国内外物探技术现状与展望

国内外物探技术现状与展望

第一章国内外物探装备及技术现状第二章勘探地球物理技术现状第三章油藏地球物理技术现状与展望第四章物探技术展望

随着电子技术、计算机技术的高速发展，物探装备和物探技术也正在飞速地发展。物探技术已成为油田开发中储层圈定、油藏描述和表征、油藏监测的主要手段之一。近20年来，随着物探技术的发展和广泛应用，物探技术逐步演化为两大类技术，即勘探地球物理技术和油藏地球物理技术，而且近十多年来物探技术的主要进展发生在油藏地球物理技术方面。勘探地球物理和油藏地球物理之间有着一些特殊的区别，通常用特定的术语来表示。这些区别包括如下假设前提，即对于油藏地球物理，在地球物理测量的区域和处理的方法中，有适用的井控制资料，能够进行精细程度的测量或处理，具有精细解释所需要的岩石物理数据。勘探地球物理研究的对象是宏观的(如构造、圈闭、地层、沉积、储层岩性等)，而油藏地球物理研究的对象是中、微观的(如岩石物性、精细地质模型、储层连通性与流体、剩余油分布等)。油藏地球物理技术是指能够解决储层特征问题的技术，通常是指特殊地震方法和特殊资料处理方法，包括精细3D地震、VSP、井间地震、横波地震、4D地震(时间推移测定的3D地震)、AVO、AVA、WA、层析成像、多波多分量、属性分析、反演、随钻地震等新技术。

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、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。高精度采集和3D空间成像归位技术以其精确、灵活显示等优点，在国内外已卓有成效地用于查明各种复杂构造油气藏和隐蔽油气藏。约束反演、属性分析、VSP、井间地震技术，在油田滚动勘探与开发的储层描述、

精细地质建模及油藏检测中正发挥越来越重要的作用。因此，发展物探技术不仅是油田勘探的需求，更是油田开发的需求。

第一章国内外物探装备及技术现状

第一节地震采集装备与软件第二节地震处理计算机装备与软件第三节地震解释计算机装备与软件第四节非地震装备与软件第五节勘探数据管理装备与软件

地球物理勘探技术自从在石油工业界得到应用以来，始终处于不断改进和飞速发展的过程之中。特别是近二十多年来，随着电子技术、计算机技术、信息技术等相关学科的飞速发展，地震勘探技术已从模拟发展到数字，从最初的一维勘探到现在的三维乃至四维勘探，从单分量接收到多分量接收，从地面勘探到立体勘探，从简单的构造勘探到寻找隐蔽岩性油气藏。随着地球物理勘探技术向着提高复杂地区油气勘探能力的方向发展，以及向着油气田开发领域的渗透，勘探和描述油藏的能力与精度都得到了很大的提高。地球物理勘探技术即物探技术的发展主要得益于物探装备的发展。物探装备的发展主要体现在五个方面：即野外采集装备与软件、地震数据处理计算机装备与软件、综合解释计算机装备与软件、重磁电化装备与软件及勘探数据库管理装备与软件。

第一节地震采集装备与软件地震采集装备是取得高品质地震数据的重要保证，震源激发和信号接收的效果是影响地震数据质量与采集成本的两个主要因素。近年来，在勘探地震采集方面，以超万道地震仪、三分量检波器为代表的单点接收、单点震源成为一种新的采集概念并推动了物探技术的革命性发展；以3DVSP、井下采集震源与接收装备为代表的开发地震采集装备推动了油藏地球物理技术的发展；另外，基于模型的优化采集设计技术备受重视，从而有效地解决了复杂地区的采集设计问题。一、勘探地震采集装备1．震源装备对地表相对复杂的区块(如城区、沙漠等)的激发震源一般采用可控震源、聚能弹、坑炮等。为满足复杂地区油气勘探开发工作的需要，可控震源已从早期的小吨位震源发展到目前的28吨级(6万磅级)的大吨位震源，从而大大提高了激发能量。多台组合同步控制精度达到微秒级又水平，平均相位误差不到1度，从而提高了组合激发的效果。西方地球物理公司研究出了一种新的同步震源方法，其改进之处在于不进行震源信号编码，而是依靠空间震源定位在后续处理中进行成功的信号分离。Mobil公司开发出了一种高保真振动地震技术，它通过测量和记录各振荡器的相配运动，利用这些实际运动信号来处理采集到的数据，达到高保真的目的，并利用振荡器的运动信号可分离多炮点同步记录数据，这就允许在野外进行多炮点同步采集，从而极大地提高了生产效率。2．地震记录仪

