地球物理技术在深层油气勘探中的创新与展望

孙龙德，方朝亮，撒利明，杨平，孙赞东

（1.中国石油天然气集团公司；2.中国石油集团东方地球物理公司）

地球物理技术在深层油气勘探中的创新与展望

孙龙德1，方朝亮1，撒利明1，杨平2，孙赞东2

（1.中国石油天然气集团公司；2.中国石油集团东方地球物理公司）

系统研究全球深层油气分布、储量、产量等勘探开发现状，总结中国陆上深层地球物理勘探技术研究进展及勘探成效，并指出面临的技术挑战与攻关方向。针对中国陆上深层油气勘探，分析了现阶段深层碎屑岩、碳酸盐岩及火山岩勘探所面临的低信噪比、低分辨率、低成像精度及低保真度等主要地球物理问题，明确了相应的宽线大组合二维及宽方位高密度三维采集、各向异性叠前深度偏移及逆时偏移、复杂构造建模及储集层定量预测等关键技术对策。在此基础上，从深层复杂构造成像与复杂储集层预测两个方面分析得出，宽频、保幅、高精度及信息综合是陆上深层地球物理勘探的技术挑战与攻关方向，并提出宽频地震采集、复杂储集层岩石物理建模、高精度叠前保幅成像、复杂储集层综合评价、非地震物探以及钻井地震导向等技术的研究与应用是未来深层地球物理技术发展的重点。图6参36

地球物理技术；深层油气勘探；深层复杂构造成像；深层复杂储集层预测

0 引言

“深层”一般指埋深为4 500～6 000 m的地层，埋深大于6 000 m为超深层[1-3]。由于深层油气勘探开发具有高风险、高难度、高投入的特点[4-5]，对深层目标的位置、规模及储集层物性等进行钻前预测至关重要，因而对地球物理技术的精度要求及依赖程度更为突出。2000年以来深层油气勘探取得的各项重大突破与成果，绝大多数与地震勘探技术的进步密切相关[5-6]。本文在回顾、总结深层油气勘探开发技术及成果的基础上，深入分析深层油气勘探开发所面临的地球物理勘探技术挑战，指出了未来深层地球物理勘探技术发展的方向和目标。

1 深层油气勘探开发现状

1.1 全球深层油气勘探开发现状

深层油气勘探可追溯至20世纪50年代[7]。1956年，在美国阿纳达科盆地Carter-Knox气田中奥陶统Simpson群碳酸盐岩（埋深4 663 m）内发现了世界上第一个深层气藏[8]。之后，伴随着深层钻井和完井等技术的突破，油气勘探向超深层、特超深层（埋深超过

9 000 m）领域迈进[3,9]。目前全球已发现的最深的海上砂岩油气田是美国墨西哥湾的Kaskida油气田：从海平面算起，目的层埋深达9 146 m，可采储量（油当量）近1×108t[2,10]。

全球深层油气勘探已经取得许多重要成果[2,5-7,10]。白国平等以全球深层油气藏的最新资料为基础，系统统计分析了全球深层油气分布特征[7]。在全球（不包括美国本土48州）349个含油气盆地中，有87个盆地发现了1 595个埋深大于4 500 m的深层油气藏[7]。石油、天然气和凝析油探明和控制（2P）可采储量分别为5 755×106t、10.08×1012m3和1 383×106t，合计152.38× 108t油当量，分别占深层油气2P总可采储量的37.8%、53.1%和9.1%[7]。这些深层油气储量的分布特征是：从地域上看，北美发现最多，中东和中、南美洲次之，2P可采油气储量分别占全球的25.1%、22.4%和19.9%[7]，其中北美是深层石油最富集的地区，中东是深层天然气和凝析油发现最多的地区[7]；从盆地类型上看，被动陆缘盆地和前陆盆地是深层油气最富集的盆地，其深层油气储量分别占全球总量的47.7%和46.4%[7]；从圈闭类型看，构造圈闭富集了全球深层油气储量的73.7%，是深层油气最重要的圈闭类型[7]；从储集层岩性上看，全球深层油气储量的63.3%分布于碎屑岩储集层，35.0%储于碳酸盐岩，其余的1.7%储于岩浆岩和变质岩[7]；从深度上看，全球深层油气2P可采储量的86.6%分布于埋深4 500～6 000 m的储集层中，已发现埋深大于7 500 m的油气2P可采储量仅占全球总量的3.3%[7]；从层系上看，深层油气主要富集于5套储集层系：新近系（占全球总量的22.3%）、上古生界（22.2%）、白垩系（18.3%）、古近系（12.8%）和侏罗系（12.8%），与中、浅层油气类似[7]。目前全球在4 000 m以深发现了30多个大油气田（大油田标准：石油可采储量大于6 850×104t；大气田标准：天然气可采储量大于850×108m3），其中，在6 000 m以深发现75个工业油气藏（截至2002年）[10]。2008年以来，在中国塔里木、四川、渤海湾等盆地发现了5个埋深大于6 000 m的工业油气藏/区（库车、塔北、塔中、元坝和牛东）。

