论文部分内容阅读
摘要：近50年来，我国煤矿采区以及油气开采地震勘探技术历经几次重大的技术飞跃，三维地震勘探技术现已经已成为煤矿高效安全开采前构造勘探的首选技术。本文回顧了煤矿采区地震勘探技术的发展历程，重点分析了三维地震勘探技术在煤矿以及油气开采过程中的优势，其优势的存在为其今后的发展提供了重要的基础，也促进三维地震勘探技术的进一步发展，发挥其在煤矿和油气开采中的重要作用。
关键词：三维地震 勘探技术 优势分析
中图分类号：TJ610.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）32-373-01
1.三维地震勘探技术概念及历史
三维地震勘探技术是一项集物理学、数学、计算机学为一体的综合性应用技术，其应用目的是为了使地下目标的图像更加清晰、位置预测更加可靠。三维地震勘探技术是从二维地震勘探逐步发展起来的，是地球物理勘探中最重要的方法，也是当前全球石油、天然气、煤炭等地下天然矿产的主要勘探技术。与二维地震勘探相比，三维地震勘探不仅能获得一张张地震剖面图，还能获得一个三维空间上的数据体。三维数据体的信息点的密度可达12。5米×12。5米（即在12。5米×12。5米的面积内便采集一个数据，而二维测线信息点的密度一般最高为1千米×1千米。由于三维地震勘探获得信息量丰富，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、断层等均可直接或间接反映出来。地质勘探人员利用高品质的三维地震资料找油找气，中国近期发现的渤海湾南堡大油田、塔里木盆地塔中Ⅰ号大气田、四川普光大气田等，全要归功于高精度的三维地震勘探技术。
1971年，由煤炭科学研究总院西安分院、渭南煤矿专用设备厂研制成功MD-1型半导体磁带记录地震仪，这是我国第一套自行设计制造的煤田地震勘探仪器，并在国内煤田地震队中推广应用。至此，煤田地震勘探实现了第一次技术飞跃。1979年我国打破了西方国家的技术封锁，成功研制出MDS-1型数字地震仪，对数字地震勘探起到了很大的推动作用。1984～1985年，随着对外改革开放政策的实施，我国煤田地震勘探队伍开始从国外引进21套以DFS-V和SN338为主的数字地震仪，同时引进了以IBM-4381为主机的地震数据处理系统，并于1986年首次在安徽刘庄第一个中日合作精查地质勘探项目中查明了落差大于15m以上的断层，精度高于规范要求一倍以上，取得了重大的技术突破，实现了第二次技术飞跃。1994年，由中国矿业大学和安徽煤田物探测量队联合开展的“煤矿采区高分辨率三维地震技术”研究项目，在安徽淮南矿务局谢桥煤矿采区地震勘探中首次在采区地质勘探中查明了落差大于5m以上的断层，取得了重大的技术突破。高分辨率三维地震勘探成果，显示了很高的信噪比和分辨率，其解决地质问题的效果和能力，是以往常规二维地震勘探所无法比拟的，由此掀起了采区地震勘探技术的新高潮。三维地震勘探的成熟，标志着煤田地震勘探实现了第三次技术进步。
2.三维地震勘探技术的优势分析
2.1三维地震勘探取得的数据齐全完整、准确可靠
三维地震勘探主要由野外地震数据资料采集、室内地震数据处理、地震资料解释三个步骤组成，野外地震数据资料采集包括测量、钻浅井孔埋炸药（在使用炸药震源时）、埋检波器、布置电缆线至仪器车几道工序。测量的任务是定好测线及爆炸点和接收点的位置。钻井的任务是准备好可埋下炸药的浅井。埋炸药就是向井中放入炸药，以在爆炸后产生出地震波。地震波遇岩层界面反射回来被检波器接收并传到仪器车，仪器车将检波器传来的信号记录下来，这就获得了用以研究地下油气埋藏情况的地震记录。 室内地震数据处理是把采集到的地震信息磁带上的大量数据输入专用电子计算机，按不同要求用一系列功能不同的程序进行处理运算，把数据进行归类编排，突出有效的，除去无效和干扰的，最后把经过各种处理的数据进行叠加和偏移，最终得到一份份地震剖面或三维数据体文件。地震资料解释是把经过处理的地震信息变成地质成果的过程，包括运用波动理论和地质知识，综合地质、钻井、测井等各项资料，作出构造解释、地层解释、岩性和烃类检测解释及综合解释，绘出有关成果图件，对工作区域作出含油气评价，提出钻探井位置等。
2.2可用于结构复杂的地质勘探