地震记录仪是地震采集的重要装备之一。随着机械制造业和计算机技术的发展，地震仪、20世纪50年代前最早的光点记录方式、50年代的磁带模拟记录方式发展到70年代的24道数字记录方式，从70年代的24道地震仪发展到千道数字地震仪。随着勘探技术的发展，近期又出现了万道地震记录仪，地震记录仪的每一步发展都推动了地震勘探技术的进步和发展。为满足高精度地震勘探的要求，地震仪器已向着超多道、遥感、高位模数转换(从24位到32位)以及完善的质量控制系统方向发展。主要的地震仪器生产厂家有：SERCEL，I／O，GEOX，FAIRFIELD公司等，主要产品包括：SN338，CM408UL，SYSTEMTWO，SYS—TEM2000，IMAGE，ARAM24，ARAMARIES，TELSEISBOX等，这些采集系统具有更高的技术指标。对于2ms的采样，最多可达到19200道，一般可以达到3000道，单线最多接收道数可达到1200道，一般可达到600道；最小采样率已达到1／8ms；动态范围达到134dB；高截止频率达到2000Hz；信号畸变小至0．0003％；共模抑制比大于90dB。此外，这些采集系统具有更多的优势。单站、单道的外形尺寸与重量在不断减少；有线与无线系统做到真正的混编，从而使野外排列设计更加灵活；并且数据传输实现了网络化等。

二、油藏地球物理采集装备1．多BT3分量采集装备由于多波多分量地震不但可以采集到更为丰富的地震数据信息，而且可以为地质构造的成像、裂缝和孔隙的确定、储层岩性的解释等提供特定的信息，20世纪70年代末到80年代初，横波地震勘探有了显著的进展，最近利用多波多分量来检测方位各向异性方面又有了新的突破和令人鼓舞的成果。陆上横波激发有多种方式，主要包括三排井震源、壕沟爆炸索、水平可控震源、车装重锤、倾斜气枪震源等。对于多分量采集的另一关键因素就是多分量数据的接收。陆地多分量勘探较早使用的是双检波器，即除了一个测量地面垂直分量的常规检波器外，再设计一个专用于测定地面水平运动分量的检波器，后来出现了三分量检波器。目前三分量检波器主要有两种：一种是测量一个垂直分量及两个正交的水平分量的三分量检波器。另一种是三面检波器，即UVW正交型检波器，它是将性能一致的三个检波器装在一起，三分量与地面夹角均为54．74度，且彼此相互垂直。2．VSP采集装备

井中地震勘探包括VSP、井间地震、微地震、单井地震和随钻地震等。井中检波器的发展是促进3DVSP发展的主要因素之一。近几年发展最快的是多级多分量检波器，这种检波器的信号在井下数字化后直接传到地面，多级接收可达8级、24级、80级，甚至200级，提高了接收效率，三分量接收，可以同时采集到纵波和横波资料。另外，井中检波器已经小到可以直接置于油管中进行测量。3．井间地震采集装备

井间地震一般是在现有的井网上，选一口井作为震源井，邻近的一口或几口井作为接收井进行测量。井中震源和检波器是影响井间地震数据采集质量的两个关键要素：井间地震所用的井中检波器与VSP的基本相同。井中震源有许多类型，如可控震源、压电陶瓷、炸药、空气枪、重锤等。根据井间地震的技术要求，国内外已研制出数十种井下震源，压力基本上能达到12000psi，最大传播距离可达1000m，耐高温可达200摄氏度。如P／GSI公司的井下液压可控震源，TomoSeis公司的井下压电震源，CGG公司的耦合导爆索井中震源，Biot公司的井下空气枪震源等，基本能满足井间地震测量的要求。

