地震数据处理解释技术发展研究

地震数据处理解释技术发展研究

地震数据处理解释是地震勘探的主要组成部分，是石油天然气勘探开发产业链中对油田勘探开发效益影响最大、技术含量最高的一环。……

一、地震数据处理解释是地震勘探的主要组成部分

地震勘探就是通过人工地震反射波“给地球做CT”，让油气勘探者能够“看见”地层的地质构造和油藏情况，为石油公司“找油”做出含油气评价、提出钻井位置、模拟油藏未来的生产动态以便为后续油气藏开采和开发提供技术资料。

地震勘探包括地震采集、处理和解释三大部分：地震采集是利用野外地震采集系统获取地震数据处理所需的反射波数据；地震数据处理的目的是对地震采集数据做各种处理提高反射波数据的信噪比、分辨率和保真度以便于解释；地震解释分为构造解释、地层解释，岩性和烃类检测解释及综合解释，目的是利用地震反射波的地质特征和意义确定井位寻找石油。地震数据处理依赖于地震采集数据的质量，处理结果直接影响解释的正确性和精确度和找油的成功率。

图1 地震勘探产业链构成

地震数据处理解释是地震勘探的主要组成部分，是石油天然气勘探开发产业链中对油田勘探开发效益影响最大、技术含量最高的一环。其原因有四：1、石油勘探地震数据处理解释与井位部署成功率、油田发现、油田采收率、油田增储上产等经济效益直接相关，是寻找油气资源的关键技术； 2、石油勘探技术发展的基础主要体现在地震数据处理环节中地震成像技术的发展；3、地震数据处理解释下游钻井业务等油气开采技术均十分成熟；4、上游地震数据采集依赖于先进的仪器设备，理论简单。综合而言，地震数据处理的质量和地震成像的准确度与清晰度直接决定油气资源的发现的成败和勘探成功率，是影响后期油田生产建设最重要的环节。

BP公司北海油田日产量与地震数据处理解释新技术的关系表明，新技术尤其是地震成像技术的发展和应用对于油田产量的增加影响极大。

图2 石油勘探地震数据处理解释技术对北海油田的产量的影响由此可见，地震数据处理解释是地震勘探的主要组成部分，其发展和技术进步对于解决人类能源供应问题具有十分重要的意义。

二、地震数据处理解释技术发展历程

地震数据处理解释技术中最核心的就是地震成像技术，因此地震数据处理解释技术的发展历程主要依据地震成像技术的发展水平进行划分。

地震数据处理解释最早出现于20世纪20年代初期。随后的40年间由于是对光点记录（1920—1950）和模拟记录（1950—1965）进行处理，在这一阶段地震处理解释技术发展缓慢，也没有可实用的地震成像技术出现。

20世纪60年代中期，随着数字计算机的出现，地震数据处理解释进入了计算机引领的数字时代。计算机及数字技术解决了地震成像问题从而为地震数据处理解释技术的发展提供了广阔的前景。著名物探专家熊煮表示，射线理论、波动方程理论、叠后三维偏移成像技术、叠前时间域/深度域偏移成像、AVO、速度建模、反褶积、静校正、偏移叠加、共聚焦点成像理论、声阻抗反演等主要的地震数据处理解释技术理论均在1965—1985年这段时间构建完成。在此期间，基于野外多次覆盖、室内共中心点叠加、叠后偏移的第一代成像技术实现并应用于工业界（1965—1970）。

1970年后，为了满足石油勘探难度增加对地震数据处理解释技术不断进步的要求，基于kinchhoff（积分法）、波动方程（微分法）叠前偏移的第二代成像技术逐渐发展起来。在这一时期，国际石油勘探也逐渐从简单构造油藏勘探时代转入复杂构造和地层岩性油藏勘探时代。

