地震勘探原理篇1
[摘要]研究中针对地震波传播理论教学中公式多而繁杂、内容抽象等特点，提出了将数值模拟方法引入到“地震勘探原理”课程教学中来，将地震勘探的理论教学与数值模拟技术紧密结合在一起。通过采用数值模拟，可将一些抽象的地震波动力学和运动学传播理论进行直观、形象、动态的展示，激发学生的学习兴趣，调动学生的求知欲望，从而收到事半功倍的教学效果。
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关键词]地震勘探；课程教学；数值模拟；地震波；传播理论；教学效果
[中图分类号]G424[文献标识码]a[文章编号]1674-893X(2014)05?0054?03
[收稿日期]2014-07-04；[修回日期]2014-09-27
[基金项目]湖南省普通高等学校教学改革研究项目(200910)；国家自然科学基金41004047；41274123)
[作者简介]张大洲(1979-)，男，甘肃榆中人，博士，中南大学地球科学与信息物理学院讲师，主要研究方向：地震波正反演.
地震勘探课程在应用地球物理学中是一门非常重要的课程。对于地震勘探课程的学习，一般可分为地震勘探原理和地震资料数据处理与解释两部分。地震勘探原理这门课程主要是学习地震勘探的基本理论、基本原理、野外数据采集工作方法等，为学习后续课程-地震资料处理与解释打下基础。地震勘探原理课程教学大纲要求学生必须掌握地震波动力学和运动学的基本概念、基本原理与分析方法，但是有关地震波动力学和运动学方面的内容公式较多，推导较繁，而且比较抽象，因此学生在学习的过程中普遍反映不容易理解，学习效果差。因此，如何提高地震勘探原理课程的学习效果是任课教师必须认真思考的问题[1]。本文针对“地震勘探原理”课程公式多、内容抽象等特点，结合我校应用地球物理的专业特色，探讨了在该课程课堂教学中使用数值模拟的方法来提高学生的学习兴趣，收到了较好的教学效果[2-4]。
一、地震波场数值模拟简介
地震波模拟是根据给定地下介质的结构模型和相应物理参数来模拟地震波的传播过程，从而研究地震波在地下介质中的传播规律。由于模拟过程中可直观、形象、动态地显示地震波动力学和运动学传播特征，非常容易调动学生的学习兴趣和求知欲望，可以收到事半功倍的教学效果。一般来说，地震波模拟可分为物理模拟和数值模拟两种方法。物理模拟是在实验室内将野外的地质构造和地质体按照一定的比例制作成物理模型，然后利用超声波或激光超声波等方法对野外地震勘探方法进行模拟；数值模拟就是利用有限差分、有限元等数值方法求解波动方程，从而获得已知模型的地震波传播。采用物理模拟方法存在费用高、选材困难等缺点，并且不适合于课堂理论教学；而数值模拟只需要一台较高计算速度的计算机就可全部解决问题，既简单方便，成本又低，且非常适合于课堂理论教学。
地震波场数值模拟方法主要有几何射线法和波动方程法。几何射线法也称为射线追踪法，其主要理论基础是，在高频近似条件下，地震波的主能量沿射线轨迹传播，即根据地震波的传播规律确定地震波在实际地层中传播的射线途径，并运用惠更斯原理和费马原理来重建射线路径，利用程函方程等计算射线的旅行时间。射线法的主要优点是概念明确、显示直观、运算方便、适应性强，缺点是旅行时的计算在一定程度上是近似的，特别是对复杂构造进行三维射线追踪时繁琐且误差较大。波动方程数值模拟方法是以弹性（粘弹性）理论及牛顿力学为基础的，求解双典型偏微分方程-波动方程为手段的一种数值模拟方法。这种方法不仅能保持地震波的运动学特征，而且还能保持地震波的动力学特征。根据地震波场数值模拟所采用的这两种不同方法的特点，我们在地震勘探原理课程讲授过程中采用波动方程弹性波数值模拟方法，这种方法的模拟结果可以使学生更好地了解地震波在传播过程中的运动学和动力学特征。目前用于波动方程数值模拟的方法主要有限差分法、有限元法、虚谱法等，在这些方法中有限差分法在计算精度、计算效率上都占有较大的优势，因此我们在数值模拟时采用了有限差分模拟方法[5]。
二、应用实例
地震波数值模拟在地震勘探原理课程教学中的应用比较广泛，在大部分的知识点讲解中都可采用数值模拟来对一些方法原理进行动态演示。在本文中主要通过两个知识点的应用来说明数值模拟方法在地震勘探原理课程教学中的效果。
（一）地震波的传播及界面处的反射、折射、透射和波形转换
在讲解地震波场的基本知识一节中，主要讲解地震波的传播特点，其中一些名词如波前、波后、球面波、平面波等，学生理解起来比较抽象，一些概念只能靠死记硬背。在讲解地震纵、横波的传播特点时，对于波在界面处发生的反射、透射、折射以及波形转换等，由于学生对波场的概念没有直观的认识，所以老师讲解起来也非常抽象和费力。在这种情况下，我们将数值模拟技术引入到课堂教学中，通过开发地震波场实时模拟软件，只需设置好模型和参数，软件将以动画的形式动态展示波场传播的全过程。
下面以两层介质为例进行说明：模型大小为600m×300m，网格大小为，时间采样间隔为。模型上层纵波波速为3000m/s，横波波速为1732m/s，密度为1.8g/cm3；下层纵波波速为4000m/s，横波波速为2300m/s，密度为2.0g/cm3。图1为两层介质模型波场传播快照（t=20～100ms），从图中可见，当t=20ms时纵波和横波以震源为中心向下传播，此时由于传播时间较短，p波（纵波）和S波（横波）在图上还不能完全分清楚。当t=40ms时，从图中可以看出，由于p波波速较快传播在前，S波在后，p、S波都是以震源为圆心的同心半圆。根据波场快照很容易让学生理解波前和波后的概念。当t=40ms时，从图1(d)中可以看出，p波到达界面后发生反射和透射，同时产生转换S波。当t=80ms时，从图1(g)中可以看出，此时S波到达分界面后也发生反射和透射，同时产生转换p波。在图1(h)中对于不同类型的地震波做了相应的标识，从图中可以看出对于两层介质中弹性波传播时波场也比较复杂，有直达p和S波、透射p和S波、反射p和S波、pS转换波和Sp转换波。由于上述波场较为复杂，在学生认识波场特征时容易混淆，鉴于这种情况，我们对于数值模拟技术做了相应的改进，在模拟过程中对p波和S波进行了分离，图2为两层模型t=90ms时分离后的p波和S波波场快照，从图2中可以看出分离后的波场快照波场更加清晰，学生在认识波场传播特性时也会更加容易理解和掌握。
（二）瑞雷波传播特性
瑞雷波方法是近年来发展较为迅速的一种工程地球物理方法，在讲解瑞雷波传播特点时主要是通过其传播速度、能量衰减和频散特点等三个方面展开的。由于瑞雷波属于面波，与纵、横波所属的体波相比其传播特点有较大的差别。在瑞雷波传播特性这一节课程的讲解过程中，我们就充分运用了数值模拟方法[6]。图3为均匀半空间模型下利用数值模拟方法获得的t=260ms时瑞雷波波场传播快照，其中模型参数为：纵波速度Vp=1000ms，横波速度Vs=577m/s，密度ρ=2.0g/cm3。从图3中可以看出，瑞雷波沿地表传播，其传播速度和横波波速比较接近。从波场传播快照中计算可得瑞雷波的传播速度为Vr≈531m/s，而模型中已知的横波速度为Vs=577m/s，瑞雷波速度和横波速度两者相比为0.92倍。由于所给模型为泊松体，从理论上分析可知，瑞雷波传播速度和横波传播速度比值为0.92，这样通过数值模拟，就很容易将瑞雷波和横波的关系讲解清楚，学生理解起来非常方便。
而对于瑞雷波传播深度的知识点，从理论分析可知，瑞雷波的传播深度为一个波长且波的能量呈指数衰减。对于瑞雷波的这个性质，由于和体波传播特性差别较大，学生们理解起来存在一定的困难。我们通过数值模拟，从波场传播快照上就可以对这个问题给予清楚说明。从图3的快照中可以测量出瑞雷波在模型空间中的传播深度约为50m，在50m以下基本上看不到瑞雷波的存在，通过计算模拟时瑞雷波传播的最大波长为44.2m，这充分说明瑞雷波的传播深度为一个波长。为了说明瑞雷波能量呈指数衰减的问题，我们从波场快照上提取了一道瑞雷波数据并进行指数拟合，得到该模型瑞雷波的能量衰减公式为：，其拟合曲线如图4所示。从图中可见，在深度为44.2m处能量衰减到原来的0.8%，在22.1m（即半个主波长）处能量衰减到原来的7.9%。因此，对于瑞雷波用于工程地质勘察中，通常取二分之一波长为其有效勘探深度，就可以得到较合理的解释了。
参考文献：
[1]孙建国.浅论地球物理专业本科阶段的创新能力培养[J].中国大学教育，2011(10)：29-31.
