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【摘 要】在加快可再生能源开发与应用的同时还要加快勘探技术的研究应用，运用现代勘探技术快速找出能源并准确定位。三维地震勘探技术的应用提高了我国能源勘探的效率，有效保障了我国经济发展所需能源。本文即阐述了三维地震勘探技术应用的关键环节，并通过实例详细探讨了三维地震勘探技术应用中的要点。
【关键词】三维地震勘探；能源；资料采集；数据处理；资料解释
一、三维地震勘探技术概述
三维地震勘探技术是在二维地震勘探技术基础上发展起来的、将地震测网按照一定规律布置成方格状或环状的地震面积勘探方法。其在石油勘探的应用是通过二维地震技术获得地质构造、布置探井并发现油气后使用三维地震勘探技术精细落实圈闭及储集层变化，以提高钻探成功率，其对油气藏表述和储层预测有着不可替代的作用。
二、三维地震勘探技术应用的关键环节
为了达到三维地震勘探技术高精度、高分辨率的勘探，达到其经济效益。勘探企业必须加强野外资料采集、资料处理以及资料解释三大环节工作的基础上才能实现。
（一）野外资料采集
1.观测系统的选择
观测系统是野外施工的技术核心，山区的观测系统应该根据本区施工特点，采用较为紧密易于铺线、打孔、激发的观测系统。不能按照普通平原观测系统设计，同时观测系统设计不合理还会导致野外施工人员的安全问题。山区野外实地施工可根据实际情况采用正常观测系统与特殊观测系统相结合的方法，保证观测资料的连续性及障碍物下每个共反射面元具有比较均匀的覆盖次数。
2.施工技术措施
选择观测系统时，三维地震应保证不低于 24次覆盖。在保证有足够的纵横向覆盖次数的前提下，尽量使纵、横向覆盖次数接近，以减小非纵误差，提高识别小断层的能力。使用当前先进的408UL 多道数字地震仪。高分辨率要求反射波主频较高，频带较宽，该仪器采用 0.5 ms 高采样率及全频带接收方式的优越性能为提高反射波分辨率提供保障。
3.成孔设备的选择
根据区内复杂的地表条件，为保证成孔质量，一般可采用4 种成孔设备。机械钻机用于道路可通行的覆盖层较厚地段，人工钻机用于道路可通行或距离道路较近的地段，空压机钻机用于岩石裸露地段，洛阳铲用于无路可行的险要地段。若是测区悬崖、陡坎较多，施工人员及设备难以通行，要专门采取不同的设备施工，将炮点或前后、或左右偏移的变观措施以及适当增加炮点的方法，以保证足够的覆盖次数。
（二）室内地震数据处理
1.地震数据现场处理
现代计算机技术不在是庞大的工作站，而是较小的微机系统工作站，可以随着工区带入现场处理。复杂山区施工数据处理人员要到现场进行及时处理，以便了解野外施工情况，对每天的数据进行当日处理以指导野外第二天的施工。地震现场处理可以更好的对现场采集的资料及时的监控，防止盲目施工导致无法完成地质任务的情况出现，数据处理人员要积极配合项目负责和现场技术人员做好复杂山区野外勘探的“三边”工作借助计算机处理技术，使野外资料显示更加灵活，解释效率大大提高。
2.处理流程
按照其处理工作的流程，可以分为预处理、常规处理、特殊处理及结果显示四部分。其预处理工作是对数据、资料进行解编、对检波点位置进行检查、对振幅进行恢复等工作。常规处理包括三位水平叠加和三维便宜两部分。与处理工作是常规处理的基础、三位水平叠加是三维偏移的基础，三个环节紧密相扣，决定了三维数据处理的质量，决定了三维地震勘探的最终结果。
（三）地震资料的解释
解释的含义及方法
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，其是通过运用波动理论和地质知识，对勘探所在地综合地质、钻井、测井等各项资料的分析，作出构造解释、地层解释、岩性和烃类检测解释及综合解释，并绘出有关成果图件，对工作区域作出含油气评价，提出钻探井位置等。
这就需要三维地震勘探企业不仅要加强对勘探技术过程的严格管理与控制，同时还需要注重对地震资料解释过程有关人员综合评价结果的汇总与复核，确保解释结果真实有效。
三、三维地震勘探技术的应用实例分析
随着勘探的不断深入，许多新的技术难点不断出现，为煤田地震勘探技术的发展提出了许多新的技术挑战，本文结合工程实例，分析了高原冻土区开展三维地震勘探的主要难点，从野外采集、资料处理、资料解释三个方面提出了相应的技术对策。