在深层油气开发方面，目前全球已开发了1 000多个埋深在4 500～8 103 m的油气田[2]。2010年深层石油产量为1.21×108t，天然气产量为1 054×108m3[11]。其中，美国湾岸盆地Augur油田是世界上（不包括中国）已开发的最深油藏（埋深6 511～6 540 m）[2]。美国西内盆地阿纳达科凹陷Mills Ranch气田是世界上已开发的最深气藏（埋深7 663～8 103 m）[2]。

图1 全球深层油气勘探成果统计

理论与技术进步是推动深层油气勘探开发不断发展的重要动力。根据Wood Mackenzie[11]提供的数据统计，深层油气发现呈现出明显的阶段性（见图1）：1975年之前仅有零星发现，1975—2000年每年均有少量发现，2000年之后每年则有较多发现。这种阶段性与理论及技术的发展期相对应。以地震技术为例：1975年以前主要以二维地震为主，1975—2000年主要利用常规三维地震进行勘探，而在2000年之后，则主要采用高精度三维地震。地震技术的每一次变革，都促进了深层油气勘探的突破，而且对超深层油气勘探的支撑作用更为突出。据IHS（Information Handling Services）统计，1972—2008年全球共发现埋深大于6 000 m的

油气藏156个，其中2000—2008年发现105个，占总发现数的66.5%[9]，与2000年以来宽方位地震、高密度三维地震等技术的飞速发展密不可分[1-2]。

1.2 中国陆上深层油气勘探开发现状

中国国内目前普遍采用4 500 m和6 000 m作为深层和超深层的界定标准[2,7]。东部深层一般指4 500 m以深，而西部深层一般指6 000 m以深。相对于国外已发现的深层油气田，中国的深层油气田往往具有更加复杂的地表条件、构造特征及储集层特征，勘探开发难度更大[10]。中国深层石油与天然气地质资源量分别是304×108t与29.12×1012m3，探明率分别为8.9%和8.6%[12]，剩余资源量巨大、勘探前景广阔。同时，由于中国特殊的地质条件，深层油气，特别是深层天然气在总资源量中所占的比重更大（油、气分别为28%和52%），资源地位更加突出[12]。

从钻探情况看，塔里木油田勘探平均井深已连续5年（2008—2013年）超过6 000 m，且在2011年突破了8 000 m深度关口（克深7井，井深8 023 m）[2]。东部盆地勘探井深也在2011年突破6 000 m（牛东1井，井深6 027 m）[12]。据统计，中国近10年来完钻井深大于7 000 m的井有22口，其中2006年以来完钻19口，占86%[2]。目前国内钻探最深的井是塔深1井（2006年），完钻井深8 408 m，地层温度为175～180 ℃，在8 000 m左右发现可动油，产微量气，取心证实深层发育溶蚀孔洞，储集层物性较好[2]。最深的工业气流井是塔里木盆地库车坳陷的博孜1井，在7 014～7 084 m井段用5 mm油嘴，在64 MPa油压条件下获得日产气251×104m3高产气流，属于典型的碎屑岩凝析气藏。最深的工业油流井是塔里木盆地的托普39井，6 950～7 110 m井段日产油95 t、气1.2×104m3[2]，属岩溶型碳酸盐岩油气藏。相较20世纪，中国陆上油气勘探深度整体下延1 500～2 000 m，可见深层已成为中国陆上油气勘探的重大接替领域[2]。

