某三維地震勘探儀器站
繼中石油在冀東發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)量10億噸的大型油田之后，中石近來(lái)也表示有望在新疆塔河油田獲逾2億噸探明儲(chǔ)量。這些大油田的勘探，都與一項(xiàng)技術(shù)-----三維地震勘探技術(shù)分不開(kāi)。
三維地震勘探技術(shù)是一項(xiàng)集物理學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)為一體的綜合性應(yīng)用技術(shù)，其應(yīng)用目的是為了使地下目標(biāo)的圖像更加清晰、位置預(yù)測(cè)更加可靠。三維地震勘探技術(shù)是從二維地震勘探逐步發(fā)展起來(lái)的，是地球物理勘探中最重要的方法，也是當(dāng)前全球石油、天然氣、煤炭等地下天然礦產(chǎn)的主要勘探技術(shù)。
與二維地震勘探相比，三維地震勘探不僅能獲得一張張地震剖面圖，還能獲得一個(gè)三維空間上的數(shù)據(jù)體。三維數(shù)據(jù)體的信息點(diǎn)的密度可達(dá)12.5米×12.5米（即在12.5米×12.5米的面積內(nèi)便采集一個(gè)數(shù)據(jù)），而二維測(cè)線信息點(diǎn)的密度一般最高為1千米×1千米。由于三維地震勘探獲得信息量豐富，地震剖面分辨率高，地下的古河流、古湖泊、古高山、古喀斯特地貌、斷層等均可直接或間接反映出來(lái)。地質(zhì)勘探人員利用高品質(zhì)的三維地震資料找油找氣，中國(guó)近期發(fā)現(xiàn)的渤海灣南堡大油田、四川普光大氣田、塔里木盆地塔中Ⅰ號(hào)大氣田等，全要?dú)w功于高精度的三維地震勘探技術(shù)。
要了解三維地震勘探技術(shù)，有必要先了解一下二維地震勘探的基本原理。二維地震勘探方法是在地面上布置一條條的測(cè)線，沿各條測(cè)線進(jìn)行地震勘探施工，采集地下地層反射回地面的地震波信息，然后經(jīng)過(guò)電子計(jì)算機(jī)處理得出一張張地震剖面圖。經(jīng)過(guò)地質(zhì)解釋的地震剖面圖就像從地面向下切了一刀，在二維空間（長(zhǎng)度和深度方向）上顯示地下的地質(zhì)構(gòu)造情況。同時(shí)幾十條相交的二維測(cè)線共同使用，即可編制出地下某地質(zhì)時(shí)期沉積前地表的起伏情況。如果發(fā)現(xiàn)哪些地方可能儲(chǔ)有油氣，則可確定其為油氣鉆探井位。
三維地震勘探的理論與工作流程和二維地震勘探大體相似，但其工作內(nèi)容及達(dá)到的效果卻今非昔比了。三維地震勘探主要由野外地震數(shù)據(jù)資料采集、室內(nèi)地震數(shù)據(jù)處理、地震資料解釋3個(gè)步驟組成，這是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，甚至每個(gè)步驟就是一個(gè)系統(tǒng)，因?yàn)檫@3個(gè)步驟既相互獨(dú)立，又相互影響，而且每一步驟均需要最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)硬件和軟件的支撐。
野外地震數(shù)據(jù)資料采集包括測(cè)量、鉆淺井孔埋炸藥（在使用炸藥震源時(shí)）、埋檢波器、布置電纜線至儀器車(chē)幾道工序。測(cè)量的任務(wù)是定好測(cè)線及爆炸點(diǎn)和接收點(diǎn)的位置。鉆井的任務(wù)是準(zhǔn)備好可埋下炸藥的淺井。埋炸藥就是向井中放入炸藥，以在爆炸后產(chǎn)生出地震波。地震波遇巖層界面反射回來(lái)被檢波器接收并傳到儀器車(chē)，儀器車(chē)將檢波器傳來(lái)的信號(hào)記錄下來(lái)，這就獲得了用以研究地下油氣埋藏情況的地震記錄。
內(nèi)地震數(shù)據(jù)處理是把采集到的地震信息磁帶上的大量數(shù)據(jù)輸入專(zhuān)用電子計(jì)算機(jī)，按不同要求用一系列功能不同的程序進(jìn)行處理運(yùn)算，把數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類(lèi)編排，突出有效的，除去無(wú)效和干擾的，最后把經(jīng)過(guò)各種處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加和偏移，最終得到一份份地震剖面或三維數(shù)據(jù)體文件。