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[3]刘鹏程.采取多种教学措施提高“油藏数值模拟”课程的教学效果[J].中国地质教育，2010(3)：114-116.
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[5]马在田，曹景忠，王家林，等.计算地球物理学概论[m].上海：同济大学出版社，1997：1-10.
地震勘探原理篇2
【关键词】煤田勘探；高分辨地震技术；应用
随着我国煤矿业的飞速发展，我国对煤矿企业煤矿生产开采等多项工作质量也有了更高的要求。因为我国大多数煤田地质构造较为复杂，在煤田地区进行各项工作具有一定的危险性。为了保证工作人员的生命安全，近年来煤矿企业纷纷开始进行煤矿勘探工作。当然要达到煤田勘探的最终目的，还有赖于功能性较强的高分辨地震技术。
一、煤田地区构造概述
本文所选取的煤田地区构造的整体走势为：地层走向总体呈北西分布、部分倾向于北东方向，地层倾斜角二维区与三维区分别在15°、20°左右。其中该煤田断裂构造主要以正断层为主，与断层区相邻的三维控制区内部分布主要以南北向正断层为主，煤田中的其他地区分布则主要是以北西向正断层为主。该煤田总体面积为38.26km2，断层在10m以上的有76条。其中北西向的断层有10条、南向北的断层有12条、二维区的断层有23条、三维区则有11条，南北向断层14条、北西向断层6条。
二、我国煤田勘探工作常用的勘探方法及勘探现状分析
1.煤田勘探工作常用的勘探方法
对于一些构造细小、老窑巷道、采空区及陷落柱等地区常采用地震勘探的方法；对于煤田工作面以及与其相邻的水文地质、老窑地区、煤矿水文地质补充地区、火烧区、含水陷落柱及采空区主要采用健地面电磁法进行勘察；而矿井全方位电磁法主要应用于勘测巷道顶底板含水层的深度、煤矿回采工作面顶底板富水区所在区域、掘进工作面超前看勘测等。这三种勘探方式是我国企业在以往勘探工作中的常用方法，但是这三种方法在实际应用中没有解决煤田勘探中的问题。无法满足煤矿企业对煤矿生产的高效与安全要求。高分辨地震技术正是在这一形势下应运而生的，该技术具有较强的功能性，在煤田勘探工作中起着重要作用，是确保煤田勘探工作良好开展的关键技术。
2.煤田勘探工作现状分析
地震是制约煤矿企业在煤田地区开展各项工作的主要因素，并且在很大程度上还会威胁矿上工作人员的生命安全，基于地震这一危害力，煤矿企业不仅要全面开展煤田勘探工作，同时还要重点进行煤田地震勘探工作。就目前我国煤矿地区对煤田地震勘探工作的实施现状而言，煤田勘探工作还存在一定弊端，例如矿井工作面布置不合理、煤田中部分矿井遇到地质构造变化时，矿井及巷道突然被水淹没等情况，安全效益较低。由此可见，在煤田勘探工作中全面提高煤田勘探以及生产矿井地质勘探的详细数据及精度迫在眉睫。
三、高分辨地震技术在煤田勘探中的应用分析
1.地震勘探数据的频率决定地震采集观测系统技术的应用
依据煤田地震勘探原理来看，煤田地震勘探所得数据的频率能够决定地震纵向与横向分辨率的大小，菲涅耳带直径能够确定地震勘探偏移前的横向分辨率，而其厚度则可以决定地震勘探偏移前的纵向分辨率。由此可见煤田地震勘探数据对地震纵横向分辨率大小起着决定性作用。据相关总结得知，煤田地震勘探数据的频率越高，那么地震纵横向的分辨率也会相应增高，反之则低。不仅如此，煤田地震勘探数据频率高低还影响着煤田地震采集观测系统的选择以及接收处理过程中的相关技术应用。
2.准确认识煤田中各种形态的采空区
高分辨地震技术与以往煤田勘探技术相比，具有较强的分辨能力。在煤田勘探工作中正确应用高分辨地震技术能够及时快速的识别以及解释煤田中层间距在2m以上的断层，同时还能够识别出长度大于20m的陷落柱，通过这些识别数据对煤田中各种形态的采空区有一个较为清晰准确的认识。
3.能够大量接收地震波场的有效信号
在煤田勘探中应用高分辨地震技术，并利用单个数字检波器加以辅助，能够大量接收地震波场的有效信号，通过信号的方式获取煤田地区丰富的原始资料信息，大大保证了煤田原始资料的准确性与真实性。高分辨地震技术在煤田勘探中具有重要作用，它是识别煤层多种地质状况的有效手段。
4.高分辨地震技术在煤田勘探中的实际应用效果
本文所选取的该地区勘探程度偏低，可以钻探并看见煤点的地区较少，要想快速对该地区的地震构造及地质实际状况做出准确分析具有一定的难度。在地质复杂的煤田地区勘探中，合理利用高分辨地震技术，能够快速获取煤田地区的第一手资料，为后期煤田地区其他项目的有效开展提供真实可靠的资料依据。据勘察资料可知，该地区第四系煤层相对较薄，对第三煤层的影响较小；侏罗系煤层的厚度比较稳定，不易发生变化，且速度影响力较小，二维煤层产状则相对比较缓慢等等，这些信息资料都可以利用高分辨地震技术得到，由此可见高分辨地震技术在煤田勘探中的应用效果及其所获取的地震勘探资料的精确度。另外，根据利用高分辨地震技术所获取的地震资料能够对钻探孔进行科学定位，有效确定钻孔的深度，避免了钻孔错位或者在钻探过程中遇见障碍物等问题，对煤田储量圈定提供了精确度较高的资料基础，避免了煤田勘探及其他项目施工中的人力财力物力浪费，提高了煤田地震勘探工作效率，对煤矿企业而言具有一定的经济学意义。
四、总结
综上所述，高分辨地震技术是继地面电磁勘探法、矿井全方位电磁勘探法之后的一种地震勘探创新技术，其能够有效识别和解释断层在2m以上的断层，符合煤田勘探的多种要求，可以快速为煤矿企业获取第一手煤田地震勘探资料，并且能够确保煤田地震勘探资料的质量与精度，具有良好的地质勘探效果，是煤矿企业在煤田生产建设中不可或缺的勘探技术手段。
参考文献
[1]张宏，王松杰，赵长征，王宝贵.用高分辨地震勘探确定煤田构造复杂区的构造特征及断裂构造发育规律[J].城市建设理论研究（电子版），2010，11（37）.169-171
地震勘探原理篇3
[关键词]滩海油藏；三维地震勘探；地震勘探
中图分类号：p631.4文献标识码：a文章编号：1009-914X（2017）15-0038-01
在油气勘探中，地震勘探技术可获取全面的地质信息，为区块油藏勘探提准确的地质资料。三维地震勘探技术作为地震勘探的一种，可将地层情况进行直观、清晰的展现。在浅海滩涂等海陆过渡带油藏开发中，地震勘探存在一些技术难点，有必要对优化勘探技术应用的对策措施进行探究。
1三维地震勘探技术在滩海油藏勘探中的应用难点
1.1三维地震勘探技术工作原理
三维地震勘探技术集物理学、数学、信息技术于一体，是综合性地震勘探技术，可获取更加清晰的目的储层地质构造图，更加精准的进行目标储层位置预测，并具备多方向分辨率高、勘探成本低、探测快捷等优点，已成为构造勘探必不可少的手段。该技术基本理论与工作流程和二维地震勘探技术基本一致，但可获取三维数据体，数据更加精确，通过数据绘制地震剖面图，可直观反映地层构造形态、断层等。其工作原理是通过在地下岩层以人工激发的方式激发地震波，通过地震波反射形成反射波，并对反射波进行回收和分析，确定岩层界面埋藏深度和形状，主要工作流程包括地震数据采集、数据处理、资料解释等。因为勘探分析流程比较复杂，所以要借助现代化软硬件系统和分析技术进行应用。
1.2滩海油藏勘探难点
一是地质条件较差。滩海油藏处在海陆过渡带，包含陆地、水域和海滩等不同地表形态，水深随涨潮落潮存在较大变化，不同水深表层勘探介质存在差异，加大了勘探难度。滩海区域地质构造多褶皱和断层，二者相伴而生，单构造规模小，地层埋深也比较小，勘探目标层系较多，深层反射性能较弱，复杂地质构造不利于地震波激发和反射，地质成像比较困难。
二是勘探精度要求高。滩海地区不仅存在潮汐、风浪等自然环境下的信号干扰源，人工捕鱼等活动也增加了高频振荡和低频干扰，海沟等又会产生次生干扰，较强的噪音干扰造成信噪比较低。最浅反射层多在50m内，发射信息受干扰后成像和接受信息不连续，获取较好的t0连续成像需要较多有效覆盖次数，而水中检波器一般都在水上，发射后道距较小，不利于浅地层有效覆盖次数增加。
三是水域检波点定位比较困难。在平静水面可通过透置检波器定位，排列好后进行二次定位，但依然存在10m左右的误差，在潮流活动时，检波器定位更加困难，不利于信息准确采集。
