[科普中国]-勘探地震学

勘探地震学的基本原理是利用地震波在不同岩层分界面上所产生的反射、折射或衍射来确定这些界面的几何关系，从而寻找地下的地质构造，特别是油气圈闭。由于所用的震源是人工控制的，对地震波传播的时问观测可以达到很高的精度。地震方法是石油勘探中必不可少的手段，发展很快；现在还利用地震波同油气的作用．向直接寻找油、气田迈进。1

简介勘探地震学通过人工方式在地面产生震动，形成一个人工震源向地下发射地震波，这些地震波在地下不同的岩石界面上形成反射最终回到地面来。勘探地震学采用地震波接收仪器将人工震源产生的地震波记录下来，这些地震波携带了地下构造的信息，利用地震波的波形和传播时间研究地下构造形态是勘探地震学最传统的研究内容。如何提高地震观测的精度，提高用地震数据准确地认知地下构造，甚至岩石类型，是勘探地震学追求的前沿研究问题。”

特点在地震数据中，反褶积是用来提高分辨率的必要手段，但同时往往会降低资料的信噪比，当地震资料不满足最小相位和白噪声的约束条件时，常规的反褶积方法也将不再适用。从这两个问题出发，混合相位未知脉冲最小平方反褶积，多分辨率地震信号反褶积，神经网络子波反褶积等三种改进的方法分另运用多次迭代，二进小波变换和神经网络技术，对常规方法的不足予以改善。

总结比较勘探地震学是天然地震的产物，是从天然地震学发展而来．但是与天然地震学相比又有许多的不同，它具体表现在以下几个方面：

(1)研究的对象不同。勘探地震学主要利用激发人工地震的方法来勘探地下油气藏的位置。但是受震源能量以及钻探技术所限，一般地震勘探的研究区块限制在几千米到十千米的深度范围内，例如目前世界上钻井最深的记录为20世纪70年代的原苏联人所创造，他们在现今俄罗斯莫曼斯克州得科拉半岛上完成了深达12km的超深井。而天然地震学主要依据天然地震得到的数据，这种具有超强破坏力的能量足以渗透到地球表面之下几百千米乃至上千千米的深度并为地震仪所接收捕捉到，因此天然地震的方法主要用于地球内部构造的研究。

(2)地震采集的方式不同。勘探地震学中所采用的震源为人工震源，能量相对于天然地震要小得多，但是震源的能量，频率，位置都可以改变。此外，接收器相对于震源的距离也相对天然地震要小得多，位置也可以移动，并且利用检波器组合来接收信号增强信噪比。天然地震相对的接收方式比较固定，通常是在某些地点固定好台站，长时间进行记录。勘探地震的采集需要根据当地的地质特征进行精心没计，以获取质量最好的地震数据。而天然地震因为无法预知震源发生的时间和位置，因此在采集的设计而言相对简单。

(3)地震采集的仪器也有所差别。勘地震学当中由于研究的对象尺度相对比较小，特别是有些油藏构造的厚度在几十米甚至几米的量级，因此需要接收频率较高的地震数据来满足地震分辨率的要求。通常地震接收器(也称检波器)接收的频带在几个Hz到几十个Hz之间。而天然地震研究的对象尺度比较大，有效频带在几个Hz之下，因此在仪器灵敏度设计上面考虑不同。此外，天然地震接收的数据主要是三分量的数据，它需要利用P波，S波以及转换波数据进行处理。而相比之下勘探地震当中主要还是单分量数据进行处理，因为常规处理还是基于P波反射时间来判断地下构造情况，然而为了得到更精确的结果，勘探地震也逐渐采用多分量采集和处理的思路。

通过对比可以看出，由于研究对象和应用领域的不同，勘探地震学在采集和处理的时候会投入更多的精力以获取更准确的地下信息。然而天然地震学和勘探地震学又是同源的，许多方法都是基于相同的原理，而随之发展起来的技术也已经融合到两者之间，我们经常可以看到天然地震研究人员和生产油田相互合作，共同发展的局面。

总之，地震勘探是地震专业或地球物理专业最重要的专业课，同时随着油气资源的减少，地震勘探也越来越被地质学者重视，所以也是地质学生的必修课，愈来愈需要既懂地质又懂物探的综合性专业人才。2

本词条内容贡献者为:

张勇 - 副教授 - 西南大学资源环境学院