与国外相比，中国陆上深层油气勘探难度更大[13]。以四川盆地中部（川中）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[13]。此后经过50多年的探索，一直未能突破。直到近年，在地质认识不断深化、地震资料品质不断提高、钻井等工程技术不断进步的基础上[14]，才取得2011年高石1井（井深5 841 m）、2012年磨溪8井（井深5 920 m）等的连续突破，发现川中震旦系—寒武系超万亿立方米的大型整装气田[14]。其他如塔里木盆地库车前陆冲断带碎屑岩[15]、台盆区碳酸盐岩[16-17]、松辽盆地深层火山岩[18]等油气田的发现与其类似。由此可见，理论与技术进步是陆上深层油气业务快速发展的关键，尤其地球物理技术关系深层油气勘探开发的成败[19]，在深层目标的发现与评价过程中具有不可替代的作用。

2 中国陆上深层油气地球物理勘探技术进展及勘探成效

从碎屑岩、碳酸盐岩、火山岩三大领域对中国陆上深层地球物理勘探的主要技术进展进行总结分析。

2.1 深层碎屑岩储集层

深层碎屑岩储集层的重点勘探区域主要包括塔里木、准噶尔、渤海湾及松辽盆地等。

塔里木盆地库车盐下构造发育于天山山前冲断带，主要勘探难点表现在：①地表起伏大，激发接收条件差，干扰波发育；②地下断裂发育、断块众多，地层产状变化大且高陡地层发育，地震波场极其复杂。由此可见，资料信噪比低、成像精度低、圈闭落实难是库车盐下构造勘探的主要问题[15,20]。针对性的关键技术对策为：①采用宽线大组合及山地宽方位三维采集技术提高原始资料信噪比；②采用基于起伏地表的各向异性叠前深度偏移提高偏移精度；③采用复杂构造综合建模技术及变速成图技术提高构造解释精度。

通过上述采集、处理技术攻关，深层复杂构造的成像精度、资料信噪比明显提高，可解释性大幅改善（见图2），平均深度误差也降低到2%以内（2008年以前为5%），为高效、快速推动库车地区油气勘探提供了强有力的地球物理勘探技术支持[15]。

准噶尔盆地及东部碎屑岩探区的地表条件都相对较好，资料信噪比相对较高，地震勘探的重点是提高资料分辨率和保真度，以增强对地层-岩性圈闭的识别、预测能力。对于断块油气藏，还要注重提高断块成像精度。以渤海湾盆地歧口凹陷斜坡区致密砂岩油为例，目的层古近系沙河街组沙一下亚段—沙三段埋深4 000 m以上，储集层为泥岩背景下的多套薄层砂体[21-22]。主要勘探难点表现在：①砂体厚度较薄、物性偏差，且纵、横向快速变化，保幅处理、砂体识别及物性预测困难；②张性断裂发育，地层破碎严重，断块准确成像及解释难度大；③裂缝预测及含油气性检测困难。针对性的关键技术对策为：①以提高分辨率和保真处理为核心，采用保真去噪、井控反褶积、叠前各向异性深度偏移等技术提高资料品质；②通过相控薄层预测、各向异性检测、叠前反演等技术进行储集层识别、裂缝预测及油气检测；③通过精细地层对比、精细构造解释、精细沉积储集层研究、精细油

