最新地震勘探基础知识

1. 有关地震勘探的一些基本概念

1.1 地震勘探是勘探石油的有效方法

勘探石油的方法和技术，按其勘探手段划分，可分为地质法、物探法和钻探法三种基本类型。

地球物理勘探法（物探法）运用物理学的原理和方法，即利用地壳中岩石的物理性质（如岩石的弹性、密度、磁性和电性）上的差异来研究地球，了解地下岩层的起伏情况和组成情况，从而达到寻找储油构造以勘探石油的一种勘探方法。

依据研究对象的不同，物探法主要分为以下几种：

•地震勘探（利用岩石的弹性差异）

•重力勘探（利用岩石的密度差异）

•磁法勘探（利用岩石的磁性差异）

•电法勘探（利用岩石的电性差异）

在石油勘探中，最经济的方法是物探法。首先用物探法对工区的含油气远景作出评价，为钻探提供探井井位。然后钻探法通过实际钻进，以对物探法进行验证。如果构造含油，又可根据物探资料和探边井计算出含油面积和地质储量。

在我国，陆上是广大的地表松散沉积（如松辽平原、华北平原等）和沙漠覆盖区（如塔什拉玛干大沙漠），海上是被辽阔的海水所覆盖的“一片汪洋”，已看不到岩层的地面露头的出露。而钻井法成本高、效率低。如何解决这些地区的地质构造和地质储量问题呢？在这时就充分显示了物探法应用的威力。

在各种物探方法中，地震勘探具有精度高的突出优点，而其它物探方法都不可能象地震勘探那样详细而准确地了解地下由浅至深一整套地层的构造特点。因此，地震勘探已成为石油勘探中一种最有效的方法。

1.2 地震勘探基本原理

地震勘探是利用人工激发地震波的方法引起地壳的振动，并用仪器把来自地下各个地层分界面的反射波引起地面上各点的振动情况记录下来。利用记录下来的数据，对其进行过处理分析，从而推断地下地质构造和地层岩性的特点。

地震勘探查明地下地质构造特点的原理并不难理解。利用声波反射现象可测定障碍物离开声源的距离，是我们都知道的物理原则。

其计算公式为：

)1()(2

1

t v S *=

其中：

S 障碍物离开声源的距离

v 波传播速度 t 波旅行时间

如声波速度为v ＝340m /s ，波由发声到回声的旅行时间为t ＝10s ，则障碍物到声源的距离为：

m S 1700)10340(2

1

=*=

地震勘探的基本原理与此极为类似，如图1、图2所示。从图可见，两者只是地下反射界面产状不同，其它基本原理相同，皆为在一条测线上某点O 放炮（利用人工在地面激发的机械振动产生地震波），于是就产生地震波向下传播，当地震波遇到岩石性质不同的分界面时就会产生反射。在放炮的同时，我们可以在地面上用地震仪将来自同一界面上的反射波信息记录下来。根据地震波从爆炸时刻起到反射波抵达地面的时刻止的传播时间t ，经换算为反射点处的垂直反射时间t 0，再用VSP 测井（或其它方法）获得的地震波在岩层中的传播速度v ，根据（1）式，就可算出各点的地层埋藏深度H 。

我们可沿地面上任一条测线逐段进行预测，并对观测数据用计算机进行处理就能得到形象地反映地下岩层分界面起伏变化的资料── 一条测线的地震剖面图。它近似地反映了地下反射界面的构造形态。在工区内布置一系列测线形成一个测网，并采用相同的方法进行观测和数据处理，就可得到地下地层起伏的完整形态；再综合其它物探方法与地质钻井等各方面的资料，进行去伪存真、去粗取精、由表及里的分析和研究，就能查明地下可能的储油构造，为钻探确定和提供井位。

图1 倾斜界面的反射

图2 背斜上的反射

概括地说，所谓地震勘探，就是通过人工激发（炸药震源或其它震源）在地面产生地震波，并研究地震波在地下地层中的传播规律，借以查明地下储油地质构造，为寻找油气田或其它目的服务的一种地球物理勘探方法。