（一）主要技术难点
1.野外施工难度大
高原冻土层具有冰碛层、冰水沉积的特征，其间夹杂着许多砾石、砂砾卵石的特点。整个冻土层的结构及速度横向变化较大。冻土区施工，若采取钻机成孔， 在钻探过程中所产生的热量会使钻孔周围冻土溶解而产生塌孔现象，导致无法装入炸药。同时由于高原区空气稀薄、气温低、地表起伏大、施工季节性强等特点，给野外施工的后勤保障、施工周期、检波器埋置、施工季节的选择等都带来很大的制约。
2.前预处理难度大
由于表浅层地震地质条件差，地震波的激发、接收存在着震源耦合程度及检波器埋置等因素的影响，野外单炮资料存在着不同程度的低频干扰，这给叠前预处理带来了较大的困难。
3.偏移成像难度大
区内地层倾角，大平均约 38°，局部地段地层倾角达到 50°，这种大倾角的特点给地震资料的偏移成像带来了很大的困难。
（二）主要技术措施
1.野外地震数据采集阶段的主要技术措施
（1）采用可控震源激发，确保震源良好耦合的情况下，进行地震资料的采集。
（2）针对高原施工含氧量低，汽油燃烧不足内地70%的特点，常规的震源台次和震动次数远远不能满足需求，通过增加震源台数和震动次数，确保获取最佳的激发效果，有效解决了高原冻土区地震勘探激发难点。 （3）通过减小面元大小（CDP 网格从常规的10m×10m 减小到 5m×10m）、 增加覆盖次数等方法，最大限度的获取第一手资料，为后续资料的处理解释提供必要的保障。
2.数据处理阶段的主要技术措施
（1）叠前预处理技术
①叠前多域去噪技术。针对面波，采用时频域压制面波的手段来压制低频面波的干扰；针对斜干扰，在τ-p 域进行压制，提高中深层资料的信噪比；对随
机能量干扰、 野值，应用区域异常能量压制处理技术，采用多道识别、单道处理的策略，对地震资料进行逐时窗分析、分频对记录的振幅进行综合统计，以加权中值为识别参量，识别出噪声再进行处理。
②能量补偿与调整技术。为了消除波前能量随着地震波转播距离增加而衰减的差异。通过球面几何补偿方法，在时间域对中深层能量进行补偿。同时利用地表一致性振幅补偿方法，消除由于地表激发和接收条件不同造成的反射波振幅纵、横向能量的差异，达到地表一致性的振幅均衡。
③多次波衰减技术。针对冻土区资料采集过程中所产生的多次波问题，在资料采集过程中通过拉大检波器组合间距的方式进行多次波压制。处理过程中前期主要采取叠加法、速度区分法、反褶积法进行多次波衰减，对于深层残存的多次波，采用 f-k 域滤波方法去除。
（2）构造复杂区偏移成像技术
叠前偏移的速度建模，以 DMO 速度为初始速度，通过不同百分比速度扫描的多次迭代技术和交互速度分析建模技术，并以层速度模型符合地质规律、CRP 道集拉平、偏移结果与测井资料吻合为基准，按照处理解释一体化思路，对速度模型进行了严格的质量控制，建立准确的速度模型。
图 1 给出了高原冻土区三维地震勘探叠前偏移的CRP 道集，通过对比可以看出，各主要目的层CRP 道集拉平效果良好，由此可知所建立的速度场符合该区特征。
图1 叠前 CRP 道集
图 2 为区内速度场的剖面显示，可以看出地层速度横向变化较大，但没有速度的突跳点的出现，通过后续标定，速度变化大的原因是煤层底板起伏变化及断层影响造成，符合实际地质情况，所建立的速度场能够满足后续资料的偏移成像。
图2 叠前偏移的速度场
（三）资料解释阶段的主要技术措施
1.复杂地区多层位标定技术
利用区内钻孔测井资料，通过地震合成记录对层位进行了标定。在解释过程中，分别采用了相位对比、煤层露头控制，同时运用了叠前偏移过程中所求取的均方根速度，通过 DIX 公式转换成为层速度及平均速度，结合煤层底板标高计算目的层反射波时间，并相邻区钻孔资料与全区速度的线性关系等进行互相验证，完成层位标定。
2.人机交互辅助解释技术
人机交互辅助解释系统可以随时使用全三维数据体，灵活地显示垂直剖面、水平切片和立体图，并通过不同位置上三维立体透视图的显示，掌握构造在空间上的变化规律；还可以通过逐步放大图来了解构造变化的细节，从而建立起最终构造解释方案的空间立体概念。
参考文献：
[1]刘正风，杨玉刚，张凡斌.三维地震勘探技术应用研究实例[J].山东煤炭科技，2012（06）.