2三维地震勘探技术在滩海油藏勘探中的应用优化
2.1应用优化技术措施
一是观测系统优化。要加强检测参数论证，根据具体区域水深、海况条件等，结合滩海特点，确保观测系统布置合理。加大高精度地震勘探仪器应用，增加有效覆盖次数，采取较长排列长度进行反射波激发，提高弱反射信号接收和记录，确保各层系地层反射信息都可接收。借助远道信噪比小的优点，增加远道应用次数，确保所有收集信号都具备一定信噪比。二是缩小信息收集单元。要根据滩海油藏地质构造复杂、构造单元较小的特点，对面元进行细分，提升收集资料的分辨率，确保准确反映地质构造断点和各类细节。同时，通过相邻尺寸各异面元资料对比，加深对区块地质信息的了解。
二是深水区域采用oBC海底电缆勘探技术。借助二次定位系统，获取更加准确的检波点位置。借助双分量接收信息特点，每个接收点都设置水中压电检波器和陆上速度检波器，通过信息叠加分析消除干扰，以及海水鸣震和多波混响造成的虚反射，提升信噪比。借助海底电缆较大自重，在潮汐活动中固定，防止因接收系统位置变化造成信息不准。借助电缆长期使用特点，在勘探中只需气枪放炮就可获取勘探信息，提高了勘探效率。
三是优化激发方式。在气枪激发中，要注重利用较大药量和气量激发，确保地震波在复杂多层系中具备较强穿透力，信噪比符合要求。一般要随着气枪沉放深度加大而加大激发能量，确保能提高地震资料信噪比和原始信息分辨率。要在勘探技术实施前对区域地表情况进行分析，有针对性的放置适用采集设备、优化采集参数。
2.2应用系统设计
为确保适用不同滩海条件，可设计束状观测系统和patCH观测系统，分别用于陆地和水下观测，前者具有有效覆盖次数多、炮间距均匀、方位角平滑、面元布局较好、适宜速度分析的优点，后者需要确保方位角和炮间距均匀，在此条件下可获取更大的炮间距和更多地覆盖次数，避免外在干扰，确保资料品质。束状观测系统，采用6L48S192p砌墙式细分面元，单个面元为25*25m，细分面元为12.5*12.5m，覆盖次数可达6纵12横的72次，细分后为18次，接收道数为6线*102道德1152道，道间距和炮点距均为50m，炮线距为175m，接收线距为400m，炮检距为5263m，其中纵向最大为4800m、最小为25m，束线滚动距离为1200m，横纵比为0.46。patCH观测系统，采用patCH细分面元，单个面元为25*25m，细分面元为12.5*12.5m，道距为50m，有4条接收线，每线有96道，接收线距为400m，有48条炮线，炮线距为175或225m，每条跑线有64个炮点。炮点距为50m，其中最大和最小分别为7426m和12.5m。
2.3应用关键环节
一是把握激发因素。陆上和泥潭采用炸药震源，单井药量控制在1-6kg，深度为10m；水下采用气枪震源，通过多个气枪同时激发确保激发能量，并利用HYDRo软件进行实时定位，确保激发点准确，但要做好震源交替部位子波校正。
二是把握接收因素。陆上和泥潭利用沼泽检波器进行组合，横纵向要确保一定的组合基距，获取信号可抗干扰，组合参数设置中要尽量保护有效波、保留高频波。水下特别是水深2m以下部位，要利用压电检波器进行单点接收，注意做好二次定位工作，确保检波器偏移在3m以内，抑制DGpS坐标与浮球实际坐标差、检波器与测量标志间的误差以及潮水活动造成的检波器位移。在个别偏移误差较大区域，要对存在误差的资料通过分析软件纠正。
三是测量环节。要以GpS网作为基准，利用国家大地水准面数据建立野外测量控制点，通^RtK进行单个炮点位置的实测，确保各测量点位准确。
3结论
综上所述，滩海油藏在三维地震勘探技术应用中存在技术难点，为发挥该技术优势，可通过采取优化措施、设计合理勘探系统、把握关键环节，确保勘探数据真实可靠。
参考文献：
地震勘探原理篇4
【关键词】三维地震勘探；小断层；应用
0引言
煤田三维地震勘探经过近二十年的发展，在我国东部平原取得了显著的地质效果，但目前东部地区的煤炭资源越来越少，而我国中西部地区的煤炭资源占全国煤炭资源总量的2/3，资源勘探的重点已转向西部地区[1]。但是，由于中西部地区所特有的戈壁、沙漠、黄土塬、山区等复杂的地表地貌条件以及经济发展相对滞后、新技术开发投入不足等原因，此前开展的地震勘探工作较少，其精度远远不能满足综采地质工作的要求。目前，三维地震勘探技术已成为煤矿采区构造探查的主要手段。
由于西部地质条件的多变，地形复杂，第四系黄土对地震波的吸收衰减比较强烈，是地震勘探的，给地震勘探造成一定困难。三维地震勘探技术在西部黄土塬区的应用，对于从根本改变目前西部地区矿区煤炭资源的地质保证程度不足的不利局面，促进煤矿高产高效和安全生产，以及保障我国能源工业可持续发展战略的顺利实施具有十分重要的意义。
1项目概况
陕西某煤矿位于陕西省长武县，是一座大型现代化矿井。由于原有勘探程度远远不能满足采区设计和工作面划分的要求，另外矿井设计的首采区范围内，t4钻孔主采8煤层厚度2.34m，而周围钻孔主采8煤层厚度4.69～18.75m，煤厚变化较大。为了查明该区煤层的赋存条件及t4钻孔煤厚变化的原因，煤矿决定对采区进行了三维地震勘探工程。
2主要技术难点与对策
黄土塬复杂的表层条件对地震勘探造成的影响在采集方面主要有以下几点：第一，黄土复杂区缺乏良好的激发和接收条件；第二，相干干扰、次生干扰、黄土谐振干扰极其严重；第三，复杂地形影响的空炮、空道造成的反射空白段，以及激发能量在悬崖、陡坎侧面逸散，造成的不良反射段破坏了共反射点（反射面元）的属性；第四，短波长静校正的存在使记录在未校正前，反射同相轴的识别难度大，不利现场质量的监控。另外，由厚黄土层内的虚反射界面可能产生的多次波对地震成果解释精度的影响也不容忽视。
技术对策：
（1）增加覆盖次数：首先高覆盖次数的炮检点纵横向分布相对离散，面元道集内传播路径差异的增加破坏了干扰的相干性，从而大大的提高了对干扰的压制能力。其次不同的接收方向，悬崖、陡坎造成的反射“不良”的影响是不同的，相邻道迭加时，大大消除了“不良反射段”的影响。
（2）确保良好的接收条件：把检波器插稳，埋在坚实的原生黄土之上，确保有良好的耦合效果。
（3）优化观测系统，确保良好的激发条件：在规程允许的纵横向偏移的范围内，在不影响覆盖次数相对均衡的前提条件下，精选炮点位置，以提高激发效果。选择炮点的原则有四点：一是，避高就低；二是，“喜旧厌新”――多次利用能取得好资料的炮点；三是，避开悬崖、陡坎、孤峰等不利地形，减少能量侧面逸散造成的不利影响；四是，增大激发药量和井深，确保一次波能量。
（4）合理的接收频带：在仪器录制参数选择上应采用宽频带接收，最大限度地保留地震反射信号中的高频成分。
3地质成果
通过三维地震勘探发现了区内落差大于5m的断层6条，小于5m的断层10条，查明了区内8煤起伏幅度大于10m的褶曲，控制了主采煤层8煤的赋存深度和构造形态，地震、地质结合圈定了8煤层变薄不可采区的范围，并对煤厚趋势进行了预测。
4验证情况
三维地震勘探成果提交后，煤矿对勘探的地震成果进行了钻探验证，分别布置和施工了a1和a2钻孔。a1、a2钻孔的三维地震勘探成果与实际验证结果对比如下表1：
表1三维地震勘探成果与钻探验证结果对比表
由此可见，三维地震勘探成果无论在煤层赋存形态上，还是煤层厚度变化趋势上，总体验证结果良好。
5结束语
通过对黄土塬区三维地震资料采集、处理与解释中一系列关键技术进行系统研究，总结出一套适合黄土塬地区三维地震资料数据的采集、处理和解释方法。通过地面钻孔资料验证，三维地震资料所取得的地质成果吻合率很高，能够为矿井的安全高效开采提供有效的地质保障。
地震勘探原理篇5
【关键词】黄土塬地区；宽线地震采集；采集参数；观测方法
鄂尔多斯盆地南部黄土塬地区地形起伏较大，经过长期冲蚀，形成塬、沟、梁、坡及峁等特有的复杂地貌。巨厚的黄土、淤泥及砾石等沉积激发条件差异明显，表层结构横向连续性差，导致激发能量不均匀，波形、波场变化强烈，地震激发和接收条件较差，且干燥疏松的黄土层侵蚀洞、缝发育，孔隙度大，对地震波吸收衰减严重，同时原生和次生相干干扰极其严重，地震资料品质差，信噪比低。所以，黄土塬地区一直被视为地震勘探的“”。该区的中生界石油勘探开发需要解决小幅度构造和河道砂体、三角洲砂体的分布等问题，分析储层物性，进行储层横向预测，优选井位进行油藏综合评价都对地震资料提出更高的要求。针对黄土塬地区表层条件的复杂性，通过改进地震激发与接收条件而发展起来的黄土塬宽线采集技术，可以大大改善和提高地震资料的信噪比和分辨率。
