国内外石油勘探方法新进展

[摘 要]每次石油需求的增长，都要推动石油勘探新技术的发展，勘探新技术的出现与发展，又带来新的石油储量的发现。在半个多世纪以来，世界石油工业与石油勘探新技术就这样相依相存，互相促进。在勘探地震采集方面，采集装备的发展极大地促进了地震采集技术的进步。近年来国外一些石油公司开始应用无缆作业的办法，这种无缆地震采集系统突破了传统产品的地震仪器连接方式，采用微型采集站方式、无缆连接、单站单道；内置GPS，可以自由摆放以克服复杂地表的影响。国内外各个物探公司自己研发的工程设计和采集质量管理软件，还开发了更多的设计质量评价软件。采集技术经过多年的攻关研究形成针对不同地表、不同地质体的系列技术，从观测系统、表层建模、野外采集、处理解释等各个工序设计出针对地质任务的采集技术。

[关键词]地震采集方法；观测系统；采集装备；波动理论；多波多分量；

中图分类号：TE21 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）29-0271-02

地震采集方法是@得地下油气藏地震属性信息的手段，是识别油气藏有效的、经济和重要的一项技术。为适应国内外勘探形势的需要，地震采集技术伴随着油气开发技术的发展而不断完善和提高。尤其是近几年其它领域新的硬件和软件技术的引入，地震采集方法进步的步伐有所加快，带来了采集理念、观测方式、地震资料数量和质量上的深刻变化，从而获得更多、更精确、更可靠的关于地下介质和油藏的信息，进一步发挥地震采集方法在油气勘探开发中的重要作用。

1 地震采集方法的进展

1.1 地震勘探方法更加精细化

随着勘探理念的不断加深，研究手段的不断更新，有力的推进了隐蔽油藏勘探不断向纵深发展，进而形成了高精度地震勘探方法。无论是高精度勘探还是山地勘探，新技术（如基于地质目标的设计技术、基于CRP的优化采集设计技术、新型震源技术、GPS卫星定位技术以及近地表结构精细调查技术）广泛应用。信息技术也开始在地震生产中广泛应用，如基于数字卫星照片的观测系统设计技术。在观测系统设计方面，胜利物探也形成了一套自己的技术系列。

（1）地震勘探资料采集设计技术。主要包括滩浅海过渡带无缝拼接观测系统设计技术、基于双复杂条件的观测系统优化设计技术、基于叠前成像的观测系统综合评价技术。

（2）可控震源高效采集观测系统设计技术。主要包括可控震源低频信号设计技术、滑动扫描谐波压制技术、同步滑动扫描邻炮干扰去除技术。

海上气枪激发朝多枪组合方向发展，枪阵越来越大。并且为了消除气泡效应，提高激发质量，使用不同的长度、宽度和不同组合形状的组合。同时为了改进记录品质和抑制虚反射，用于衰减检波点处产生的虚反射和混响波的方法。胜利物探经过一系列的科技攻关和实践，发展和形成了成熟的滩浅海地震采集技术系列，整体上达到国际先进水平。通过这些技术的配套应用，实现了陆-滩-海资料的无缝连接。其中一项创新技术―双检OBC“鸣震”压制技术，利用双检电缆中的速度、压电检波器的方向性差异，可以补偿压电检波器的频率缺失。由于受到陆地观测系统独立同步源（ISS）采集成功的启发，BP在墨西哥湾亚特兰蒂斯现场进行了第一次海洋独立同步源（ISS）采集试验。

1.2 采集装备发展迅速

在勘探地震采集方面，采集装备的发展极大地促进了地震采集技术的进步。以超万道地震仪、数字检波器为代表的单点接收、单点震源成为一种新的采集概念并推动了物探技术的革命性发展；以3DVSP、井下采集震源与接收装备为代表的开发地震采集装备推动了油藏地球物理技术的发展。

在陆上，大吨位（30T）可控震源广泛使用，实现在有利与环保的条件下，产生更大的能量和更高精度的震源子波，有利于深层目标勘探和高分辨率勘探。出现的滑动扫描技术，改变了可控震源施工效率低下的不足，极大地提高了施工效率。检波器的畸变水平降至0.02%，数字检波器以及数字三分量检波器开始投入使用，光纤检波器也取得较大进展，检波器性能的提高使动态范围由传统的60dB左右，提高到90dB左右，甚至达到100dB，与地震仪器的动态范围相近，使整个地震采集系统的实际动态提高了一个数量级。地震采集仪器也出现很大进展，24位仪器全部应用，超多道仪器（海上达到8万道、陆上达到5万道）出现并开始使用，不仅大规模使用Sercel408UL采集系统，也出现了SSC固体电缆采集系统；胜利油田自己研制的陆用压电检波器、新型特殊震源也达到世界领先水平。

无缆地震采集系统是地球物理服务公司满足高密度采集、高道数采集需求的理想设备。目前，无缆采集系统已经受到很多地球物理服务公司的关注，CGG-Veritas、ION、Fairfield等公司一直致力于陆上无缆地震采集设备和技术研究。在近几年的SEG年会上，各大物探装备制造商也相继推出了陆上无缆地震仪系统。英国VIBTECH公司自从2006年被SERCEL收购后，原来的无线仪器IT系统被改名为Unite，目前SERCEl将其与428系统整合，推出了一个强大的无线地震仪系统；美国的I-Seis和OYOGeospace公司也已推出无缆地震仪，其原理与SercelUnit和IONFireFly系统非常相似。陆上地震采集将迎来一场革命，无缆采集将引领新一代陆上地震勘探技术发展的潮流。