三、善野外袄采集心设计毛软件目前斑普遍慨应用樱于野牙外施偿工设搅计的岔软件嫂主要脊有：抽美国也绿山询地球袍物理卧服务席公司余的G漂re领en悔M挨ou证nt慰ai友n软猴件、据加拿用大的阳Om浑ni筋软件临、法旧国C局GG精公司撕的C正GG睁野外宁设计千软件花、P捆GS扯公司环的软刷件、浴北京青科浪扔公司生的科正浪软遥件等度，这酬些软欣件所贿用的律模型爹模拟晴技术程大多亚为射码线追般踪技耻术。凑另外少，在众开发县地震笛采集哈方面您，井饭下地疑震技仿术如疑VS鬼P和生井间图地震辩都有诵专用凭的商急业化倍设计乞软件厌。第二猪节辩地株震处焦理计抱算机歌装备语与软选件地震何资料巾处理赴技术翻的发祸展与雄计算刚机技脚术的葵发展求息息销相关杰。从尚模拟态处理心到数矮字处绵理；紫从简转单的贫陆上忠二维池资料君处理姨到复衰杂的叉山地意资料输处理半、全梨三维万资料缠处理峰、高先分辨正率和摧深层头资料保处理放等；筛从常赛规资积料的做处理挣到处淘理解驾释一该体化涨的叠辈前深蒸度偏亩移技裹术，船每一轿次地纱球物石理技略术的毁进步忠都离竟不开廉计算这机技般术的去进步劳和应煎用软馆件的妈发展这。以胜穗利油差田的役地震厘资料哭处理无计算予机装轨备为器例，楚其发仔展过距程已亭历经矮了数黑代的莫变化侄。从赔最早逼的I坑RI托S6资0机屠、T辉IM博AP花—I欢、T臭IM第AP楚4、东VA慈X1逐1/始78划2、坛IB转M3坦08传3，晴到并挽行计御算S洋GI迹／O插rg得in旁20窃00够和I宝BM骨—S界P，晌以及机目前卫正在斩迅猛堪发展盼的P菜C—欣CL储US持TE建R，加运算硬速度寻已从台最初代的每渔秒4毙0万李次提计高到烛现在镰的每畜秒万尾亿次讨。随着邀地震集资料给处理己硬件小装备驰的发越展，灵处理棉软件耀也在确不断隶地更戒新，谁处理懒技术沾日趋豆完善膀。勘某探软舅件是纤现代截地震秘勘探镰和油餐藏描绪述的咬基本刚必备夫工具惹，自诊20翠世纪筐70鸟年代与，国照外的穗一些溜软件录公司欺就已折着手亮开发锄地震沈处理漠及解纠释软趴件系快统，痰并初珍步形淡成了酱商业姻化软本件，肥开始打在全约世界捞范围币内推旷广和得应用倚。进亩入2乞0世袭纪9谦0年铃代，永比较朗成熟训的处诞理软茎件有独西方恳地球剧物理培公司写的O拨me令ga摊处理沃软件寻、法秀国C核GG比公司炊的G鱼EO淹VE崖CT滴EU屑R建PL蓄US亦处理忆软件紧、L旱an遗dM哥ar订k公胞司的垂Pr般om厨ax女处理宝软件贫、帕键拉代废姆公雪司的嘱Ge跳oD昨ep米th踩软件烂、F罗oc萝us篮软件灵。国栋内较槐早从净事勘斜探软奏件研籍究和盼开发茅的单借位，灭主要按是以妨东方着地球仁物理肯公司酷(原捞石油背物探捕局)笋为主叉，它食的处转理软及件为糖Gr暑is骡ys桑处理坟软件叛。这辰些软既件的释处理快技术党水平旅各具潮特色滥。另果外，叉随着谱油藏凤地球坐物理抱技术利的发涂展，夹各种玻相关渣的特升殊处稼理软痰件逐扩步发岸展与这完善鞋。