1宽线地震采集方法原理
1.1原理
宽线地震勘探技术与常规的单炮单线二维地震勘探技术相比，在平行测线方向上布置多条接收线，，同时激发线可以是多条或单条，在保证宏面元内所有反射信息能同相叠加的前提下，所有测线采集到的信息经过特殊手段处理后最终叠加到一起，得到一条宽线叠加剖面（图1）。通过宏面元反射信息的叠加，可以大大提高地震的覆盖次数，有效压制侧面干扰，大大提高地震资料的信噪比和分辨率，改善地震资料品质。
a：三线两炮
b：两线一炮
图1宽线地震采集技术示意图
1.2参数选择
（1）优化激发条件：黄土塬地区巨厚、疏松干燥的黄土对地震波的吸收衰减作用强烈，导致激发、接收条件差。前人的理论计算表明，10m厚度的疏松干燥黄土中地震波的吸收衰减量，相当于在2000m深地层中地震波的吸收衰减量。因此，选择良好的激发对于地震资料采集至关重要。单井中小药量能减小爆炸半径，提高激发频率；若要激发高能量、高频率的地震波，须采用多井组合激发。
鉴于黄土塬区复杂的地形地貌条件，通过在全区踏勘，采用组合井激发的方式，确保良好的激发效果。通过实验，确定组合井选择胶泥层顶界面以下激发，如果没有胶泥层则在15m以下的潮湿黄土中激发，组合井数15口，单井药量2kg，沿测线方向线性组合，组内距3m的组合方式，可获得良好的地震能量，有效提高资料的信噪比。
（2）采集方式：利用黄土塬地区地下地层平缓、断层少的特点，通过设计最佳的线距来获得最大的炮检联合组合方式，在横向面元尺度要求允许的范围内布设多条接收线，不同炮点和炮点线的布设有所不同，这样覆盖次数提高为垂直测线方向具有覆盖次数的数倍。炮检点相对单线纵横向离散，面元道集内增加传播路径的差异，减小了干扰的相干性，从而大大提高了对干扰的压制能力。此外，在仪器录制参数选择上应采用宽频带接收，最大限度地保留地震反射信号中的高频成分。同时采用加长尾锥、挖坑接收等方法来应对巨厚黄土对地震波强烈的吸收和衰减作用，提高地震波的接收强度和能量。
（3）观测方法：根据不同的地质任务和根据不同的地质任务和不同的地表条件，可以选择边线放炮观测系统，双边线放炮观测系统，中线放炮观测系统，多线放炮观测系统，面元细分观测系统，非纵观测系统等不同的观测方式。通过采用二维直线采集三维观测的方法，相邻面元叠加方法，在黄土塬区复杂的地质条件下，采用独特的静校正、残余校正和去噪后，通过横向面元反射波同相叠加等方法大大增加了覆盖次数，有效地压制了黄土区干扰，提高了剖面信噪比和分辨率。
2勘探效果分析
2.1有效地提高了地震剖面信噪比和分辨率
通过多种技术方法的综合应用，较好地克服了激发、接收条件的不利影响。同时在资料处理过程，进行大量的噪音压制、原生及次生干扰压制和静校正等，通过相邻面源地震信息叠加，有效地提高了资料的信噪比和分辨率，地震剖面品质大幅度提高，为该区下一步勘探和开发提供了坚实的基础资料。
2.2扩大了地震勘探领域
地震勘探实践表明，宽线地震勘探方法针对以往二维地震勘探来说，对于干扰压制和信噪比提高等方面具有明显的效果，针对构造不甚发育的地表复杂区和低信噪比地区可以推广应用，有效地解决了地震勘探“”的问题，扩大地震勘探方向和领域。
2.3有效地获得了更丰富的地质成果
黄土塬宽线采集方法与黄土山地三维采集、黄土直测线、高分辨率沟中弯线共同组成了黄土塬地区地震勘探的技术系列。近几年通过在黄土塬区采集地震测线处理解释，获得了丰富的地震地质信息。利用宽线地震采集和处理的剖面分辨率和信噪比较高，反射波振幅能量相对较强，波组特征更为稳定，连续性相对增强，地质现象更为清晰，可以基本满足研究区地质研究工作的需求，为勘探开发工作的持续推进提供良好的资料条件。
3结论与建议
地震勘探实践表明，黄土塬地区通过优化激发和接收条件，采用组合井激发和加长尾锥、挖坑接收等方法，可以有效地应对巨厚黄土对地震波的吸收和衰减作用，提高地震波的接收强度和能量。采用二维直线采集三维观测的方法，横向面元允许范围内增加接收线，可以大大增加覆盖次数，有效的压制干扰，提高剖面的信噪比和分辨率。利用宽线技术采集、处理的成果剖面，反射波振幅能量相对较强，波组特征更为稳定，连续性更好，地质特征更为清晰，有效地解决了黄土塬区地震勘探的难题，满足相关地质研究工作的需求，为勘探开发工作的持续推进提供良好的资料条件。地震宽线技术可有效地压制干扰，提高剖面信噪比，可在地表复杂区、低信噪比地区推广应用，扩大了地震勘探领域。
参考文献：
[1]阎世信，等.黄土塬地震勘探技术[m].北京：石油工业出版社，2001.
地震勘探原理篇6
本文对我国煤炭矿井主要地质勘探技术井巷二维地震勘探、高密度电阻率法、震波超前探测、槽波勘探法、地质雷达勘探方法进行了详细介绍，并对勘探技术发展方向进行展望。
关键词:
煤矿开采;巷探工程;地质雷达法;槽波地震法;地震勘探
煤炭在我国能源结构中占有重要比例，对我国经济发展意义重大。在煤矿生产中，运用地质勘探技术查明各种地质问题，对煤矿的安全高效生产具有重要意义。
1煤矿地质勘查技术
1．1巷探工程
利用矿井中的巷道来探测断裂构造、陷落柱等地质异常现象称为巷探。巷探在矿井地质工作中应用广泛。如图1，为了探测断层F1的位置和走向，向断层F1掘进探巷a、b、c。
1．2地球物理勘探技术
地球物理勘探指利用岩层密度、传播速度、弹性波、电性等物理性质的不同，进行地质勘查的一种技术方法。井巷二维地震勘探、震波超前探测、槽波勘探法、地质雷达勘探方法、高密度电阻率法和坑透法是目前最常用的物探技术。
1．2．1二维地震勘探
地震勘探是利用地下介质弹性和密度的不同，对人工激发地震波的响应进行观测、记录和分析，推测地下岩层的形态和性质的一种物探方法。通过沿测线布置炮点和检波点，对地震数据进行采集、解释和处理。
1．2．2震波超前探测
煤矿震波超前探测也是一种地震勘探技术，由于煤矿井下空间条件的限制，可供观测利用的空间十分有限，为充分利用井下空间，震波超前探测技术主要采用反射地震方法。即在巷道内尽可能多布置激发装置和接收装置，采集大量的地震波数据，以提高探测效果，更好地为煤矿生产服务。
1．2．3槽波勘探法
槽波地震勘探是煤矿探测断裂构造、陷落柱等地质异常体的常用方法。原理是利用地震波在不同密度介质中传播速度的差异，在密度大的介质中传播速度大于密度低的介质中传播速度。岩石密度大于煤层，因此地震波在岩层中传播速度大于煤层中传播速度。所以，在煤层中的地震波将有一部分在煤层底板与顶板接触面上发生全反射，形成一个沿煤层传播的槽波(导波或煤层波)。槽波在介质接触面会发生透射和反射，当槽波的变化被仪器探测到时，即可确定接触面的位置和大小。槽波地震勘探有透射波法与反射波法两种，透射波法分别在两条巷道中激发和接收槽波，根据槽波的变化，确定地质构造体是否存在，如图2。反射法在一条巷道中布置激发点与接收槽波，根据槽波反射信号，确定地质构造置，如图3。
1．2．4地质雷达勘探方法
地质雷达勘探是利用地层电性参数的不同，应用高频电磁脉冲波的反射作用，探测目标地层和地质现象的一种勘探方法。原理为利用雷达接收在不同地质界面上反射的电磁波，并根据反射电磁波的特征，对异常地质体探测和识别。对井下岩浆侵入体、断层、老窑和陷落柱等的探测具有良好的效果。在山西、河南、山东、安徽等地矿井应用广泛。
1．2．5高密度电阻率法
电阻率法指利用岩土的导电性，通过观测地层中电流场的分布规律，来分析地层中地质现象的一种地质勘探方法。高密度电阻率法是在煤矿勘探中应用的一种新的技术方法。
1．2．6坑透法
坑透法指应用发射器向地质异常体发射高频率无线电波，并监测电磁波在传播过程中的强弱情况，以确定地质异常体的位置和范围的一种勘探方法。其原理为不同电性岩层对电磁波能量吸收作用具有差异性，电阻率高的岩层对电磁波吸收作用强，电阻率低的岩层对电磁波能量吸收作用弱。同时，电磁波在地层断裂面会发生反射、折射和散射，电磁波能量也会减弱，一些地质异常体(如导水断层)也吸收电磁波。因此，可设计电磁波的发射点和接收点，电磁波通过地质异常体时，接收点无线电波明显减弱，设计多个发射点和接收点位置对地质异常体多次观测，即可确定其范围。
