工程物探
地震勘探技術(shù)的發(fā)展及主要物探技術(shù)的比較
文章來源:地大熱能 發(fā)布作者: 發(fā)表時間:2021-10-28 16:51:20瀏覽次數(shù):2041
引言
物探技術(shù)是一門應(yīng)用性為主的學(xué)科,不言而喻,它的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。在地質(zhì)找礦、軍事工程、工程物探、工程質(zhì)量檢測等方面發(fā)揮著重大作用,對于保障國對民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展有著重大意義。在工程方面,物探技術(shù)更是和工程如影隨形,在工程選址、工程質(zhì)量檢測方面,都應(yīng)用十分廣泛。
在礦產(chǎn)資源勘查過程中,我們首先需要對各種物探方法和儀器有著充分地了解,再根據(jù)具體的工作目的選擇合適的物探方法和儀器,這樣才能更好更準(zhǔn)確地完成勘探任務(wù),因此各種物探方法的特點及適用范圍以及所采用的物探儀器,我們都要進(jìn)行認(rèn)真地比較研究。地震勘探作為一種主要的物探方法我們更要加以重視和研究。在實際工作中,經(jīng)驗的積累對于工作的展開也是有很重要的指導(dǎo)意義,所以,要在掌握理論方法和儀器設(shè)備使用的基礎(chǔ)上,注重實踐經(jīng)驗的積累。
地震勘探技術(shù)隨著現(xiàn)代相關(guān)技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展,取得的成就也進(jìn)一步豐富。事物是運動發(fā)展的,運動是絕對的。就像我們的宇宙,時時刻刻都處于之中。隨著中國的崛起強(qiáng)大,國家對于科學(xué)技術(shù)的需求越來越高,其中也包括地震勘探技術(shù)。
回顧地震勘探技術(shù)的發(fā)展歷程,地震勘探技術(shù)始終處于不斷創(chuàng)新、飛速提高的過程之中。至今它已經(jīng)形成了一個復(fù)雜、龐大而完整的科學(xué)體系。數(shù)學(xué)、物理、計算機(jī)以及地質(zhì)學(xué)的各個分支都滲透到這個領(lǐng)域之中,因此,地震勘探變成了一門綜合性的科學(xué),它的發(fā)展可以按如下時間進(jìn)行劃分:
30年代,地震勘探技術(shù)第一次飛躍,由折射地震法改進(jìn)為 反射法; 50年代,地震勘探技術(shù)第二次飛躍,出現(xiàn)多次覆蓋技術(shù);60年代,地震勘探技術(shù)第三次飛躍,出現(xiàn)了數(shù)字地震儀及 數(shù)字處理技術(shù);
70年代初期,地震勘探技術(shù)第四次飛躍,出現(xiàn)了偏移歸位 成像技術(shù);
70年代后期,地震勘探技術(shù)第五次飛躍,出現(xiàn)了三維地震 勘探技術(shù);
90年代,地震勘探技術(shù)第六次飛躍,出現(xiàn)了高分辨率與三 維地震結(jié)合。
2地震勘探儀器的發(fā)展
第一代是電子管地震儀,一般稱模擬光點記錄地震勘探儀。這代地震儀大多數(shù)由電子管制成。由于光點感光方式的限制,其動態(tài)范圍小,僅有20dB,頻帶寬約10Hz,采用自動增益控制,記錄結(jié)果不能作數(shù)字處理。
第二代是晶體管地震儀,一般稱模擬磁帶記錄地震勘探儀。大多數(shù)采用晶體管電路,利用磁帶記錄,可多次回放,并可作多次疊加和數(shù)據(jù)處理。動態(tài)范圍達(dá)50dB,頻帶寬為15~ 120Hz,采用公共增益控制或程序增益控制。
第三代是集成電路地震儀,一般稱數(shù)字磁帶記錄地震勘探儀器。這代地震儀采用二進(jìn)制增益控制方式和瞬時浮點增益控制。它把檢波器輸出的信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字化信息,記錄在磁帶上。其動態(tài)范圍為120~170dB,頻帶寬為3~250Hz以上,記錄的振幅精度高達(dá)0.1~0.01%。
