石油勘探中的多波地震勘探技术应用

摘要:石油资源是国家经济命脉，是非常重要的不可再生资源。石油开采是地质勘探的重要工作内容。运用先进有效的地震勘探技术可以更精准全面地了解石油勘探区域的地质结构，为石油勘探提供可靠的数据参考。当前，我国已经开发了部分浅表、中层区域的石油资源，但不断发展的经济使得石油资源需求不断增长，石油供需紧张的局面依然存在。基于此，必须不断进行石油勘探，借助先进的地震勘探技术帮助开采更深层的石油资源。文本分析了多波地震勘探技术的应用现状及应用范围，并论述了多波地震勘探技术的要点。

关键词:多波地震勘探；石油勘探；勘探技术

多波地震勘探技术主要是利用三分量检波器对地震波场进行采集分析，从而获得地下底层的相关参数，并反演储层岩性及含油气性。这是应用前景广阔，实用性很强的先进勘探技术。传统的多波地震勘探为纵波勘探，只能全面了解纵向地下情况，而对于横向的地下情况难于全面了解。多波地震勘探采集技术利用同时存在的纵波、横波，同时收集地层各个方向的数据，从而提高了地质勘探常规纵波技术的应用效果。多波地震勘探技术的原理是纵波、横波在不同介质中的传播规律，横波只能固体传播，而纵波可在固体、液体、气体等多种介质中传播，云层位识别问题得到解决，而且同介质中横波传播速度小于纵波，同层纵波反射系数大于横波，这解决了盐下地层成像问题。作为先进有效的地震勘探技术，多波地震勘探技术可精准全面地了解地下情况，为石油勘探工作提供支持。我国对石油资源的需求巨大，石油开采量也在不断增加。自二十世纪五十年代开始，我国陆续勘探开发了一批油井、油田，有效满足我国对石油资源的需求。但随然而随着我国对石油资源需求的持续上升，石油资源面临枯竭，部分油田的勘探采集难度液在不断增加，因此，非常有必要深入研究多波地震勘探采集技术在石油勘探工作中的应用。

一、多波地震勘探技术在石油勘探中的应用现状

虽然当前多波地震探测技术利用范围广，但对其的应用主要为以下四种：三维九分量勘探法、三维三分量勘探法、二维三分量法和纵波与转换波联合勘探法。有学者提出将横波震源作为上述勘探方式，然而当前该技术的利用程度较低，缺乏严密的实验论证，并且由于勘探过程中所获得的能量较弱，难以捕捉到SH波，因此不符合工程实践的需要。因此，在当前的工程实践中，转换波联合勘探的利用程度是最为广泛的，当具体应用在石油勘探的过程中时，更加倾向于利用上述多波地震勘探技术。在此过程中，信噪比（SNR）和分辨率都作为勘探效果好坏的评价指标，为此需要增添系统采集记录的道数，同时让道与道之间变得更密集，将采集的维度拓展到三维，各道协同工作。工程中常用陆上采集系统（Q-Land）和海上采集系统（Q-Seabed）来满足这种严苛的要求。随着勘探技术的进步，多波地震勘探技术已不断进步，逐步实现了三维立体采集，虽然当前三维九分量法仍未达到工程应用标准，但是三维三分量这一方法的优势不断地凸显，既能保障三维采集的同时，也能满足二维采集的标准，并能同时满足宽位角的要求。国内技术人员对该技术已经逐步从实验转变为应用，早在上个世纪末期，我国已经进行在工业环境中实行了陆地分散实验，但是当时由于设备还不够先进，所测得的结果SNR指标较低，不能满足使用要求，也就没能进行推广使用，随后我国在海上的多波勘测实验进行顺利，达到与国外人员相同的勘探指标。随后，我国的科研人员与企业技术人员一同开展攻关实验，并获得了较为良好的实验效果。“十五”期间，中石油与中石化的科研人员通过提高深层资料质量等措施使得该技术在勘探效果方面达到了突破，为以后工程实践的应用以及经济效益的实现奠定了良好的基础。

