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地震勘探——探寻地下的“秘密”
2023-05-19 17:12:14


 


 

我们熟知的地震通常为天然地震,是地球内部发生运动而引起的地壳震动。

地震勘探中“地震”则是利用人工方法引起的地壳振动,而振动引起的地震波通过地面或海面上检波器接收,并由精密仪器记录并处理。

对原始记录信息进行一系列加工处理后,形成平面或者立体的成果资料,来揭示地下地层和结构特点,这就是地震勘探的作用。


   

 

  

地震勘探的起源

地震勘探始于19世纪中叶。1845年,R.马利特曾用人工激发的地震波来测量弹性波在地壳中的传播速度,这是地震勘探方法的萌芽。

反射法的地震勘探始于1913年前后,当时的技术尚未达到能够实际应用的水平。1921年,J.C.卡彻将反射法地震勘探投入实际应用,在美国俄克拉荷马州首次记录到人工地震产生的清晰反射波。

 

1930年,通过反射法地震勘探工作,在美国俄克拉荷马州发现了三个油田,此后便正式进入了工业应用的阶段。
 



基本原理


 

 

地震勘探有哪些设备?

由于地震探勘目标不同,地震设备的适用范围也不尽相同,有的适用于浅层目标,有的则适用于深层目标,在陆地和海域使用的设备差别也很大。
 



海洋地震勘探原理

 

地震设备主要包括定位设备、震源、检波器和记录仪四个大类。

/在陆地上/ 特别是对于震源或钻井,通常需要大型的运输工具。

/在海洋上/ 地震设备的载体主要是轮船。

/对于其他地理环境/ 需要特殊的运输工具,例如沼泽或湿地,就要采用水陆两用车或气垫船等。
 



三维地震调查船​

 

 

勘探过程

地震勘探过程由地震数据采集、数据处理和地震资料解释3个阶段组成。

地震数据采集

由于采集环境可以是海洋或陆地,需要研究的地质问题不同,各个工区的施工条件不一样,因此根据不同的地质任务和达到的目的,可采用不同维度的勘探方法。

数据采集是最关键的一步,因为原始数据有严重缺陷,没有任何办法可以修补,因此高质量的野外工作是地震勘探成功的基础。

地震数据处理

数据处理的任务是加工处理野外观测所得地震原始资料,将地震数据变成地质语言──地震剖面图或构造图。

经过分析解释,确定地下岩层的产状和构造关系。还可与测井资料、钻井资料综合进行解释(见钻孔地球物理勘探),进行储集层描述。

地震资料解释

包括地震构造解释、地震地层解释及地震烃类解释或地震地质解释。

地质学家通过对地震数据的分析解释,确定地下岩层结构,寻找地层信息,并进行描述和分析,最后预测含油气或金属矿藏的地区。

在解释过程中,往往会编制揭示地下特征的各类图件,有时也会借助模拟来帮助理解地下岩层变化特征。
 


 

地震勘探的勘探方法

地震勘探的勘探方法主要包括反射法、折射法和地震测井。

反射法和折射法这两种方法都适用于陆地和海洋。在研究寻找特殊的高速地层时,折射法比反射法有效。但折射法必须满足下层波速大于上层波速的特定要求,因此折射法的应用范围受到了限制。反射法只要求岩层波阻抗有所变化,所需条件易满足,因而地震勘探中广泛采用的是反射法。

注:

 

地震勘探在寻找地下资源和民用工程建设中发挥着重要作用,尤其是建造高楼、堤坝、道路及海港等大型建筑物时利用地震勘探可以测量基岩深度,探测建筑物下面是否有溶洞或松软地质体,探测核电站周围是否存在断层,避免潜在的危险。
 

 

未来展望

随着新型计算机的诞生和处理技术的智能化,智能化地震技术得到迅猛发展和完善,例如随钻井孔监测技术、深度域地震信息展示技术、全矢量波场成像技术、智能化油田开发监测技术等,大幅度提高了地震勘探的效率和精度。这些技术将在未来地质勘探中发挥巨大作用。

 

我们熟知的地震通常为天然地震,是地球内部发生运动而引起的地壳震动。

地震勘探中“地震”则是利用人工方法引起的地壳振动,而振动引起的地震波通过地面或海面上检波器接收,并由精密仪器记录并处理。

对原始记录信息进行一系列加工处理后,形成平面或者立体的成果资料,来揭示地下地层和结构特点,这就是地震勘探的作用。





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