一、毛石油竿地震里勘探印技术把的发墨展石油冰地震辈勘探杰技术紧的发脱展从惹20户世纪览50昏年代池开始摧至今思，经行历了允不同颈历史独发展饱阶段拢。5识0年铜来石勤油地血震勘钥探技壤术有野了突左飞猛促进的包发展思(见兆表1经—1防)。表1蚊—1脊石油字地震飞勘探矛技术守发展市概况二、琴计算略机技侍术的坦发展自2愈0世固纪6钱0年迹代以道来，漏我国镜计算猎机技炎术的茎发展律历程戒如表辆1—医2所滑示。由于孙计算迷机技朽术的敲发展趁，原夜来只速能进基行理户论研红究而羊不能侨实现颂的算厨法目更前可崭以得冷到经范济地询实现慈。表1岩—2客我国玩计算呼机技宜术的撕发展乖历程三、钩地震漂数据羞处理谜软件编的发镇展1．印批处界理阶衰段20版世纪累70寇—8亦0年可代末编，由眉于计街算机晚技术底落后里，限值制了退地震齿处理患软件粉和处童理技难术的赞发展变，地厚震处凡理软匠件一毛直处畜于批饰处理板阶段沟，代虾表性迁的软吉件有台：法国怀CG登G公链司由G障EO鸦—M撕AS兴TE演R软飞件饭美姥国G殃SI窄公司链TI奸PE浇X软捕件美国露WG毯C公残司庭I假Q处锹理软嚷件更美国饼CS能D公台司起D秋IS晚CO踩软件2．义交互悬处理肥阶段20房诚世纪尖90宵年代糊初，非随着因计算陪机技犯术的夸飞速患发展食，地迹震处恒理软听件和范处理堡技术今发展犁很快雨。开繁始发铅展交返互地预震处狭理软挪件。半代表挣性的绣软件论有：法国持CG肃G公冬司卧G内EO戒—V锻EC烧TO霸R—广PL麦US依软件蔽美国捆IA耕E公玻司层P萍RO钩MA析X软项件美国匪WG贯C公配司计O宾ME清GA取处理亡软件神美国趣CS址D公劲司词F乡丰OC涨US行软件3．宣处理鸭解释吃一体讯化与脏三维尤可视吉化20呢世纪疼90美年代戏末至顾今，宫处理冠解释腾一体勾化与贪三维贵可视麦化技趟术发员展很群快，鉴以L承AN该DM叠AR滴K和迁PA京RA恒DI饺GM两公司泄为代旧表，公发展驶了优坑秀的饼处理嚷解释叶一体熔化与棕三维览可视让化软装件。第三傍节乖地册震解蒸释计构算机致装备起与软依件近几耽年来竞，随本着计谅算机廊等技怠术的针发展陆，地赛震解慢释技务术取泻得了文很大岔的进影步，因其进温展主园要表溉现在历交互叠三维盯构造宁解释刚、断锋层分趴析、骂地震衬反演荒、地朗震属摧性分瓶析、嗽三维嘱可视骨化、接地质伙建模足与地枯质统杯V技锈术等顷方面听，它搅大大吉提高蛾了对柜复杂速构造块、地薄层、跨岩性迁圈闭际的解帜释和家描述丧能力恰及精酷度。一、吵可视扔化解开释软桐件三维果可视胡化可且以归龙结为苹以下扬三个哗方面胃：(1炒)资置料显糟示，跪可视班化技胞术可顾以把温资料闯显示胁由传惕统的弯2D多、彩模色、谱静态举领域议拓展锈到3节D、茫真实酷感、泡动态邮领域话。可倡以把蹦多种施资料伞综合昨显示青到3阔D空以间分鹊析它赞们的管关系旷。(2窃)用田解释据结果量进行皮地质麻3D瓜模拟跑。(3煌)地抢质和众地球破物理医过程吨的仿骨真模意拟。近年默来，仙许多挖公司隆致力绍于地娃学可菊视化增应用惠软件抄的开亮发，蜻取得违了可票喜的图成果奏。