藏分析[22]，以满足富油气凹陷精细勘探需求。应用上述技术，先后在歧北斜坡、埕海断坡、滨海断鼻及斜坡发现3个亿吨级油气规模储量区。

图2 塔里木盆地过博孜1井新老地震剖面对比

2.2 深层碳酸盐岩储集层

深层碳酸盐岩储集层的重点勘探区域包括塔里木盆地、鄂尔多斯盆地、四川盆地及渤海湾盆地等，本文以塔里木盆地和四川盆地为例进行分析。

塔里木盆地奥陶系、寒武系岩溶型碳酸盐岩的主要勘探难点表现在：①缝洞储集体埋藏深、尺度小（单个缝洞体面积一般小于0.02 km2）、非均质性强，对成像精度及保幅性要求极高；②缝洞型储集层是大油气区形成与富集的关键，是制约油气产能的主控因素[23]，需要高精度储集层、裂缝及油气预测才能落实高效井。据此提出了以全方位高密度地震采集、叠前保幅深度偏移以及缝洞储集层量化描述为核心的一体化地震勘探技术对策。基于高品质地震资料（见图3），通过落实缝洞体储集空间的大小、缝洞体连通关系以及缝洞体的含油气性等关键问题，划分并优选含油气规模较大的缝洞单元作为钻探目标。通过应用这套技术，哈拉哈塘地区的高效井比例成功提高了10%以上[23]。

图3 塔里木盆地哈6井区宽方位与全方位三维相干属性图对比[23]（横纵比为地震排列横向宽度与纵向长度之比）

四川盆地川中地区震旦系—寒武系白云岩储集层在历经50多年的探索后，近年来获得了重大突破[14]。以寒武系龙王庙组勘探为例，该套储集层主要为颗粒滩相孔隙型储集层，局部叠加了加里东期岩溶作用形成的孔洞型储集层，储集层分布对气藏具有重要的控制作用[14,24]。其勘探难点主要表现在：①地层埋藏深、地震反射波能量弱，保幅成像难度大；②储集层与非储集层的反射特征差异小、台缘斜坡反射特征不明显，造成储集层识别与预测困难、台缘礁滩相地貌刻画困难。在地质分析的基础上，形成了“占滩相、叠岩溶、找亮点、套圈闭”的综合预测思路[25]，并取得以下技术创新[14]：①形成超深层低幅度碳酸盐岩“两宽一小”（宽方位、宽频、小面元）数字地震采集技术，使资料优势频带增至10～70 Hz，信噪比明显提高；②形成超深层碳酸盐岩地震保幅处理技术系列，使构造图解释精度大幅提高，相对误差小于1%；③形成深层碳酸盐岩高分辨率地震储集层定量预测技术，使储集层厚度、孔隙度及含气性预测的总体符合率达85%。

2.3 深层火山岩储集层

深层火山岩储集层的重点勘探区域包括准噶尔及三塘湖盆地石炭-二叠系火山岩、松辽盆地侏罗系—白垩系火山岩以及渤海湾盆地侏罗系—古近系火山岩等。

当前深层火山岩勘探难点主要表现在：①火山岩地质成因和储集层形成机制复杂，不同岩性、速度的地层相互穿插，导致波场复杂，信噪比极低；②火山机构形态复杂多样，储集层物性横向变化大，导致勘探目标识别与储集层预测难，制约了对火山岩裂缝、孔洞等储集空间的预测[1,26]。针对上述问题，通过优化采集参数，形成以“小道距、长排列、高覆盖、宽线”为特征的高精度火山岩储集层地震采集技术，有效提高了深层反射信号能量与信噪比；通过强化叠前保幅处理，应用火山岩速度建模和各向异性叠前深度偏移等技术，改善地震成像质量，清晰揭示了地层结构和断裂特征（见图4）；解释方面则形成了“四步法”储集层预测技术[26-27]，提高了预测精度，推动了火山岩勘探。目前，松辽盆地徐深和长深气田、准噶尔盆地克拉美丽气田、三塘湖盆地牛东油田等火山岩油气田已顺利投产，火山岩油气藏已成为中国油气增储上产的重要领域。

