■ 本刊特約記者 王大銳

大有可為的深層地球物理勘探技術(shù)
——訪我國(guó)著名地球物理勘探學(xué)家鄭曉東教授

■ 本刊特約記者 王大銳

隨著油氣勘探的深入，深層已經(jīng)成為全球油氣勘探開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)和現(xiàn)實(shí)的領(lǐng)域，近十年來(lái)深層油氣勘探取得的各項(xiàng)重大突破，絕大多數(shù)與鉆井、地球物理勘探工程技術(shù)的進(jìn)步密切相關(guān)。為了使廣大讀者進(jìn)一步了解深層地球物理勘探技術(shù)與進(jìn)展，我采訪了我國(guó)著名地球物理勘探學(xué)家、中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院的鄭曉東教授。

問(wèn)：鄭教授，請(qǐng)給我們的讀者介紹一些目前地球物理勘探技術(shù)的主要理念與內(nèi)容。

答：好的，地球物理勘探技術(shù)是根據(jù)觀測(cè)的地球物理數(shù)據(jù),分析被探測(cè)對(duì)象同圍巖存在的密度、磁性、電性和速度等物性差異,推斷地下可能存在的地質(zhì)構(gòu)造、沉積體系、油氣圈閉的空間展布。油氣勘探大致可分為盆地勘探、區(qū)帶勘探和油氣田評(píng)價(jià)三個(gè)階段。盆地勘探屬于區(qū)域普查階段，多采用重力、磁法、電法勘探技術(shù)，配合少量地震勘探手段劃分盆地內(nèi)區(qū)域構(gòu)造單元、確定沉積凹陷，圈定二級(jí)構(gòu)造帶。在區(qū)帶勘探階段，多采用地震技術(shù)確定有利含油氣構(gòu)造和圈閉，為探井部署提供依據(jù)。在油氣田評(píng)價(jià)階段，主要應(yīng)用三維地震、測(cè)井、地質(zhì)和鉆探資料，對(duì)油藏進(jìn)行精細(xì)描述，估算油氣儲(chǔ)量，優(yōu)化勘探和開(kāi)發(fā)井部署方案。重磁電、地震和測(cè)井技術(shù)在油氣發(fā)現(xiàn)中作用不同。

重磁電勘探技術(shù)是認(rèn)識(shí)深層盆地格局、劃分裂陷、鎖定勘探區(qū)帶的主要技術(shù)，它具有施工效率高、成本低、周期短，是進(jìn)行宏觀、區(qū)域、深層研究必不可少的技術(shù)。重力勘探、磁力勘探和電磁勘探分別是通過(guò)探測(cè)目標(biāo)與周圍介質(zhì)的密度差異、磁性差異和電阻率差異，識(shí)別地下地質(zhì)體的構(gòu)造形態(tài)和展布特征。地面觀測(cè)的重磁異常是地下深部各種異常體的綜合反映，通過(guò)面積重磁勘探可以有效地揭示深層地質(zhì)體物性（密度或磁性）的橫向變化，為深層構(gòu)造研究提供區(qū)域隆坳結(jié)構(gòu)和斷裂分布信息。

問(wèn)：深層地球物理勘探所面臨的問(wèn)題有哪些？

答：在深層油氣勘探中，“深層”隱含地層相對(duì)古老、埋深大、高溫高壓環(huán)境，因此，深層油氣勘探面臨比常規(guī)油氣勘探更為復(fù)雜的問(wèn)題。首先，我國(guó)深層勘探對(duì)象多為疊合盆地下部殘留的古老層系，經(jīng)歷多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)改造，地下構(gòu)造復(fù)雜，巖溶作用強(qiáng)烈，原生孔隙多被封閉，次生孔隙和裂縫成為主要的儲(chǔ)集體，儲(chǔ)層物性差，以天然氣為主。地震勘探面臨復(fù)雜構(gòu)造成像、復(fù)雜儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和氣藏識(shí)別的挑戰(zhàn)，測(cè)井面臨復(fù)雜巖性和含油氣性識(shí)別、儲(chǔ)層參數(shù)定量預(yù)測(cè)的難題。其次，勘探深度普遍大于現(xiàn)階段油氣資源勘探深度，東部地區(qū)埋深多大于4500米，中西部地區(qū)埋深多大于6000米。埋深大，地層壓實(shí)程度高，物性差異小，地震反射能量弱，地震資料信噪比低，增加了地震構(gòu)造成像和儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的復(fù)雜程度。