在挣3D栏图形洒工作叨站环改境支患持下填，各捷种基仁于数椅据体瘦操作尿、基特于图富素提俘取与史曲面蠢造型辨、基佣于体乒绘制什技术夹的应类用软愈件相涛继出盘现。沙有代村表性赵的可离视化安解释明处理盒软件械如表衔1-漏3，啊它们叫基本纹上代返表了医当今绿综合偷解释烛工作倾站3京D可卧视化缩慧软件梨功能奏的最蜘高水劳平。表1劲-3惊三维匆可视惩化解求释软项件国内唉最早城开发渠研究徐解释怀软件激的是刮东方晴地球医物理灰公司望的G更RI捆st添at羊io篮n地村震地池质综焰合解珍释系次统，晌它包愿括地紫震构剂造解闹释、喊地质厘解释柳、三刻维可塌视化继显示朱与成昏图工弹具、秤储层稿分析惹及综池合评旷价等稀功能猜。二、译地震允反演群软件地震腾反演轨分为恳合成肉声波孩测井宫(常脆规递倒推反纯演)忌、约盖束反杏演(界如P巾AR慎M、堂RO炮VI第M等丑)、千宽带弃约束胀反演感等。坟地震乱反演傅的重肉要进是展表览现在宝目前互发展播了几准套较水成熟幼的高性水平航测井叠约束昆反演编软件呜，如络表1钓-4裳。表1倒-4惜地雨震反怕演软守件三、间多属丙性体灯联合应解释齿软件多属她性体芒联合筛解释捷技术艇主要旁分为桂以下捆几个吴方面汗。(1啊)构零造解漏释：万相干慈分析戴，包舌括相洋关系壳数、惠方差务体等自其他乎几何扒属性贩。(2草)地担震相柄分析沉和储辉层预痛测：势主要毙有R掀SI捆储层扫／油控气藏绕表征夺软件禽和L慕an误dm切ar津k走Po学st染st僻oc祸k、津G放eo启qu检es断t驾Se欠is盼cl在as腥s等我属性嘴参数编提取提软件今。(3舟)油势气检枕测：倍利用则叠前习叠后递属性什信息窗进行水含油勉气判乎识、上Pr挡on份i变雁换吸敞收滤委波软青件。四、歉裂缝专预测临方面脂的软翠件用于稻裂缝也预测者方面娃的软签件主情要有胜：V皮er宜it旦as现公司氧的R数C2完、英药国M挖id扑la肾nd积V钓al飘le狱y公量司的逢3D土M恳ov弊e和旬2D公M殊ov索e软营件等哈。五、圾地质雕综合路研究匙方面赵的软裕件用于森地质波综合隔研究戒方面塔的软厕件有斩：盆哑地模久拟软艰件I励ES聪P狼et舱ro磨mo践d、蛾断层廊封闭骆性分衔析软巷件F筹AP似S。六、袜油藏办建模施的软柜件用于傻油藏旺建模门的软北件参滤见表婶1—忙5。表1装—5棕油藏鼠建模铅软件叼及公蜡司名摄称第四摊节无非原地震强装备途与软董件近年帽来，喇随着条电子垮技术废的飞寇速发盯展和匆计算亡机技屯术的根广泛香应用帅，以苍及资籍源、低环境伤与工铜程勘郑查领肢域的露巨大港需求伞，重超、磁保、电冲等非奶地震坝物探惧技术横得到岸了较乒大发维展，曲呈现艇出蓬燃勃的各生机碧和广岂泛的泉发展真前景佛。一、用采集指装备目前蜘，重生、磁君、电现采集搜仪器令的体粒积已沸大大怎地缩娃小，案记录询方式辛开始浆采用片自动员记录牌、自桥动存秤储，唐特别谎是观齿测精炉度得伯到了净大幅跨度提昆高。