石油勘探中的多波地震勘探技術(shù)應(yīng)用

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摘要:石油資源是國(guó)家經(jīng)濟(jì)命脈，是非常重要的不可再生資源。石油開(kāi)采是地質(zhì)勘探的重要工作內(nèi)容。運(yùn)用先進(jìn)有效的地震勘探技術(shù)可以更精準(zhǔn)全面地了解石油勘探區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，為石油勘探提供可靠的數(shù)據(jù)參考。當(dāng)前，我國(guó)已經(jīng)開(kāi)發(fā)了部分淺表、中層區(qū)域的石油資源，但不斷發(fā)展的經(jīng)濟(jì)使得石油資源需求不斷增長(zhǎng)，石油供需緊張的局面依然存在。基于此，必須不斷進(jìn)行石油勘探，借助先進(jìn)的地震勘探技術(shù)幫助開(kāi)采更深層的石油資源。文本分析了多波地震勘探技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及應(yīng)用范圍，并論述了多波地震勘探技術(shù)的要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞:多波地震勘探；石油勘探；勘探技術(shù)

多波地震勘探技術(shù)主要是利用三分量檢波器對(duì)地震波場(chǎng)進(jìn)行采集分析，從而獲得地下底層的相關(guān)參數(shù)，并反演儲(chǔ)層巖性及含油氣性。這是應(yīng)用前景廣闊，實(shí)用性很強(qiáng)的先進(jìn)勘探技術(shù)。傳統(tǒng)的多波地震勘探為縱波勘探，只能全面了解縱向地下情況，而對(duì)于橫向的地下情況難于全面了解。多波地震勘探采集技術(shù)利用同時(shí)存在的縱波、橫波，同時(shí)收集地層各個(gè)方向的數(shù)據(jù)，從而提高了地質(zhì)勘探常規(guī)縱波技術(shù)的應(yīng)用效果。多波地震勘探技術(shù)的原理是縱波、橫波在不同介質(zhì)中的傳播規(guī)律，橫波只能固體傳播，而縱波可在固體、液體、氣體等多種介質(zhì)中傳播，云層位識(shí)別問(wèn)題得到解決，而且同介質(zhì)中橫波傳播速度小于縱波，同層縱波反射系數(shù)大于橫波，這解決了鹽下地層成像問(wèn)題。作為先進(jìn)有效的地震勘探技術(shù)，多波地震勘探技術(shù)可精準(zhǔn)全面地了解地下情況，為石油勘探工作提供支持。我國(guó)對(duì)石油資源的需求巨大，石油開(kāi)采量也在不斷增加。自二十世紀(jì)五十年代開(kāi)始，我國(guó)陸續(xù)勘探開(kāi)發(fā)了一批油井、油田，有效滿(mǎn)足我國(guó)對(duì)石油資源的需求。但隨然而隨著我國(guó)對(duì)石油資源需求的持續(xù)上升，石油資源面臨枯竭，部分油田的勘探采集難度液在不斷增加，因此，非常有必要深入研究多波地震勘探采集技術(shù)在石油勘探工作中的應(yīng)用。