2煤矿开采地质勘探技术的发展方向
煤矿地质勘查是一项复杂的工作，除了传统钻探工程、巷探工程、地质雷达勘探和坑透法等勘探技术外，还应该发展地质勘查新技术，如三维地震、瞬变电磁等，综合利用多种地质勘查技术。并且将地质勘探技术与地理信息系统相结合，建立多元煤矿信息集成系统，实现地质资料的信息化、数字化和可视化，实现对煤矿地质条件的精准评价、生产地质工作高效管理和突发性煤矿地质灾害的有效防治。
3结论
我国煤矿地质条件复杂，煤层褶皱、断层等地质构造发育对煤矿的安全生产造成严重影响，易引发煤矿生产事故。对于煤矿生产中遇到的各种地质问题，不但需要采用传统的地质勘探技术，还要发展新技术，对各种地质因素进行动态分析，综合应用多种勘探技术手段，为煤矿的安全高效生产提供地质预测预报保障。
参考文献:
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地震勘探原理篇7
[关键词]地震资料解释构造解释岩性解释教学实践
[中图分类号]G942[文献标识码]a[文章编号]2095-3437（2013）17-0141-03
地震勘探主要由采集、处理和解释三大环节组成，其中地震资料解释是地震勘探工程的最终环节。随着地震勘探技术、计算机技术以及成像技术的飞速发展，地震资料解释的内容也日益丰富和深化。目前，地震资料解释主要包括盆地分析、构造、地层、沉积以及油气勘探等多方面内容，成为盆地基础地质研究和油气勘探活动中不可缺少的重要方法。地震数据采集、处理、解释一体化、全三维解释、虚拟现实技术，使地震解释技术更加复杂、深入、有效。为了满足石油勘探过程中地震资料解释的要求，必须做好该课程的教学内容和教学方法的设计。
一、地震资料解释的任务
西安石油大学是以石油勘探与开发为主的工科院校，是培养未来石油工程师的摇篮。马在田院士认为“当前最缺少的是知识全面，系统掌握地震理论、方法，有相当石油地质知识水平的能够解决实践问题的领军型人才”。地震资料解释课程作为地球探测与信息技术专业的必修课程，几乎涉及所有基础地质和石油地质研究领域。在学生修完地震勘探原理、地震资料处理、测井原理与解释、构造地质学、沉积学、石油地质学等相关专业课基础上开设本课程。目前，在油气勘探领域，地震资料解释是结合钻、测井资料以及计算机成像技术将地震数据转化为地质术语，根据地震资料确定地质构造形态和空间位置，分析层间接触关系，推测地层的沉积环境、岩性和厚度，预测地层的含油气性，进行有利区评价和井位部署。在油气勘探过程中，地震资料是内容最为丰富、综合分辨率最高的钻前原始信息源。地震资料解释为地质家提供分析地下地质现象的“眼睛”。在开发过程中由于其突出的平面空间分辨率而具有重要意义。地震资料解释贯穿油气勘探开发的所有环节：盆地评价、含油气系统评价、成藏组合带评价、有利目标评价、开发方案的确立以及开发后期方案的调整。
许多重要的地质理论都离不开地震资料解释的发展，地震资料解释已成为一些新兴边缘学科的重要生长点。盆地分析的一些基本原理建立于早期对二维地震剖面解释的基础之上。地震地层学和层序地层学这2门学科也是建立在对沉积盆地地震解释的基础之上。[1]随着三维地震采集、处理、解释以及计算机技术水平的不断提高，研究人员可以利用三维地震的解释技术刻画沉积盆地的地形特征、沉积体系的三维几何形态及其沉积演化过程，从而诞生了新的学科――地震沉积学、地震地貌学。[2][3]
二、地震资料解释的内容
高等学校既是教学中心又是科研中心，教学与科研应协调发展。科研是教学的基础，是提高师资队伍素质和培养高素质人才的必由之路。教学的内容与教师的知识结构，必须及时更新，这样才能跟上时代的步伐。教学内容应根据科学研究的进展、实际情况的变化不断进行修订，将众多优秀的科研成果吸收进去。
（一）与地震资料解释相关的地震勘探原理
地震资料解释是地震勘探3大基本生产环节（采集、处理和解释）的最后环节。采集和处理环节需对野外采集的地震资料进行预处理、滤波、反褶积、速度分析、动-静校正、叠加和偏移等过程，为解释人员提供真实反映地下地质构造、地层、沉积环境的剖面或数据体。因此，为了做好地震资料解释，必须讨论地震记录的形成、褶积模型、有效波识别的主要标志、地震剖面特点、地震勘探分辨率等与地震资料解释关系密切的基本概念和理论问题。
（二）地震构造解释
20世纪70年代之前，由于地震资料和计算机技术的限制，地震资料主要用于构造解释为主，即利用地震资料提供的反射波旅行时、速度信息，查明地下地层的构造形态、埋藏深度和接触关系等。地震构造解释是地震资料解释的最初的，也是最基本的研究内容。因此，必须使学生掌握相关的基本概念和基本原理、基本方法。相关的概念、原理和方法如下：合成记录标定原理及方法，地震同相轴对比方法，断层剖面和平面识别方法、技术、解释方法及平面组合（如相干体技术、切片技术等），t0图的绘制、时深转换方法及构造图的绘制，拉张、挤压、剪切以及底辟构造背景下的典型构造样式的地震识别，地震剖面上的构造活动时期分析方法。
（三）地震岩性解释
由于构造油气藏的日益成熟，油气勘探与开发目标逐渐由构造油气藏转移到非构造油气藏。随着地震资料采集、处理以及计算机技术不断发展，20世纪70年代末，地震资料解释内容日益丰富，开始了地震资料岩性解释。地震岩性解释主要包括地震地层学、地震相分析和岩性预测三方面的内容。
1.地震地层学解释
地震地层学是以反射地震资料为基础，把地层学和沉积学特别是岩性、岩相的研究成果，运用到地震解释工作中，进行地层划分对比、判断沉积环境、预测岩相岩性的地层学分支学科。地震地层解释需要向学生讲授地震反射界面的类型和对比方法，地质界面的类型，地震反射界面的地质成因，各种地震反射界面的区分，地震反射界面的年代地层学意义和地震地层单元，地震层序划分的原则、级别、方法，地震界面与地质界面的桥式对比方法等基本原理、基本方法。
2.地震相分析
地震资料为勘探阶段提供极其重要的钻前原始信息，除了包含丰富的构造信息，还包含了丰富的地层和沉积信息。地震相分析是指根据地震反射的面貌特征进行沉积相的解释和推断。为了使学生掌握地震相分析技术，必须向学生讲授地震相的概念，主要的地震相参数，反射结构的类型及地质意义，几何外形的类型及地质意义，地震相划分与编图过程，地震相模式的概念，典型沉积体的地震识别，地震相向沉积相转换的思路、方法、原则、步骤。
3.岩性预测及流体识别
目前，岩性预测和流体识别属于储层预测技术主要研究内容，也是地震地质综合解释的重要内容。地震资料解释课程主要让学生了解利用速度信息和振幅信息解释岩性的一般原理、方法和步骤，并介绍目前国内外油气预测常用的烃类直接检测指数（DHi），如aVo、亮点、平点技术等。
（四）开发地震解释
开发地震技术是因油气田开发的需要而兴起，是勘探地震技术向油田开发阶段的延伸。随着油气田开发程度的提高，开发地震的重要性将更多地显现出来。开发地震技术总体上仍处于发展阶段，现有的一些方法，或因成像处理及解释手段不够完善，或因信噪比、分辨率及精确度不够高，只能应用于油气田早期开发。[4]开发地震学需要以高信噪比、高分辨率、高保真度资料（即所谓“三高”地震资料）为基础，地震资料处理、解释和研究一体化是开发地震学发展的重要方向，[5]开发阶段地震技术主要用于提高分辨率、提高储层描述和烃类检测精度、建立精细三维油气藏模型。[6]
三、教学手段与方法
地震资料解释既有复杂及系统的理论性，又有很强的实践性，既是一门科学，也是一门艺术和技术。[7][8]针对该课程具有专业面广、知识点多以及实践性强的特点，该课程的教学应理论和实践并重。注重培养学生的基本理论和动手能力，为社会培养受用人单位欢迎的物探专业人才。
（一）课堂教学
在教学中，可采用板书和多媒体教学相结合的方式，向学生讲授地震资料解释相关的基本原理、基本方法和技能。板书总结重要知识点，起到提纲挈领的作用。多媒体可以在整个教学中引入大量地震剖面、平面图实例，更好地吸引学生的注意力，帮助学生迅速而准确地理解重要知识点。多媒体在一堂课中可以大容量地丰富当堂内容，扩大学生知识面，而板书把大量内容的精髓展示到黑板上，以突出本节的重点，也能让学生在复习时有据可依。
（二）实践教学
