探尋地下的“眼睛”:地震勘探

導語

在上一篇文章中我們提到,要把頁岩氣從泥頁岩中開發出來,首先需要經過重重勘探,才有可能發現含氣的泥頁岩地層。

作為鑽探前勘測石油與天然氣資源的重要手段,地震勘探在某些類型的金屬礦的勘查、煤田和工程地質勘察、區域地質研究和地殼研究等方面,也得到廣泛應用。

2017年5月18日,我國首次海域可燃冰試採成功,並取得持續產氣最長,產氣總量最長的世界紀錄,而可燃冰的發現也主要是通過地震勘探來進行的。

探尋地下的“眼睛”:地震勘探

地震勘探是什麼?

What

我們熟知的地震通常為天然地震,是地球內部發生運動而引起的地殼的震動。

地震勘探中“地震”則是利用人工方法引起的地殼振動(如炸藥爆炸、可控震源振動),而振動引起的地震波通過地面或海面上檢波器接收,並由精密儀器記錄並處理。

對原始記錄信息進行一系列加工處理後,形成平面或者立體的成果資料,來揭示地下地層和結構特點。

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海洋地震勘探原理圖

地震勘探有哪些設備?

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Which

由於地震探勘目標不同,地震設備的適用範圍也不盡相同,有的適用於淺層目標,有的則適用於深層目標,在陸地和海域使用的設備差別也很大。

地震設備主要包括定位設備、震源、檢波器和記錄儀四個大類。

陸地上,特別對於震源或鑽井,通常需要大型的運輸工具;而在海洋上,地震設備的載體主要是輪船;另外,對於其他地理環境,就需要特殊的運輸工具,例如沼澤或溼地,就要採用水陸兩用車或氣墊船等。

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三維地震調查船

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地震勘探的三個階段

Three Phases

1.數據採集

由於採集環境可以是海洋或陸地,需要研究的地質問題不同,各個工區的施工條件不一樣,因此地震數據採集的野外方法也各有不同。

數據採集是最關鍵的一步,因為原始數據有嚴重缺陷,沒有任何辦法可以修補,因此高質量的野外工作是地震勘探成功的基礎。

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地震數據採集

2.數據處理

地震數據處理的目的是要削弱干擾信息,提高地震分辨率,並且通過偏移處理使得數據空間歸位。

數據處理就是通過大量運算,將野外觀測所得地震原始資料加工處理,將地震數據變成地質語言

3.資料解釋

地質學家通過對地震數據的分析解釋,確定地下岩層結構,尋找地層信息,並進行描述和分析,最後預測含油氣或金屬礦藏的地區。

在解釋過程中,往往會編制揭示地下特徵的各類圖件,有時也會藉助模擬來幫助理解地下岩層變化特徵。

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地震資料採集和處理

地震勘探的未來發展

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Future

20世紀,地震勘探經歷了從二維-三維-高精度三維的技術發展。

進入21世紀後,地震勘探技術和設備發展迅速,地震勘探開始向四維化、可視化和智能化發展。

四維地震也稱“時移地震”或“時延地震”,其中第四維為時間。通過數據採集和處理獲得一個隨時間變化的三維地震體,從而能追蹤地下的動態地質信息。

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三維可視化解釋系統能夠讓三維地震體形成全息影像或者是VR(虛擬現實),可以讓我們身臨其境的探索地下世界。

此外,隨著新型計算機的誕生和處理技術的智能化,智能化地震技術得到迅猛發展和完善,例如隨鑽井孔監測技術、深度域地震信息展示技術、全矢量波場成像技術、智能化油田開發監測技術等,大幅度提高了地震勘探的效率和精度。這些技術將在未來地質勘探中發揮巨大作用。

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