[2]宋乾.三维地震勘探技术在吕梁矿区的应用[D].太原理工大学，2013.
【关键词】三维地震勘探；能源；资料采集；数据处理；资料解释
一、三维地震勘探技术概述
三维地震勘探技术是在二维地震勘探技术基础上发展起来的、将地震测网按照一定规律布置成方格状或环状的地震面积勘探方法。其在石油勘探的应用是通过二维地震技术获得地质构造、布置探井并发现油气后使用三维地震勘探技术精细落实圈闭及储集层变化，以提高钻探成功率，其对油气藏表述和储层预测有着不可替代的作用。
二、三维地震勘探技术应用的关键环节
为了达到三维地震勘探技术高精度、高分辨率的勘探，达到其经济效益。勘探企业必须加强野外资料采集、资料处理以及资料解释三大环节工作的基础上才能实现。
（一）野外资料采集
1.观测系统的选择
观测系统是野外施工的技术核心，山区的观测系统应该根据本区施工特点，采用较为紧密易于铺线、打孔、激发的观测系统。不能按照普通平原观测系统设计，同时观测系统设计不合理还会导致野外施工人员的安全问题。山区野外实地施工可根据实际情况采用正常观测系统与特殊观测系统相结合的方法，保证观测资料的连续性及障碍物下每个共反射面元具有比较均匀的覆盖次数。
2.施工技术措施
选择观测系统时，三维地震应保证不低于 24次覆盖。在保证有足够的纵横向覆盖次数的前提下，尽量使纵、横向覆盖次数接近，以减小非纵误差，提高识别小断层的能力。使用当前先进的408UL 多道数字地震仪。高分辨率要求反射波主频较高，频带较宽，该仪器采用 0.5 ms 高采样率及全频带接收方式的优越性能为提高反射波分辨率提供保障。
3.成孔设备的选择
根据区内复杂的地表条件，为保证成孔质量，一般可采用4 种成孔设备。机械钻机用于道路可通行的覆盖层较厚地段，人工钻机用于道路可通行或距离道路较近的地段，空压机钻机用于岩石裸露地段，洛阳铲用于无路可行的险要地段。若是测区悬崖、陡坎较多，施工人员及设备难以通行，要专门采取不同的设备施工，将炮点或前后、或左右偏移的变观措施以及适当增加炮点的方法，以保证足够的覆盖次数。
（二）室内地震数据处理
1.地震数据现场处理
现代计算机技术不在是庞大的工作站，而是较小的微机系统工作站，可以随着工区带入现场处理。复杂山区施工数据处理人员要到现场进行及时处理，以便了解野外施工情况，对每天的数据进行当日处理以指导野外第二天的施工。地震现场处理可以更好的对现场采集的资料及时的监控，防止盲目施工导致无法完成地质任务的情况出现，数据处理人员要积极配合项目负责和现场技术人员做好复杂山区野外勘探的“三边”工作借助计算机处理技术，使野外资料显示更加灵活，解释效率大大提高。
2.处理流程
按照其处理工作的流程，可以分为预处理、常规处理、特殊处理及结果显示四部分。其预处理工作是对数据、资料进行解编、对检波点位置进行检查、对振幅进行恢复等工作。常规处理包括三位水平叠加和三维便宜两部分。与处理工作是常规处理的基础、三位水平叠加是三维偏移的基础，三个环节紧密相扣，决定了三维数据处理的质量，决定了三维地震勘探的最终结果。
（三）地震资料的解释
解释的含义及方法
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，其是通过运用波动理论和地质知识，对勘探所在地综合地质、钻井、测井等各项资料的分析，作出构造解释、地层解释、岩性和烃类检测解释及综合解释，并绘出有关成果图件，对工作区域作出含油气评价，提出钻探井位置等。
这就需要三维地震勘探企业不仅要加强对勘探技术过程的严格管理与控制，同时还需要注重对地震资料解释过程有关人员综合评价结果的汇总与复核，确保解释结果真实有效。
三、三维地震勘探技术的应用实例分析
随着勘探的不断深入，许多新的技术难点不断出现，为煤田地震勘探技术的发展提出了许多新的技术挑战，本文结合工程实例，分析了高原冻土区开展三维地震勘探的主要难点，从野外采集、资料处理、资料解释三个方面提出了相应的技术对策。
（一）主要技术难点
1.野外施工难度大