知识、能力和技能的培养均来自于实践。各种实践教学环节对于地球探测与信息技术专业的学生成长至关重要，有利于培养学生的实践能力和创新能力。要培养高素质人才，就必须重视实践教学环节。地震资料解释课程的实践应从课堂实践和课程设计两个方面入手。
1.在课堂教学中，给学生一定测网的、能涵盖构造、地震层序、地震相等重要知识点的地震纸剖面，做好课堂知识点讲授和实践。利用大量实例引导学生实现新旧知识的衔接，引导学生在对学过知识进行复习的同时联系新的知识点投入学习，通过互动增强学生的对地震资料解释的感性。对于一些重要的概念结合实际地震资料，让学生自己分析、自己解决，培养学生的动手实践能力和创新思维意识。
2.地震资料课程设计是本课程的重要实践环节。力求使学生能够理解地震资料解释的基本原理和概念，掌握合成记录标定、断层剖面解释、层位闭合解释、断层组合、等t0图编制、时深转换、构造图的编制、地震相剖面分析、地震相平面图的编图、地震相转化沉积相的基本方法原理以及沉积相图的绘制等基本地震解释技能，初步具备利用地震资料独立开展含油气盆地地质分析的能力。
近年来，随着采集、处理以及计算机技术的不断发展，地震资料品质和分辨率不断提高，以及油气勘探与开发程度提高，地震资料解释所涉及的研究内容日益丰富，其研究内容从最初的构造解释到层序地层分析、地震相分析，然后再到岩性预测、物性参数预测、烃类检测。地震资料解释数据由叠后数据转到叠前数据。要求地震资料解释人员既要具备扎实的地球物理基础，又要掌握相应的石油地质知识。地震资料解释专业课程的教学应加强学生的基础理论、实践能力和创新能力的培养，提高教学质量，为社会培养受用人单位欢迎的物探专业人才。因此，必须结合地球探测与信息技术专业培养目标及当前和今后油气勘探实际需求，积极引入地震资料解释的科技发展新成果，合理规划教学内容。与生产实际紧密联系，注重从实践中找问题，从专业知识中找答案，带领学生从书本走向实践，以实践充实教学。
[参考文献]
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地震勘探原理篇8
【关键词】石油勘探开发技术发展趋势油田发展
目前石油作为工业需要的主要能源被誉为工业的血液，我国工业规模的快速增长对石油的需求量连续增加，同时世界范围内，石油作为主要能源的地位不可替代，因此在石油勘探开发领域的技术创新成为了提高石油勘探开发质量的关键。从当前的石油勘探开发技术发展来看，结合当前的技术现状和油田实际发展情况，石油勘探开发技术主要朝着以下几个方向发展。
1极大储层接触井技术成为石油勘探开发技术的重要发展方向
极大储层接触井技术其核心内容是增加井眼与石油储层的接触面积，从而提高油井的产量，进而提高油井的综合采收率。通过这一方式，可以提高原油涌入抽油管的数量，同时使波及系数能够得到提高，此外还能有效方式水和气对油层的侵入。基于这些优点，，目前极大储层接触井技术已经得到了初步应用，由此诞生的智能多分支井发挥了良好的效果。这项技术的发展主要是油田目前现实的生产需要。由于目前多数油田都进入了石油开采的中后期，原油内含水含气量增加，原油采收率下降，为了维持单井原油产量，就要从油井与储层之间想办法。基于这种需要而开发出的极大储层接触井技术，符合油田开发实际，对提高单井产量和原油采收率有良好的促进作用，因此极大储层接触井技术成为石油勘探开发技术的重要发展方向。
2全自动化控制采油技术成为石油勘探开发技术的重要发展方向
随着自动化技术的快速发展，自动控制技术在石油勘探开发中也得到了重要应用，基于传统的智能化油田建设的基础，全自动化控制采油技术成为了石油勘探开发技术的新的发展方向。应用全自动化控制采油技术，未来的智能油田将更为复杂，从各井的自我监测到朝着完全自控的方向发展（就是最终实现油田完全自动化）。全自控油田能够将井下储层资料、井口信息与管理结合起来进行实时的油藏模拟，得出最优的注采比，并向每一口井的井底控制阀发送指令，实现自生成的生产策略。油田还会时常对这些资料进行实时分析，进行有效的数据开发和控制。例如，通过对比井下和地面的压力、温度测量数据，检测反常现象，确定已经发生水侵的井，并确定水驱前缘，制定合理的注采参数。在这些全自控油田工作的油藏工程师其职责是监测和维护，而不是干涉和控制。
3无源地震监测技术成为石油勘探开发技术的重要发展方向
在石油勘探过程中，目前主要依靠地震监测技术为主要的手段，而无源地震监测技术从上世纪八十年代诞生以来，就成为了石油勘探的主力技术之一，在石油勘探开发中发挥了重要作用。无源地震监测技术属于物探技术的一种，主要依靠观测、分析生产中以及天然地震数据作为基本素材，以此来分析地壳内部变化，从而为石油勘探提供可靠的地质构造数据。无源地震监测技术的优点是不再需要气枪、振荡器和炸药作为地震触发手段，而是单纯对正常的地质信息进行记录和观测，有效记录微小地震信息。基于这些优点，无源地震监测技术已经在石油勘探开发中得到了重要应用，节约了物探成本，提高了监测的准确性，提升了监测效果。因此，无源地震监测技术已经逐步替代了原有的物探地震技术，成为了石油勘探开发中重要的监测手段。
4智能流体变性技术成为石油勘探开发技术的重要发展方向
在目前水驱技术和生物聚合物驱油技术的基础上，对于一些受限制的油藏，为了保证最终的石油能够进入预定的地层便于油井开采和作业，利用流体特性进行开采的智能流体变性技术应运而生。智能流体变性技术的关键在于将不同流体注入到地下，并根据不同流体自身的特性对地下油藏形成挤压，最终将油藏按照预期设想，挤压进预定的油井区域内，便于油井进行采油作业。从目前的应用效果来看，智能流体变性技术在石油勘探开发中得到了一定的应用，对特殊地形的油藏开采起到了积极的促进作用，提高了油田的原油产量，形成了对付高难地形的独特手段，提升了油田总体开采效果。基于这一优点，智能流体变性技术在油田生产中正在逐步完善，争取从疑难区块向正常区块过渡，达到提高全油田原油采收率的目的。
5数字油田技术成为石油勘探开发技术的重要发展方向
数字油田技术是一种综合性的技术，集成了计算机技术、信息技术、地质技术、勘探开发技术等多种技术，将整个油田的石油勘探开发有效的融合在一起，并采用了网络技术作为连接手段，提升了整个油田生产的现代化属性，对提高油田生产效率和管理质量有着显著的促进作用。目前数字油田技术已经和全自动化控制采油技术相结合，在油田内部进行了一场数字化革命，改变了传统的石油生产和勘探开发方式，提高了石油勘探开发的综合效果。但是受到投入成本和网络技术的限制，数字油田技术目前在油田内部尚处于规划设计阶段，尚未形成规模，对石油生产和石油勘探开发的促进效果还需要进一步测算。但是数字油田这一发展理念符合石油生产和勘探开发的未来发展方向，在未来的发展中必将得到充分的发展和利用。
从以上几种技术的发展来看，未来石油勘探开发技术将重点朝着高效化、自动化、智能化发展，将会有效提高石油的二次采收率，从根本上提高原油产量。所以，我们要对石油勘探开发技术的未来发展趋势有足够的认识，提高技术应用率，促进石油勘探开发技术的发展，为油田二次开发提供有力的技术支持。
参考文献
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地震勘探原理篇9
【关键词】地球物理；金属矿；深部找矿；地震；电法
一、我国在深部找矿中存在的局限
深部找矿并不是勘探深度的简单增加.随着找矿目标体埋藏深度的不断变深，地下地质环境、构造复杂程度都要根据间接资料进行预测，传统的地质方法在深部找矿方面已经失去直接进行勘查的能力。
此外，深部找矿问题是探索性很强的实践问题，具体矿区的深部找矿具有很强的实例性、个案性，必须紧密结合找矿实践，不断修正对成矿特征的认识，才可能获得良好的找矿效果。
第三，深部找矿问题又具有高度的综合性，是多学科的高度综合，其中包括地质、矿产、勘查技术等相关学科的全部内容，必须实现多专业知识的有机结合，地质、物探、化探技术应用相结合，最后进行钻探验证。
二、金属矿深部找矿常用物探技术
（一）地震层析成像（Ct）
