【知识点】石油和天然气埋藏在什么地方？（一）

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如果你去油田，看到井架和油井，你自然会问这样的问题。你怎么知道石油和天然气埋藏在这片广阔的平原和戈壁沙漠的什么地方？这些油气田是如何被发现的？

要找到埋在地下几公里的油气田并不容易。人们经过不断的试验和总结，吸收和引用了许多其他学科的新技术、新理论，建立了一套完整的油气勘探方法和技术体系。

1。石油勘探的主要方法

石油勘探主要有三种方法。

(1）地质法。通过对地面裸露的地层和岩石的观察和研究，分析综合地质资料，了解一个地区是否具备产生油气和储存油气的条件，最后提出区域含油气评价油气含油气评价指出有利区，有时在岩石裸露的地区，可直接发现油气藏。

(2）地球物理方法。在地表松散沉积或被沙漠覆盖的地区，在被海水覆盖的海洋中，在地面和海上都看不到岩石的地区，地质方法受到很大限制. 这需要应用地球物理勘探方法，它是基于地质和物理原理，利用电子和信息论领域的新技术，利用各种物理仪器观察各种物理现象的石油勘探方法。 , 从而推断和了解地下地质构造特征, 寻找可能的储油构造。现代石油勘探使用的主要地球物理勘探方法包括: 重力勘探、磁勘探、电勘探和地震勘探。

(3）钻探法。物探法发现的地质构造是否储有油气，仍需钻探确定。

2。地球物理方法

油田深埋于地下，从数百米到数千米不等。物探法是最有效的找矿方法。通过研究地层（岩石）的一些物理性质，了解地下岩石的分布和油气聚集的勘探方法。

地球物理勘探是基于地下不同岩石的存在。这些岩石的物理性质不同，造成不同的物理场。我们利用各种精密仪器在地表对其进行测量，然后对这些领域进行分析研究，做出解释，从而了解地下构造、岩性等地质特征。根据不同的物理性质，有不同的方法。

(1）重力勘探法：一种根据岩石的密度差来测量地面上岩石引起的重力变化的方法。

(2）磁力勘探：根据岩石的不同磁性，测量地面岩石引起的磁场变化的方法。

(3）电探：根据岩石的电导率、磁导率和介电特性，测量它们在地面上引起的电场变化的方法。

(4）地震勘探：通过研究岩石的弹性特性来解决地质构造问题。在地壳中人工激发产生的地震波在遇到不同弹性特性的界面时可以产生反射、折射等物理现象，利用地震仪接收和记录地面反射和折射的地震波，通过分析研究，计算出不同地下岩层界面处的埋深等因素，了解地表结构阶层。

3。地球物理测井法

地球物理测井是应用物理学原理解决地质问题。它使用特殊的仪器和设备放入井中来测量地层的某些特征。其目的是利用测井技术寻找地下油气资源，解决油气田勘探开发中的岩性、沉积相、沉积环境、地层地质结构、分布规律等具体问题。油气水综合评价、油气层注水形势及状态研究、储层动态评价、油气藏描述等问题。测井是对油井穿过地层的连续测量。每一个测井数据都是地层某一特征的客观反映。例如，电阻率测井数据是地层电特性的反映，声波测井数据是地层声学特性的反映，放射性测井是地层核物理特性的反映。

地震勘探法

地震勘探是利用人工激发的弹性波对矿床（包括油气、矿石、水、地热资源等）进行定位，确定考古位置，获取工程地质信息。地震勘探获得的数据可以与其他地球物理资料、钻井资料和地质资料结合使用，根据相应的物理地质概念，可以得到岩石类型的结构和分布信息。

地震勘探的生产工作基本上可以分为三个部分：

第一阶段是实地工作。在地质工作和其他地球物理勘探工作中，初步确定油气潜力区，布置测线，人工激发地震波，利用现场地震仪记录地震波传播情况，获得记录地面振动的磁带。

第二阶段是室内数据处理。将现场记录的地震信息转换成便于地质解释的形式，即将磁带上的数据转换成与地质构造所示相似的校正地震记录剖面。数据处理更重要的目的是消除或抑制地震记录上的噪声，改善或增强反射信息，提高反射信号的分辨率。

第三阶段是地震数据的解释。利用地震波传播理论和石油地质原理，综合地质、钻井等地球物理资料，对地震剖面进行深入分析研究，确定地质构造的形状和空间位置，推断岩性、厚度与地层的层间接触关系，确定地层圈闭和油气的可能性，直接为钻井提供井位。