在当前地震波的分辨率允许范围内对于复杂构造都可基本查明，三维地震勘探是根据人工激发地震波在地下岩层中的传播路线和时间、探测地下岩层界面的埋藏深度和形状，认识地下地质构造进而寻找油气藏的技术，与医院使用的B超、彩超和CT技术类似。地质学家通过三维勘探剖面寻找地下油气藏，和医生通过CT寻找病人身体内部的病变不同之处在于：人体结构是基本相同的，而地表的条件和地下的地质结构却千变万化，油气的运动方向与赋存部位也无规律可循；应该说，地质学家面临的挑战比医生大得多。也正因为如此，为了寻找更多的石油与天然气，三维地震勘探技术近几年发展很快，数据采集、处理和解释的方法不断取得新的突破。每秒几千亿次计算速度的高性能计算机和几百T（1T=1000GB）的存储设备，促进了地震勘探技术的发展；同时，三维地震勘探技术也反过来促进了计算机硬、软件的发展，还催生了层序地层学、地震地层学等新的边缘学科，这些新的油气勘探理论对复杂油气藏的勘探起到了很好的指导作用。
2.3三维地震勘探技术效率较高，应用范围广
三维地震勘探包含了地震波的各种信息，对正反演技术的研究是非常有利的，有利于进行岩性研究，其勘探资料完整统一性推动了解释的自动化及人机联作的发展，大大减少人为因素的影响，同时三维地震勘探充分发挥了现代仪器设备的优越性，虽然单位面积投入较大，然而就资料的数量和成果的可靠性来说，投入产出比非常高。早期施工的三维项目由于仪器因素的制约，接收道数较少或覆盖次数较低，但单位面积的费用较高.随着仪器设备的更新和普及，野外接收道数普遍增多，覆盖次数均有较大幅度提高，而单位面积的费用却大大降低了。
三维地震勘探技术的采集数据和勘探费用
近年来，煤田三维地震勘探方法的完善，地震采集设备、地震处理和解释软件的更新换代，使得三维地震在煤田地质勘探中发挥着越来越重要的作用，已经成为煤炭高产高效生产的主要勘探手段之一。
3.总结
随着地震勘探、油气储层横向预测以及煤矿开采技术的应用与发展，勘探家对地震成果的要求也越来越高。为提高钻探的成功率，需要为油气和煤炭的勘探工作提供一个全新的三维地质构造形态以及地质构造形态和属性特征的三维图形。而三维地震技术就是为满足油气和煤炭勘探开发和发展地球物理技术的需要而产生的一些特殊处理技术，并为精确三维油气藏描述提供信息，同时促进了我国油气和煤炭田勘探和开发的发展。
参考文献：
[1] 韩洪涛. 三维地震勘探技术的发展方向[J]， 煤炭技术，2011，06
[2] 田忠斌. 高精度三维地震勘探关键技术研究及应用[J]， 中国煤炭地质，2010，03
[3]刘岩. 复杂山地地形三维地震勘探方法[J]， 黑龙江科技信息，2001，08
关键词：三维地震 勘探技术 优势分析
中图分类号：TJ610.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）32-373-01
1.三维地震勘探技术概念及历史
三维地震勘探技术是一项集物理学、数学、计算机学为一体的综合性应用技术，其应用目的是为了使地下目标的图像更加清晰、位置预测更加可靠。三维地震勘探技术是从二维地震勘探逐步发展起来的，是地球物理勘探中最重要的方法，也是当前全球石油、天然气、煤炭等地下天然矿产的主要勘探技术。与二维地震勘探相比，三维地震勘探不仅能获得一张张地震剖面图，还能获得一个三维空间上的数据体。三维数据体的信息点的密度可达12。5米×12。5米（即在12。5米×12。5米的面积内便采集一个数据，而二维测线信息点的密度一般最高为1千米×1千米。由于三维地震勘探获得信息量丰富，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、断层等均可直接或间接反映出来。地质勘探人员利用高品质的三维地震资料找油找气，中国近期发现的渤海湾南堡大油田、塔里木盆地塔中Ⅰ号大气田、四川普光大气田等，全要归功于高精度的三维地震勘探技术。
1971年，由煤炭科学研究总院西安分院、渭南煤矿专用设备厂研制成功MD-1型半导体磁带记录地震仪，这是我国第一套自行设计制造的煤田地震勘探仪器，并在国内煤田地震队中推广应用。至此，煤田地震勘探实现了第一次技术飞跃。1979年我国打破了西方国家的技术封锁，成功研制出MDS-1型数字地震仪，对数字地震勘探起到了很大的推动作用。1984～1985年，随着对外改革开放政策的实施，我国煤田地震勘探队伍开始从国外引进21套以DFS-V和SN338为主的数字地震仪，同时引进了以IBM-4381为主机的地震数据处理系统，并于1986年首次在安徽刘庄第一个中日合作精查地质勘探项目中查明了落差大于15m以上的断层，精度高于规范要求一倍以上，取得了重大的技术突破，实现了第二次技术飞跃。1994年，由中国矿业大学和安徽煤田物探测量队联合开展的“煤矿采区高分辨率三维地震技术”研究项目，在安徽淮南矿务局谢桥煤矿采区地震勘探中首次在采区地质勘探中查明了落差大于5m以上的断层，取得了重大的技术突破。高分辨率三维地震勘探成果，显示了很高的信噪比和分辨率，其解决地质问题的效果和能力，是以往常规二维地震勘探所无法比拟的，由此掀起了采区地震勘探技术的新高潮。三维地震勘探的成熟，标志着煤田地震勘探实现了第三次技术进步。