二、石油勘探中多波地震勘探采集技术的应用范围

根据实验研究的结果，该技术在大多数情况下都可以利用在工程实践中，特别是在以下四种环境下，具有良好的适用性。精确识别。当工程实践中遇到小断层、薄层这类需要精确识别的场合，需要提高勘探的分别率，这种场合在结构复杂或是纵波探测处理精度不够的情况下经常发生，为此科研利用该技术中所含有的横波的传播特性，进行精准的探测。无障碍成像。研究人员发现传统探测技术由于硬石膏这类化学物质的干扰，经过勘探所产生的图像具有较为明显的异常畸变，那么正是由于该技术融合了横波与纵波的特性，提高了勘探过程中的鲁棒性与容错性，具有较好的抗干扰能力，提升了成像效果。参数确定。由于该技术融合了横波和纵波两种波探测技术，使得参数确定的时间大幅度缩减，技术人员只需进行一或两次的测试便可以确定绝大多数的参数，操作人员基于精确的数据可以快速开展精细探测，而一些结构不复杂的油井甚至可以直接完成模糊探测和储量评估。精确勘探。在完成了初步勘探之后，技术人员需要对油井进行详细的探测，通过该技术对数据进行进一步采集，以评估油井的结构特性，以及是否存在裂缝，同时对遥测技术加以利用，进一步勘探油井的特定储量，并为后续采矿作业奠定基础。

三、多波地震勘探采集技术要点分析

(一)观测系统设计在技术人员实际设计观测系统时，主要需要考虑如下几个因素：最小炮检距、最大炮检距、道间距、覆盖次数、接收参数。1、最小炮检距炮检距这项参数时对转换波所反射的能量有着直接的影响，当距离相对较近时，能量会逐渐下降。为此，在工程实践中通常会增加偏移的距离，将这项参数增加，但是基于反射的纵波的原因，偏移量不应过大，需控制在合理的范围内。2、最大炮检距这项参数的拟定实际受目的层深度及转换波反射系统的影响，工程实际中，该项参数的实际结果要大于所勘测的结果，这时由于实际转换波的入射角较大以确保获得所需的能量。道间距和覆盖次数等参数与常规纵波勘探相似。由于转换波的频率较低，接收仪器的频率低于实际接收纵波的频率。

（二）采集设备在开展实际勘探的过程中，工程人员要想利用该技术，必须准备好采集设备，其中以震波发生装置最为重要，震源设备负责产生工程中所需要的横纵波，并且由于横波的产生往往伴随着剪力的出现，因此需要专门的发生装置，并能够满足使用强度的要求，导致这类设备往往造价较高。当前，国内已经能自主生产这类震源设备，但由于制造条件的限制，往往在精度与质量上相比于国外有所欠缺。

四、多波地震勘探采集技术的应用流程

参数设定。利用该技术进行勘测时，参数往往是最重要的部分，各个参数的标定将会直接影响到勘测的质量与精度。一般来说，要考虑的参数包括最小炮检距、最大炮检距、道间距、覆盖次数、接收参数等。例如当技术人员在标定最小炮检距时，尤其要注意各个波形的特性，例如横纵波在反射率或是传播特性都有所不同，而且炮检距这项参数对转换波所反射的能量有着直接的影响，当距离相对较近时，能量会逐渐下降。为此，在工程实践中通常会增加偏移的距离，将最小炮检距增加。又例如纵波反射的传播速度较高，如果操作人员设定了较高的最大炮检距，将会直接影响到测量的精度，因此要对最小炮检距的增量加以规范，例如每次增加应为理论数值的1.1倍。勘探采集。该步骤是基于参数标定之后进行的，需要操作人员将波形发生装置安装在测点，根据几何形态将测点划分为若干区域，分别在各区域内进行测量。利用震源设备同时产生横纵波，并接收反射波，并保存在设备的硬盘中，通过设备的处理芯片处理后产生波形图，并在屏幕上显示。在完成一次勘探后，为了防止余波的影响，需要等待一个周期再进行勘探（横波的等待周期为12分钟，纵波的等待周期为10分钟）。同时需要注意的是，在勘探的过程中，避免其他震源对波形产生干扰，例如使用各类大型工作设备或是频繁走动等。

结束语

根据上文的分析，笔者认为石油勘探技术正不断地完善，但也需要勘探技术的创新来提高精度，简化操作流程。多波地震勘探技术是当代石油勘探技术中的一项先进创新成果，其应用能极大提升勘测水平，具有很强的鲁棒性。因此，要将该项技术运用于实践当中，在应用的过程中不断地对该技术存在的不足加以改进，并总结经验、提升效率，才能进一步推动石油勘探的进步。

参考文献：

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作者：梁森 单位：重庆科技学院