石油儲(chǔ)藏的偵察兵——地震波勘探技術(shù)

摘 要:為了實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的地質(zhì)勘探而利用不同標(biāo)準(zhǔn)的波的固定傳播速度(如縱波、橫波、轉(zhuǎn)換波……)發(fā)展地震波勘探技術(shù)。地震波勘探是地球物理勘探中一種最重要的的方法。

關(guān)鍵詞:石油儲(chǔ)藏;地震波;勘探

中圖分類號(hào):TB

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1672-3198(2010)12-0346-01

1 地震波發(fā)的勘探原理

地震波法的原理并不困難，基本辦法是用高爆炸力的TNT炸藥在地面激起人工地震波，震波沿著與地面垂直的方向傳播，在碰到質(zhì)地相對(duì)致密的巖層以后，一部分波被反射回地面，預(yù)先，在地面上安置起許多呈現(xiàn)點(diǎn)陣的檢波器，這些檢波器能夠把地面微弱的震動(dòng)變成電子信號(hào)，通過連接線傳輸?shù)浇邮諜C(jī)里，接收機(jī)的功能是分道記錄不同位置的檢波器的電信號(hào)，早期是用把經(jīng)過自動(dòng)增益控制的放大的電流隨時(shí)間的進(jìn)程記錄在照相紙上，最近三十年來已經(jīng)使用模擬和數(shù)字法把信號(hào)記錄在磁帶上。

記錄在載體上的地震波信號(hào)是一道道衰減的波浪，他們相互之間隨位置的移動(dòng)，其波峰和波谷逐漸變化，一個(gè)特征是，當(dāng)出現(xiàn)了某一巖層的明顯反射時(shí)，相鄰的波峰或波谷會(huì)形象地疊合在一起.這樣，如果沿著幾條線逐漸放炮(激勵(lì)地震波)，并逐漸布置檢波器陣列.則在拼合起來的記錄上，可以看見這些波峰形成了一道墻，有時(shí)墻呈現(xiàn)出下凸的弧形，甚至在這條弧形線的下面還有一根上凹的弧形線，這就意味著兩條組成如“眼睛”狀的弧形線之間的巖層可能是封閉的。這個(gè)時(shí)候，地震工作者需要在與剛才那根地面?zhèn)染€的垂直方向上再布置幾條平行的側(cè)線，看一看在同樣的深度附近，會(huì)不會(huì)出現(xiàn)類似的兩條眼狀弧形線?如果證實(shí)確實(shí)也有，那么，在這個(gè)地區(qū)的地下深層，存在一個(gè)穹隆形的構(gòu)造，它有可能是儲(chǔ)藏石油的地方。

為了精確測(cè)定深度，還需要對(duì)記錄上的墻出現(xiàn)的位置(它的橫坐標(biāo)是按時(shí)間，即毫秒作計(jì)量單位的，其原點(diǎn)表示爆炸發(fā)生時(shí)那一瞬間)，這就需要把時(shí)間量度轉(zhuǎn)換為距離量度，辦法是一，使用縱波傳播的速度和時(shí)間的乘積;二，按照時(shí)間差一定的傳播軌跡應(yīng)滿足雙曲線的規(guī)律，這樣的轉(zhuǎn)換被稱為“歸位”，經(jīng)過歸位運(yùn)算以后的的地震反射波各點(diǎn)就是實(shí)際深度了.這樣，我們只消精確地計(jì)下眼睛狀曲線的各點(diǎn)，就能較為準(zhǔn)確地圈定地下可能的儲(chǔ)藏石油構(gòu)造的位置和深度了。

實(shí)際情況遠(yuǎn)比上述簡單原理復(fù)雜，首先，爆炸一瞬間并不純粹產(chǎn)生縱向傳播的，對(duì)確定巖層位置有益的好波，它同時(shí)可能產(chǎn)生強(qiáng)烈的聲波和沿地面方向傳播的水平波，它們對(duì)反射回來較弱的縱波進(jìn)行干擾，常常使得對(duì)可能出現(xiàn)的構(gòu)造模糊不清的現(xiàn)象，這就需要人們?nèi)サ暨@些害波.

