研究热点。

三维地震勘探技术今后的发展方向主要包括3方面：

一是发展万道地震采集技术。采用万道地震仪(测线在30000道以上)和数字检波器进行单点激发、单点接收、大动态范围、多记录道数、多分量地震、全方位信息、小面元网格、高覆盖次数的特高精度三维地震采集技术。

二是发展数据处理和数据存储技术。为提高处理精度，必须发展海量机群并行处理和海量存储技术。海量机群并行处理技术是指PC-CLUSTER(针对大型数据库及大负荷运算量的集群计算机)的节点要多，同时发展相关的静校正处理、组合处理、叠前时间偏移、叠前深度偏移、全三维各向异性等处理技术，以提高地下地质体的成像精度和层位描述精度及瓦斯、裂隙等的分析精度。海量存储技术指发展大容量的磁盘和自动带库，以满足大数据量的存储需求。

三是进行高精度精细地震解释。随着微机性能的提高、成本的降低以及可视化解释软件的发展，未来三维地震数据可视化解释技术的发展趋向是微机群，即用于解释的微机群将以两种形式存在：一种是集成并行机群，用于大数据量的计算和三维可视化分析；另一种是分布式机群，人手一台，通过网络连接，用于精细解释研究。

2.主要物探技术的比较

物探技术种类繁多，不同的地球物理性质会采取不同的方法进行勘探，本文主要介绍包括地震勘探在内的5种依据物性差异划分的技术，它们在特性和适用范围上均有异同。

2.1重力、磁法、电法、放射性勘探

重力勘探是利用岩石的密度差异来观测推断地层的状态结构，方便运用在密度差异比较大的地质研究。优点在于轻便、快速、理论依据成熟，但适用范围较小。

磁法勘探，顾名思义，是依据岩石的磁性差异，观测的不同地质的磁场变化规律，所以勘测对象必须是具有磁性的矿物质或者与磁性矿物相关联的，虽然和重力勘探技术一样具有理论依据成熟、轻便而且成本不高的特点，但应用范围略有局限性。

电法勘探较前两种技术其应用范围和领域变广，主要利用的是地层的电性差异，通过探测天然及人工磁场的时空变化规律得出结论，因而容易受到外部电磁场的干扰及地形的影响。

放射性勘探是以某些元素具有的天然和人工激发的核辐射特性为基础，通过观测与研究核辐射场的时空变化规律来解决地质问题的方法，能找到放射性铀、钍矿、与放射性元素伴生的稀有稀土钾盐矿、油气田、煤田等[3]，应用范围广的同时，成本较低，且不像电法勘探会受到环境影响，缺陷就是探测深度浅。

2.2地震勘探优势明显，技术综合运用效果极佳

地震勘探同以上四种技术一样都是以地球不同物理特征为基础，测试地下层面的反应变化规律，准确判断勘测对象贮藏的位置、形状等特性，对地质结构的研究意义重大。然而随着技术的不断进步，地震勘探正朝着精细化、智能化方向快速前进，其探测深度可从数十米跨到数千米，高分辨率三维地震勘探、四维地震、井间地震等新技术、新方法的发展成熟使观测精度变高、实用性与可信度加强，更适用于大规模汽油田的开发。

虽然其他四种技术因适用范围的局限会较多地运用在一般的地质研究中，但在实际的项目勘察中，由于地质条件的复杂多变，多种勘探技术的综合使用才会令勘察结果更精确更有说服力。比如有专家组曾在宁南深层岩溶水勘查报告中指出因宁南地貌条件的特殊性和地下水位很低，仅使用一两种物探技术不会解决问题，必须综合多种物探技术的特点，互相补充互相协调，才能提高实验的准确性，于是最后采取了电法、磁法、地震、放射性四种方法的组合让勘查取得了大的突破。

结束语：

经济迅猛发展使社会生活便利的同时，自然环境也遭到破坏，能使用的资源越来越少，加上地质结构的复杂化、研究的不断深入，给地震勘探技术带来了不同的机遇与挑战。面对机遇，更要加快技术人才梯队的建设、物探设备的改进更新；面对挑战，更要让理论研究与实践探索双管齐下，具体问题具体分析，做到合理有效开发，为人类文明发展创造出巨大的经济效益和社会价值。

参考文献：

[1]花蕾 田必林.物理勘探技术的发展及应用分析.科技向导，2012（29）：113-205.

[2]杨春成.物理勘探中地震勘探方法研究[J].科技向导，2012（15）：197-218.

[3]邵家元.地震勘探技术的发展及主要物探技术的比较[J].低碳世界，2013(2):58-59.