地震层析成像（Computerizedtomography，简称Ct）起源于20世纪30年代，80年代以后才将其应用于金属矿的地球物理勘查工作中。其原理是用医学X射线Ct的理论，借助地震波数据来反演地下结构的物性属性，并逐层剖析绘制其图像的技术。其主要目的是确定地球内部的精细结构和局部不均匀性。技术理论成熟、分辨率高、探测深度大，尤其在深部探测方面具有明显的优势。因此，主要应用于能源矿产的勘探以及地球内部物理结构及地球动力学研究。
（二）大地电磁测深（mt）
大地电磁测深（magneto2telluricsounding，简称mt）是以天然交变电磁场为场源的被动场源电磁测深法。它是通过被动场源引起在地表观测到的电、磁场强度的变化来研究地下岩（矿）石电性及分布特征的一种方法。具有探测深度大（可探测至上地幔）、不受高阻层屏蔽、分辨能力强（尤其是对良导介质）、工作成本低（相对于地震勘探）和野外装备轻便等特点。就金属矿床而言，矿体与围岩、蚀变围岩与未蚀变岩石之间，一般均存在较大的电性差异，矿体中金属硫化物的富集会使其电阻率明显降低，而控矿脆性断裂、韧性剪切带、蚀变破碎带的出现，均可导致矿体与周围岩层（体）间明显的电性差异。这使大地电磁测深方法成为解决此类问题的有效手段。
（三）瞬变电磁法（tem）
瞬变电磁法（transientelectromagneticmethods，简称tem）是电磁测深法的一种，但它是有别于大地电磁测深（mt法）以脉冲电流讯号为场源的主动场源时间域电磁勘探技术。tem以电磁感应理论为基础，通过研究探测目标物感生出的涡流场在其周围空间形成的二次电磁场随时间变化的相应特征，推测目标物的空间形态，从而达到探测目的。基于此，tem对于寻找高导电性的较大矿体的效能突出。另外，tem还具有探测深度较大、受地形影响较小、施工环境宽松、作业方便等优点。这使得该方法在一些地理景观复杂的矿区得到了广泛的应用，找矿效果明显。
三、地球物理方法在金属矿深部找矿中的具体应用及效果
（一）tem在贵州银厂坡银铅锌矿床深部找矿中的应用
银厂坡浅部为一中型独立银矿床，鉴于其浅表氧化矿体开采殆尽，在2000年大调查及民营资金支持下，对银厂坡中深部原生矿体进行定位定量综合找矿预测。由于区内铅锌矿石ρs30%，其余各种岩石ρs都比硫化铅锌矿石高出十倍以上，具有较好的电性前提，因此选用了对探测低阻体较灵敏的瞬变电磁法（tem）。
（二）tem、ip在云南勐兴铅锌矿深部找矿中的应用
云南勐兴铅锌矿经大规模开采后，由于矿石品位低、埋深大、上覆低阻层覆盖等不利因素，其它方法难以奏效，矿山面临资源枯竭。该区硫化铅锌矿与围岩具有明显的电性差异，加上条带状、块状、脉状矿石构造，使硫化物连通，形成良好的低电阻层，具备使用tem、ip方法找矿的物性前提。只要有硫化矿体局部富集，就会引起tem及ip异常。先布置tem剖面，在tem异常地段开展ip方法测量，反复印证。在得到多个物探组合异常后，设计验证钻孔二十八个，十三个见矿，获得相当于原保有储量三倍的新储量，实现了找矿效果重大突破。
（三）磁法、CSamt、Sip、井中物探在安徽铜山铜矿深部找矿中的应用
铜山铜矿始建于1959年，主产铜精矿。在2000年后矿山面临资源日益枯竭的窘地，2003年矿山转入残矿回收。铜山铜矿原勘查最大深度不超过-500m。在2005年列入第一批全国危机矿山找矿项目后，对以往矿区资料重新研究，形成新的找矿思路。在高精度磁测基础上，利用频谱激电（Sip），对前山南矿区已知矿和预测矿体深部进行了探测和定位，再利用井中物探追踪，发现了新的矿体。在南泉鲍地区，通过磁测圈定四个磁异常，与岩体对应较好。
四、金属矿深部找矿地球物理方法的发展趋势
（一）地震勘探方面
在地震勘探中，震源是产生地震信号的源头，是地震勘查技术的重要组成部分。震源所产生的信号质量将直接影响到地震勘查的效果。可控震源是一种地震勘探信号激发设备，在地震勘探中具有施工成本低、安全环保、施工组织灵活等优点。因此，可控震源作业将成为高密度地震勘探的首选。为了配合金属矿区地形复杂、山地起伏和车辆难到达等特点，体积小、重量轻、便携式的电磁驱动的高频可控震源在金属矿勘探中是一项非常有实用前景的发展目标。
（二）数据采集方面
在数据采集方面，主要发展的是高灵敏度、大容量、大功率、多功能、多取样的采样（包括记录与储存）自动化技术。在野外施工时，大线的搬运与布设就要消耗掉大量的人力和财力，因此，大线的取缔将会给金属矿区野外施工工作带来极大的方便，大大提高工作效率。可以尝试借鉴天然地震采集站的机制，研制复杂山地无缆三分量检波器，将采集到的信号保存在检波器内的存储设备中，取消大线传输信号到中心站的过程。
（三）数据处理方面
数据处理方面，主要是应用计算机技术、信息数字化、成像（包括三维）和模拟等技术，使数据处理、资料解释以及视图方式实现图形可视化及自动化。山区重力资料曲化平、小波分析及高阶统计量等现代信号处理方法，重磁、重震、电震的联合反演与交互反演、三维可视化反演、Bp人工神经网络方法等在综合地球物理处理解释中也将得到更广泛的应用。
五、结语
综上，在金属矿勘探中，地球物理技术正向着轻便化、快速化、定量化、系统化、准确化、智能化的方向发展，同时高分辨率、高精度、多学科、多方位技术的集成应用将成为物探发展的必然趋势。
参考文献：
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地震勘探原理篇10
在地震勘探技术不断发展的过程中，黄土塬煤矿采区复杂的地震地质条件给地震勘探技术带来了更多的难题和挑战。本文通过黄陵矿区地震勘探概括、地震勘探成果验证、地震勘探对黄陵煤矿建设的指导作用研究地震勘探在黄土塬煤矿建设中的的应用及发展。
关键词:
地震勘探;地质成果;煤矿巷道掘进;地震资料解释
煤矿采区地震勘探技术历经几十年的不断发展，现已成为煤矿安全开采前构造勘探的首选技术。在地震勘探的应用过程中，黄土塬煤矿采区复杂的地震地质条件给地震勘探效果带来了诸多不确定因素，降低了地震勘探成果的精度和可靠程度。黄陵矿区的地震勘探工作从2007年的二维地震勘探开始至今先后进行过多次二维、三维地震勘探，地震勘探技术在不断优化，取得了丰富的地质成果，对煤矿生产的指导作用显著，随着巷道的掘进，部分地震勘探成果已经被验证。
1黄陵矿区地震勘探概括及成果验证
1.1黄陵矿区地震地质条件黄陵矿区地处陕北黄土高原南部，地震勘查区属于原始森林覆盖区，区内沟壑纵横、悬崖陡峭，森林植被广泛分布，最大地表高差超过300m。矿区浅层坡度横向变化较大，沟谷中部分地段基岩出露，山梁、山坡地带以第四系黄土覆盖层为主，中夹多层钙质结核层;部分地段黄土层下面发育有一层卵砾石层，这些岩层对地震波的吸收、衰减作用强烈，对开展地震勘探工作极为不利。故黄陵矿区浅表层地震地质条件复杂。矿区的主要目的煤层二号煤层全井田分布，层位较稳定，可作为资料分析、解释的标志层对煤层起伏形态及构造发育情况进行分析、研究。
1.2矿区地震勘探工作黄陵矿区一号煤矿先后进行了五次二维、三维地震勘探工作，共完成勘探面积约36.44km2，其中三维地震勘探面积21.23km2。黄陵二号煤矿从2007年至2013年先后进行了三次地震勘探工作，完成勘探面积约44.276km2，其中三维地震勘探面积约9.5km2。
1.3一号煤矿地震成果及验证情况黄陵一号煤矿共解释断层24条，均为正断层，幅值大于10m的褶曲18个，透镜体一个，异常区2个。在巷道的掘进过程中，其中7条断层、2个褶曲、1个透镜体已得到验证。其余构造特征由于巷道未掘进至该区域目前没有得到验证。地震勘探所获的地质成果经过巷道验证精度较高，其中巷道经过断层15条，验证9条，验证率为60%，煤层底板经巷道验证全矿区准确率为98%;煤层厚度、采空区、透镜体等与巷道揭示基本吻合;黄陵矿区地震勘探成果总体准确率达85%。煤层底板验证情况:在巷道掘进的区域内抽取了29个点，将巷道揭示的煤层底板值与地震解释煤层底板值进行了对比。其中地震解释最大绝对误差为11.2m，位于六盘区二维地震勘探范围内的617回风顺槽，最小绝对误差0.3m，位于二维勘探范围区内的617回风顺槽，平均误差4m。其中三维区煤层底板验证点的相对误差有一个点大于地震规范中要求的1.5%，位于四号风井十三联巷，其余验证点的相对误差均小于1.5%，二维区煤层底板验证点的误差均小于地震规范中要求的7%。一号煤矿地震勘探煤层底板准确率为97%。构造验证情况:黄陵一号煤矿共解释褶曲18个，8个向斜，10个背斜。其中2个褶曲已经巷道验证，与巷道揭示的相一致。7条断层已得到巷道的验证，在验证的7条断层中，落差大于5m的断层4条，这4条断层与巷道揭示的基本吻合，验证率为100%，落差小于5m的断层三条，其中1条断层与巷道揭示断层倾向相反、2条断层在巷道的实际生产中未发现。