地震勘探方法广泛应用于石油、天然气和煤田的普查和勘探。同时，地震勘探方法可以解决厂址、坝基、桥址的探测，水文地质和工程地质中的潜水位和含水层的探测，以及断层和破碎带的追查。在油气勘探的各种地球物理方法中，地震勘探已成为最有效的方法。

一、地震勘探基本原理

地震勘探是用人工方法引起地壳振动，比如用炸药产生人工地震，然后用精密仪器记录爆炸后地面各点的振动情况。利用记录数据，推断地下地质构造特征。

人工地震如何识别地下地质结构？我们知道，当一块石头被扔进平静的水池时，平静的水面上会出现一圈圈的涟漪，向四面八方蔓延，形成“水波”。当“水波”到达水池边缘或遇到障碍物时，它会返回，即发生所谓的“波反射”。

地震勘探的原理非常相似。打完一口井，在地面某一点开枪后，爆炸产生的地震波向下传播。当地震波遇到地层界面时（速度与密度的乘积不同），通常会反射；同时，另一部分地震波会继续向下传播，遇到类似的地层界面后也会产生反射和透射，即一部分地震波会继续向下传播。地震波的能量被反射回地面，另一部分继续向下。

与此同时，地面上的精密仪器记录了由来自不同地层界面的反射波引起的地面振动。然后，根据地震波从地面开始向下传播的时间和地层界面的反射波到达地面的时间，地震波从地面向下传播到地层界面的总时间，然后反射回地面，是通过其他方法确定的。地震波在岩层中的传播速度，最终可以得到地层界面的埋深。图1-4-1为地震勘探原理示意图。

在地面上逐段观测测线，对观测结果进行处理后，可以得到生动反映地下岩层界面埋深波动的资料地震剖面。在可能有油气的区域（称为工作区）内，布置多条测线，形成测线网，对多条测线进行这种观测后，就可以得到一个完整的地下地层波动概念。获得，以及其他物探方法和地质、钻探等资料，去伪存真，去毛取精，从这个到另一个，从外到内的分析研究，可以识别可能储存油气的地质构造，最终确定钻井位置。

简而言之，地震勘探是一种利用人工方法激发地震波，研究地震波在地层中的传播，识别地下地质构造的地球物理勘探方法，是一种寻找油气田或其他地质构造的方法。勘探目标。

上述地震勘探的原理不难理解，但实现起来却非常困难。例如，在沙漠或黄土覆盖的地区，人工产生强地震波并不容易；炸药引爆后，地面上的仪器不仅会接收到地层界面的反射波，还会接收到其他各种波。 ，如风草、树木、电线杆、汽车等，它们会干扰反射波的接收，往往会造成假象。组织和方法。

二、地震勘探实地考察

野外工作是整个地震勘探的重要基础，其基本任务是采集地震资料。实地工作以地震小组的形式进行。现场工作分为测试阶段和生产阶段石油勘探地下地质学，主要内容是激发和接收地震波。

由于采集环境可以是陆地也可以是海洋，要研究的地质问题不同，各个工作区的建设条件也不同，因此采集反射地震数据的野外方法也不同。如果原始数据存在严重缺陷，就无法解决这些问题，因此高质量的现场工作是地震勘探成功的基础。

1。实验阶段

地震勘探现场工作中方法和技术的选择是复杂的，因为地震记录的质量受很多因素的影响。激发和接收条件不能统一统一固定，需要进行实验。测试工作的目的是选择最适合工作领域的现场方法和技术。测试项目通常包括：

(1）干扰波调查，包括施工区干扰波的类型和特征；

(2）了解地震地质条件，如低速带特征、潜水面位置、是否存在地震界面、地震界面质量（是否有地震标准层）、速度剖面的特征等；

(3）选择最适合激发地震波的条件，如最合适的观测系统、组合形式和仪器因素。

测试工作一般在生产前进行，但在生产过程中的特殊情况下，也可以与生产同时进行。在测试工作中，必须注意：提出的任务要由易到难，逐步解决，条件要逐步复杂。测试过程中，不能同时更改多个测试条件，否则无法确定记录外观变化的原因。实验开始前，要有明确的目的和计划。在测试工作中，要及时对每次测试获得的数据进行分析整理，总结经验，指导下一次测试。