重力义资料攀采集锣方面琴，从糠采集脑精度谷到记糟录格抄式都伴有了低较大洗的发悔展。酱美国黑生产胡的L米ac渠os趁te桌D没型地苦面重编力仪街精度这可达牧到7艰～1仪0微抖Ga探l，姑比2租0世矩纪5制0—拴60唉年代蜡提高巷了近光百倍暴；G伯85炊8铯腐光泵挖磁力聋仪精富度可役达到堵0．路00桃5n毫T以肉上，慰与早夫期几指个甚授至几吐十个书nT贴的磁躬力仪买相比庆提高提了近迷千倍滑，而烦且采爪用连启续自荒动记戏录方剃式。痕目前哨国内稀已经杰开始辞应用夜更高法精度托的超持导重汁力仪渗和磁扯力梯席度仪霉来测冻量微剖重力览和磁需力梯蛋度的歪变化献，进僻行油疫气田寄的动央态监饿测。泡最近牺一种勾称为景深部薪密度苏透视预(D订ee魔p退Pe伐ne推tr结at宋io望n慢De仓ns音it南y)僻的新而型井埋中重骄力仪巾也已哲经问例世，菊与2盖0世课纪9揭0年央代初办的井乱中重岗力仪霞相比掌而言术，这效种井厌下重疫力仪洋的稳真定性暴、适脚应性炭都已棉大大帜提高临。表1乘—6拆电磁镜勘探包仪器攻的发粘展二、住非地诵震处舱理解雅释装芽备20意世纪嫂90暗年代视以来帽，国稳内外就非地垄震勘再探方走法在戴计算价机装纠备、景处理达解释醋与联寻合反自演软发件等衰方面是有了投长足肚的发络展。晃表1莫-7旱列出诉了2虾0世柿纪9熊0年伯代以堡来国矮内外忘非地圣震勘胀探方压法在惩计算楼机发郊展方基面的哪进步烛。目似前用屯于非饥地震暮勘探蓝的软观件主送要有外美国旅的L嚷CT缎软件绢、加荷拿大现Ge傲oS却of接t公洞司的碰OA剥SI肚S鸽mo码nt极ai度和A开RK匪F示ie矿ld吩软件来(重葵、磁康、震候联合郊解释起软件骂)，垃这些型软件冻主要豪用来粥完成笋重磁街震联冈合解唉释工染作。厉AR武K桌Fi交el榆d软御件由税四个舍部分城组成掘：F碑IE育LD慌VI桨EW厚(主谎界面夜)、隐SE世IS察MI镇C(榨地震男剖面淋的显岭示)匆、G套RI竟D(届重磁永网格闻数据防的显誓示与骨处理俩)、情MO渐DE左L(凭重磁稻模型颗的正旱演)踢。这锣些软秧件的蜘特点党是：站将重尝力、瓜磁力壳资料双与地熟震资宾料有逝机地舌结合去到一摄起；筒使重超力、苏磁力北资料踪蝶在详英探阶会段也谅发挥钞重要旺作用划；能银够解凡决许垃多单肿独依必靠地王震或偷重、黎磁力购无法厌解决项的问修题；蕉使地坐震资茂料解舅释精歪度有杏了提岗高。璃OA厕SI捷S腹mo秀nt峰ai馅是加粥拿大闲Ge途oS笼of翠t公项司开足发的律一套屠地球史物理塑资料通处理鹊解释站软件鼓。它设包括雀一个假十分欣优秀犹的软应件应锋用平翁台和拾数据眼管理封系统豆。集挺成了暑重、切磁、刑电、世地化落、钻的探、各激发持极化析、地烦雷检忙测、露环境帐等专挥业处狭理解串释的糠先进棉技术侄和功特能。目前侨国内付应用宣最为梁广泛挠、效形果也鄙较好傍的重秃磁电问震联野合处屠理解按释软假件有裕石油源大学向开发亿的E彼M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