陆上地震资料采集关键技术及发展趋势分析与探索

摘 要：地震资料采集是油气勘探中的第一道工序，也是最为重要的工序，对于油气勘探的质量和效果具有至关重要的影响和作用。本文主要对陆上地震资料采集关键技术及发展趋势进行了分析与探索，首先主要对地震资料采集进行了简要介绍，然后详细分析了陆上地震资料采集的关键技术，然后对陆上地震资料采集技术的发展趋势进行了展望，以期能够为地震资料采集方面的工作者提供一定的借鉴和启示。

关键词：地震资料采集;油气勘探;技术;激发;接收;石油

人类使用石油的历史非常之久，早在公元前10世纪之前，世界上的很多国家就开始采集和使用石油。石油是由碳氢化合物和非烃化合物组成的混合物，如烷烃、环烷烃、芳香烃、含硫化物以及含氧化物等，通常被用作燃料和工业原料[1，2]。目前，在人类的生产和生活中，石油是必不可少的资源之一，对于人类的生存和发展是极其重要的。近些年以来，由于科技的快速发展，人类开始重视新能源的开发和应用，但是在相当长的一段时间内，石油仍然是不可替代的，在能源消费中依旧占据主导地位[1，2]。

地球物理勘探是目前油气勘探的主要技术手段，而地震资料采集是地球物探勘探技术的前期工作，直接影响到后期的地震资料处理、解释和储层预测等工作的质量和效率，具有十分重要的作用。本文主要对陆上地震资料采集技术的几项关键技术及发展趋势进行了分析与探索，旨在提高地震资料采集的水平和效率。

1 地震资料采集简介

在油气勘探的各种技术方法中，地震勘探是其中最为有效、应用最为广泛的方法。地震勘探是利用人工激发技术引起地壳的振动，进而产生弹性波在地层中进行传播，再用接收技术按之前设计的观测系统采集和记录这些地震信号，再对这些地震信号进行一系列的分析和处理之后，获得可以反应地下地质构造、岩层、流体信息的地球物理方法。而地震资料采集是地震勘探的首要工序，主要是指按照油田企业的勘探或者开发的相关要求，由物探公司安排专门的物探队伍开展实施的，主要工序包括测量、激发和接收，涉及的关键技术包括激发技术、接收技术、观测系统设计以及噪声压制技术[2]。

2 陆上地震资料采集关键技术

2.1 激发技术

陆上地震资料采集采用的激发技术主要包括炸药震源、气枪以及可控震源，其中炸藥震源用于陆上，一般采用单深井的方法，而且激发点最好选择在近地表、潜水面、胶泥带之下，提高激发的能量和子波的频率，尽可能地使波形比较一致;如果近地表的岩性比较疏松，则可以需要使用组合井的方法，从而减少能量损失;气枪用于水域，如江、河等地区;可控震源用于戈壁沙漠、城镇等区域;如果地震采集的地区地表条件比较复杂，则需要采用炸药震源、可控震源以及气枪等联合激发，从而保证资料的完整性。

2.2 接收技术

陆上地震资料采集采用的接收技术主要使用检波器，道距一般为40或50m，检波器串数为1-3串，组合图形多种多样，主要有圆形、矩形以及品字形等。一般地区组合基距40m以内，而在一些信噪比比较高的地区则需要采用小组合基距或单点接收，在信噪比比较低的地区则需要采用大组合基距。在检波器接收过程中，最重要的技术是检波器耦合和噪声压制。

2.2.1 检波器耦合

埋置检波器实际上是为了使检波器与大地耦合程度更高，不同的地区，所使用的仪器、设备不同，主要有以下3项原则：①在地形比较平坦的地区通常使用手工或者比较简单的工具进行埋置;②在寒冷、沙漠、山区等地区使用专门的工具进行埋置;③在水域地区则需要使用压力检波器。

2.2.2 噪声压制

地震资料采集中的噪声主要可以分为以下3种：①空中干扰;②地面干扰;③地下干扰。噪声压制的方法主要有3种：①尽量选择背景干扰小的时间段进行施工;②寻找和分析干扰源，尽可能关闭干扰源;③采取震源组合和检波器组合。

