研学借鉴油气地震勘探技术—地震技术进步与大地电磁技术比鉴

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                      郑州地象科技有限公司   寇伟
    查阅中国油气物探技术发展史及综述，看到的几乎都是地震勘探技术，偶尔提及大地电磁法等其它物探技术时说的都是作为辅助手段。纵览油气地震勘探技术的发展重点和目标，了解其发展新技术的作用、目的及效果，再与大地电磁法比较，可知MT之优势和劣势以为借鉴。
    因有不足而思进步，物探技术就是在应用中发现问题、解决问题得以进步的。
    一、弥补地震法缺陷类的技术发展
    地震反射波的振幅是在地震资料构造解释中所依据的关键参数和标志。地震波从激发、传播到反射被接收过程中振幅都在发生变化，其在所受影响主要包括波前扩散、地层吸收、反射系数大小、透射损失、多次反射及散射等造成的衰减。均匀的非完全弹性介质产生的吸收作用，将使地震波的振幅随传播距离的增大呈指数规律衰减。由于黄土塬地区厚达几百米松散干燥的黄土层、沙漠区疏松的沙丘及较厚的低降速层、很多山前及部分山地带存在的几米至几百米厚度不等的卵砾石层和碳酸盐岩等复杂岩层，不光是会使振幅快速被吸收衰减，而且还会产生多种线性规则干扰和次生干扰导致地震资料的低信噪比和低分辨率，给地震勘探工作带来了极大的困扰。针对黄土塬、沙漠、山前及山地带所创新发展新的地震技术，都是属于为弥补地震波信号源固有缺陷而产生的。
    MT法在地面采集源自地下的大地电磁信号，其所在深度层仅与频率相关，其幅值代表的就是不同深度层介质对电磁波的物性反应值，各深度层介质相互之间没有关联和干扰，简单且直接的天然场源电磁波信号不存在人工震源地震波信号的固有缺陷及所遇到的那些诸多困扰。遗憾的是在实践中，很多人弃简单的大地电磁信号源不用，而去选择与地震波复杂性类同的人工电磁波场源CSAMT等模拟大地电磁法，凭空给自己制造了诸多缺陷和麻烦。
    二、提高性能和能力类地震数据采集、处理、解释技术的发展
    地震勘探标志性的技术进步主要体现在地震数据采集、处理及解释技术方面。从几十道模拟采集设备发展为几万道数字采集设备、从二维地震技术发展为高精度三维地震技术、从简单几何成像理论发展为三维波场成像理论等，其中内涵有数以万计的技术创新和发明。综合来看，一是大幅度提高了地震资料信噪比，增进了采集数据的真实性和一致性；二是提高了横向和纵向分辨率及探测深度；三是整体提高了成像精度和反演解释效果，增强了对于精细断层和断裂构造的识别能力。
    虽然目前地面地震技术在构造和非构造圈闭油藏勘探阶段有着不可替代的重要作用，但其最大问题依然是成像分辨率难以满足油藏描述、油藏模拟和油藏监测的需要。由此可见，大地电磁物探技术要想真正进入油气勘探领域并赢得一席之地，就必须摈弃固守七十年的传统理论，才能做到把地下看得更深、更细、更清。（1）大地电磁场是天空场源向地下垂直投射的平面电磁波假设极大的限制了大地电磁法的可探测深度，人们为了增强接收信号误入了可控源的歧途；只有承认大地电磁场源自地壳之下，才能把探测深度延伸到数十万米之下。（2）地球内部为水平层状电性各向同性均匀介质假设，使人们误以为只有在地面上同时采集电磁波水平的电分量和磁分量，才能计算出表征地球内部电性结构的“视”电阻率；只有完全放弃通过拉线对角插电极和水平置放磁感应器采集信号后计算卡尼亚视电阻率，才能根除大地电磁法固有的体积效应和电磁干扰严重等缺陷。（3）以把大地视为良导体、可按照趋肤效应原理计算趋肤深度的假设，来说明在地面采集的是从天空垂直入射到大地的电磁波在不同频率对应的平面地层上形成二次场后再反射回到地表面的微弱信号，让人误解为大地电磁法只能测知明显的地层分界、深度越大信号越微弱；只有建立地球内部介质属性为非线性不均匀各向异性的弱导电媒质、地面测值依从于镜像理论的认知，才能测得浅中层细至厘米级、深度可达地壳之下的各层介质物性序列值。

                                      2022年7月3日