大有可为的深层地球物理勘探技术——访我国著名地球物理勘探学家郑晓东教授

■ 本刊特约记者 王大锐

大有可为的深层地球物理勘探技术
——访我国著名地球物理勘探学家郑晓东教授

■ 本刊特约记者 王大锐

随着油气勘探的深入，深层已经成为全球油气勘探开发的热点和现实的领域，近十年来深层油气勘探取得的各项重大突破，绝大多数与钻井、地球物理勘探工程技术的进步密切相关。为了使广大读者进一步了解深层地球物理勘探技术与进展，我采访了我国著名地球物理勘探学家、中国石油勘探开发研究院的郑晓东教授。

问：郑教授，请给我们的读者介绍一些目前地球物理勘探技术的主要理念与内容。

答：好的，地球物理勘探技术是根据观测的地球物理数据,分析被探测对象同围岩存在的密度、磁性、电性和速度等物性差异,推断地下可能存在的地质构造、沉积体系、油气圈闭的空间展布。油气勘探大致可分为盆地勘探、区带勘探和油气田评价三个阶段。盆地勘探属于区域普查阶段，多采用重力、磁法、电法勘探技术，配合少量地震勘探手段划分盆地内区域构造单元、确定沉积凹陷，圈定二级构造带。在区带勘探阶段，多采用地震技术确定有利含油气构造和圈闭，为探井部署提供依据。在油气田评价阶段，主要应用三维地震、测井、地质和钻探资料，对油藏进行精细描述，估算油气储量，优化勘探和开发井部署方案。重磁电、地震和测井技术在油气发现中作用不同。

重磁电勘探技术是认识深层盆地格局、划分裂陷、锁定勘探区带的主要技术，它具有施工效率高、成本低、周期短，是进行宏观、区域、深层研究必不可少的技术。重力勘探、磁力勘探和电磁勘探分别是通过探测目标与周围介质的密度差异、磁性差异和电阻率差异，识别地下地质体的构造形态和展布特征。地面观测的重磁异常是地下深部各种异常体的综合反映，通过面积重磁勘探可以有效地揭示深层地质体物性（密度或磁性）的横向变化，为深层构造研究提供区域隆坳结构和断裂分布信息。

问：深层地球物理勘探所面临的问题有哪些？

答：在深层油气勘探中，“深层”隐含地层相对古老、埋深大、高温高压环境，因此，深层油气勘探面临比常规油气勘探更为复杂的问题。首先，我国深层勘探对象多为叠合盆地下部残留的古老层系，经历多期构造运动改造，地下构造复杂，岩溶作用强烈，原生孔隙多被封闭，次生孔隙和裂缝成为主要的储集体，储层物性差，以天然气为主。地震勘探面临复杂构造成像、复杂储层预测和气藏识别的挑战，测井面临复杂岩性和含油气性识别、储层参数定量预测的难题。其次，勘探深度普遍大于现阶段油气资源勘探深度，东部地区埋深多大于4500米，中西部地区埋深多大于6000米。埋深大，地层压实程度高，物性差异小，地震反射能量弱，地震资料信噪比低，增加了地震构造成像和储层预测的复杂程度。

与中浅层油气勘探相比，深层勘探面临更为复杂的问题：第一，勘探地层更为古老，构造和岩性更为复杂；第二，勘探深度更深，地震资料信噪比低，增加了构造成像、储层预测和气藏识别的难度；深层高温高压环境制约了测井成像装备和技术应用的有效性；重磁信息的体积效应增加了深层重磁解释的多解性。针对深层的特点，国内外重磁电技术多采用联合反演和综合解释来减少重磁资料解释的多解性；地震技术把提高深层反射能量、资料信噪比和成像精度作为目标，着重发展以高精度构造解释为基础的圈闭评价技术和以复杂储层描述为核心的地震相带预测技术；测井技术主要是发展适应高温高压环境的成像测井、复杂岩性识别、储层参数定量解释技术。