2.4 中国陆上深层油气勘探成效

2005年以来，中国石油在深层碎屑岩、碳酸盐岩、火山岩3大领域获得10个规模发现[1]，包括塔里木盆地塔北、塔中等海相碳酸盐岩大油气区，塔里木盆地库车盐下大北、克深等陆相碎屑岩大气田，四川盆地龙岗、磨溪—高石梯等碳酸盐岩大气田，以及鄂尔多斯、渤海湾、松辽等盆地发现的深层油气田。形成了2个储量规模超5×108t的油区、4个储量规模超1 000× 108m3的天然气区，共探明石油地质储量13.3×108t，天然气地质储量为1.98×1012m3[1]。以塔里木盆地库车盐下构造与川中地区白云岩为例，简述中国陆上深层油气勘探开发成效。

塔里木盆地库车地区在发现克拉2（1998年）、迪那2气田（2001年）之后，深层复杂构造勘探进入了低谷。面临地质认识不清、圈闭落实困难（见图5a）、技术储备不足等困境，先后有近10口井失利或未见大突破[15]。2005年起，库车地区开始新一轮地震技术攻关，通过宽线大组合二维以及山地宽方位三维勘探，资料品质得到明显提升。2006年，通过宽线大组合技

术落实克深2号构造。2008年，克深2井获日产天然气46×104m3，为库车盐下深层油气的首个重大突破。通过上述新技术的应用，相继发现和落实了克深5、博孜1、阿瓦3等多个圈闭，均获得油气突破。大北、克深气田的评价开发工作也顺利展开。基于上述成果，库车地区盐下深层“南北成带、东西分段”的构造分布格局基本明确，即库车盐下构造从东到西连续分布，南北向上以区域大断层为界分为4～9个构造条带，东西向上按照构造样式分为5个区段（见图5b）。截至2013年，库车盐下深层共发现圈闭53个，落实资源量48.1×108t油当量，其中33个圈闭和36.4×108t资源量发现并落实于2010年以来，与地震技术发展同步。

图4 松辽盆地过徐深1井叠后时间偏移与叠前深度偏移转时间域剖面对比

川中地区震旦系—寒武系白云岩的勘探同样充满艰辛[14]。高石1井是在2006年地震处理解释技术攻关基础上确定的风险探井，是1964年发现威远气田之后，四川盆地深层白云岩47年来的首个突破井。2011年7月，高石1井在震旦系灯影组获日产天然气102.14×104m3，发现磨溪—高石梯特大型整装天然气田，成为目前中国深层碳酸盐岩勘探的最重大突破。高石1井突破之后，在磨溪—高石梯地区先后部署实施了2 540 km2的三维地震[14]，开展地震采集、处理及解释技术一体化攻关。通过“两宽一小”高精度三维采集，叠前波动方程深度偏移等技术的应用，资料品质大幅提高，为地层研究、构造描述及储集层和流体预测奠定了坚实基础（见图6）。

基于老地震资料，灯影组顶面与灯三段底面之间

是近等厚沉积（见图6a），在新地震资料解释剖面上，灯影组顶与灯三段底之间存在明显的陡倾角反射（见图6b），这正是台地相到盆地相之间的斜坡相地层反射。按照该认识，地震解释重点由落实构造变为落实台缘相带，与储集层、裂缝、油气预测相结合，圈定台缘礁滩相有利区和靶点。后续的地质研究和钻井（高石17井）证实，磨溪—高石梯构造与威远—资阳隆起之间存在“德阳—安岳”克拉通内裂陷。裂陷内部沉积了较厚的寒武系麦地坪组和筇竹寺组，两侧为镶边台地，发育灯四段优质滩相储集层[14]。该认识提升了灯影组勘探潜力，拓展了灯影组的勘探范围。

截至2014年6月，磨溪—高石梯地区共实施探井48口，其中完试井27口，获工业气流井23口，探井综合成功率85%。目前整体控制古隆起东段震旦系含气面积7 500 km2，初步预测震旦系—寒武系天然气总资源量约达5×1012m3，已探明天然气储量近4 404×108m3[14]。