除了上述的兩類危害地震波勘探的壞波以外，還存在著在層間反復(fù)多次反射的無用的波，這種波也可以根據(jù)規(guī)律被濾掉.另外，還有一種詭異的波，它產(chǎn)生在地下可能出現(xiàn)的巖石的尖銳面上，仿佛在某個(gè)尖銳的點(diǎn)上，又出現(xiàn)了另一個(gè)爆炸源!，這個(gè)虛假的爆炸源很無聊地反向(向地面方向)傳播波，又反向碰到下面的巖石被反射到儀器記錄里，和有用的波混淆在一起，十分難以區(qū)別。

總之，現(xiàn)代地震波法勘探的任務(wù)就是要把有用的波收集起來，去掉干擾，換句話說，就是要提高信噪比.同時(shí)，地震信號(hào)也要作到準(zhǔn)確的歸位(實(shí)際上，縱波傳輸并不一定準(zhǔn)確按照人們預(yù)先測(cè)定的速度在復(fù)雜的地下傳播的)，最后，加密檢波器點(diǎn)陣以獲得更細(xì)致的分析也很重要，而這，又加重了勘探的成本.在海上，還會(huì)出現(xiàn)波在海底與海面之間多次反射的干擾.最后，新型，高靈敏度的檢波器群設(shè)置能夠向著3D和全息的描繪地下構(gòu)造的實(shí)現(xiàn).另外，還要考慮地震波穿透巖層時(shí)的折射影響。

2 地震勘探的三種基本方法

根據(jù)震源激發(fā)出的振動(dòng)(也稱地震波)向四周傳播的波型特征，地震勘探可分為三種基本方法。它們是反射波法、折射波法、透射波法。

2.1 反射波法

如果我們?cè)陔x震源較近的若干接收點(diǎn)(1，2……，N)上布置檢波器，就可以測(cè)出地震波從震源出發(fā)向地下傳播遇到不同地層界面(Ⅰ、Ⅱ……)時(shí)反射回來的地震波及其依次回到地面各檢波點(diǎn)的傳輸時(shí)間t1，t2……(t1，t2稱為旅行時(shí))，旅行時(shí)的不同代表了淺、中、深地層在地下的埋藏深度的不同，運(yùn)用這些微小差異就能直觀地反映出地層的起伏變化。這就是反射波法地震勘探所依據(jù)的原理。

2.2 折射波法

炸藥爆炸后，激發(fā)的地震波向四面八方傳播，當(dāng)遇地層分界面時(shí)，除有一部分反射波返回地面外，還有一部分地震波透過分界面并沿著該分界面在下面地層中傳播。在一定條件下，這種沿分界面?zhèn)鞑サ牡卣鸩ㄒ矔?huì)返回地面，這種地震波叫折射波。通過接收這種波來分析地層情況的方法就叫折射波法地震勘探。

2.3 透射波法

如果我們將激發(fā)點(diǎn)和接收點(diǎn)分別放在地質(zhì)體的兩側(cè)，直接接收透過地質(zhì)體的波，這種勘探方法叫透射波法地震勘探。目前，反射波法應(yīng)用最廣，折射波法次之，透射波法只作為輔助手段。

3 結(jié)語

由于地震波法所得到的數(shù)據(jù)量非常龐大，使得用于計(jì)算的計(jì)算機(jī)必須是大型，高速的，現(xiàn)今三大大型計(jì)算用的領(lǐng)域就包括了石油物理勘探。在我國，自大慶油田發(fā)現(xiàn)以來，絕大多數(shù)新油田都是由地震資料提供構(gòu)造而找到的。世界上的墨西哥灣油田、中東油田、里海油田等許多大中型油田也是如此。可以預(yù)料，地震勘探在尋找油氣方面仍將發(fā)揮重大的作用。可以說，如果沒有地震勘探，現(xiàn)代油氣勘探找油找氣就很難進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)

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