2。生产阶段

测试完成并获得工作区抗震标准断面后，即可转入正式生产。生产前应对地震仪器进行详细检查。只有仪器工作正常，才能正式开始生产。制作的基本内容和步骤如下：

(1）地震勘测：设计中规定的测线实际布置在工作区域内，每个激振点和探测点的位置在地面上确定，并在该位置埋设木桩每个布置的炮点，记下测线号和桩号，并标出探测点的位置，最后画出测量结果图。

(2）震源井使用炸药激发地震波时，应在规定位置钻炮孔，将装满规定数量炸药的装药袋降到规定深入井中，然后引爆兴奋。爆炸组在做好刺激的同时，还要严格做好安全工作。

陆上地震勘探常以炸药为震源，也可采用连续震源或其他激发方式。在海洋地震勘探中，经常使用气枪和电火花来激发地震波。

(3）接收地震波的工作主要由仪器组完成。使用地震仪、电缆、现场地震仪等。应根据测线上的桩号布置，并在探测点埋好检波器，布置好后，检查线路是否畅通，然后通知爆破组开火，取得合格记录后，每次开火后，即可转移到下一个阵列继续工作。每天获得的地震记录经过整理整理后，交给计算站或解释中心进行室内数据处理和解释。

现代地震勘测网的组成

公共中心点 (CMP) 方法是目前该领域最常用的方法。往往要求在同一条直线上必须采用相同的采集方式，这样如果发现地震数据发生变化，就可以认为是地质原因造成的，而不是采集参数的变化。

每个轨道都会有一个探测器组合，并且经常使用一个镜头组合。组合响应特性取决于地震波的频谱、速度和传播方向，可用于衰减某些类型的噪声。

三、地震数据数字化处理

地震数据处理受到现场采集参数的强烈影响。公共中心点 (CMP) 记录是使用最广泛的地震数据采集技术，为地震操作提供冗余（以覆盖时间测量）以提高信号质量。覆盖的数量是最终配置文件信号级别的最大差异。

地表条件对现场数据收集的质量起着重要作用。环境和人口因素也显着影响实地数据的质量。气候条件和记录仪器条件对现场数据的质量也有一定的影响。地震数据采集往往不是在理想条件下进行的，只能寄希望于在处理过程中抑制噪声，将信号提升到数据采集质量允许的程度。

自从数字记录出现以来，地震数据处理管道不断发展。但地震数据处理有三个基本阶段，即反卷积、叠加和偏移。反卷积通过压缩小波达到提高时间分辨率的目的。图 1-4-2 显示了使用和不使用反卷积的 CMP 堆栈配置文件的比较。可以看出，反卷积后 CMP stack profile 的分辨率得到了显着提升。常见的中心堆叠利用 CMP 记录的冗余来显着抑制不相关的噪声，从而提高信噪比。偏移是一个成像过程，它会聚衍射波并将急剧倾斜的事件移动到近似真实的地下位置。如图 1-4-3 和图 1-4-4 所示，比较了 CMP stack profile 和 offset profile。

四、地震资料解读

数字化处理得到的数据主要是水平叠加地震时间剖面，此外还有经过时深转换的水平叠加深度剖面或经过偏移处理的时间剖面或深度剖面。这些地震剖面，尤其是水平叠加时间剖面，是目前地震资料解释最重要的数据。

地下条件复杂，地震剖面上的许多现象可能反映了地下的真实情况，也可能是一些假象。

另外，地震剖面只能粗略反映地下地层的起伏形态，地下地层的岩性等特征尚不清楚。地震剖面只能反映地下地层沿这些剖面的波动，而不能对地层在空间中的整个起伏形状给出三维完整的描述。地震资料解释工作就是利用水平叠加剖面和其他地球物理资料（如重力、电和磁法）以及地质和钻井资料来解决这些问题。

利用地震波运动学的特点，可以进行构造解释，包括波比对比、地震剖面地质解释、构造图绘制等。最后，根据石油地质资料，可以推断该构造是否具有含油气的可能性，并提供钻井位置。充分利用地震波的动态特性，定量、直接地确定地层的岩性和油气含量。