地震資料解釋是把經(jīng)過(guò)處理的地震信息變成地質(zhì)成果的過(guò)程，包括運(yùn)用波動(dòng)理論和地質(zhì)知識(shí)，綜合地質(zhì)、鉆井、測(cè)井等各項(xiàng)資料，作出構(gòu)造解釋、地層解釋、巖性和烴類(lèi)檢測(cè)解釋及綜合解釋?zhuān)L出有關(guān)成果圖件，對(duì)工作區(qū)域作出含油氣評(píng)價(jià)，提出鉆探井位置等。
三維地震勘探是根據(jù)人工激發(fā)地震波在地下巖層中的傳播路線和時(shí)間、探測(cè)地下巖層界面的埋藏深度和形狀，認(rèn)識(shí)地下地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)而尋找油氣藏的技術(shù)，與醫(yī)院使用的B超、彩超和CT技術(shù)類(lèi)似。地質(zhì)學(xué)家通過(guò)三維勘探剖面尋找地下油氣藏，和醫(yī)生通過(guò)CT尋找病人身體內(nèi)部的病變不同之處在于：人體結(jié)構(gòu)是基本相同的，而地表的條件和地下的地質(zhì)結(jié)構(gòu)卻千變?nèi)f化，油氣的運(yùn)動(dòng)方向與賦存部位也無(wú)規(guī)律可循；應(yīng)該說(shuō)，地質(zhì)學(xué)家面臨的挑戰(zhàn)比醫(yī)生大得多。
也正因?yàn)槿绱耍瑸榱藢ふ腋嗟氖团c天然氣，三維地震勘探技術(shù)近幾年發(fā)展很快，數(shù)據(jù)采集、處理和解釋的方法不斷取得新的突破。每秒幾千億次計(jì)算速度的高性能計(jì)算機(jī)和幾百T（1T=1000GB）的存儲(chǔ)設(shè)備，促進(jìn)了地震勘探技術(shù)的發(fā)展；同時(shí)，三維地震勘探技術(shù)也反過(guò)來(lái)促進(jìn)了計(jì)算機(jī)硬、軟件的發(fā)展，還催生了層序地層學(xué)、地震地層學(xué)等新的邊緣學(xué)科，這些新的油氣勘探理論對(duì)復(fù)雜油氣藏的勘探起到了很好的指導(dǎo)作用。
三維地震勘探技術(shù)今后的發(fā)展方向主要包括3方面：
一是發(fā)展萬(wàn)道地震采集技術(shù)。采用萬(wàn)道地震儀（測(cè)線在30000道以上）和數(shù)字檢波器進(jìn)行單點(diǎn)激發(fā)、單點(diǎn)接收、大動(dòng)態(tài)范圍、多記錄道數(shù)、多分量地震、全方位信息、小面元網(wǎng)格、高覆蓋次數(shù)的特高精度三維地震采集技術(shù)。
二是發(fā)展數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)。為提高處理精度，必須發(fā)展海量機(jī)群并行處理和海量存儲(chǔ)技術(shù)。海量機(jī)群并行處理技術(shù)是指PC-CLUSTER（針對(duì)大型數(shù)據(jù)庫(kù)及大負(fù)荷運(yùn)算量的集群計(jì)算機(jī)）的節(jié)點(diǎn)要多，同時(shí)發(fā)展相關(guān)的靜校正處理、組合處理、疊前時(shí)間偏移、疊前深度偏移、全三維各向異性等處理技術(shù)，以提高地下成像精度和儲(chǔ)層描述精度及含油氣分析精度。海量存儲(chǔ)技術(shù)指發(fā)展大容量的磁盤(pán)和自動(dòng)帶庫(kù)，以滿足大數(shù)據(jù)量的存儲(chǔ)需求。
三是進(jìn)行高精度精細(xì)地震解釋。隨著微機(jī)性能的提高、成本的降低以及可視化解釋軟件的發(fā)展，三維可視化解釋技術(shù)的發(fā)展趨向是微機(jī)群，即用于解釋的微機(jī)群將以兩種形式存在：一種是集成并行機(jī)群，用于大數(shù)據(jù)量的計(jì)算和三維可視化分析；另一種是分布式機(jī)群，人手一臺(tái)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接，用于精細(xì)解釋研究。
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