一、多波地震勘探技術(shù)在石油勘探中的應(yīng)用現(xiàn)狀

雖然當(dāng)前多波地震探測(cè)技術(shù)利用范圍廣，但對(duì)其的應(yīng)用主要為以下四種：三維九分量勘探法、三維三分量勘探法、二維三分量法和縱波與轉(zhuǎn)換波聯(lián)合勘探法。有學(xué)者提出將橫波震源作為上述勘探方式，然而當(dāng)前該技術(shù)的利用程度較低，缺乏嚴(yán)密的實(shí)驗(yàn)論證，并且由于勘探過(guò)程中所獲得的能量較弱，難以捕捉到SH波，因此不符合工程實(shí)踐的需要。因此，在當(dāng)前的工程實(shí)踐中，轉(zhuǎn)換波聯(lián)合勘探的利用程度是最為廣泛的，當(dāng)具體應(yīng)用在石油勘探的過(guò)程中時(shí)，更加傾向于利用上述多波地震勘探技術(shù)。在此過(guò)程中，信噪比（SNR）和分辨率都作為勘探效果好壞的評(píng)價(jià)指標(biāo)，為此需要增添系統(tǒng)采集記錄的道數(shù)，同時(shí)讓道與道之間變得更密集，將采集的維度拓展到三維，各道協(xié)同工作。工程中常用陸上采集系統(tǒng)（Q-Land）和海上采集系統(tǒng)（Q-Seabed）來(lái)滿(mǎn)足這種嚴(yán)苛的要求。隨著勘探技術(shù)的進(jìn)步，多波地震勘探技術(shù)已不斷進(jìn)步，逐步實(shí)現(xiàn)了三維立體采集，雖然當(dāng)前三維九分量法仍未達(dá)到工程應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，但是三維三分量這一方法的優(yōu)勢(shì)不斷地凸顯，既能保障三維采集的同時(shí)，也能滿(mǎn)足二維采集的標(biāo)準(zhǔn)，并能同時(shí)滿(mǎn)足寬位角的要求。國(guó)內(nèi)技術(shù)人員對(duì)該技術(shù)已經(jīng)逐步從實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)閼?yīng)用，早在上個(gè)世紀(jì)末期，我國(guó)已經(jīng)進(jìn)行在工業(yè)環(huán)境中實(shí)行了陸地分散實(shí)驗(yàn)，但是當(dāng)時(shí)由于設(shè)備還不夠先進(jìn)，所測(cè)得的結(jié)果SNR指標(biāo)較低，不能滿(mǎn)足使用要求，也就沒(méi)能進(jìn)行推廣使用，隨后我國(guó)在海上的多波勘測(cè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行順利，達(dá)到與國(guó)外人員相同的勘探指標(biāo)。隨后，我國(guó)的科研人員與企業(yè)技術(shù)人員一同開(kāi)展攻關(guān)實(shí)驗(yàn)，并獲得了較為良好的實(shí)驗(yàn)效果?！笆濉逼陂g，中石油與中石化的科研人員通過(guò)提高深層資料質(zhì)量等措施使得該技術(shù)在勘探效果方面達(dá)到了突破，為以后工程實(shí)踐的應(yīng)用以及經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)現(xiàn)奠定了良好的基礎(chǔ)。

二、石油勘探中多波地震勘探采集技術(shù)的應(yīng)用范圍

根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)果，該技術(shù)在大多數(shù)情況下都可以利用在工程實(shí)踐中，特別是在以下四種環(huán)境下，具有良好的適用性。精確識(shí)別。當(dāng)工程實(shí)踐中遇到小斷層、薄層這類(lèi)需要精確識(shí)別的場(chǎng)合，需要提高勘探的分別率，這種場(chǎng)合在結(jié)構(gòu)復(fù)雜或是縱波探測(cè)處理精度不夠的情況下經(jīng)常發(fā)生，為此科研利用該技術(shù)中所含有的橫波的傳播特性，進(jìn)行精準(zhǔn)的探測(cè)。無(wú)障礙成像。研究人員發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)探測(cè)技術(shù)由于硬石膏這類(lèi)化學(xué)物質(zhì)的干擾，經(jīng)過(guò)勘探所產(chǎn)生的圖像具有較為明顯的異常畸變，那么正是由于該技術(shù)融合了橫波與縱波的特性，提高了勘探過(guò)程中的魯棒性與容錯(cuò)性，具有較好的抗干擾能力，提升了成像效果。參數(shù)確定。由于該技術(shù)融合了橫波和縱波兩種波探測(cè)技術(shù)，使得參數(shù)確定的時(shí)間大幅度縮減，技術(shù)人員只需進(jìn)行一或兩次的測(cè)試便可以確定絕大多數(shù)的參數(shù)，操作人員基于精確的數(shù)據(jù)可以快速開(kāi)展精細(xì)探測(cè)，而一些結(jié)構(gòu)不復(fù)雜的油井甚至可以直接完成模糊探測(cè)和儲(chǔ)量評(píng)估。精確勘探。在完成了初步勘探之后，技術(shù)人員需要對(duì)油井進(jìn)行詳細(xì)的探測(cè)，通過(guò)該技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步采集，以評(píng)估油井的結(jié)構(gòu)特性，以及是否存在裂縫，同時(shí)對(duì)遙測(cè)技術(shù)加以利用，進(jìn)一步勘探油井的特定儲(chǔ)量，并為后續(xù)采礦作業(yè)奠定基礎(chǔ)。

