不斷發(fā)展的三維地震勘探技術(shù)

　　三維地震勘探技術(shù)是一項(xiàng)集物理學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)為一體的綜合性應(yīng)用技術(shù)，其應(yīng)用目的是為了使地下目標(biāo)的圖像更加清晰、位置預(yù)測更加可靠。三維地震勘探技術(shù)是從二維地震勘探逐步發(fā)展起來的，是地球物理勘探中最重要的方法，也是當(dāng)前全球石油、天然氣、煤炭等地下天然礦產(chǎn)的主要勘探技術(shù)。

　　與二維地震勘探相比，三維地震勘探不僅能獲得一張張地震剖面圖，還能獲得一個(gè)三維空間上的數(shù)據(jù)體。三維數(shù)據(jù)體的信息點(diǎn)的密度可達(dá)12.5米×12.5米（即在12.5米×12.5米的面積內(nèi)便采集一個(gè)數(shù)據(jù)），而二維測線信息點(diǎn)的密度一般最高為1千米×1千米。由于三維地震勘探獲得信息量豐富，地震剖面分辨率高，地下的古河流、古湖泊、古高山、古喀斯特地貌、斷層等均可直接或間接反映出來。地質(zhì)勘探人員利用高品質(zhì)的三維地震資料找油找氣，中國近期發(fā)現(xiàn)的渤海灣南堡大油田、四川普光大氣田、塔里木盆地塔中Ⅰ號大氣田等，全要?dú)w功于高精度的三維地震勘探技術(shù)。

　　要了解三維地震勘探技術(shù)，有必要先了解一下二維地震勘探的基本原理。二維地震勘探方法是在地面上布置一條條的測線，沿各條測線進(jìn)行地震勘探施工，采集地下地層反射回地面的地震波信息，然后經(jīng)過電子計(jì)算機(jī)處理得出一張張地震剖面圖。經(jīng)過地質(zhì)解釋的地震剖面圖就像從地面向下切了一刀，在二維空間（長度和深度方向）上顯示地下的地質(zhì)構(gòu)造情況。同時(shí)幾十條相交的二維測線共同使用，即可編制出地下某地質(zhì)時(shí)期沉積前地表的起伏情況。如果發(fā)現(xiàn)哪些地方可能儲(chǔ)有油氣，則可確定其為油氣鉆探井位。

　　三維地震勘探的理論與工作流程和二維地震勘探大體相似，但其工作內(nèi)容及達(dá)到的效果卻今非昔比了。三維地震勘探主要由野外地震數(shù)據(jù)資料采集、室內(nèi)地震數(shù)據(jù)處理、地震資料解釋3個(gè)步驟組成，這是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，甚至每個(gè)步驟就是一個(gè)系統(tǒng)，因?yàn)檫@3個(gè)步驟既相互獨(dú)立，又相互影響，而且每一步驟均需要最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)硬件和軟件的支撐。

　　野外地震數(shù)據(jù)資料采集包括測量、鉆淺井孔埋炸藥（在使用炸藥震源時(shí)）、埋檢波器、布置電纜線至儀器車幾道工序。測量的任務(wù)是定好測線及爆炸點(diǎn)和接收點(diǎn)的位置。鉆井的任務(wù)是準(zhǔn)備好可埋下炸藥的淺井。埋炸藥就是向井中放入炸藥，以在爆炸后產(chǎn)生出地震波。地震波遇巖層界面反射回來被檢波器接收并傳到儀器車，儀器車將檢波器傳來的信號記錄下來，這就獲得了用以研究地下油氣埋藏情況的地震記錄。

　　室內(nèi)地震數(shù)據(jù)處理是把采集到的地震信息磁帶上的大量數(shù)據(jù)輸入專用電子計(jì)算機(jī)，按不同要求用一系列功能不同的程序進(jìn)行處理運(yùn)算，把數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類編排，突出有效的，除去無效和干擾的，最后把經(jīng)過各種處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加和偏移，最終得到一份份地震剖面或三維數(shù)據(jù)體文件。

