陆上石油地震勘探技术进步50年.ppt

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资源描述:
陆上石油地震勘探技术进步50年张德忠中国石油天然气集团公司物探处,一、引言二、地震队伍的发展情况三、形成了多个配套技术系列四、资料处理能力由小到大,处理水平不断提高五、地震资料解释由手工到数字化,,一、引言作者根据在原石油工业部工作时积累的有关数据,概要性地回顾了解放后50年来中国石油工业原燃料工业部、石化部、石油工业部及现在的中国石油天然气集团公司所属陆上地震勘探队伍、工作量、队伍类型、野外装备的发展历程;经过几代物探工作者的努力,形成了几套适合于中国陆上特点的地震勘探技术配套系列;地震资料处理从无到有,处理水平不断提高;解释工作由手工发展到数字化解释,由单一的构造解释发展到构造、地层岩性综合解释和油藏描述;在地震勘探软件上开发形成了有独立版权的地震资料处理、地震资料解释软件系统;在生产管理上学习先进的管理经验,中国的地震勘探队伍已迈出国门走向世界,在欧、亚、美、拉美等地都留下了中国地震勘探者的足迹。,,自1926年反射波法地震勘探在石油勘探业应用以来,地震勘探是地球物理勘探中发展最快的一项技术,特别是在第二次世界大战结束以后,石油作为重要的战略资源和能源,地震勘探在石油勘探中发挥着突出作用,从1913年德国人R.A.Fessenden利用反射波测定水深和冰山算起,在近一个世纪的历史长河中,地震勘探随着电子技术的发展而发展,地震勘探技术发展经历了三次质的飞跃,即光点地震仪器、模拟磁带仪器、数字地震仪器。目前用于油田开发方面的四维时延地震只是三维地震勘探技术的延伸,且勘探规模与三维地震勘探相比相对较小,并未使地震勘探技术有质的变化。,解放前我国曾用过少量的重力、磁力和电法进行石油勘探,没有地震勘探工作量,新中国成立后地震勘探才开始起步。我国地震勘探队伍经过50年来的建设,从无到有,从小到大,技术上从模仿到创新,勘探设备从完全依靠进口到大部分可以自己制造,至今已成为配套的地震勘探工业体系,为我国石油工业发展作出了重要贡献。到了90年代,我们的地震队走出了国门,在世界石油勘探市场上初露锋芒,赢得了信誉。尽管我国的地震勘探工作起步较晚,但仅用了50年的时间就赶上了西方国家七、八十年走过的路程。我们从前苏联那里学到了光点二维地震技术,从西方引进和学到了二维多次覆盖技术以及三维地震勘探技术。50年里,我们的地球物理工作者在学习、消化和吸收国外先进技术的同时,结合我国陆相沉积特征和复杂地表、地下条件,地震勘探技术有了很大发展,并有所创新,不少技术已具世界先进水平。下面将从地震勘探队伍、配套技术系列、处理、解释、生产管理五个方面回顾我国陆上地震勘探50年来的技术发展历程和技术进步。,二、地震队伍的发展情况1.队伍的发展,1951年3月组建成中国第一个地震队。建国初期,我国石油勘探主要是普查,采用重力、磁力、电法、地震进行综合勘探。在苏联专家的指导下地震勘探主要采用反射波技术,对比折射波法曾在青海、克拉玛依等地作过一定的工作,见到一些成效,但没过多久就被淘汰了。到了60年代中期,地震队发展到近100个。1959年松基3井喜喷原油,拉开了大庆石油会战的序幕。青海、新疆、四川、玉门、银川的地震队参加645了大庆地震会战,1963年会战基本结束,会战队伍又转战辽河、华北、四川、江汉、陕甘宁盆地,地震队的数量迅速发展,直至70年代末,我国地震队数量发展到了顶峰290余个,以后随着地震勘探数字化的进程,地震队由数量型向技术质量型过渡,至90年代末调整到了160余个,50年累计投入8274个队年的工作量。图116个垂直地震剖面VSP地震测井队未包括在内。,2.勘探工作量图2建国以来二维地震勘探工作量的增长变化。有几个峰值与低谷,它们反映了1960年大庆会战地震工作量的增加、三年困难时期经济调整与1966年文化大革命的影响。1976年粉碎“四人帮”以后勘探工作得到大力发展。1981年的低谷则是技术原因,反映了采用多次覆盖技术之后工作量的暂时下降,以后随着装备的加强和技术水平的提高,勘探工作量急剧增长。1985年以后年采集工作量基本保持在10万km左右,50年来的累计勘探采集工作量超过260万km。