问：针对我国的情况，深层勘探地球物理有什么技术对策？

答：我国石油物探行业经过多年的发展，已建立了比较完整的工业技术体系，成为国际物探技术市场重要的力量。在复杂山地、黄土塬、江河水网及海陆过渡带等复杂区地震勘探技术处于国际先进水平。在高端技术研发方面，高密度地震、全数字地震、多波和陆上低频震源等技术也有显著的进步，在深层复杂油气藏勘探方面形成了重磁、地震、测井等配套技术，应用初见实效。

根据中国深层油气勘探领域的需求，深层地球物理勘探技术发展对策和建议如下：一是重磁电重点发展三维重磁电勘探技术；地震重点发展长排列、宽方位、宽频带和高密度的地震采集、处理和解释技术；测井重点发展适应高温高压环境的成像测井技术。加强重磁电、地震、测井一体化研究，着力发展适合中国深层低孔渗碎屑岩、强非均质碳酸盐岩和复杂岩性火成岩油气藏的地球物理精细描述和定量预测技术。二是加大对国产地球物理勘探技术装备和软件研发支持的力度。三是针对我国塔里木、四川和鄂尔多斯三大克拉通盆地下古生界-前寒武纪勘探领域，开展新一轮盆地、区带、圈闭评价，解决残留盆地展布、烃源岩及储集条件、成藏规律等基础石油地质问题，推动中国深层油气勘探再上新台阶。

深层油气勘探具有高风险、高难度、高投入的特点。加强综合地质研究、深化油气成藏规律认识，寻找相对优质、规模大的有效储集体是提高深层勘探效益的关键，物探技术已成为深层油气勘探不可或缺的关键技术。相对于国外，中国陆上深层油气勘探难度更大，更离不开地质理论与地球物理勘探技术进步的推动作用。以四川盆地川中地区深层白云岩勘探为例，1964年10月，威基1井发现了震旦系灯影组气层，并由此发现威远大气田。此后经过50多年的探索，一直未能突破。直到近年，随着地质认识不断深化，深层地震资料采集品质、处理和解释水平不断提高，落实了深层储层和圈闭。在钻井工程技术进步、测井适应高温高压能力提升的基础上，2011年在高石1、2012年在磨溪8等井取得突破，发现川中震旦-寒武系超万亿方的大型整装气田。塔里木库车盐下构造的碎屑岩、台盆区碳酸盐岩，松辽盆地深层火山岩等油气田的发现也有类似的过程。由此可见，地质理论与勘探技术进步是陆上深层油气业务快速发展的关键，特别是深层地球物理勘探技术，直接关系着深层油气勘探开发的成败、效益和进程，在深层目标的发现和评价过程中有着不可替代的重要作用。

问：我国在深层地球物理勘探领域已经取得了哪些进展和成就？

答：针对深层地质勘探，重磁电技术比地震技术在勘探深度和勘探效率上有一定的优势。近十年来，重磁电勘探技术获得了较大的发展。

首先是仪器设备更新换代。重磁仪器体积大大缩小，采用连续自动记录存储方式，观测精度大幅度提高。近年来，并行处理和三维可视化技术的开发利用，提高了工作效率，增强了重磁电资料地质解释的可靠性和准确性。其次，在数据采集方面，针对深层地震反射能量弱和资料信噪比低的问题，形成了以大激发能量和长排列为核心的数据采集技术。另外，在资料处理方面，围绕改善深层资料信噪比和深层构造成像精度，形成了以提高深层弱信号和速度建模精度为核心的叠前深度偏移成像技术。

近年来，已形成了中国特色的深层地球物理勘探技术系列，包括深层致密油气藏甜点预测技术、深层白云岩储层定量识别技术、深层岩溶型和礁滩型碳酸盐岩油藏缝洞雕刻技术，较好地解决了塔里木盆地、准噶尔盆地、四川盆地深层油气勘探和开发的问题。深层地球物理勘探技术的进步，推动了我国在深层低孔渗碎屑岩、强非均质碳酸盐岩和复杂岩性火成岩三大勘探领域取得突破性进展。