图5 塔里木盆地库车地区盐下深层圈闭储备简图对比

3 陆上深层油气地球物理勘探技术挑战与攻关方向

3.1 深层复杂构造成像

深层复杂构造成像问题是指以落实深层目标的构造形态及分布规律、描述断裂展布特征及不同断块的组合关系等为首要目标的问题。前陆冲断带复杂构造，碳酸盐岩、碎屑岩及火山岩等各类潜山，以及台地边缘的礁滩相地层勘探等均面临此类问题。这些目标的储集层条件一般相对较好，圈闭的完整性是控制油气聚集的主要因素，因此“构造成像清晰，偏移归位准确”成为深层复杂构造勘探最基本也是最重要的要求。地震勘探所面临的主要问题如下。

①“弱信号+强干扰”导致的地震资料低信噪比问题。对于所有深层目标而言，由于地震波在长距离传播过程中的扩散、吸收、衰减作用，有效信号的能量总体来说很弱，而深层复杂构造目标往往具有恶劣的地表条件和/或复杂的地下地质结构（盐丘、断块等），导致各种干扰波发育且能量较强。在这种“弱信号+强干扰”的双重影响下，目的层地震资料信噪比往往非常低，甚至难以正确识别层位。库车地区克拉4井经3次加深未能钻遇目的层就是典型实例[15]，川中磨溪—高石梯地区台缘斜坡的解释[14]，渤海湾盆地牛东1井超深潜山高温油气藏的发现[28]均经历过类似困难。

采集技术的创新从根本上解决了地震资料低信噪比的问题，大吨位低频可控震源是增强深层反射能量的有效手段，对提高速度建模及全波形反演（FWI）精度也具有重要意义[29-30]。低频数字检波器可最大限度地记录全低频信号，采用长排列甚至超长排列进行资

料采集，可避开浅层速度异常体的屏蔽作用，有利于提高目的层有效信号能量。

②速度横向剧烈变化引起的地震资料成像不准确问题。无论是起伏地表还是复杂盖层，对目的层成像精度的影响均源于其速度的横向变化。以库车地区为例：其地表相对高差超过1 000 m，地震波传播速度为350～4 200 m/s。由于地表的剧烈起伏和高速地层的出露，远远偏离了常规偏移技术的“地表一致性”假设条件，造成反射记录严重畸变且偏离双曲线，静校正量因为反射波非垂直出射而不“静”（同一点的静校正量不固定），最终导致基于“基准面静校正”的传统偏移技术精度大幅降低[20]。同时，其目的层上覆盖层为岩性、厚度均横向剧烈变化的膏盐岩，膏盐岩之上为局部剧烈抬升的高陡碎屑岩地层，远远偏离了“层状水平介质”假设，导致常规偏移技术失效。成像不准导致早期勘探中常见的“高点带弹簧，圈闭带轱辘”现象[15]出现，严重制约了深层油气勘探。

图6 四川盆地磨溪—高石梯地区新老地震资料及解释方案对比

尽管随着起伏地表偏移、各向异性偏移、逆时偏移（RTM）乃至全波形反演（FWI）技术的出现，上述问题都得到了一定程度的改善[31]，使构造形态、断面反射、盐丘边界、潜山地貌等刻画更加清晰，信噪比也有一定程度的提高。但事实上，这些高精度算法对原始地震资料的频段及信噪比、速度模型的精度及运算效率等方面的要求极高，从而制约了其优势的发挥。库车地区勘探实践表明，通过物探与地质的结合、地震与重磁电技术的结合，可提高速度模型精度。

3.2 深层复杂储集层预测

深层复杂储集层预测是指深层储集层的形态刻画、物性及含油气性预测以及封堵条件分析。中国陆上绝大多数灰岩及白云岩油气藏、碎屑岩地层及岩性圈闭油气藏、火山岩及变质岩油气藏等都属于此类目标，虽然其一般具有较好的油气源及盖层条件，但储集层非均质性强、油气水关系复杂制约了其勘探进程与开发效益。深层复杂储集层研究要求做到“储集层

表征准确，流体预测可靠，风险评估充分”。地震勘探所面临的主要问题如下。

①各种采集处理因素导致的地震资料不保幅问题。“保幅”包括偏移剖面的相对振幅保持、偏移距道集的AVO关系保持以及方位角道集的各向异性关系（AVOZ）保持。对储集层、流体及裂缝研究而言，“保幅”是对资料最基本和最迫切的需求[32-33]。然而，在资料采集和处理过程中，由于观测方式、噪音压制、振幅补偿等因素的影响，很难实现全面的真振幅恢复[33]。