1.3 地震勘探的内容

地震勘探的全部生产工作，基本可分为以下三个组成部分。

1.3.1 野外资料采集

其任务是在地质或其它物探方法工作初步确定的含油气有利地区进行进一步的勘探。它分为施工设计和野外施工两个阶段，其主要的内容是激发地震波、接收地震波。围绕着这两大内容可细分为：地震测线、激发点、接收点的测定，激发和接收等一系列工作。

1.3.2 资料数据处理

其任务是把野外采集的地震记录信息，根据地震波的传播理论，利用计算机进行数据的加工处理工作，提取出各种有效信息。

1.3.3 资料地质解释

根据资料处理提供的各种处理成果和信息进行地震勘探的构造解释（即地质解释），是地震勘探的目的和最后成果，并对工区的含油气远景作出评价，最后提供钻探井位。

1.4 观测系统

地震勘探中的“观测系统”是指地震波的激发点与接收点的相互位置关系。为了查明地下构造形态，必须连续地追踪各界面的地震波。因此，就要在地面上沿测线方向在许多个激发点上分别激发地震波，并进行连续的多次观测，从而可连续地追踪地下各界面的地震波。每次观测时，激发点和接收点的相对位置应保持一定的关系，以保证能够连续追踪地震界面。对于不同的勘探方法，有不同的观测系统。如反射波法，采用反射波观测系统。

1.4.1 地震测线

地震测线就是沿着地面进行地震勘探野外数据采集工作的路线。对测线观测得到的处理结果就是地震剖面（时间剖面或深度剖面），它是地震资料地质解释的基本依据。

有两种形式的地震测线：

•纵测线：激发点和观测点同在一条直线上的测线。

•非纵测线：激发点和观测点不在一条直线上的测线。

1.4.2 多次覆盖的观测系统

多次覆盖是相对于一次覆盖而言的，是指对被追踪的界a b c

面观测的次数而说的。利用共反射点原理，在野外用多次覆盖方法施工的多次覆盖观测系统，就是保证对同一反射点进行多次观测，并对同一反射点的多道记录进行共反射点叠加，从而突出有效波，而对一些干扰波（主要是多次波）进行有效的压制。

目前，共反射点多次覆盖的观测系统激发点与排列的关系有以下几种形式：

炮点在排列的中点叫中点激发，如图3(a)所示。炮点在排列一边端点的，叫单边激发。其中图3(b)为激发点在排列端点处，图3(c)为激发点在排列一边但与第一观测点有一定距离（称偏移距）；激发点在排列两端，即在每一排列上观测两次。双边激发，也有两种情况，一种如图3(d)，没有偏移距，而另一种如图3(e)有偏移距。

下边以单边激发六次覆盖为例，来说明多次覆盖观测系统图。一般覆盖次数用n表示，仪器记录道数N＝24，即每激发一次仪器可记录24道检波点图记录。

图4所示即为排列道数24道，单边激发，每激发一次，激发点随排列一起向前移动两个道间距，这样便组成一个六次覆盖的观测系统。在图4中，将所有激发点位置O1、O2、O3┈┈按比例尺标在同一条水平直线上，然后从各炮点向排列方向作许多条与激发点线呈45°角的直线，将同一排列上的24道检波点位置分别投影在这些45°的斜线上，即每一条斜线表示一个排列可获得一张共炮点原始记录。由图可以看出：

O1炮第21道，O2炮第17道，O3炮第13道，

O4炮第 9道，O5炮第 5 道，O6炮第 1道，

都是接收来自地下同一点A的反射，因此分别从这六张记录中抽出的21、17、13、9、5、1道就是共反射点A的共反射点道的集合，称为共反射点道抽道集。其它的反射点也可以找到相应的共反射点道集。而O1-O6次激发记录，可由图中看出只能获得六次覆盖的四个相邻共反射点A、B、C、D的四个道集，它们为：

1、5、9、13、17、21、A点

2、6、10、14、18、22、B点

3、7、11、15、19、23、C点

4、8、12、16、20、24、D点