图3我国陆上采用三维地震技术以来完成的工作量。从图上可以看出,1980~1987年期间,三维地震勘探处于试验探索期,1988~1994年是三维地震勘探普遍推广发展时期,自此以后年采集工作量保持在8000km2左右,一些含油有利区块或凹陷三维地震观测已经连片。截止到1998年底三维地震累计采集约为86700km2。,3.地震队生产效率反映技术进步的另一个方面是地震队数据采集效率。图4和图5示出了50年来地震队生产效率的增长情况。从图中可以看出,1980年以前地震队平均队年生产效率基本在200km左右,在西部地区和困难地区平均队年生产效率还不到100km。1980年以后随着数字化程度的提高,生产效率也迅速增长,在新疆准噶尔盆地和塔里木盆地大沙漠区施工的地震队一开始就达到了年采集量1000km的水平,其中石油地球物探勘探局第三地质调查处2207队在1992年曾达到1504.85km的高水平。90年代末全国地震队年平均采集量为700~800km三维工作量按1∶10折算成二维工作量。队年平均放炮数由70年代末小于2000炮提高到目前的8000余炮。,地震勘探效率的提高和工作量的增加,为地质家提供了更多的可供选择的圈闭,图6示出了1978年以来地震勘探发现的圈闭情况,与三维工作量图(图3)对照,可以看出三维地震加快了发现各类圈闭的速度。图7给出了地震勘探工作量与油气新增地质储量的关系图。从图中可以看出几个储量增长高峰,它反映了1960~1961年大庆油田、1976~1977年任丘油田、1985~1986年中原及大民屯油田的发现。新增油田的发现促进了地震工作量的急剧增长,到80年代中期以后,地震工作量与油气地质储量基本呈同步增长。,4.队伍类型趋于合理1951~1979年地震队基本是在接收和激发条件比较好的地区工作,如平原、丘陵、小沙漠或沙漠边缘等,即使在黄土塬覆盖区也是在黄土塬的沟中工作。随着勘探领域的扩大和勘探难度的增加,石油系统的地震队为了适应勘探形势的需要,通过宏观调控,加强了山地、沙漠和水域地区地震作业队伍的建设和资金投入。在山地、沙漠、水域地区作业的地震队所占比例由80年代中后期的27提高到90年代的38.6,形成了具有“全天候”性质的地震勘探队伍,基本适应了新时期石油勘探的需要。,,5.地震队的装备地震队的装备不仅反映地震技术的先进性和技术含量,同时也影响着地震勘探成果质量与生产效率。(1)地震队的主要设备地震仪光点地震仪美制24道光点仪器,19511973(23年)光点地震仪为完成全国盆地油气普查、发现大庆油田、克拉玛依油田以及四川等气田作出了重要贡献。模拟磁带地震仪半导体器件构成,19731987(15年)有了模拟仪器以后,开始了多次覆盖方法的试验,此项技术至70年代中后期得到普遍推广。模拟仪器的功劳在于推动了地震多次覆盖技术的使用和地震资料的室内处理与再加工,完成了由单次覆盖剖面向多次覆盖剖面的飞跃,与光点地震记录相比,提高了地震成果的精度与质量。数字地震仪集成电路的出现,在地震仪器上立即得到体现,出现了数字地震仪器,它使地震勘探技术发展为之一新,使地震勘探技术发生了质的变革,新方法和新技术层出不穷。数字地震仪器的采用使地震勘探由二维多次覆盖技术发展到三维勘探,地震数据采集、资料处理和资料解释技术发展日新月异。新型仪器和多道地震仪的使用,促进了地震新技术的发展和新技术的应用。多道地震仪器的使用加快了多次覆盖技术的应用。,(2)现场处理系统为了保证野外数据采集质量,90年代地震队配置了地震现场处理系统,其中国产GRISYS现场处理系统已推广了170套,目前使用的4.0版本增加了交互处理功能,提高了现场处理质量。(3)测量设备50~70年代末,物探队测量工作用的是经纬仪,80年代开始逐步由红外线测距仪替代经纬仪,至1985年基本上淘汰了经纬仪,多数已使用了GPS定位技术,由常规测量方法发展成为GPS控制下的全站仪带磁卡记录的测量方法,有一部分队伍采用了实时动态测量RTK。测量数据在室内自动处理和自动检查,避免了人为误差,保证了测量精度和成果的及时提供。,(4)野外采集计算机辅助设计70年代以前,地震队开工前的试验工作基本上是干扰波调查、炸药量、井深、组合形状与组合数、观测系统和滤波档这些因素的搭配组合试验。