要解决上述问题，采集上需尽可能实现连续、均匀、对称、无假频采样，为后期叠前偏移提供更好的基础资料。“两宽一高（宽频、宽方位、高覆盖）”采集、宽频数字检波器接收等均有利于实现保幅处理[34]。处理上除了要避免采用改变振幅相对关系的流程外，还需发展全波形反演、局部角度域偏移等前沿技术，通过高精度的算法实现保幅处理。

②深埋及高频吸收带来的地震资料低分辨率问题。除了薄储集层预测需要不断提高地震资料的纵向分辨率外，小尺度储集体（如塔里木盆地岩溶缝洞体）、岩性异常体、地层尖灭线等描述也需要地震资料具有更高的横向分辨率，因此必须从信号激发、接收以及资料处理入手提高分辨率。宽频震源、全频段数字检波器、宽频带逆时偏移等采集、处理技术是近期较为现实的攻关方向。其他如井间地震、横波勘探等技术也是提高分辨率的有效手段，可作为中长期目标进行实用性攻关。

③复杂油藏环境引起的综合评价问题。复杂储集层综合评价的重点是发现优质储集层，与非常规油气勘探中发现“甜点”的工作类似。但与页岩等非常规储集层不同的是，这些深埋储集层的油藏环境更为复杂，油气富集条件更为苛刻，因而获得高产稳产油气流的难度更大。

以塔里木盆地碳酸盐岩岩溶储集层为例，为了获得高产稳产井，不仅要发现和准确定位“串珠状”反射，更需落实其上部的盖层条件、底部与含水层的连通情况、周缘的裂缝发育情况及与其他缝洞体的连通关系，以及自身的位置、体积、物性、含油气性等问题。因此在资料解释过程中，从宏观的构造运动及沉积环境分析，到局部的断裂系统、古地貌、古水系、风化淋滤、热液溶蚀等作用的研究，再具体到储集层位置、规模、物性、泥质充填程度、相互连通性，以及裂缝、含油气性等方面的评价，都缺一不可，且必须保证其精细度与可靠性[23]。然后需要在上述精细研究的基础上进行多维信息融合分析，最终优选出最有利的井点和最佳的井型，并在钻井过程中根据最新钻井信息对构造、储集层的预测结果进行修正，实时调整钻井方案[35]，以确保准确命中靶点。

因此，深层复杂储集层综合评价要向“叠前、多维、融合、一体化”方向发展。“叠前”既包括AVO，也包括AVOZ；“多维”除了包括时移地震（四维），还包括三维数据体发展为五维数据体（X、Y、Z、方位角与偏移距，其中X、Y、Z为三维坐标）；“融合”是不同地震属性的深度结合，一般需要通过三维可视化、图像处理等技术实现；“一体化”则是指多学科的结合，包括地震地质一体化、地震非地震一体化、地震与生产动态一体化等。微地震技术目前已经在多个领域取得了成功的应用实例[36]。微地震与常规地震的结合可以对裂缝、溶洞等进行更加准确的标定，有望成为精细储集层研究的重要手段之一。

通过上述技术攻关，有望实现陆上深层地球物理勘探技术的进一步跨越。在中国力争实现：①拓宽原始资料频带，东部地区拓宽12 Hz左右，西部地区拓宽8 Hz左右；②提高复杂构造成像精度，构造深度预测误差小于2%，钻井成功率提高到65%以上；③提高储集层预测精度，使碎屑岩岩性圈闭落实成功率提高到85%以上，碳酸盐岩缝洞储集层及火山岩储集层的钻遇率达90%以上，含油气性预测吻合率达85%以上；④提高薄层及小断块的识别能力，东部可识别厚度为2 m以上的砂体，西部5 m以上，断块油气藏发育区能够识别断距5 m以上的断层。在国外陆上深层探区，力争实现各项指标提高10%以上。

