地震勘探技术的发展及主要物探技术的比较

  引言

 

  物探技术是一门应用性为主的学科，不言而喻，它的应用领域十分广泛。在地质找矿、军事工程、工程物探、工程质量检测等方面发挥着重大作用，对于保障国对民经济稳定发展有着重大意义。在工程方面，物探技术更是和工程如影随形，在工程选址、工程质量检测方面，都应用十分广泛。

 

  在矿产资源勘查过程中，我们首先需要对各种物探方法和仪器有着充分地了解，再根据具体的工作目的选择合适的物探方法和仪器，这样才能更好更准确地完成勘探任务，因此各种物探方法的特点及适用范围以及所采用的物探仪器，我们都要进行认真地比较研究。地震勘探作为一种主要的物探方法我们更要加以重视和研究。在实际工作中，经验的积累对于工作的展开也是有很重要的指导意义，所以，要在掌握理论方法和仪器设备使用的基础上，注重实践经验的积累。

 

  1地震勘探技术的发展历程

 

  地震勘探技术随着现代相关技术的发展而不断发展，取得的成就也进一步丰富。事物是运动发展的，运动是绝对的。就像我们的宇宙，时时刻刻都处于之中。随着中国的崛起强大，国家对于科学技术的需求越来越高，其中也包括地震勘探技术。

 

  回顾地震勘探技术的发展历程，地震勘探技术始终处于不断创新、飞速提高的过程之中。至今它已经形成了一个复杂、庞大而完整的科学体系。数学、物理、计算机以及地质学的各个分支都渗透到这个领域之中，因此，地震勘探变成了一门综合性的科学，它的发展可以按如下时间进行划分：

 

  30年代，地震勘探技术第一次飞跃，由折射地震法改进为 反射法； 50年代，地震勘探技术第二次飞跃，出现多次覆盖技术；60年代，地震勘探技术第三次飞跃，出现了数字地震仪及 数字处理技术；

 

  70年代初期，地震勘探技术第四次飞跃，出现了偏移归位 成像技术；

 

  70年代后期，地震勘探技术第五次飞跃，出现了三维地震 勘探技术；

 

  90年代，地震勘探技术第六次飞跃，出现了高分辨率与三 维地震结合。

 

  2地震勘探仪器的发展

 

  地震勘探仪器主要是记录地震波，按地震波的记录方式，地震勘探仪器的发展已经历了6代：

 

  第一代是电子管地震仪，一般称模拟光点记录地震勘探仪。这代地震仪大多数由电子管制成。由于光点感光方式的限制，其动态范围小，仅有20dB，频带宽约10Hz，采用自动增益控制，记录结果不能作数字处理。

 

  第二代是晶体管地震仪，一般称模拟磁带记录地震勘探仪。大多数采用晶体管电路，利用磁带记录，可多次回放，并可作多次叠加和数据处理。动态范围达50dB，频带宽为15～ 120Hz，采用公共增益控制或程序增益控制。

 

  第三代是集成电路地震仪，一般称数字磁带记录地震勘探仪器。这代地震仪采用二进制增益控制方式和瞬时浮点增益控制。它把检波器输出的信号转化为数字化信息，记录在磁带上。其动态范围为120～170dB，频带宽为3～250Hz以上，记录的振幅精度高达0.1～0.01%。

 

  第四代是大规模集成电路地震仪，一般称早期遥测地震仪。遥测地震仪由许多分离的野外地震数据采集站和中央控制记录系统组成。

 

  第五代是超大规模集成电路地震仪，通常称为新一代遥测地震仪，为多种数据传输模式的地震仪。 第六代是全数字遥测地震仪，采用是全数字化地震数据传输与记录系统。从21世纪初（2002年）开始，主要标志是采用微机械电子技术成功制造数字地震传感器，从而从技术上解决了传统模拟地震检测器制约地震勘探发展的瓶颈问题。

 

  包含地震勘探技术的物探技术与经济发展始终处在互动的良性循环之中，工业化的生产需求推动着物探技术不断创新，物探技术的进步极大地促进了工业的发展。目前，地质勘查的难度越来越大，重大实际问题正在促进地球物理极限的延伸，向物探技术提出了新的挑战。

 

  地震勘探技术的现状

 

  地震勘探仪器设备现状

 

  诸多的勘探新技术对勘探仪器和设备提出了越来越高的要求。宽方位角采集在成像分辨率、相干噪声衰减以及辨识定向断裂等方面的优点已经越来越引起大家的重视。数字检波器振幅校正、温度变化、时效性、可靠性和稳定性远远优于常规的机械式检波器，而且它为全数字输出，有较好的电磁兼容性能，动态范围大、信号畸变小，具有优异的矢量保真度。 对于目前的地震勘探的应用已经非常成熟，软硬件的开发水平随着科技水平的提高也越来越高。其中地震勘探的仪器和设备也逐渐趋向于智能化、高速化、轻便化和特色化。

