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1、1.1 地震勘探是勘探石油的有效方法勘探石油的方法和技术，按其勘探手段划分，可分为地质法、物探法和钻探法三种基本 类型。地球物理勘探法（物探法）运用物理学的原理和方法，即利用地壳中岩石的物理性质（如 岩石的弹性、密度、磁性和电性）上的差异来研究地球，了解地下岩层的起伏情况和组成情 况，从而达到寻找储油构造以勘探石油的一种勘探方法。依据研究对象的不同，物探法主要分为以下几种：地震勘探（利用岩石的弹性差异）重力勘探（利用岩石的密度差异） 磁法勘探（利用岩石的磁性差异） 电法勘探（利用岩石的电性差异）在石油勘探中，最经济的方法是物探法。首先用物探法对工区的含油气远景作出评价， 为钻探提供探井井位。然
2、后钻探法通过实际钻进，以对物探法进行验证。如果构造含油，又 可根据物探资料和探边井计算出含油面积和地质储量。在我国，陆上是广大的地表松散沉积（如松辽平原、华北平原等）和沙漠覆盖区（如塔 什拉玛干大沙漠），海上是被辽阔的海水所覆盖的“一片汪洋”，已看不到岩层的地面露头的 出露。而钻井法成本高、效率低。如何解决这些地区的地质构造和地质储量问题呢？在这时 就充分显示了物探法应用的威力。在各种物探方法中，地震勘探具有精度高的突出优点，而其它物探方法都不可能象地震 勘探那样详细而准确地了解地下由浅至深一整套地层的构造特点。因此，地震勘探已成为石 油勘探中一种最有效的方法。1.2 地震勘探基本原理地震勘探
3、是利用人工激发地震波的方法引起地壳的振动，并用仪器把来自地下各个地层 分界面的反射波引起地面上各点的振动情况记录下来。利用记录下来的数据，对其进行过处 理分析，从而推断地下地质构造和地层岩性的特点。地震勘探查明地下地质构造特点的原理并不难理解。利用声波反射现象可测定障碍物离 开声源的距离，是我们都知道的物理原则。其计算公式为：其中：S 障碍物离开声源的距离v 波传播速度t 波旅行时间如声波速度为v=340m/s，波由发声到回声的旅行时间为t=10s，则障碍物到声源的距 离为：地震勘探的基本原理与此极为类似，如图1、图 2 所示。从图可见，两者只是地下反射 界面产状不同，其它基本原理相同，皆为在
4、一条测线上某点0放炮（利用人工在地面激发的 机械振动产生地震波），于是就产生地震波向下传播，当地震波遇到岩石性质不同的分界面 时就会产生反射。在放炮的同时，我们可以在地面上用地震仪将来自同一界面上的反射波信 息记录下来。根据地震波从爆炸时刻起到反射波抵达地面的时刻止的传播时间t,经换算为 反射点处的垂直反射时间t0，再用VSP测井（或其它方法）获得的地震波在岩层中的传播速 度v,根据（1）式，就可算出各点的地层埋藏深度H。sS1象地O SA 扎训可沿地面上任一条测线逐段进行预测，并对观测数据用计算机进行处理就能得到形地下岩层分界面起伏变化的资料映了地似下反射界面的构造形态。在工区内布置一系列测
5、线形成一个测网，并采用相同的方怯进行观造，为钻探确定和提供井位。得到地下地层起伏的完整形态；再综面的资料，进行去伪去粗取精、由表及油构水物探方法与地质钻井等各方概图括地1 说倾，斜所界谓面地的震反勘射探，就是通过人工激发震图源或背其斜它面产生地震波，并研究地震波在地下地层中的传播规律，借以查明地下储油地质构造，为寻找油气田或 其它目的服务的一种地球物理勘探方法。1.3 地震勘探的内容地震勘探的全部生产工作，基本可分为以下三个组成部分。1.3.1 野外资料采集其任务是在地质或其它物探方法工作初步确定的含油气有利地区进行进一步的勘探。它 分为施工设计和野外施工两个阶段，其主要的内容是激发地震波、接