随着勘探工作难度的增大,生产前的试验工作显得更为重要,试验工作也不仅仅是50年代和60年代的几套简单的配套因素的试验了。为了改善试验工作效果,针对勘探地区的干扰与地下勘探目标的特点,施工前采用计算机辅助设计系统进行技术论证,减少了试验的盲目性,增强了试验的科学性和针对性,加快了试验进程。目前国内采用的野外采集技术论证系统主要有美国绿山公司和石油地球物理勘探局第二地质调查处的产品,其中第二地质调查处的产品得到了较广泛的推广。灵活多变的观测系统随着勘探工作的深入开展,由于地表条件和装备条件的限制,在一些地区利用常规二维和三维地震勘探很难开展工作,成为地震勘探的“禁区”。为了弥补这些地区地震资料的空白,地震勘探工作者采用多种震源联合工作,用灵活多变的观测系统,在城镇、工矿区、河湖堤岸、盐田卤池等禁炮区开展了地震勘探工作,发现了一批有意义的地质构造。全三维采集技术地下构造复杂时,人们发现用传统的条带式三维观测系统,在提高归位精度和信噪比、压制侧向干扰方面还存在一定的弊端。随着多道地震仪器的使用,1994年在塔里木大沙漠区采用了“全三维”观测系统,采集了3块三维资料,一个炮线束控制的地下面积为2.5km2.5km或4km,覆盖次数为105次,这样在一个面元内采集到的地下数据其方位更加全面,增加了横向覆盖次数,提高了信噪比。,三、形成了多个配套技术系列1.复杂断块区三维地震勘探技术1966年胜利油田在东辛地区使用光点仪器,采用三角形测网进行观测,手工归位法进行三维归位,可以说是我国早期进行三维地震勘探的一种尝试。1981~1985年三维地震勘探技术作为国家重点科技攻关项目,取得了从数据采集到资料处理与解释的配套技术,“六五”期间共完成11块三维勘探项目,共1618km2,为我国80年代末期广泛开展三维地震勘探奠定了基础。进入90年代,三维地震在岩性勘探、油田的滚动勘探开发中日益发挥着重要作用,已成为油气勘探的关键技术。特别是最近几年采用多道高覆盖次数高于60次、全三维处理、精确成像、综合信息利用和可视化技术等,使三维地震在复杂断块区的勘探精度得到进一步提高。复杂断块区三维地震勘探技术已是我国油气勘探的一项成熟技术。,2.高分辨率地震勘探技术50~70年代,地震勘探的主要任务是构造勘探,在这个时期,提高分辨率主要集中在提高地震波的检测度上。采取解放波形,突出标准波等方法,提高反射波对比的可信度,正确构制剖面图。进入80年代,随着油气勘探开发程度的提高,地震勘探不仅要解决一般的构造问题,还需要查明复杂隐蔽的非背斜圈闭、地层岩性和薄层油气藏,进而对储层进行横向预测与油藏描述。因此,提出了提高地震分辨率的要求。在80年代中期,正式将高分辨率地震勘探技术列入“七五”国家重点科技攻关计划。在东部不同的地质单元内,从数据采集、资料处理到资料解释广泛开展了高分辨率地震技术攻关,取得了较好的效果。在大庆、胜利等东部地区,攻关结果为使2.0s反射波约3000m深的主频由25Hz提高到40~50Hz,地层分辨厚度达20m。,进入90年代以来,由于采集设备、处理技术以及解释技术的进步,推动了高分辨率勘探向更高水平方向发展。1996年总公司再一次将提高地震分辨率技术列入“九五”重点科技攻关项目,计划在“七五”科技攻关成果的基础上,将分辨率技术指标翻一番,即东部地区在3000m的深度上,能分辨厚度小于10m的地层,结合钻井资料力争使综合分辨率达到3~5m,并形成工业化生产的配套技术。经过“九五”期间深入的理论探讨和扎实的试验研究,从野外数据采集到室内资料处理形成了配套的高分辨率地震勘探技术系列。在东部地区,1.0s反射波主频达到了80~100Hz,2.0s反射波主频达到了60~80Hz。经过5年的攻关研究,采用地震与测井资料进行联合反演,已能圈定3~5m厚的砂体。高分辨率二维地震勘探技术已成为成熟的勘探技术,广泛应用于地层岩性油气藏勘探。,,3.大沙漠地震勘探技术塔里木和准噶尔盆地是我国西部找油的重点探区,有大面积沙漠覆盖。经过多年的艰苦工作与攻关,已经形成了一套较为完善的大沙漠地震勘探技术,包括高覆盖采集、沙漠静校正技术、沙漠地震钻井技术和沙漠低信噪比资料处理技术,基本解决了大沙漠地区的地震勘探问题。