石油三维地震物探是什么

三维地震勘探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。

要了解三维地震勘探技术，有必要先了解一下二维地震勘探的基本原理。二维地震勘探方法是在地面上布置一条条的测线，沿各条测线进行地震勘探施工，采集地下地层反射回地面的地震波信息，然后经过电子计算机处理得出一张张地震剖面图。经过地质解释的地震剖面图就像从地面向下切了一刀，在二维空间(长度和深度方向)上显示地下的地质构造情况。同时几十条相交的二维测线共同使用，即可编制出地下某地质时期沉积前地表的起伏情况。如果发现哪些地方可能储有油气，则可确定其为油气钻探井位。

三维地震勘探的理论与工作流程和二维地震勘探大体相似，但其工作内容及达到的效果却今非昔比了。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3个步骤组成，这是一项系统工程，甚至每个步骤就是一个系统，因为这3个步骤既相互独立，又相互影响，而且每一步骤均需要最先进的计算机硬件和软件的支撑。

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。

　地球物理层析成像仪器设备

石油又称原油，是从地下深处开采的棕黑色可燃粘稠液体。主要是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。它是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成的混合物，与煤一样属于化石燃料。

石油的起源

最早提出“石油”一词的是公元977年中国北宋编著的《太平广记》。正式命名为“石油”是根据中国北宋杰出的科学家沈括（1031~1095年）在所著《梦溪笔谈》中，根据这种油“生于水际砂石，与泉水相杂，惘惘而出”而命名的。在“石油”一词出现之前，国外称石油为“魔鬼的汗珠”、“发光的水”等，中国称“石脂水”、“猛火油”、“石漆”等。

我们平时的日常生活中到处都可以见到石油或其附属品的身影，不知你注意了吗？比如汽油、柴油、煤油、润滑油、沥青、塑料、纤维等还有很多！这些都是从石油中提炼出来的；而我们日常所用的天然气（液化气）是从专门的气田中产出的！通过输气管道和气站再输送到各家各户。

目前就石油的成因有两种说法：①无机论 即石油是在基性岩浆中形成的；②有机论 既各种有机物如动物、植物、特别是低等的动植物，像藻类、细菌、蚌壳、鱼类等死后埋藏在不断下沉缺氧的海湾、潟湖、三角洲、湖泊等地，经过许多物理化学作用，最后逐渐形成为石油。

形貌与成分

原油的颜色非常丰富，有红、金黄、墨绿、黑、褐红、甚至透明；原油的颜色是它本身所含胶质、沥青质的含量，含的越高颜色越深。原油的颜色越浅其油质越好！透明的原油可直接加在汽车油箱中代替汽油！原油的成分主要有：油质（这是其主要成分）、胶质（一种粘性的半固体物质）、沥青质（暗褐色或黑色脆性固体物质）、碳质（一种非碳氢化合物）。

石油由碳氢化合物为主混合而成的，具有特殊气味的、有色的可燃性油质液体！天然气是以气态的碳氢化合物为主的各种气体组成的，具有特殊气味的、无色的易燃性混合气体。

在整个的石油系统中分工也是比较细的：

物探： 专门负责利用各种物探设备并结合地质资料在可能含油气的区域内确定油气层的位置；

钻井： 利用钻井的机械设备在含油气的区域钻探出一口石油井并录取该地区的地质资料；

井下作业： 利用井下作业设备在地面向井内下入各种井下工具或生产管柱以录取该井的各项生产资料，或使该井正常产出原油或天然气并负责日后石油井的维护作业；

采油： 在石油井的正常生产过程中录取石油井的各项生产资料并对石油井的生产设备进行日常维护；

集输： 负责原油的对外输送工作；炼油 将输送到炼油厂的原油按要求炼制出不同的石油产品如汽油、柴油、煤油等！

石油的性质因产地而异，密度为0.8 ~ 1.0 克/厘米3，粘度范围很宽，凝固点差别很大（30 ~ -60°C），沸点范围为常温到500°C以上，可容于多种有机溶剂，不溶于水，但可与水形成乳状液。 组成石油的化学元素主要是碳 （83% ~ 87%）、氢（11% ~ 14%），其余为硫（0.06% ~ 0.8%）、氮（0.02% ~ 1.7%）、氧（0.08% ~ 1.82%）及微量金属元素（镍、钒、铁等）。由碳和氢化合形成的烃类构成石油的主要组成部分，约占95% ~ 99%，含硫、 氧、氮的化合物对石油产品有害， 在石油加工中应尽量除去。不同产地的石油中，各种烃类的结构和所占比例相差很大， 但主要属于烷烃、环烷烃、芳香烃三类。 通常以烷烃为主的石油称为石蜡基石油；以环烷烃、芳香烃为主的称环烃基石油；介于二者之间的称中间基石油。我国主要原油的特点是含蜡较多，凝固点高，硫含量低， 镍、氮含量中等，钒含量极少。除个别油田外，原油中汽油馏分较少，渣油占1/3。组成不同类的石油，加工方法有差别，产品的性能也不同，应当物尽其用。大庆原油的主要特点是含蜡量高，凝点高，硫含量低，属低硫石蜡基原油。