6、收地震波。围绕着这两 大内容可细分为：地震测线、激发点、接收点的测定，激发和接收等一系列工作。1.3.2 资料数据处理其任务是把野外采集的地震记录信息，根据地震波的传播理论，利用计算机进行数据的 加工处理工作，提取出各种有效信息。1.3.3 资料地质解释根据资料处理提供的各种处理成果和信息进行地震勘探的构造解释(即地质解释)，是地震勘探的目的和最后成果，并对工区的含油气远景作出评价，最后提供钻探井位。1.4 观测系统地震勘探中的“观测系统”是指地震波的激发点与接收点的相互位置关系。为了查明地 下构造形态，必须连续地追踪各界面的地震波。因此，就要在地面上沿测线方向在许多个激 发点上分别激发地震波
7、，并进行连续的多次观测，从而可连续地追踪地下各界面的地震波。每次观测时，激发点和接收点的相对位置应保持一定的关系，以保证能够连续追踪地震界面。对于不同的勘探方法，有不同的观测系统。如反射波法，采用反射波观测系统。1.4.1 地震测线地震测线就是沿着地面进行地震勘探野外数据采集工作的路线。对测线观测得到的处理 结果就是地震剖面(时间剖面或深度剖面)，它是地震资料地质解释的基本依据。有两种形式的地震测线：纵测线：激发点和观测点同在一条直线上的测线。非纵测线：激发点和观测点不在一条直线上的测线。1.4.2 多次覆盖的观测系统多次覆盖是相对于一次覆盖而言的，是指对被追踪的界 面观测的次数而说的。利用共
8、反射点原理，在野外用多次覆 盖方法施工的多次覆盖观测系统，就是保证对同一反射点进 行多次观测，并对同一反射点的多道记录进行共反射点叠加， 从而突出有效波，而对一些干扰波(主要是多次波)进行有效的压制。目前，共反射点多次覆盖的观测系统激发点与排列的关图 3 多次覆盖观测系统系有以下几种形式：炮点在排列的中点叫中点激发，如图3(a)所示。炮点在排列一边端点的，叫单边激发。其中图3(b)为激发点在排列端点处，图3(c)为激发点在排列一边但与第一观测点有一定距 离(称偏移距)；激发点在排列两端，即在每一排列上观测两次。双边激发，也有两种情况， 一种如图3(d)，没有偏移距，而另一种如图3(e)有偏移距
9、。下边以单边激发六次覆盖为例，来说明多次覆盖观测系统图。一般覆盖次数用n表示,仪器记录道数N=24，即每激发一次仪器可记录24道检波点图记录。图 4所示即为排列道数24道，单边激发，每激发一次，激发点随排列一起向前移动两个道间距，这样便组成一个六次覆盖的观测系统。在图4中，将所有激发点位置01、02、03-按比例尺标在同一条水平直线上，然后从各炮点向排列方向作许多条与激发点线呈45角的直线，将同一排列上的24道检波点位置分别投影在这些45的斜线上，即每一条 斜线表示一个排列可获得一张共炮点原始记录。由图可以看出：0 炮第21道， 0 炮第17道， 0 炮第13道，0 炮第 9 道， 0 炮第
10、5 道， 0 炮第 1 道，456都是接收来自地下同一点A的反射，因此分别从这六张记录中抽出的21、17、13、9、5、1道就是共反射点A的共反射点道的集合，称为共反射点道抽道集。其它的反射点也可以找到相应的共反射点道集。而0-0 次激发记录，可由图中看出只能获得六次覆盖的四个相邻16共反射点 A、 B、 C、 D 的四个道集，它们为：若连续激发0 0 0 0 0 等炮7 8 9 10 11 点，则可以获得一张连续的六次覆 盖剖面。它们的共反射点的相应叠 加道抽道集如表所示。由表还可以 知道这种观测系统只有4 种抽道集 即上述B、C、D四种，组成24道六 次覆盖一张记录共重复六次。从06 以后