 

  地震勘探技术现状

 

  近几年来，随着物探装备的发展，地球物理勘探技术特别是地震勘探自从在石油工业中应用以来，始终处于不断的发展和改进中。以高分辨率地震、高精度3D地震、叠前偏移成像、山地地震、高精度重磁等为代表的勘探地球物理技术，以约束反演、属性分析、4D地震、井中地震、多波多分量地震等为代表的油藏地球物理技术正跃上新的台阶。特别是随着近些年来，电子技术、计算机技术、信息技术等相关学科的飞速发展，地震勘探已经从最初的一维勘探到现在的三维甚至是四维勘探。从单分量到现在的多分量，从简单的构造勘探到寻找隐蔽岩性油气藏。

 

  地震相干解释技术、地震相分析技术、波阻抗反演技术、三维可视化技术等为代表的一系列新技术的出现，以及神经网络在数字处理中的应用，在实际工作中得到了全面推广应用和发展。用于地震数据处理和解释的软件，在后期的数据处理解释的过程中是必不可少的。常见的数据处理软件有 Geocluster、Seimic等，常用的解释软件比如：Landmark、Jason 等一些著名的解释系统，并且在实际应用中，很多功能都在不断的扩展，以适应地震数据处理。

 

  总之，随着相关学科的发展，科学技术的进一步提升，地球物理所应用的软硬件也在进一步提高。 4地震勘探技术的未来发展趋势 地下探测趋势

 

  科学技术的发展，使得地震资料的处理和解释的水平有了更进一步的发展。新技术和新方法层出不穷，并将投入到实际的生产和应用中。随着油田勘探开发的深入，地球物理正从一种勘探工具向油藏描述和检测工具过渡。大量的地震数据和地下的VSP测井和钻井紧密结合，使我们能够从地面数据中挖掘越来越多的地下信息。地球物理将伴随着人们对地下资源的不断需求而不断发展。

 

  高分辨、高可靠性、实时成像趋势 在工程物探巨大市场需求的带动和计算机技术的推动下，未来几年工程物探技术与新仪器的开发将呈现良好的势头，开发水平将大大提高，新仪器将以高分辨、高可靠性、实时成像仪器为主流。

 

  态向动态过渡趋势 精确的油藏表征是油藏管理及生产最大效率的关键步骤。油藏的静态表征数据是地震数据孔隙度等，用作标定的数据主要是VSP测井、钻井等获取的地质数据，油藏的开发是一个动态过程，因此静态表征须向动态表征过渡。在整个油田的开采过程中，静态油藏特性如孔隙度、渗透率等和动态数据都将会得到更新。油藏模型已从最初的简单模型不断优化，指导整个油田的合理开采。

 

  新技术勘探趋势

 

  近几年来，随着物探装备的发展，以高分辨率地震、高精度3D地震、叠前偏移成像、山地地震等为代表的地球物理勘探技术，以约束反演、属性分析。4D地震、井中地震、多波多分量地震等新技术正跃升为新的台阶。

 

  主要物探技术比较 在选择合适的地震勘探方法和设备之前，应对所有物探技术方法有全方面的了解，为此，将主要物探技术进行如下比较：

 

  磁法勘探 以岩、矿石间的磁性差异为基础，通过观测与研究天然及人工磁场的变化规律来解决地质问题的方法。 用途：寻找磁铁矿（直接找矿）；寻找含磁性矿物的各种矿产；地质填图；地质构造等。 特点：理论成熟，轻便、快速、成本低，但应用范围不够广。

 

  电法勘探 以岩、矿石间的电性差异为基础，通过观测与研究天然及人工磁场的时空变化规律来解决地质问题的方法。 用途：地质构造；寻找油气田、煤田；寻找金属与非金属矿产；水、工、环地质问题等。 特点：三多：参数多，场源多，方法多；二广：应用空间广，应用领域广，但受地形及外部电磁场干扰大。

 

  地震勘探 以岩、矿石间的弹性差异为基础，通过观测与研究地震波的时空变化规律来解决地质问题的方法。 用途：地层分层；地质构造；寻找油气田、煤田；工程地质问题等。

 

  特点：探测深度大，精度高，但要放炮，工作难度大，破坏环境。

 

  放射性勘探 以某些元素具有天然和人工激发的核辐射特性为基础，通过观测与研究核辐射场的时空变化规律来解决地质问题的方法。 用途：放射性铀、钍矿；与放射性元素伴生的稀有、稀土、 钾盐矿；寻找油气田、煤田；寻水；构造等。 特点：不受环境干扰，高效、方便、低成本、可确定矿石品位等优点，但探测深度浅。

 

  物探新方法 高密度电法；瞬变电磁法（TEM）；连续电导率剖面法EH- 4（高频大地电磁法）；探地雷达法

 

  ；高分辨率地震勘探等。