从寻找石油到利用石油，大致要经过四个主要环节，即寻找、开采、输送和加工，这四个环节一般又分别称为“石油勘探”、“油田开发”、“油气集输”和“石油炼制”。下面就这四个环节来追溯一下石油工业的发展历史。

“石油勘探”有许多方法，但地下是否有油，最终要靠钻井来证实。一个国家在钻井技术上的进步程度，往往反映了这个国家石油工业的发展状况，因此，有的国家竞相宣布本国钻了世界上第一口油井，以表示他们在石油工业发展上迈出了最早的一步。

“油田开发”指的是用钻井的办法证实了油气的分布范围，并且有井可以投入生产而形成一定生产规模。从这个意义上说，1821年四川富顺县自流井气田的开发是世界上最早的天然气田。

“油气集输”技术也随着油气的开发应运而生，公元1875年左右，自流井气田采用当地盛产的竹子为原料，去节打通，外用麻布缠绕涂以桐油，连接成我们现在称呼的“输气管道”，总长二、三百里，在当时的自流井地区，绵延交织的管线翻越丘陵，穿过沟涧，形成输气网络，使天然气的应用从井的附近延伸到远距离的盐灶，推动了气田的开发，使当时的天然气达到年产7000多万立方米。

至于“石油炼制”，起始的年代还要更早一些，北魏时所著的《水经注》，成书年代大约是公元512~518年，书中介绍了从石油中提炼润滑油的情况。英国科学家约瑟在有关论文中指出：“在公元十世纪，中国就已经有石油而且大量使用。由此可见，在这以前中国人就对石油进行蒸馏加工了”。说明早在公元六世纪我国就萌发了石油炼制工艺。

石油是一种液态的，以碳氢化合物为主要成分的矿产品。原油是从地下采出的石油，或称天然石油。人造石油是从煤或油页岩中提炼出的液态碳氢化合物。组成原油的主要元素是碳、氢、硫、氮、氧。

具有不同结构的碳氢化合物的混和物为主要成份的一种褐色、暗绿色或黑色液体。

地球物理层析成像仪器设备见表13-2。

各种数字地震仪均可用于地震层析成像，如E2401、DZQ24、FY-20、DAS-1、ES1210等，其动态要在100dB以上，频带最好达到1000Hz，记录的格式为SEG-1和SEG-2。

地震层析成像使用的震源可用以下几种：①炸药。在坑道中常用几十克的炸药作震源，置于坑道壁的小孔洞内引爆。对于有瓦斯的巷道有专用的防爆装置才不会产生危险。②电火花震源。在钻孔中使用效率较高，对不超过100m的探测间距，要求几万焦耳的能量。国产的电火花震源可在中国科学院电工研究所购买。③专用的井中震源。具有定向功能，价格比较昂贵，如美国和日本OYO公司出产的水枪式井中定向震源，价格都在百万美元以上。④敲击产生震动。只能用于坑道和堤坝探测，重复性较差。震源下井时还需绞车和电缆配套。

表13-2　地球物理层析成像仪器设备一览表

下井观测的方式与垂直地震剖面（VSP）十分相似，探头最好采用水听器，并在井孔中充满泥浆或清水。在渗漏地层施工时，为保证井孔充水可利用钻机水泵，这时钻机不要过早撤离。为提高效率可把多个水听器按1～5m的间距用电缆连成串珠状。试验表明，检波器与井壁的耦合对观测记录的影响极大，带有推靠装置的多分量井中探头（如法国CGG公司产品）可以记录到良好的波场信息，但价格昂贵。如果只用直达波走时信息作图像重建，则可用不带推靠的水听器串。在坑道中施工时，可用各种电磁式或涡旋式检波器，但要注意其方向性。

总之，地震层析成像试验应选择高频、大功率、延时小且一致性好的脉冲震源，选择频响范围宽、采样精度高、动态范围大得多通道接收仪器，宜选择频响范围宽、灵敏度高、非线性失真小的传感器。

参考文献

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