1.3 应用软件作用和范围越来越大

数据采集设计和质量管理水平大幅提高，基于正演模拟的设计系统广泛应用。克浪公司开发的地震采集工程软件系统KLseis7.0版本，较以前相比有两个方面进展明显：一是增加了转换波三维折射静校正功能，更适应目前三维地震勘探的使用；二是通过三维可视化技术的开发，提升了三维设计的技术水平，即三维观测系统立体设计。目前，绿山现在正式了64位版本的MESA设计软件Mesa12.01，可以用树状视图来控制数据的显示，在模型构建（ModelBuilder）加入了根据测井数据计算速度和密度的工具，并能自动连接构造顶部来协助定义模型层位（modelhorizons）。

数据采集质量控制（QC）日益重视，记录期间的前期计划、现场处理和实时QC管理等步骤组成的综合性现场自动化措施，有效地减少了作业时间。目前QC管理正在朝着实时量化地震测量结果和属性分析方向发展。2014年地球物理公司研制的瑞朗软件能做到实时评价野外资料，此外，卫星通讯技术的进步，明显加强了通过作业队远程监控对陆上作业的有效控制能力。

1.4 基于波动理论涉足地震设计

在基础理论研究方面，开始利用计算机正演模拟技术、物理模拟技术研究复杂介质中波动理论。采用基于射线理论的射线追踪法的正演模拟，这不能很好地适应指导数据采集、分析的要求，应用波动方程数值解，例如：Kirchhoff积分法、有限差分法、有限单元法、边界单元法、虚谱法等，能够保证正演模拟的作用得到充分的发挥。

1.5 多分量地震勘探广泛开展

多分量资料的矢量地震波的理论研究成为多波多分量地震发展的必然趋势，对简单各向异性介质的研究也将深入到对复杂各向异性介质的研究。海上多分量地震勘探的快速l展，使多分量的采集、处理实现了商业化，也促进陆上多分量地震勘探技术的发展。

SeaBedGeophysical公司推出独特的CASE（Cable-lessSeismic）系统。其最大特色是便于操作和后续数据处理。CASE系统基于自动节点管理的概念，具有成本效益比合理、灵活性高、能提高现有系统资料质量的特点。卡尔加里大学弹性波勘探地震研究组（CREWES）提出一种“4C-3DOBC勘探设计中的DSCP面元划分法”，能确定相同炮检距转换点的深度变化位置。它不仅适用于海上3D×4C地震的测量设计，也为陆上3D×3C测量指明了方向。他们还在集中力量开发利用P-S射线路径的固有不对称性，以优化3D×3C测量的设计。

1.6 处理技术趋于多元化

处理方面，在复杂地质结构地区，迭后时间偏移已远远不能满足实际勘探的要求。反褶积、水平迭加和迭后偏移构成的常规时间域处理技术只能解决构造相对简单的地质体成像。而解决复杂构造成像的最有效手段之一，是基于真实反应地球介质速度分布的速度―深度模型的迭前深度偏移成像，以与采集的大量高精度地震数据体相适应。近年来，迭前时间偏移、迭前深度偏移已成为地震资料处理的常规项目。

在迭前深度偏移技术不断发展，在国内外出现了波动方程为基础的迭前深度偏移软件和技术。美国的VERITAS公司和GDC公司都推出了波动方程迭前深度偏移的技术和软件。

2 地震勘探行业发展趋势

国际各大物探公司为保持在国际市场上的领先地位，纷纷通过并购、重组进行市场、资源的争夺和划分，以取得更大的竞争能力，避免行业内的恶性竞争，实行行业利润保护。形成了物探行业如下发展趋势：

（1）深海勘探将成为今后十年世界物探市场的主要业务增长点。1998-2003年，世界海洋物探支出年增长13%，是增长最快的物探领域。由于陆上勘探已趋成熟，世界各大物探公司对海上物探的前景普遍看好。

（2）非洲、拉美、中东继续成为国际物探市场的热点地区。随着实施石油工业对外开放政策的国家日益增多，世界油气勘探活动更大规模地向未成熟的非洲、拉丁美洲等地区转移。

（3）对技术创新的要求越来越高。由于世界油气新探区的施工难度越来越大（如深海区域），对技术的要求越来越高。世界大物探公司为了占领市场、提高竞争能力、降低成本和提高盈利能力，对技术创新越来越重视。技术创新已成为确保竞争优势的重要条件。

（4）物探作业能力将继续向少数大物探公司集中。1993年以来，世界地球物理公司之间的联合与兼并，使物探公司数量减少了21%，从80个减少到了63个。这种集中趋势在海上物探领域尤为明显，最大的两家公司（西方地球物理-GECO、法国地球物理公司）拥有大约80%的海上作业能力和40%的陆上作业能力。而且，世界各大地球物理公司都在致力于发展自身的综合服务能力或一体化服务能力，以适应未来市场的需求。而一体化的服务能力要求企业有更多的资金投入和具有一定的规模，这会有助于巩固大物探公司的竞争地位，同时增加其他物探公司进入市场的难度。

（5）多用户勘探形式逐渐发展。勘探服务公司根据自己的发展战略，首先确定有潜力油气资源地区，并设计相应的勘探计划，吸引有意向的油公司转买作业成果，从而获取工作资金。斯伦贝谢、CGG、VERITAS等国际服务公司此项作业区域和作业金额正在逐年增加。

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