2.3 观测系统设计

观测系统是指在地震采集过程中，震源和检波器之间的相互位置关系。观测系统设计主要有以下5项原则：①对于油气比较贫瘠的地区，需要采用比较简单的观测系统，反之，则需要采用比较复杂的观测系统，覆盖次数高、面元小;②对于信噪比比较低的地区，可以适当提高覆盖次数，从而提高地震资料的信噪比;反之，则需要适当降低覆盖次数，而且减小检波器组合的基距;③如果勘探开发目标是岩性或裂缝发育的地区，则需要增加排列片线的数量，增大横纵比;④如果勘探开发的目的层包括浅、中、深层时，则需要注意浅层的有效覆盖次数，减小激发和接收的线距，或者使用不对称的观测系统;⑤如果勘探开发目的层在纵、横向上的复杂程度不一，差异较大时，则观测系统的面元是不等边的。

3 陆上地震资料采集技术发展趋势

3.1 节点技术

随着勘探的难度不断加大，地震采集的道数不断增加，使得有线检波器的缺陷日益凸显，如铺设比较困难、笨重、查线耗时长、排列容易中断等，油气勘探各方都希望可以使用更加灵活、简单、方便的检波器。近些年以来，随着科技的快速发展，以摆脱有线线缆的束缚、可以自主记录地震信号的节点检波器发展迅速，该技术具有质量轻、无等待时间、布置方便等优点。其次，节点检波器不但可以独立使用，而且还可以与有线检波器互相混合使用[3]。

3.2 超高效混叠技术

为了提高地震资料的分辨率和成像效果，未来的地震资料采集势必会要求采集的数据不断增加，但是受到成本的约束，急需发展超高效采集技术。近些年以来，虽然超高效采集技术发展比较快，但是依旧很难满足油气勘探人员对地震资料品质的期望和减小成本的要求。因此，研究人员提出了超高效混叠技术，该技术使用人工可控震源作为信号激发源，相比于传统的采集技术，这种技术的效率可以提高数倍，目前已在少数地区进行了实际应用。

3.3 压缩感知技术

压缩感知技术可以突破传统采样定律的限制，仅仅使用不完备的测量，就能够对未知目标进行高精度的重构。压缩感知技术是通过随机空间域的随机采样，能够在地震采集道数比较少的情况下，利用相应的重构算法实现与高密度采集类似的效果。目前，国内外的专家学者都在开展压缩感知技术的研究工作，甚至有些公司已经开展了采集试验，一旦该技术实现工业化的应用，将会极大地减少地震资料采集的任务量，大幅提高地震资料处理的精度。

3.4 智能化技术

目前，地震采集的发展主要分为5个阶段：①光点记录;②模拟磁带记录;③数字地震;④遥测地震;⑤全数字遥测地震。随着信息技术、人工智能、机器人等技术的不断发展，智能化技术是未来地震资料采集的主要发展方向。智能化地震资料采集将具有以下4种特点：①采集项目事前模拟;②困难情况准确预知;③施工作业自动优化;④各种仪器、人员、物资等实现互联互通等。智能化技术的应用将会大幅减少地震资料采集技术的成本，从而提高地震资料采集的密度和作业效率。

4 结语

①在实际地震资料采集过程中，应该对工区的情况进行认真调查，根据需要解决的地质任务、工区的实际情况，采取对应的地震资料采集方法，从而提高地震资料采集的质量和效率，从而为后续的油田勘探开发提供较好的数据基础;②在油气勘探开发中，地震资料采集技术的应用具有比较长的发展历史，随着科技不断发展，地震资料采集技术必将朝着更加信息化、智能化、高效化的方向发展，进而提高地震资料采集的准确性，从而不断推动我国石油行业的发展。

参考文献：

[1]程晓峰.地震勘探采集技术在石油勘探中的应用[J].化工设计通讯，2018，44（12）：234+245.

[2]宁宏晓，唐东磊，皮红梅，等.国内陆上“两宽一高”地震勘探技术及发展[J].石油物探，2019，58（05）：645-653.

[3]史子乐，黄艳林，李静，等.陆上地震数据采集节点设备现状与发展[J].石油管材与仪器，2019，5（01）：14-18.

作者简介：

李苏苏（1981- ），男，汉族，江苏徐州人，本科，工程师，主要从事物探采集施工管理、经营管理等方面的工作。