近年来,根据生产需要,对沙漠区深层弱反射进行了攻关,也取得了阶段性进展。针对大沙漠区沙丘起伏变化大、资料信噪比低的特点,设计了宽方位的全三维采集观测系统,有效地压制了来自各方向的干扰波,使沙漠区三维资料在质量上有了较大的提高。,4.山地地震勘探技术西部地区山地地震工作条件相当困难,主要表现在地形复杂,表层多为不含水的干燥地层,山前多为砾石堆积区;表层风化层变化剧烈,静校正困难;逆掩推覆构造使地震采集设计困难;纵向、横向上速度变化大,使地震成像困难。针对西部山区的地震问题开展了山地地震方法攻关,在一些地区已经见到了一定成效。在塔里木盆地库车山前带克拉苏构造进行山地地震勘探可以说是一个世界级的难题,该区地表地质条件复杂,激发困难,反射层倾角陡、断层复杂,资料采集困难,地震成像更困难。石油地球物理勘探局于1996年在这块土地上勇敢地完成了200km2的山地三维地震采集,经过试验和攻关,三维叠前深度偏移处理已初步见到效果。从整体上讲,我国西部山地地表和地下地质条件多变,地震勘探技术还有待进一步完善与改进,仍需要继续坚持不懈的努力。采用模型技术,较为成功地解决了高陡构造区的山地地震资料成像的难题。,5.黄土塬覆盖区地震勘探技术陕甘宁盆地黄土塬覆盖区是地震勘探领域的又一大难题。黄土塬覆盖区地形地貌复杂,沟系发育不均,地震测线无法按常规布设;黄土层厚几十米至数百米不等,且黄土层速度低,对地震波有强烈的吸收、衰减作用,不利于地震波的激发与接收,并产生多种强烈干扰,难以获得好的资料;黄土层速度、地形高差变化大,静校正难度大;目的层埋藏深,地层倾角平缓,多为非构造圈闭油气藏,对地震勘探精度要求高。黄土塬直测线技术虽然取得了一定进展,但最成熟的工作方法仍是避开地表不利的条件,充分选择有利于地震勘探的沟中。利用计算机辅助设计系统设计,沿沟进行弯线地震勘探,可以取得较为满意的效果。用现代化的仪器和处理手段进行穿沟过塬的直测线攻关,可作为沟中弯线地震的一种补充。,6.城市、工矿区三维地震勘探技术采用二维地震勘探时,由于石油勘探设备和采集技术的限制,城镇及工矿区、长江及堤岸两侧、地下文物保护区一直是地震勘探的禁区,成为地震资料的空白带。随着三维地震技术的普及和勘探装备与采集技术的进步,在城镇区开展地震勘探已成为可能。经过近10年的攻关与实践,对城镇、工矿区的地震勘探主要是在观测系统设计上下功夫,用计算机辅助设计进行采集参数论证;加强现场质量控制,采用现场处理;讲究激发方式,多种震源互补;高精度测量,所有接收点和激发点的坐标都进行实测,采用高精度的实时全球差分定位仪DGPS;用多道仪器高覆盖观测和严密组织施工,成功地开展了地表障碍区的三维地震勘探,获得了好的效果,填补了地震资料的空白。,7.滩海、内陆水域地震勘探技术我国东部的胜利、大港、冀东、辽河等油田有许多有利的油气构造带延伸至海域。江苏、江汉以及其它一些内陆地区又遍布着江湖、水网。为了开展这些地区的地震勘探工作,石油天然气总公司加强了过渡带水上地震作业队的建设,装备了包括海底电缆或水下接收系统以及有利于水上作业的无线遥测地震仪和相应的运载机具,开展了专项技术攻关与研究,形成了一套相对成熟的滩海和内陆水域的地震采集技术和资料处理技术,发现了一些大型构造和亿吨级的油气藏。,8.其它技术VSP(垂直地震剖面)VSP是地震勘探中的一项辅助勘探技术。作为“七五”期间国家重点攻关项目,VSP数据采集、处理技术已基本成熟。目前VSP资料已成为地震资料解释工作必不可少的一项重要资料,在层位标定、速度提取、波的动力学参数求取、油藏描述等工作中为提高解释精度和解释效果起着重要作用。目前全国VSP测井队保持在16个左右,每年VSP测井120~140余口。前缘性技术除了上述较为成熟的配套技术系列外,近10年来油田还开展了一些前缘性的技术研究,作了一定的试验与探索。例如,在胜利、新疆和二连等油田进行过四维地震(时延地震)试验;在四川和二连进行过横波和转换波试验;胜利油田和石油大学进行了井间地震理论研究与野外观测;为配合地震模型反演,在石油大学(北京)建立了地震物理模型试验室。这些试验与研究都取得了一定的成效,为以后开展这方面的工作积累了经验,四、资料处理能力由小到大,处理水平不断提高1.