三、多波地震勘探采集技術(shù)要點(diǎn)分析

(一)觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)在技術(shù)人員實(shí)際設(shè)計(jì)觀測(cè)系統(tǒng)時(shí)，主要需要考慮如下幾個(gè)因素：最小炮檢距、最大炮檢距、道間距、覆蓋次數(shù)、接收參數(shù)。1、最小炮檢距炮檢距這項(xiàng)參數(shù)時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)換波所反射的能量有著直接的影響，當(dāng)距離相對(duì)較近時(shí)，能量會(huì)逐漸下降。為此，在工程實(shí)踐中通常會(huì)增加偏移的距離，將這項(xiàng)參數(shù)增加，但是基于反射的縱波的原因，偏移量不應(yīng)過(guò)大，需控制在合理的范圍內(nèi)。2、最大炮檢距這項(xiàng)參數(shù)的擬定實(shí)際受目的層深度及轉(zhuǎn)換波反射系統(tǒng)的影響，工程實(shí)際中，該項(xiàng)參數(shù)的實(shí)際結(jié)果要大于所勘測(cè)的結(jié)果，這時(shí)由于實(shí)際轉(zhuǎn)換波的入射角較大以確保獲得所需的能量。道間距和覆蓋次數(shù)等參數(shù)與常規(guī)縱波勘探相似。由于轉(zhuǎn)換波的頻率較低，接收儀器的頻率低于實(shí)際接收縱波的頻率。

（二）采集設(shè)備在開(kāi)展實(shí)際勘探的過(guò)程中，工程人員要想利用該技術(shù)，必須準(zhǔn)備好采集設(shè)備，其中以震波發(fā)生裝置最為重要，震源設(shè)備負(fù)責(zé)產(chǎn)生工程中所需要的橫縱波，并且由于橫波的產(chǎn)生往往伴隨著剪力的出現(xiàn)，因此需要專(zhuān)門(mén)的發(fā)生裝置，并能夠滿(mǎn)足使用強(qiáng)度的要求，導(dǎo)致這類(lèi)設(shè)備往往造價(jià)較高。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)能自主生產(chǎn)這類(lèi)震源設(shè)備，但由于制造條件的限制，往往在精度與質(zhì)量上相比于國(guó)外有所欠缺。

四、多波地震勘探采集技術(shù)的應(yīng)用流程

參數(shù)設(shè)定。利用該技術(shù)進(jìn)行勘測(cè)時(shí)，參數(shù)往往是最重要的部分，各個(gè)參數(shù)的標(biāo)定將會(huì)直接影響到勘測(cè)的質(zhì)量與精度。一般來(lái)說(shuō)，要考慮的參數(shù)包括最小炮檢距、最大炮檢距、道間距、覆蓋次數(shù)、接收參數(shù)等。例如當(dāng)技術(shù)人員在標(biāo)定最小炮檢距時(shí)，尤其要注意各個(gè)波形的特性，例如橫縱波在反射率或是傳播特性都有所不同，而且炮檢距這項(xiàng)參數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)換波所反射的能量有著直接的影響，當(dāng)距離相對(duì)較近時(shí)，能量會(huì)逐漸下降。為此，在工程實(shí)踐中通常會(huì)增加偏移的距離，將最小炮檢距增加。又例如縱波反射的傳播速度較高，如果操作人員設(shè)定了較高的最大炮檢距，將會(huì)直接影響到測(cè)量的精度，因此要對(duì)最小炮檢距的增量加以規(guī)范，例如每次增加應(yīng)為理論數(shù)值的1.1倍?？碧讲杉?。該步驟是基于參數(shù)標(biāo)定之后進(jìn)行的，需要操作人員將波形發(fā)生裝置安裝在測(cè)點(diǎn)，根據(jù)幾何形態(tài)將測(cè)點(diǎn)劃分為若干區(qū)域，分別在各區(qū)域內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。利用震源設(shè)備同時(shí)產(chǎn)生橫縱波，并接收反射波，并保存在設(shè)備的硬盤(pán)中，通過(guò)設(shè)備的處理芯片處理后產(chǎn)生波形圖，并在屏幕上顯示。在完成一次勘探后，為了防止余波的影響，需要等待一個(gè)周期再進(jìn)行勘探（橫波的等待周期為12分鐘，縱波的等待周期為10分鐘）。同時(shí)需要注意的是，在勘探的過(guò)程中，避免其他震源對(duì)波形產(chǎn)生干擾，例如使用各類(lèi)大型工作設(shè)備或是頻繁走動(dòng)等。

結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)上文的分析，筆者認(rèn)為石油勘探技術(shù)正不斷地完善，但也需要勘探技術(shù)的創(chuàng)新來(lái)提高精度，簡(jiǎn)化操作流程。多波地震勘探技術(shù)是當(dāng)代石油勘探技術(shù)中的一項(xiàng)先進(jìn)創(chuàng)新成果，其應(yīng)用能極大提升勘測(cè)水平，具有很強(qiáng)的魯棒性。因此，要將該項(xiàng)技術(shù)運(yùn)用于實(shí)踐當(dāng)中，在應(yīng)用的過(guò)程中不斷地對(duì)該技術(shù)存在的不足加以改進(jìn)，并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、提升效率，才能進(jìn)一步推動(dòng)石油勘探的進(jìn)步。

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作者：梁森 單位：重慶科技學(xué)院