1.4二号煤矿地震成果及验证情况黄陵二号煤矿地震解释成果共解释断层17条，三维区褶曲6个，在巷道的掘进过程中，其中8条断层、2个褶曲已被验证。其余构造特征由于巷道未掘进至该区域目前没有得到验证。煤层底板验证情况:在巷道掘进的区域内抽取了31个点，将巷道揭示的煤层底板值与地震解释煤层底板值进行了对比。其中地震解释最大绝对误差为14.90m，位于410辅助巷5联巷，最小绝对误差0.2m，201辅助巷6联巷。平均误差4.8m。其中三维区煤层底板验证点的最大相对误差为1.21%，均小于地震规范中要求的1.5%，二维区煤层底板验证点的最大相对误差为2.38%，均小于地震规范中要求的7%。二号煤矿地震勘探煤层底板准确率为100%。构造验证情况:地震勘探在三维区共解释了6个褶曲，2个褶曲已经巷道验证，分别为二盘区的B1背斜和X1向斜。一盘区的二维地震解释的褶曲特征与巷道揭示相符。黄陵二号煤矿地震解释成果共解释断层17条，在巷道的掘进过程中，其中8条断层已得到验证，最大落差大于5m的断层6条，其中四条断层与巷道揭示一致，2条地震解释断层经巷道验证不存在，落差大于5m的断层验证率为79%。
2勘探成果在黄陵煤矿建设的作用及发展
地震勘探成果，特别是对断层、采空区、煤层变薄区等的解释为矿井的接续工作和安全生产提供了有力的依据和重要的参考价值，在解放储量、规避风险、确保安全、提高效益方面起到了至关重要的作用。
2.1地震解释断层对煤矿建设的指导作用通过对黄陵矿区的多次地震勘探，了解到黄陵矿区构造简单，主要发育一些落差小于15m的断层，且以正断层为主。其中黄陵一号煤矿地震勘探共解释断层24条，其中7条断层已得到巷道的验证，其余构造特征由于巷道未掘进至该区域目前没有得到验证。2010年在黄陵一号煤矿602工作面进行了三维地震勘探工作，通过地震勘探解释了发育在测区西北角的2010DF1断层和发育在测区西南部的2010DF3断层，且2010DF1断层落差小于3m，向东延伸穿过北二回风大巷，2010DF3断层最大落差达8m。矿方针对地震勘探解释成果利用超前探的方法对2010DF3断层位置进行了验证，经验证该断层位置处煤层缺失，存在异常，矿方对设计巷道及时进行调整修改，规避了安全隐患。在巷道掘进至2010DF1断层位置时加强安全防范，在掘进时发现了落差2.5m的断层，验证了该断层的存在(图1)。2012年通过在黄陵一号煤矿八盘区进行的三维地震勘探，发现了在八盘区回风巷向北处小断层发育，并解释了走向一致的三条断层，2012DF3、2012DF4、2012DF5断层，其中2012DF3、2012DF4断层落差小于5m，2012DF5断层最大落差达10m。矿方根据地震解释成果在巷道的掘进过程中针对地震解释断层采取了有效的安全措施，成功的避免了风险，并验证了这些断层的存在。
2.2地震解释对煤矿建设的指导作用地震解释煤层发育对煤矿建设的指导作用:2011年对六、十盘区进行二维、三维地震勘探，其中三维地震勘探面积4.00km2，地震资料反应出该勘探区南部煤层反射波发育异常，表现为二号煤层反射波同相轴逐渐变弱且分叉，如图2所示为该异常区在时间剖面上的反映。从图中看反射波呈透镜体状，初步认为是由于煤层分叉合并造成的透镜体构造。该异常体的面积约0.077km2，位于1001进风顺槽北部300m处。在1001工作面实际生产中发现了该异常区域的存在，随后矿方对该区域进行了槽波勘探，勘探结果与地震解释基本一致。地震解释采空区对煤矿建设的指导作用:2013年对黄陵一号煤矿四号风井进行高密度三维地震勘探，三维地震勘探面积2.10km2。通过该次地震勘探，在勘探区东部边界附近发现一处采空区(见图3)，地震解释采空区面积约为0.15km2，矿方根据地震解释成果利用超前探手段验证了该处采空区的存在，并确定该采空区是由于东部边界外小窑开采造成的采空区域，根据地震解释采空区位置，矿方及时调整了巷道掘进方向和施工方案，成功的规避了煤矿采空区灾害的发生，并在调整后的施工过程中进一步证实了地震解释采空区的准确性和可靠性。
2．3地震勘探在黄陵矿区的发展回顾黄陵矿区的地震勘探历程，经历了二维弯线、二维直线以及三维地震勘探，在这个历程中，地震仪器在不断更新换代，资料采集、处理、解释方法在不断总结和优化，处理、解释软件在不断更新，一些新技术和新方法也在不断试验与应用。地震仪器的发展:2007年在二号煤矿进行地震勘探使用的仪器是德国产的24位summit高分辨率数字地震仪，到2009年在一号井进行三维地震勘探使用的是408XL高分辨数字地震仪，到2010年至今在黄陵矿区地震勘探使用的是目前世界最先进的地震仪428XL高分辨数字地震仪。资料采集及解释的状况:资料采集、处理、解释方法的优化料采集从二维弯线到二维直线最后发展为三维地震勘探，该观测系统从10线8炮制48道接收，CDp网格为10m×10m逐渐优化到10线10炮制80道接收，CDp网格为5m×5m。资料处理方法从常规的资料处理到高分辨率精细处理，针对黄陵复杂山区采取特殊的处理措施，使用噪音衰减技术、高频恢复技术、多道反褶积技术等。资料解释方法从常规方法到常规与新技术新方法结合的解释方法，构造解释从以时间剖面解释为主发展到时间剖面与相干体、方差体、振幅频率地震属性切片等多种地震属性相结合的方法，煤厚解释从以钻孔为主发展到波阻抗反演、属性技术与钻孔相结合的方法。处理解释软件:处理软件从单一的CGGplus6300地震资料处理系统发展到现在多种处理软件结合的方式，有landmark公司的promax处理系统(美国)、Grisys处理软件系统(中国)、omega处理软件系统、Greenmountain绿山折射静校正处理软件系统等。解释软件从单一的GeoFram软件到多种软件结合，有JaSon软件、VVa软件等。
3地震勘探在煤矿建设中的新认识
3.1小断层解释基于黄土塬煤矿采区的地震地质情况，通过系统试验发现边缘检测、倾角、方位角、曲率、倾角/方位分析等地震属性对断层异常反映比较敏感，不同程度上较直观的显示出目标层的断层分布，有利于小断层识别;相干体分析技术能更清晰的识别断层和其他地层特征，有助于断层和地层特征的精细解释。近年人们注意到断层对相位的稳定影响比较大，在断层附近相位谱变得不稳定，而无断层块段相位谱表现比较稳定或呈渐变特征，故应用相位调谐体频率切片比传统的相位属性能更加准确地识别和解释断层。
3.2煤厚解释地震相技术定性预测煤厚:地震相是地下沉积构造和特征的指示参数。地震相分类是一种属性分析和解释方法，其使用神经网络技术提取地震相。此方法生成的地震相图可将地震属性与地下地层构造相关联。可将地震相细分为小组或小类，各组或各类与一个或多个属性具有一定的相关程度。地震相分类图有助于描绘地震数据中的细微变化、增强地震同相轴的分析效果。波阻抗反演技术定量预测煤厚:由于黄陵二号矿工区内煤层厚度相对于地震分辨率来说太薄，从地震剖面上无法直接解释出煤层厚度，所以利用钻孔数据垂向分辨率高和地震数据横向分辨率好的特点，用钻孔数据结合地震数据进行了波阻抗反演，根据反演结果可知煤层的波阻抗明显低于围岩的波阻抗值，在波阻抗反演剖面上解释出煤层的顶底板，从而解释出煤层的厚度。
3.3瓦斯气预测对于煤层气/瓦斯富集区勘探来说，煤层气/瓦斯富集区通常和构造煤的发育有关。根据现有研究表明，构造煤和正常煤的最主要区别体现在它们的aVo属性参数上，各属性参数包括:截距、梯度、截距+梯度、截距－梯度、泊松比等等。正常煤层的泊松比较小，而构造煤层的泊松比较大。图4为黄陵二号矿二维D1线aVo梯度剖面图，从图中可以看出梯度异常连续性差，并且强度变化大;这表明虽然煤层是连续，但是，煤层气(瓦斯)是局部富集的，煤层的渗透率是变化;梯度异常强度大的位置是煤层气(瓦斯)富集高渗区。
参考文献:
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