地震资料处理能力成指数增加真正的地震资料数字处理是从70年代初开始的,至今经历了4个发展阶段。(1)1980年以前是以小型处理机为主的初级阶段。除了有国产DJS-11(150机,1973年)和从CGG公司引进的2台Cyber-1724(1978年)百万次地震资料处理系统外,大部分是运算速度为30~40万次的小型机(如国产TQ16,DJS-130,Raytheon1704,TIMAP-1,Command3等)。先用模数转换器把模拟资料转换成数字信号,再进行数字处理。国产计算机的地震处理软件是油田与各院校合作开发的,处理模块不多,使用的处理流程也非常简单,大致相当于早期的现场处理水平。,图15150机时期的常规地震处理流程,(2)1980~1984年百万次机时期。这个时期引进了4套(8台)Cyber-720机,软件仍是法国CGG的地震处理软件,处理模块达190多个,这个阶段比小型机时代的处理模块增多,处理流程也较为复杂。,图16Cyber机时期典型的地震资料常规处理流程图,,(3)1984~1994年千万次机时期此期间除了引进了运算速度为每秒千万次以上的IBM-3033、IBM-3081和IBM-3084以及PE-3284等大、中型处理系统外,1987年国产亿次银河系统和1991年KJ-8920(运算速度为1000万次)大型处理系统也相继投产。这期间,不但处理能力大大增加,而且应用软件也较丰富,中间监视增多,处理流程更加完善。(4)1995年至今并行机和工作站并存阶段。大型并行地震处理系统的引进,使地震资料处理能力由“八五”期间的标量运算速度总和500MIPS(每秒百万指令)提高到1997年浮点运算速度总和接近60GFLOPS(每秒10亿次浮点运算)。纵观我国地震资料处理发展史,1978年,全国只有3台百万次计算机和一些小型机,运算速度总计不到7MIPS(每秒百万个运算指令),到1988年,总运算速度达到近160MIPS,10年处理能力增长了22倍。自1995年引进并行处理系统以来,到1998年共引进20多套并行处理系统,后10年总处理能力大约增长了370多倍。图18是1978年至今石油系统地震资料处理能力增长示意图(运算速度以1978年为标准),20年内计算机的地震资料处理能力增长了4个数量级。,,图171984年以后用于IBM3033的二维常规处理流程,图18石油系统地震资料处理能力增长示意图,2.地震资料处理水平不断提高地震资料处理水平随着计算机技术的进步而发展,随着人们对地下勘探目标精度要求、工作经验的提高而提高。(1)1980年以前我国地震资料处理水平基本上处于初步叠加的水平(图15)。1978年在水平叠加处理中,反褶积模块的使用率只占10.5,剩余静校正处理很少,只有2.9,叠加偏移处理为45。当时的偏移方法是以直射线的绕射偏移为基础的。到1980年,水平叠加中反褶积模块使用率提高到39.5,剩余静校正略有增加,为14.8,偏移处理占37.5,相干加强处理增加较快,在水平叠加剖面中占25.5。偏移处理开始采用15差分偏移等模块。(2)1980以后此阶段不仅处理能力较以前有较大的增长,而且处理模块增多,处理流程也更为丰富。随着地质勘探工作的需要,解释人员对提高剖面的分辨率、信噪比和成像精度有了新的要求,处理水平上了一个新台阶。到1984年,反褶积处理和偏移处理模块的使用率分别为69和76,静校正处理为47,相干加强下降到12.8。这个时期发展了多种反褶积技术、多种偏移算法。自动剩余静校正和二维滤波技术已经使用,地震剖面的分辨率、信噪比及成像精度都有了明显的提高。,(3)1984年以后IBM3033等千万次以上的大、中型处理系统的相继投产,使地震资料处理质量有了较大的飞跃。这期间,不但处理能力大大增加,而且应用软件丰富,中间监视增多,处理流程更加完善。到1988年,反褶积、剩余静校正和偏移处理已成为常规处理,并得到普遍使用,相干加强基本被陶汰。根据地质特点,剩余静校正、速度分析由以往只做一次改做多次,中间监视点由过去的4~5个,增加到10个或更多的点。该时期提高信噪比、分辨率、保真度、成像精度以及三维处理方面的技术发展较快,技术也日臻完善。