2.三维地震勘探技术的优势分析
2.1三维地震勘探取得的数据齐全完整、准确可靠
三维地震勘探主要由野外地震数据资料采集、室内地震数据处理、地震资料解释三个步骤组成，野外地震数据资料采集包括测量、钻浅井孔埋炸药（在使用炸药震源时）、埋检波器、布置电缆线至仪器车几道工序。测量的任务是定好测线及爆炸点和接收点的位置。钻井的任务是准备好可埋下炸药的浅井。埋炸药就是向井中放入炸药，以在爆炸后产生出地震波。地震波遇岩层界面反射回来被检波器接收并传到仪器车，仪器车将检波器传来的信号记录下来，这就获得了用以研究地下油气埋藏情况的地震记录。 室内地震数据处理是把采集到的地震信息磁带上的大量数据输入专用电子计算机，按不同要求用一系列功能不同的程序进行处理运算，把数据进行归类编排，突出有效的，除去无效和干扰的，最后把经过各种处理的数据进行叠加和偏移，最终得到一份份地震剖面或三维数据体文件。地震资料解释是把经过处理的地震信息变成地质成果的过程，包括运用波动理论和地质知识，综合地质、钻井、测井等各项资料，作出构造解释、地层解释、岩性和烃类检测解释及综合解释，绘出有关成果图件，对工作区域作出含油气评价，提出钻探井位置等。
2.2可用于结构复杂的地质勘探
在当前地震波的分辨率允许范围内对于复杂构造都可基本查明，三维地震勘探是根据人工激发地震波在地下岩层中的传播路线和时间、探测地下岩层界面的埋藏深度和形状，认识地下地质构造进而寻找油气藏的技术，与医院使用的B超、彩超和CT技术类似。地质学家通过三维勘探剖面寻找地下油气藏，和医生通过CT寻找病人身体内部的病变不同之处在于：人体结构是基本相同的，而地表的条件和地下的地质结构却千变万化，油气的运动方向与赋存部位也无规律可循；应该说，地质学家面临的挑战比医生大得多。也正因为如此，为了寻找更多的石油与天然气，三维地震勘探技术近几年发展很快，数据采集、处理和解释的方法不断取得新的突破。每秒几千亿次计算速度的高性能计算机和几百T（1T=1000GB）的存储设备，促进了地震勘探技术的发展；同时，三维地震勘探技术也反过来促进了计算机硬、软件的发展，还催生了层序地层学、地震地层学等新的边缘学科，这些新的油气勘探理论对复杂油气藏的勘探起到了很好的指导作用。
2.3三维地震勘探技术效率较高，应用范围广
三维地震勘探包含了地震波的各种信息，对正反演技术的研究是非常有利的，有利于进行岩性研究，其勘探资料完整统一性推动了解释的自动化及人机联作的发展，大大减少人为因素的影响，同时三维地震勘探充分发挥了现代仪器设备的优越性，虽然单位面积投入较大，然而就资料的数量和成果的可靠性来说，投入产出比非常高。早期施工的三维项目由于仪器因素的制约，接收道数较少或覆盖次数较低，但单位面积的费用较高.随着仪器设备的更新和普及，野外接收道数普遍增多，覆盖次数均有较大幅度提高，而单位面积的费用却大大降低了。
三维地震勘探技术的采集数据和勘探费用
近年来，煤田三维地震勘探方法的完善，地震采集设备、地震处理和解释软件的更新换代，使得三维地震在煤田地质勘探中发挥着越来越重要的作用，已经成为煤炭高产高效生产的主要勘探手段之一。
3.总结
随着地震勘探、油气储层横向预测以及煤矿开采技术的应用与发展，勘探家对地震成果的要求也越来越高。为提高钻探的成功率，需要为油气和煤炭的勘探工作提供一个全新的三维地质构造形态以及地质构造形态和属性特征的三维图形。而三维地震技术就是为满足油气和煤炭勘探开发和发展地球物理技术的需要而产生的一些特殊处理技术，并为精确三维油气藏描述提供信息，同时促进了我国油气和煤炭田勘探和开发的发展。
参考文献：
[1] 韩洪涛. 三维地震勘探技术的发展方向[J]， 煤炭技术，2011，06
[2] 田忠斌. 高精度三维地震勘探关键技术研究及应用[J]， 中国煤炭地质，2010，03
[3]刘岩. 复杂山地地形三维地震勘探方法[J]， 黑龙江科技信息，2001，08