目前，地震资料的解释基本采用人机交互的方法，尤其是3D地震资料的解释。数据量和它所包含的信息量是相当大的。仅仅使用传统的人工解释方法，难度是难以想象的。

人机翻译是 1980 年代初开始出现的一项技术。随着计算机技术和地震勘探技术的发展，无论是硬件设备还是应用软件都得到了迅速的发展。尤其是应用软件方面，有很多完善的人机联合翻译系统。例如，国内的GRStation交互式综合解释系统包括2D、3D地震解释、3D可视化、地震交互处理、测井交互解释、地质综合分析等子系统。

人机联合口译具有人工口译无法比拟的灵活性、便捷性、高精度和高效率，但对口译员水平的要求也更高。口译员应是精通各个探索领域的专家，并具备一定的英语水平和计算机应用能力，否则人机口译的高效率和高精度将难以实现。

对系统性能的解释很大程度上取决于系统的软件，尤其是应用软件。软件系统大致可分为解释程序、绘图程序和数据管理程序三部分。用户可以使用数据管理程序加载、输入、输出数据等；可以使用解释器进行各种操作（包括数据操作和图形操作），显示图形，提取人机交互所需的各种地震参数。口译工作；绘图程序可用于进行原始底图、垂直剖面、水平切片和各种结果图（如幅度图、相位图、频率图、iso-t0图、等压构造图和水平水平剖面等）的绘制和硬拷贝。

地震资料人机联合解释的主要内容包括地震构造解释和地震地层解释。在获得一个地区的地震资料后，首先要进行构造解释，在对工作区地下地质构造有基本了解后，再根据区域特征进行地震地层解释。两者密切相关，不能完全分开。另外，在解释过程中可以根据需要显示和绘制各种图形。尤其是在地震地层解释中，往往需要进行一些必要的特殊处理，如合成声速测井曲线、声速反演、Q值估计、层析反演、波阻抗反演、合成地震记录、三瞬时剖面显示等。在进行了横波勘探和VSP工作的工作区，应充分利用这些数据进行综合，并制作相应的孔隙度变化图、密度图、泊松比图、流体含量图等。以促进岩性研究。结合钻井和测井资料，制作了速度异常图和速度-压力异常相关图。 3D地震勘探资料的地层岩性解释应充分利用3D地震的各种显示图像。

随着地震勘探技术的发展，将地质、测井和地球物理数据整合起来进行油藏研究和油藏综合描述，是地质学家和地球物理学家多年来的理想和追求。许多解释系统在基本构造解释和地震地层解释功能的基础上，还可以利用多种数据对储层进行全面精细的解释，对沿层或层间信息进行图形分析，计算其变化。速率和改变方向，并进行相变解释；对相关层的各种信息进行多元统计模式识别，预测油气有利区，提取岩性参数，进行储层描述。

今天，地震勘探技术发展迅速，形成了复杂、庞大、完整的科学技术体系。数学、物理、计算和地质学的各个分支逐渐渗透到这一领域。医学CT、生物进化、小波分析、神经网络等新理论也在不断得到应用。我们相信，随着计算机的发展，新技术、新理论的应用，地震勘探技术将进一步提高，新油气田将不断发现，老油气田将焕发新生。

五、3D 地震勘探

二维地震勘探是指在一条测线上进行地震波的激发和接收。一般情况下，只有来自由激发线和接收线组成的射线平面的反射波才应记录在地震记录上。实际的地下地质体是三维的，射线平面外的各种波也可能记录在二维地震勘测线上，即来自三维空间的各种波。地下结构的复杂性使得二维地震测线记录的反射不在此处。在射线平面上，这样的二维地震勘探显然存在问题。

对于石油勘探来说，面临的地下地质问题越来越复杂，勘探程度也在不断加深。油田开发已进入三次采油阶段。地质学家和油藏科学家对地球物理学家提出了越来越高的要求。要求。在很多领域，二维地震勘探是无能为力的。目前比较有效的方法是三维地震勘探和高分辨率地震勘探。 3D地震勘探工作量急剧增加，已成为地球物理学发展最快的领域之一。三维地震勘探可以获得更清晰、更准确的地震图像，并且可以在油藏中找到其他方法无法找到的独立小油藏，增加可采储量，其成本不超过一般勘探方法加盲法投资。钻空井的成本很高。