在提高分辨率、信噪比、保真度方面发展了如下技术地表一致性反褶积、两步法统计子波反褶积、反Q滤波、多种叠前去噪(信号增强)、信噪分离以及叠后f-k去噪等、折射波静校正、山地静校正、模型反演静校正等;在提高成像精度方面有叠前部分偏移、高陡构造偏移、一步法偏移到一整套全三维处理技术等;岩性反演横向预测方面有多井约束下的反演,如Seislog、Glog,SLIM,SEIMPAR西北石油地质研究所专利、AVO、沿层速度分析、属性提取和多参数判别等系列技术。表1列出了该期间几项主要处理技术在国内的应用情况。,,(4)90年代大多数数据处理中心在提高常规处理水平的同时,用于地层岩性勘探的高分辨率资料处理以及一些以储层横向预测为目标的特殊处理开展得较为普遍。1994年以后,全三维处理技术得到迅速推广,地震资料处理上升到一个新的水平,交互处理更为普遍,资料处理周期进一步缩短。三维叠前深度偏移处理技术代表着当代处理技术的水平,由于并行处理系统具有先进的处理软件和处理速度上的优势,因而使叠前深度偏移处理技术进入工业化生产。,表1几项主要处理技术在国内的应用情况,,图19江汉油田采用高分辨率处理和常规处理的地震剖面从图中可以看出,采用高分辨率处理后信噪比、反射波连续性有了明显的改善,分辨率也有了明显地提高,超覆、尖灭、削截等地层沉积现象非常明显,大大提高了解释精度和勘探效果。,,图20三维叠后时间偏移与三维叠前深度偏移剖面后者成像明显优于前者,基底形态清晰,3.地震处理软件经历了引进、吸收和开发三个阶段地震处理软件的发展经历了全套引进、消化吸收到开发独立版权软件三个阶段。1975年以前,国产小型机和150机使用的地震处理软件全部是国产的,这为以后引进国外地震资料处理系统奠定了技术基础。从1975年引进Raytheon1704机到1994年国产GRISYS工作站处理系统批量应用,各油田使用的主要软件基本是代表当时世界先进水平的法国CGG和美国西方地球物理公司以及CSD公司的产品。通过使用、消化吸收国外软件,各油田结合自己的地质特点和工作需要纷纷进行了方法研究和单个模块的研制,移植和研制了上百个新的处理模块,其中有多种静校正、各类抑制噪声、反褶积、子波提取、偏移归位和DMO等模块,极大地丰富了处理手段。这些技术的应用推广,大大提高了地震资料的信噪比和分辨率,改善了复杂地表和复杂地下地区的地震成像效果,从一些无法解释的地震资料中重新获得了有用的地质信息。为了加速国产勘探软件的发展,促进地球物理勘探研究成果向生产转化的进程,建立国产勘探软件产业,并形成规模生产。经总公司批准,1994年5月以石油地球物理勘探局研究院软件所为主体,成立了北京地球软件技术开发公司,标志着地震资料处理软件由引进向自己开发的转变。1994年5月具有独立版权的GRISYS(工作站)地震资料处理系统批量向油田推广。自此,国产地震处理软件开始进入市场。目前GRISYS处理系统既有现场处理系统版本,也有工作站版本和并行处理版本。在功能上已具有地震资料批量处理、交互处理、全三维处理、高分辨率处理、复杂成像和物性参数提取等功能。,五、地震资料解释由手工到数字化1.从手工解释发展到数字化解释地震资料解释是地震勘探采集、处理、解释三个环节中的最后一个,它直接为勘探家提供地震勘探成果。我国地震资料解释技术的发展大致与地震仪器发展是同步的,经历了三个阶段。第一个阶段是光点时期,在单张记录上进行波的对比,然后用手工绘制反射剖面图,再进一步绘制构造图。第二个阶段是60年代模拟磁带到“七五”开始引进人机交互解释系统之前。地震资料解释仍是手工方式,不同的是在处理好的时间剖面上进行解释,然后将对比好的剖面用手工绘制反射层等T0图,再经过人工计算转换成构造图。第三个阶段是自“七五”开始引进人机交互解释系统。解释工作(主要是三维地震资料)逐步从手工解释过渡到计算机数字化解释。交互解释系统的采用,提高了解释工作的效率,为解释人员利用各种地质、地球物理信息进行多学科的综合解释提供了多种手段,而且丰富了解释成果的表现方式。1984~1986年,引进了Sidis,Landmark,GeoQuest等多套解释系统,开始了地震资料数字化解释的进程,解释人员摆脱了繁重的手工解释。