第四代是大規(guī)模集成電路地震儀,一般稱早期遙測地震儀。遙測地震儀由許多分離的野外地震數(shù)據(jù)采集站和中央控制記錄系統(tǒng)組成。
第五代是超大規(guī)模集成電路地震儀,通常稱為新一代遙測地震儀,為多種數(shù)據(jù)傳輸模式的地震儀。 第六代是全數(shù)字遙測地震儀,采用是全數(shù)字化地震數(shù)據(jù)傳輸與記錄系統(tǒng)。從21世紀(jì)初(2002年)開始,主要標(biāo)志是采用微機(jī)械電子技術(shù)成功制造數(shù)字地震傳感器,從而從技術(shù)上解決了傳統(tǒng)模擬地震檢測器制約地震勘探發(fā)展的瓶頸問題。
包含地震勘探技術(shù)的物探技術(shù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展始終處在互動的良性循環(huán)之中,工業(yè)化的生產(chǎn)需求推動著物探技術(shù)不斷創(chuàng)新,物探技術(shù)的進(jìn)步極大地促進(jìn)了工業(yè)的發(fā)展。目前,地質(zhì)勘查的難度越來越大,重大實際問題正在促進(jìn)地球物理極限的延伸,向物探技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。
地震勘探技術(shù)的現(xiàn)狀
地震勘探儀器設(shè)備現(xiàn)狀
諸多的勘探新技術(shù)對勘探儀器和設(shè)備提出了越來越高的要求。寬方位角采集在成像分辨率、相干噪聲衰減以及辨識定向斷裂等方面的優(yōu)點已經(jīng)越來越引起大家的重視。數(shù)字檢波器振幅校正、溫度變化、時效性、可靠性和穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于常規(guī)的機(jī)械式檢波器,而且它為全數(shù)字輸出,有較好的電磁兼容性能,動態(tài)范圍大、信號畸變小,具有優(yōu)異的矢量保真度。 對于目前的地震勘探的應(yīng)用已經(jīng)非常成熟,軟硬件的開發(fā)水平隨著科技水平的提高也越來越高。其中地震勘探的儀器和設(shè)備也逐漸趨向于智能化、高速化、輕便化和特色化。
地震勘探技術(shù)現(xiàn)狀
近幾年來,隨著物探裝備的發(fā)展,地球物理勘探技術(shù)特別是地震勘探自從在石油工業(yè)中應(yīng)用以來,始終處于不斷的發(fā)展和改進(jìn)中。以高分辨率地震、高精度3D地震、疊前偏移成像、山地地震、高精度重磁等為代表的勘探地球物理技術(shù),以約束反演、屬性分析、4D地震、井中地震、多波多分量地震等為代表的油藏地球物理技術(shù)正躍上新的臺階。特別是隨著近些年來,電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)等相關(guān)學(xué)科的飛速發(fā)展,地震勘探已經(jīng)從最初的一維勘探到現(xiàn)在的三維甚至是四維勘探。從單分量到現(xiàn)在的多分量,從簡單的構(gòu)造勘探到尋找隱蔽巖性油氣藏。
地震相干解釋技術(shù)、地震相分析技術(shù)、波阻抗反演技術(shù)、三維可視化技術(shù)等為代表的一系列新技術(shù)的出現(xiàn),以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在數(shù)字處理中的應(yīng)用,在實際工作中得到了全面推廣應(yīng)用和發(fā)展。用于地震數(shù)據(jù)處理和解釋的軟件,在后期的數(shù)據(jù)處理解釋的過程中是必不可少的。常見的數(shù)據(jù)處理軟件有 Geocluster、Seimic等,常用的解釋軟件比如:Landmark、Jason 等一些著名的解釋系統(tǒng),并且在實際應(yīng)用中,很多功能都在不斷的擴(kuò)展,以適應(yīng)地震數(shù)據(jù)處理。
總之,隨著相關(guān)學(xué)科的發(fā)展,科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步提升,地球物理所應(yīng)用的軟硬件也在進(jìn)一步提高。 4地震勘探技術(shù)的未來發(fā)展趨勢 地下探測趨勢