與中淺層油氣勘探相比，深層勘探面臨更為復(fù)雜的問(wèn)題：第一，勘探地層更為古老，構(gòu)造和巖性更為復(fù)雜；第二，勘探深度更深，地震資料信噪比低，增加了構(gòu)造成像、儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和氣藏識(shí)別的難度；深層高溫高壓環(huán)境制約了測(cè)井成像裝備和技術(shù)應(yīng)用的有效性；重磁信息的體積效應(yīng)增加了深層重磁解釋的多解性。針對(duì)深層的特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外重磁電技術(shù)多采用聯(lián)合反演和綜合解釋來(lái)減少重磁資料解釋的多解性；地震技術(shù)把提高深層反射能量、資料信噪比和成像精度作為目標(biāo)，著重發(fā)展以高精度構(gòu)造解釋為基礎(chǔ)的圈閉評(píng)價(jià)技術(shù)和以復(fù)雜儲(chǔ)層描述為核心的地震相帶預(yù)測(cè)技術(shù)；測(cè)井技術(shù)主要是發(fā)展適應(yīng)高溫高壓環(huán)境的成像測(cè)井、復(fù)雜巖性識(shí)別、儲(chǔ)層參數(shù)定量解釋技術(shù)。

問(wèn)：針對(duì)我國(guó)的情況，深層勘探地球物理有什么技術(shù)對(duì)策？

答：我國(guó)石油物探行業(yè)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已建立了比較完整的工業(yè)技術(shù)體系，成為國(guó)際物探技術(shù)市場(chǎng)重要的力量。在復(fù)雜山地、黃土塬、江河水網(wǎng)及海陸過(guò)渡帶等復(fù)雜區(qū)地震勘探技術(shù)處于國(guó)際先進(jìn)水平。在高端技術(shù)研發(fā)方面，高密度地震、全數(shù)字地震、多波和陸上低頻震源等技術(shù)也有顯著的進(jìn)步，在深層復(fù)雜油氣藏勘探方面形成了重磁、地震、測(cè)井等配套技術(shù)，應(yīng)用初見(jiàn)實(shí)效。

根據(jù)中國(guó)深層油氣勘探領(lǐng)域的需求，深層地球物理勘探技術(shù)發(fā)展對(duì)策和建議如下：一是重磁電重點(diǎn)發(fā)展三維重磁電勘探技術(shù)；地震重點(diǎn)發(fā)展長(zhǎng)排列、寬方位、寬頻帶和高密度的地震采集、處理和解釋技術(shù)；測(cè)井重點(diǎn)發(fā)展適應(yīng)高溫高壓環(huán)境的成像測(cè)井技術(shù)。加強(qiáng)重磁電、地震、測(cè)井一體化研究，著力發(fā)展適合中國(guó)深層低孔滲碎屑巖、強(qiáng)非均質(zhì)碳酸鹽巖和復(fù)雜巖性火成巖油氣藏的地球物理精細(xì)描述和定量預(yù)測(cè)技術(shù)。二是加大對(duì)國(guó)產(chǎn)地球物理勘探技術(shù)裝備和軟件研發(fā)支持的力度。三是針對(duì)我國(guó)塔里木、四川和鄂爾多斯三大克拉通盆地下古生界-前寒武紀(jì)勘探領(lǐng)域，開(kāi)展新一輪盆地、區(qū)帶、圈閉評(píng)價(jià)，解決殘留盆地展布、烴源巖及儲(chǔ)集條件、成藏規(guī)律等基礎(chǔ)石油地質(zhì)問(wèn)題，推動(dòng)中國(guó)深層油氣勘探再上新臺(tái)階。