近年来引进的解释系统,与早期的解释系统相比,其技术发展很快,包括二维和三维解释,由一般三维解释发展到全三维解释;由单一学科解释发展到多学科综合解释。在功能上出现了诸如相干数据体(方差数据体)、体层切片、可视化等一批新工具(方法),大大丰富了解释成果的内容,提高了解释成果的精度。,2.由构造解释发展到构造、地层岩石物性综合解释早期的地震资料解释,主要是进行构造解释,用钻井资料验证构造解释的准确性和提供的目的层深度是否准确。自地震资料数字化处理以后,地震资料的构造解释更加精确,储层横向预测技术更加成熟,油藏描述技术得到普及。构造解释精益求精构造解释既是传统的又是常规的解释方法,由于处理技术上的进步,地震与地质资料的结合更为紧密,给构造解释增添了新的活力。如,采用VSP和人工合成记录,准确标定层位,建立准确的井层关系;利用剖面和时间切片解释相干数据体等技术,进行高精度的断层解释和正确的断裂系统组合;利用模型和平衡剖面、全三维解释和可视化等多种技术,不断修正解释成果,提高构造几何形态的可信度。特别是在复杂断裂构造带上使用上述技术,能提高构造描述的精度,在查明小断层、小构造、复杂隐蔽圈闭上获得了较好的效果。,储层横向预测、岩性油藏勘探技术更加成熟地震处理技术的发展使地震记录上的信息得以充分的挖掘,综合利用各种信息的储层横向预测技术更加成熟。80年代初,早期的储层横向预测多是根据振幅特征,诸如亮点、暗点、平点、三瞬处理以及烃类指示(HCI)等指标进行预测,但成功率不高。经过“七五”期间储层预测和油藏描述的技术攻关,大大丰富了地震储层横向预测的手段,利用地震地层学和层序地层学,结合钻井、测井等成果以及VSP、地震反演(人工合成波阻抗剖面,岩性模拟)、AVO分析、沿层速度分析、神经网络和多参数判别等技术,提高了预测成功率,发现了大量隐蔽和地层岩性油气藏。,油藏描述技术得到普及随着多学科综合解释工作站的出现,90年代在精确描述构造几何形态和储层横向预测的基础上,进而发展成为以地震数据为主的早期油藏描述技术,在油田中得到普及和推广。近年来这项技术经过广泛的实践和深入的研究又得到了长足的进步。根据地震反射特征划分岩相、预测岩性,从已知井出发进行地震相解释,再转化为地质相,并把井筒地质信息、测井信息(参数)与地震数据体的地震属性、地震参数进行关联与综合解释,转化为储层物性参数,利用解释工作站的可视化技术研究这些参数在空间上的展布,进行储量预测并确定油气藏规模,为油气田详探和油气田开发提供依据。,解释软件由引进到自已开发1995年以前,国内使用的百余套解释系统基本上是GeoQuest和Landmark两大主力解释系统。1992年石油地球物理勘探局在石油天然气集团公司的支持下,在以往开发研究工作的基础上开始研制新的解释系统GRIStation。1994年基本成型,经石油天然气集团公司“地震解释系统评估组”评议认为“该系统采用软件工程化管理,面向对象的设计技术,具有良好的软件开发环境,易于今后软件发展,有较强的可移植性,功能设计较齐全,基本形成了一套功能较完整的地震解释系统”。GRIStation地震数据解释系统经过不断完善和版本更新,目前除具备二维和三维地震资料解释功能外,还扩充了解释性目标处理、多井地层对比系统、储层和盆地综合分析功能。,回顾50年,我国在地震技术上确实取得了巨大的进步,现在我们有不少技术具有当代国际水平,但与世界上一些先进技术相比,还应看到我们的差距。装备水平还需继续加强,有许多技术难关尚需攻克(如东部的滩海、深层、火成岩屏蔽、西部的山前带及复杂地下逆掩推覆构造、南方碳酸盐岩出露区等),沙漠、山地、黄土塬勘探方法还要不断完善。这些都需要从理论方法、装备、采集、处理、解释进行系统研究与攻关,形成配套技术系列,以便在新世纪为找到更多的油气田作出更大的贡献。,英吉苏探油央视国际2003年05月09日1354唐家璇在就中国外交工作和国际热点问题回答采访两会的中外记者时说“石油和天然气历来被看作是一种战略资源,中国实际上是一个严重缺油的国家,每年我们都需要从国外大量进口。但是,我们比较早地发现了这个问题,而且根据实际需要和现实可能,制定和实行了进口油气资源的多元化战略。”