　　地震資料解釋是把經(jīng)過處理的地震信息變成地質(zhì)成果的過程，包括運(yùn)用波動(dòng)理論和地質(zhì)知識，綜合地質(zhì)、鉆井、測井等各項(xiàng)資料，作出構(gòu)造解釋、地層解釋、巖性和烴類檢測解釋及綜合解釋，繪出有關(guān)成果圖件，對工作區(qū)域作出含油氣評價(jià)，提出鉆探井位置等。

　　三維地震勘探是根據(jù)人工激發(fā)地震波在地下巖層中的傳播路線和時(shí)間、探測地下巖層界面的埋藏深度和形狀，認(rèn)識地下地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)而尋找油氣藏的技術(shù)，與醫(yī)院使用的B超、彩超和CT技術(shù)類似。地質(zhì)學(xué)家通過三維勘探剖面尋找地下油氣藏，和醫(yī)生通過CT尋找病人身體內(nèi)部的病變不同之處在于：人體結(jié)構(gòu)是基本相同的，而地表的條件和地下的地質(zhì)結(jié)構(gòu)卻千變?nèi)f化，油氣的運(yùn)動(dòng)方向與賦存部位也無規(guī)律可循；應(yīng)該說，地質(zhì)學(xué)家面臨的挑戰(zhàn)比醫(yī)生大得多。

　　也正因?yàn)槿绱?，為了尋找更多的石油與天然氣，三維地震勘探技術(shù)近幾年發(fā)展很快，數(shù)據(jù)采集、處理和解釋的方法不斷取得新的突破。每秒幾千億次計(jì)算速度的高性能計(jì)算機(jī)和幾百T（1T=1000GB）的存儲(chǔ)設(shè)備，促進(jìn)了地震勘探技術(shù)的發(fā)展；同時(shí)，三維地震勘探技術(shù)也反過來促進(jìn)了計(jì)算機(jī)硬、軟件的發(fā)展，還催生了層序地層學(xué)、地震地層學(xué)等新的邊緣學(xué)科，這些新的油氣勘探理論對復(fù)雜油氣藏的勘探起到了很好的指導(dǎo)作用。

　　三維地震勘探技術(shù)今后的發(fā)展方向主要包括3方面：

　　一是發(fā)展萬道地震采集技術(shù)。采用萬道地震儀（測線在30000道以上）和數(shù)字檢波器進(jìn)行單點(diǎn)激發(fā)、單點(diǎn)接收、大動(dòng)態(tài)范圍、多記錄道數(shù)、多分量地震、全方位信息、小面元網(wǎng)格、高覆蓋次數(shù)的特高精度三維地震采集技術(shù)。

　　二 是發(fā)展數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)。為提高處理精度，必須發(fā)展海量機(jī)群并行處理和海量存儲(chǔ)技術(shù)。海量機(jī)群并行處理技術(shù)是指PC-CLUSTER（針對大型數(shù)據(jù)庫及大負(fù)荷運(yùn)算量的集群計(jì)算機(jī)）的節(jié)點(diǎn)要多，同時(shí)發(fā)展相關(guān)的靜校正處理、組合處理、疊前時(shí)間偏移、疊前深度偏移、全三維各向異性等處理技術(shù)，以提高地下成像精度和儲(chǔ)層描述精度及含油氣分析精度。海量存儲(chǔ)技術(shù)指發(fā)展大容量的磁盤和自動(dòng)帶庫，以滿足大數(shù)據(jù)量的存儲(chǔ)需求。

　　三是進(jìn)行高精度精細(xì)地震解釋。隨著微機(jī)性能的提高、成本的降低以及可視化解釋軟件的發(fā)展，三維可視化解釋技術(shù)的發(fā)展趨向是微機(jī)群，即用于解釋的微機(jī)群將以兩種形式存在：一種是集成并行機(jī)群，用于大數(shù)據(jù)量的計(jì)算和三維可視化分析；另一種是分布式機(jī)群，人手一臺，通過網(wǎng)絡(luò)連接，用于精細(xì)解釋研究。