高原冻土层具有冰碛层、冰水沉积的特征，其间夹杂着许多砾石、砂砾卵石的特点。整个冻土层的结构及速度横向变化较大。冻土区施工，若采取钻机成孔， 在钻探过程中所产生的热量会使钻孔周围冻土溶解而产生塌孔现象，导致无法装入炸药。同时由于高原区空气稀薄、气温低、地表起伏大、施工季节性强等特点，给野外施工的后勤保障、施工周期、检波器埋置、施工季节的选择等都带来很大的制约。
2.前预处理难度大
由于表浅层地震地质条件差，地震波的激发、接收存在着震源耦合程度及检波器埋置等因素的影响，野外单炮资料存在着不同程度的低频干扰，这给叠前预处理带来了较大的困难。
3.偏移成像难度大
区内地层倾角，大平均约 38°，局部地段地层倾角达到 50°，这种大倾角的特点给地震资料的偏移成像带来了很大的困难。
（二）主要技术措施
1.野外地震数据采集阶段的主要技术措施
（1）采用可控震源激发，确保震源良好耦合的情况下，进行地震资料的采集。
（2）针对高原施工含氧量低，汽油燃烧不足内地70%的特点，常规的震源台次和震动次数远远不能满足需求，通过增加震源台数和震动次数，确保获取最佳的激发效果，有效解决了高原冻土区地震勘探激发难点。 （3）通过减小面元大小（CDP 网格从常规的10m×10m 减小到 5m×10m）、 增加覆盖次数等方法，最大限度的获取第一手资料，为后续资料的处理解释提供必要的保障。
2.数据处理阶段的主要技术措施
（1）叠前预处理技术
①叠前多域去噪技术。针对面波，采用时频域压制面波的手段来压制低频面波的干扰；针对斜干扰，在τ-p 域进行压制，提高中深层资料的信噪比；对随
机能量干扰、 野值，应用区域异常能量压制处理技术，采用多道识别、单道处理的策略，对地震资料进行逐时窗分析、分频对记录的振幅进行综合统计，以加权中值为识别参量，识别出噪声再进行处理。
②能量补偿与调整技术。为了消除波前能量随着地震波转播距离增加而衰减的差异。通过球面几何补偿方法，在时间域对中深层能量进行补偿。同时利用地表一致性振幅补偿方法，消除由于地表激发和接收条件不同造成的反射波振幅纵、横向能量的差异，达到地表一致性的振幅均衡。
③多次波衰减技术。针对冻土区资料采集过程中所产生的多次波问题，在资料采集过程中通过拉大检波器组合间距的方式进行多次波压制。处理过程中前期主要采取叠加法、速度区分法、反褶积法进行多次波衰减，对于深层残存的多次波，采用 f-k 域滤波方法去除。
（2）构造复杂区偏移成像技术
叠前偏移的速度建模，以 DMO 速度为初始速度，通过不同百分比速度扫描的多次迭代技术和交互速度分析建模技术，并以层速度模型符合地质规律、CRP 道集拉平、偏移结果与测井资料吻合为基准，按照处理解释一体化思路，对速度模型进行了严格的质量控制，建立准确的速度模型。
图 1 给出了高原冻土区三维地震勘探叠前偏移的CRP 道集，通过对比可以看出，各主要目的层CRP 道集拉平效果良好，由此可知所建立的速度场符合该区特征。
图1 叠前 CRP 道集
图 2 为区内速度场的剖面显示，可以看出地层速度横向变化较大，但没有速度的突跳点的出现，通过后续标定，速度变化大的原因是煤层底板起伏变化及断层影响造成，符合实际地质情况，所建立的速度场能够满足后续资料的偏移成像。
图2 叠前偏移的速度场
（三）资料解释阶段的主要技术措施
1.复杂地区多层位标定技术
利用区内钻孔测井资料，通过地震合成记录对层位进行了标定。在解释过程中，分别采用了相位对比、煤层露头控制，同时运用了叠前偏移过程中所求取的均方根速度，通过 DIX 公式转换成为层速度及平均速度，结合煤层底板标高计算目的层反射波时间，并相邻区钻孔资料与全区速度的线性关系等进行互相验证，完成层位标定。
2.人机交互辅助解释技术
人机交互辅助解释系统可以随时使用全三维数据体，灵活地显示垂直剖面、水平切片和立体图，并通过不同位置上三维立体透视图的显示，掌握构造在空间上的变化规律；还可以通过逐步放大图来了解构造变化的细节，从而建立起最终构造解释方案的空间立体概念。
参考文献：
[1]刘正风，杨玉刚，张凡斌.三维地震勘探技术应用研究实例[J].山东煤炭科技，2012（06）.
[2]宋乾.三维地震勘探技术在吕梁矿区的应用[D].太原理工大学，2013.