经过半个世纪的开发,我国东部许多油田现已处于中晚期开采阶段,产量开始下降。我国石油、天然气的发展已不能满足国家经济建设的需要,国家每年需要用几百亿元的外汇进口石油。我国从1993年开始进口石油,每年石油进口量达3000万吨。近年来这个数字有增无减,仅2001年我国进口原油就达7000万吨。随着国际形势的风云变幻,对石油的争夺战愈演愈烈,因此,探明更多的油气储备已成为紧迫的战略任务。,给地球做CT这里曾经有过旺盛的生命,现在却飞沙蔽日,极度荒凉。位于塔克拉玛干沙漠东部的英吉苏,从50年代开始就有地质工作者在这里勘察石油,但一直没有进展。最近,一支石油勘探队闯进了这片生命的禁区,在茫茫沙海中布下了天罗地网,隆隆的马达声打破了往日的沉寂,他们要为沉睡地下千米深的石油绘制一张藏宝图。石油勘探队将近1000平方公里的地域分割成网格状,把设计好的测线准确无误地铺到地面上。然后在测线上布设电缆、埋置接收器,通过人工爆破产生地震波的方法,地质学家称之为“给地球做CT”。测量员是石油勘探的侦察兵,他们将最先闯入无人区,用双脚丈量出这上千公里的区域,测量员一天要徒步测量20公里。这项工作必须在卫星定位技术的支持下才能完成。中心营地为测量人员提供准确的基准点作为测量的参照,每一条测线的位置依据基准点向工区延伸,这项工作叫定点。离工区最近的大地坐标点在距营地3公里一个叫阿拉干的地方,是一个已废弃多年的驿站。卫星每天下午4点至6点间经过这个区域,技术人员将卫星传送的数据输入野外测量用的导航仪。测量人员在卫星导航仪的指引下精确地测量出每一个爆炸点和接收点。按照勘探设计的要求,每隔30米有一个检测点,每隔60米有一个炮点。,要找油先找水塔里木盆地是一个古老的盆地,在四五亿年以前,这里曾是一片汪洋大海。在大约两亿年左右海洋抬升成为盆地。它在演化过程中经过了6次以上的构造运动,英吉苏地区复杂的地质条件和沙漠的地表环境,给石油勘探工作带来了极大的困难,地质学界称英吉苏的石油勘探是一道世界级的难题。为了解开这一难题,地质专家经过反复论证得出一个结论在沙漠地区要想找到油,必须先找到地下水。在这茫茫沙漠里虽然没有可供人饮用的淡水,但地下苦咸水却很丰富。在地势低洼的地方,只要用推土机推个坑,过上一夜,碧绿的清水就会渗出来并形成一个水塘。勘探队员沿测线埋置一些接收地震波的检波器,然后引爆炸药,检波器接收反射上来的地震波,经电缆传至专用仪器,仪器根据地震波在地下传播的速度,就可以计算出潜水面的深度。只要找到潜水面埋藏的深度就能满足地震勘探的需要。由于地下断层复杂,地震波在传播过程中会出现方向的混乱,这给信息接收带来了一定的难度。地质调查人员沿测线按照一定的图形布设数量众多的检波器,因为检波点的密度越大,接收信息的准确程度越高。在一条测线上,一般要布设上万个检波器,以达到地震波多次覆盖的目的。一串串的检波器被埋进30公分深的地下之后,再用长达数公里的电缆连接起来。每隔两公里就有一个采集站,它负责收集电缆传送的地震信息并传给勘探采集中心仪器车里的处理终端,它好似“顺风耳”,连几公里外测线上的一点点风吹草动都能精确地测出,更别说人和车辆的动静了。,里程碑意义的重大发现野外勘探工作紧张有序地进行着,采集到的数据磁带被紧急送到计算机中心进行处理。在计算机中心,运算能力达每秒上亿次的并行计算机一刻不停地对数据进行着处理。把这些不可见的信息转换成可视图形,通过这些图形可以清晰看到地层的分布和状况。从而判断出什么地方可能贮藏石油。勘探结果表明,英吉苏地区有若干个构造带,在它南面近400公里的长度范围内有一大片大型构造带一直通向罗布泊,其中北面有四到五个含油气的构造带,面积大约有1000平方公里。这是一个具有里程碑意义的重大发现。专家预测在不久的将来,这一地区将掀起新的勘探高潮,这里也将成为我国石油大开发的重要转折点。沉寂了几百年的英吉苏终于在勘探队的炮声中苏醒过来,找到石油给勘探队员带来的喜悦很快就过去了,因为这只是迈出了沙漠寻宝的第一步,还有很多问题亟待解决,如何以最小的代价找到石油并使对环境的破坏降到最低程度,这才是他们最终的目的。文/吕学谦(走近科学供稿),
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