11、，每增加一炮就重复一次。另 外从图5-3 还可以看出，炮点的水 平连线与共反射点道集的连线是互 相垂直的，其交点就是共反射点在 地面的投影。这就是单边激发24道 仪器六次覆盖的观测系统。0.Oi 1Oi 1912424V 止川川川1 4 jft A. A A J A J*t A A A A A A A A J9124斗吨彳占pa24O11I 011炮点检波点反射点A iiIB图 4 六次覆盖观测系统图1、5、9、13、17、21、A点2、6、10 、14、18 、22、B点3、7、11、15、19、23、C点4、8、12、16 、20、24、D点炮点(SHOTPOINT)：用来产生弹性波能量的
12、震源点中心，也称作震源。缩写为：SP检波点(RECEIVER POSITION)：地震波接收点中心道 数(TRACE NUMBER)：地震记录道数目深度点(DEPTH POINT)：来自炮点并旅行到检波点的地震射线在地层上的入射点，缩写为DP 共深度点(COMMON DEPTH POINT)：如果地层界面为水平界面，在测线上不同位置O进行激 发，在一系列对应检波点S上接收到来自地下反射界面上同一点R的反射波。R就 叫共反射点，或叫共深度点。缩写为CDP (共深度点)或CMP (共中心点)覆盖次数(STACKING FOLD)：组成一个CDP的道数叠加(STACK)：对属于同一个道集的地震记录道
13、进行相加剖面(SECTION):沿着地震测线的垂直切面，以时间或深度为单位的地下地层的影象，由相 邻的道组成1.5 与地震勘探有关的各种地震波在地震勘探中用震源激发时，一声炮响之后会产生各种各样的地震波。按在传播过程 中质点振动的方向来区分，可分为纵波和横波；按是在介质中传播还是在自由表面或岩层分 界面上传播可分为体波和面波；按照波在传播过程中的传播路径的特点，又可把地震波分为1.5.1 纵波直达波i波介质 2见图5。简单全程多次反射波理论和实践证明，介质中各点的振动方向和波的传播方向可以是不相同的。介质中各 点的振动方向和波的传播方向相同的波就是纵波，介质中各点的振动方向和波的传播方向相 垂
14、直的波是横波。更形象地说，在传播着纵波的弹性介质中，在同一时刻各点的密度是不相 同的，有的部分受到压缩（密度增大），有的部分发生膨胀（密度减小）；随后，压缩的部分 回变为膨胀，而膨胀的部分却变为压缩。介质中各个部分这样一胀一缩地交替变化着，也就 是介质中各点振动方向与波的传播方向相同。因此，纵波又叫做疏密波或压缩波。另外，由 于纵波似乎是受推动（Push）产生的，常简称为P波。在地震勘探中，目前主要利用的是纵 波。在传播横波的弹性介质中，同一时刻各点的密度不变，但各点介质似乎是垂直于波的传 播方向剪切似地在摇动（Shake），故常称为S波，因此也叫切变波或剪切波。目前在地震勘探中主要用到的是纵
15、波。1.5.2 体波和面波地震纵波和横波可在地层中介质的整个立体空间中传播，所以把它们合称为体波。通 常我们看到的水波，那不是在水的内部，而是在水和空气的分界面上传播的一种波，这种在 介质的分界面上传播的波叫做面波。在地震勘探中，爆炸不但会在地层中引起体波，而且会在地表面（岩石和空气接触的 分界面，也称为自由表面）以及在地下许多不同岩层的分界面上产生复杂的面波。特别是沿 地面传播的波，已知有好几种类型，通常统称为“地滚波”。这种波在地表最强，但随深度 的加大而迅速衰减。1.6 波阻抗和反射系数1.6.1 波阻抗当波到达两种介质的分界面时，通常会分成两部分，一部分能量回到第一种介质中， 就是所谓的反射波；另一部分能量透入第二种介质中，就是所谓的透射波。在这个分界面上 面为第一种介质，下面为第二种介质。P和P分别是上、下介质的密度，V和V分别是波1 2 1 2 在上、下介质中的传播速度。则把密度和速度的乘积叫做波阻抗。就是说，上下两种介质的 波阻抗分别是Z =p V和Z =p V。1 1 1 2