科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,使得地震資料的處理和解釋的水平有了更進(jìn)一步的發(fā)展。新技術(shù)和新方法層出不窮,并將投入到實際的生產(chǎn)和應(yīng)用中。隨著油田勘探開發(fā)的深入,地球物理正從一種勘探工具向油藏描述和檢測工具過渡。大量的地震數(shù)據(jù)和地下的VSP測井和鉆井緊密結(jié)合,使我們能夠從地面數(shù)據(jù)中挖掘越來越多的地下信息。地球物理將伴隨著人們對地下資源的不斷需求而不斷發(fā)展。
高分辨、高可靠性、實時成像趨勢 在工程物探巨大市場需求的帶動和計算機(jī)技術(shù)的推動下,未來幾年工程物探技術(shù)與新儀器的開發(fā)將呈現(xiàn)良好的勢頭,開發(fā)水平將大大提高,新儀器將以高分辨、高可靠性、實時成像儀器為主流。
態(tài)向動態(tài)過渡趨勢 精確的油藏表征是油藏管理及生產(chǎn)最大效率的關(guān)鍵步驟。油藏的靜態(tài)表征數(shù)據(jù)是地震數(shù)據(jù)孔隙度等,用作標(biāo)定的數(shù)據(jù)主要是VSP測井、鉆井等獲取的地質(zhì)數(shù)據(jù),油藏的開發(fā)是一個動態(tài)過程,因此靜態(tài)表征須向動態(tài)表征過渡。在整個油田的開采過程中,靜態(tài)油藏特性如孔隙度、滲透率等和動態(tài)數(shù)據(jù)都將會得到更新。油藏模型已從最初的簡單模型不斷優(yōu)化,指導(dǎo)整個油田的合理開采。
新技術(shù)勘探趨勢
近幾年來,隨著物探裝備的發(fā)展,以高分辨率地震、高精度3D地震、疊前偏移成像、山地地震等為代表的地球物理勘探技術(shù),以約束反演、屬性分析。4D地震、井中地震、多波多分量地震等新技術(shù)正躍升為新的臺階。
主要物探技術(shù)比較 在選擇合適的地震勘探方法和設(shè)備之前,應(yīng)對所有物探技術(shù)方法有全方面的了解,為此,將主要物探技術(shù)進(jìn)行如下比較:
磁法勘探 以巖、礦石間的磁性差異為基礎(chǔ),通過觀測與研究天然及人工磁場的變化規(guī)律來解決地質(zhì)問題的方法。 用途:尋找磁鐵礦(直接找礦);尋找含磁性礦物的各種礦產(chǎn);地質(zhì)填圖;地質(zhì)構(gòu)造等。 特點:理論成熟,輕便、快速、成本低,但應(yīng)用范圍不夠廣。
電法勘探 以巖、礦石間的電性差異為基礎(chǔ),通過觀測與研究天然及人工磁場的時空變化規(guī)律來解決地質(zhì)問題的方法。 用途:地質(zhì)構(gòu)造;尋找油氣田、煤田;尋找金屬與非金屬礦產(chǎn);水、工、環(huán)地質(zhì)問題等。 特點:三多:參數(shù)多,場源多,方法多;二廣:應(yīng)用空間廣,應(yīng)用領(lǐng)域廣,但受地形及外部電磁場干擾大。
地震勘探 以巖、礦石間的彈性差異為基礎(chǔ),通過觀測與研究地震波的時空變化規(guī)律來解決地質(zhì)問題的方法。 用途:地層分層;地質(zhì)構(gòu)造;尋找油氣田、煤田;工程地質(zhì)問題等。
特點:探測深度大,精度高,但要放炮,工作難度大,破壞環(huán)境。
放射性勘探 以某些元素具有天然和人工激發(fā)的核輻射特性為基礎(chǔ),通過觀測與研究核輻射場的時空變化規(guī)律來解決地質(zhì)問題的方法。 用途:放射性鈾、釷礦;與放射性元素伴生的稀有、稀土、 鉀鹽礦;尋找油氣田、煤田;尋水;構(gòu)造等。 特點:不受環(huán)境干擾,高效、方便、低成本、可確定礦石品位等優(yōu)點,但探測深度淺。
物探新方法 高密度電法;瞬變電磁法(TEM);連續(xù)電導(dǎo)率剖面法EH- 4(高頻大地電磁法);探地雷達(dá)法
;高分辨率地震勘探等。
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