进入20世纪80年代中期，地震数据处理解释行业新技术新理论呈现快速发展势头。逆时偏移技术、交互处理解释技术、储层预测与综合解释技术、常规技术的精细化、四维地震等成为行业热点。以上述新技术新理论为依托，进入21世纪初，第三代基于共聚焦点理论的三维叠前偏移地震成像技术在2000年后逐步发展起来。中国民营企业潜能恒信在这一领域率先取得了突破，其基于双向聚焦理论的WEFOX三维叠前偏移地震成像系统成为世界第一个实现工业化应用的第三代地震成像技术平台。

展望未来，地震数据处理解释技术的发展还会加快，新技术新理论的不断推出将会给全球石油勘探带来新的革命。

三、当前地震数据处理解释行业技术水平

经过几十年的发展，进入21世纪后，地震数据处理解释行业在技术、软硬件系统、应用范围、工作方式、工作量、处理质量、处理周期和应用效果等诸多方面发生了巨大的变化和进步。地震数据处理解释技术水平的提升为缩短油气勘探开发周期、提高油田勘探开发效益、降低钻井风险作出了巨大贡献。

当前行业技术水平表现在以下几点：

1、地震数据转向以三维叠前数据为主，第二代成像技术基本成熟。几乎所有处理软件都包含三维DMO、三参量速度分析、地表一致反褶积、地表一致相位校正、三维静校正和三维一步法偏移等。

2、预处理、静校正、压噪、速度建模等常规处理技术已经广泛应用而且已经并向精细化方向发展，并行计算处理技术、交互处理和解释性处理等技术在少数企业获得突破。

3、国外三维叠前深度偏移处理技术逐渐应用成熟，国内仍以三维叠前时间偏移处理技术应用为主。

4、第三代基于共聚焦理论的叠前偏移成像技术逐渐发展起来，除中国企业潜能恒信的WEFOX基于双向聚焦理论的三维叠前偏移地震成像系统外大部分技术平台还研发阶段，大规模工业化应用还未开始。

5、井中数据和井间数据处理技术基本成熟并形成了商品化的软件，相应的处理服务逐渐增加。

6、陆上复杂地区静校正技术、叠前压噪技术、速度建模技术、偏移归位技术等难度较大的问题解决方法和理论不断涌现，已经获得了较大的勘探效益。速度的各向异性问题已经开始研究并在实践中推广应用。

7、基于GPU的并行处理技术软件平台正在开发过程中，但离实际应用还有差距。

8、技术优秀企业可以提供地震数据处理解释、地震地质分析、井位部署等一体化服务。

四、21世纪地震数据处理解释行业技术发展展望

展望未来，随着油气田勘探和开发难度的不断增加，石油公司对地震勘探的精度要求越来越高。地震数据处理解释行业技术发展呈现以下趋势：

1、第三代成像技术走向实用化

随着地震数据处理从时间域向深度域发展，预计第三代基于聚焦理论的叠前偏移成像技术逐渐走向实用化并引领成像技术发展潮流。前两代地震成像技术对速度依赖性很强，而在复杂地质条件下，速度是很难测准的，这就造成了依赖速度模型常规成像技术取得的地震剖面效果及准确度均较差。第三代基于聚焦理论的叠前偏移成像技术则对速度依赖性显著下降，这使得地震剖面的成像质量大大提升，从而给石油勘探技术水平带来质的飞跃。

2、复杂地区低信噪比数据处理技术不断涌现

随着勘探程度提高，地面和地下的条件更加复杂，数据信噪比普遍降低。因此复杂地区低信噪比数据处理已经成为数据处理方法研究最热门的课题，提高地震数据信噪比的方法和技术不断涌现。

3、各种技术综合应用程度提升

随着地下地质构造和地层岩性复杂性的增加，地震勘探和油气勘探的难度会越来越大，对地震处理的质量要求也越来越高。因此，各种地震数据处理技术的综合应用是行业技术发展的重要趋势。

4、新理论、新技术不断推出并实现产业化