深層油氣勘探具有高風(fēng)險(xiǎn)、高難度、高投入的特點(diǎn)。加強(qiáng)綜合地質(zhì)研究、深化油氣成藏規(guī)律認(rèn)識(shí)，尋找相對(duì)優(yōu)質(zhì)、規(guī)模大的有效儲(chǔ)集體是提高深層勘探效益的關(guān)鍵，物探技術(shù)已成為深層油氣勘探不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)。相對(duì)于國(guó)外，中國(guó)陸上深層油氣勘探難度更大，更離不開(kāi)地質(zhì)理論與地球物理勘探技術(shù)進(jìn)步的推動(dòng)作用。以四川盆地川中地區(qū)深層白云巖勘探為例，1964年10月，威基1井發(fā)現(xiàn)了震旦系燈影組氣層，并由此發(fā)現(xiàn)威遠(yuǎn)大氣田。此后經(jīng)過(guò)50多年的探索，一直未能突破。直到近年，隨著地質(zhì)認(rèn)識(shí)不斷深化，深層地震資料采集品質(zhì)、處理和解釋水平不斷提高，落實(shí)了深層儲(chǔ)層和圈閉。在鉆井工程技術(shù)進(jìn)步、測(cè)井適應(yīng)高溫高壓能力提升的基礎(chǔ)上，2011年在高石1、2012年在磨溪8等井取得突破，發(fā)現(xiàn)川中震旦-寒武系超萬(wàn)億方的大型整裝氣田。塔里木庫(kù)車鹽下構(gòu)造的碎屑巖、臺(tái)盆區(qū)碳酸鹽巖，松遼盆地深層火山巖等油氣田的發(fā)現(xiàn)也有類似的過(guò)程。由此可見(jiàn)，地質(zhì)理論與勘探技術(shù)進(jìn)步是陸上深層油氣業(yè)務(wù)快速發(fā)展的關(guān)鍵，特別是深層地球物理勘探技術(shù)，直接關(guān)系著深層油氣勘探開(kāi)發(fā)的成敗、效益和進(jìn)程，在深層目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)和評(píng)價(jià)過(guò)程中有著不可替代的重要作用。

問(wèn)：我國(guó)在深層地球物理勘探領(lǐng)域已經(jīng)取得了哪些進(jìn)展和成就？

答：針對(duì)深層地質(zhì)勘探，重磁電技術(shù)比地震技術(shù)在勘探深度和勘探效率上有一定的優(yōu)勢(shì)。近十年來(lái)，重磁電勘探技術(shù)獲得了較大的發(fā)展。

首先是儀器設(shè)備更新?lián)Q代。重磁儀器體積大大縮小，采用連續(xù)自動(dòng)記錄存儲(chǔ)方式，觀測(cè)精度大幅度提高。近年來(lái)，并行處理和三維可視化技術(shù)的開(kāi)發(fā)利用，提高了工作效率，增強(qiáng)了重磁電資料地質(zhì)解釋的可靠性和準(zhǔn)確性。其次，在數(shù)據(jù)采集方面，針對(duì)深層地震反射能量弱和資料信噪比低的問(wèn)題，形成了以大激發(fā)能量和長(zhǎng)排列為核心的數(shù)據(jù)采集技術(shù)。另外，在資料處理方面，圍繞改善深層資料信噪比和深層構(gòu)造成像精度，形成了以提高深層弱信號(hào)和速度建模精度為核心的疊前深度偏移成像技術(shù)。

近年來(lái)，已形成了中國(guó)特色的深層地球物理勘探技術(shù)系列，包括深層致密油氣藏甜點(diǎn)預(yù)測(cè)技術(shù)、深層白云巖儲(chǔ)層定量識(shí)別技術(shù)、深層巖溶型和礁灘型碳酸鹽巖油藏縫洞雕刻技術(shù)，較好地解決了塔里木盆地、準(zhǔn)噶爾盆地、四川盆地深層油氣勘探和開(kāi)發(fā)的問(wèn)題。深層地球物理勘探技術(shù)的進(jìn)步，推動(dòng)了我國(guó)在深層低孔滲碎屑巖、強(qiáng)非均質(zhì)碳酸鹽巖和復(fù)雜巖性火成巖三大勘探領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展。