六、多波地震勘探

长期以来，地震勘探一直使用单一纵波进行。多波勘探是指不仅利用纵波，还利用横波和转换波进行勘探，以提供更多关于地质和油气藏的信息，解决单次纵波勘探无法解决的问题。近年来石油勘探地下地质学，随着勘探目标区复杂性的大幅增加，油田开发难度也随之增加。多波勘探是近年来发展较快的新型勘探方法之一。由于采用三分量检波器进行记录，不仅记录了Z分量，还记录了X分量和Y分量，还可以沿X、Y、Z三个方向激发震源，使得地震记录中获得了更丰富的信息，不仅可以研究地下介质的岩性和裂缝特征，为油气精细勘探开发服务。

七、地震断层扫描

断层扫描技术最早应用于诊断医学，逐渐扩展到非医学领域，如石油地震勘探、油气开发、地球物理等。地球物理层析成像主要包括井间地震层析成像和地震层析成像。跨井地震是一种提高采收率的新技术。井间地震数据采集是利用一口井中的震源激发地震波，并在另一口井中接收地震波。图1-4-5为井间地震线数据采集示意图。一个孔中的激发可以同时在两个相邻的孔（或孔）中接收。

八、垂直地震剖面（VSP）

通常，源和接收器都位于或靠近地表。大多数测井方法，例如常规地震测井，仅获取首到走时。相比之下，垂直地震剖面以规则的检测点和小间距记录全波场。从 VSP 记录中提取速度信息只是 VSP 测量的目的之一。由于传播距离短、能量衰减低，VSP的质量普遍高于地面地震测量。因此，VSP的分辨率也高于地面地震数据。

在垂直井中观察到大多数 VSP。零井源位于井口附近，非零井源位于离井口一定距离处，一般为900m~

2100 米范围。另一个非零井距 VSP 是移动源，其中源逐渐从近井距移动到远井距。 The azimuth VSP is excited at different azimuths beside the well to detect azimuth changes in geological conditions. The combination of the above methods, used in inclined wells, is called directional VSP.

九、Refracted wave method

The refraction method is mainly used in two aspects, on the one hand, it is used to study the deep structure, and on the other hand, it is used to determine the characteristics of the near-surface layer. The latter use of the refraction method is often used when conducting engineering studies and performing static corrections on reflection data. The data required to characterize deep structures using refraction methods are often insufficient, and interpretations are oversimplified, making accurate results impossible.

The methods of refraction and reflection are similar in many ways, but there are also many differences. The similarities between them are strong, so although reflection seismic teams do not work as efficiently as dedicated refraction seismic teams, refraction surveys can also be performed. Because of the exceptionally long offsets for refraction surveys, the definition of deep features differs between refraction and reflection fieldwork. Refraction surveys are more energetic than reflection methods, so although some other sources are now used, explosives are still the main source. As the propagation distance increases, most of the high-frequency components are absorbed, so the frequency of refraction detection is lower than that of reflection detection, so the natural frequency of refraction detector is lower than that of reflection detector, but the use of reflection detector The refraction data recorded were also satisfactory. Many digital seismometers can record refraction data.

十、4D seismic exploration

Four-dimensional seismic exploration is repeated three-dimensional observation, and the fourth dimension is time. In the process of repeating observations, it is very important to maintain the consistency of data acquisition and processing in all observations, so the geophone is usually fixed at the bottom of the shallow well, so that the geophone embedding conditions are consistent, and the subsequent acquisition and processing are vertical The profile and the horizontal profile can be subtracted from the previous profile. The subtracted profile is called the difference profile, which will sensitively reflect the changes in the subsurface. In addition to surface earthquakes, interwell earthquakes and other types of observations can be repeated at intervals.

The purpose of 4D seismic repeat observation is for reservoir monitoring. For heavy oil reservoirs, thermal recovery methods (injection of hot steam or fire flooding) are usually used to enhance recovery. Observation was performed once before steam injection, and repeated observation after steam injection. Because hot steam will reduce the viscosity of oil and make oil easy to migrate, the temperature increase caused by heating will obviously reduce the seismic wave velocity of heavy oil reservoirs. Therefore, repeated observations at intervals may detect changes in velocity and the reflection interface of the gas-oil bottom boundary. During the water injection process, the observation can also be repeated at intervals to monitor the change of the oil-water reflection interface.

The key of 4D seismic technology is how to invert and interpret the 4D seismic information combined with drilling data to give precise images of the spatial location, oil source and migration of oil and gas reservoirs. Four-dimensional seismic is in the experimental stage, and the technology will have great development.

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