4 结论

中国深层油气资源在油气总资源量中占较大比例，勘探开发潜力巨大，目前已进入发展的关键时期。深层油气资源勘探的重要性与复杂性促进了相关技术的不断发展，提高了中国深层油气地球物理技术的先进性。2005年以来，中国深层油气地球物理技术攻关取得了丰硕成果，有效解决了中国陆上深层油气勘探的关键问题，推动了油气勘探的大发现与开发生产的顺利进行。

面对更高的精度要求，深层地球物理技术应重点发展以下6方面的技术：

①宽频数字化地震采集技术。具体包括低畸变、宽频高精度可控震源，全频段数字检波器，50万道以上全数字地震仪，开放式采集软件系统等。

②复杂储集层岩石物理建模技术。需建立碳酸盐

岩、火山岩以及致密砂岩等复杂储集层的岩石物理模型，结合频散分析，形成高精度建模软件。

③高精度保幅成像技术。重点发展RTM、FWI、LAD（Local Angle Domain）偏移等高精度叠前偏移技术，以及与之配套的去噪技术、真振幅恢复技术、高精度速度建模技术等。

④复杂储集层综合解释技术。重点发展叠前反演、高分辨率反演、物性参数反演、流体检测、各向异性裂缝预测、储集层综合评价、油藏动静态建模等技术，同时深化山前复杂构造综合建模技术。

⑤以重磁电为主的其他物探技术。重点发展高精度三维电磁相关的装备及软件、非地震信息约束下的速度建模及构造解释技术、研发地震-非地震联合反演软件，完善压裂微地震监测、油藏动态检测等工程地震技术。

⑥动态钻井地震导向技术。重点发展快速高效的动态地震预测技术，在钻井过程中结合最新钻井信息对早期的构造、储集层预测成果进行修正，指导钻井轨迹调整，确保深层钻井成功率。

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（编辑 魏玮 王大锐）

Innovation and prospect of geophysical technology in the exploration of deep oil and gas

Sun Longde1,Fang Chaoliang1,Sa Liming1,Yang Ping2,Sun Zandong2
(1.China National Petroleum Corporation,Beijing 100724,China; 2.Bureau of Geophysical Prospecting,CNPC,Zhuozhou 072750,China)

The global situation of distribution,reserves and production of deep oil and gas are examined systematically,the progress and exploration achievement of onshore China deep geophysical technology are summarized,and the challenges and developing direction of deep geophysical technology are pointed out.Aiming at the exploration of deep onshore strata in China,the article analyzes the key geophysical problems,such as low signal-to-noise ratio,low resolution,low imaging accuracy and low amplitude-preservation,in the exploration of deep clastic,carbonate,and volcanic reservoirs,and presents the corresponding technical countermeasures such as wide-line large-array 2-D acquisition,wide-azimuth and high-density 3-D acquisition,anisotropic pre-stack depth migration (PSDM),reverse-time migration (RTM),complex structure modeling,and quantitative reservoir prediction.The analysis from two aspects,imaging of deep complicated structures and prediction of deep complicated reservoirs,shows that wide-frequency,amplitude-preservation,high-accuracy and information integration are the challenges to and key issues in the geophysical technology.It is pointed out that wide-frequency seismic acquisition,rock physical modeling of complex reservoirs,high-accuracy prestack amplitude-preservation imaging,comprehensive evaluation of complex reservoirs,non-seismic techniques,and drilling steering with seismic data are the key geophysical techniques needed to be developed in the future.

geophysical technology; deep oil and gas exploration; deep complicated structure imaging; deep complicated reservoir prediction

国家科技重大专项（2011ZX05001-002）；国家重点基础研究发展计划（973）项目（2009CB219304）

P631

A

1000-0747(2015)04-0414-11

10.11698/PED.2015.04.02

孙龙德（1962-），男，山东寿光人，中国工程院院士，中国石油天然气股份有限公司教授级高级工程师，主要从事中国石油天然气股份有限公司科研生产管理工作。地址：北京市东城区东直门北大街9号，中国石油天然气股份有限公司，邮政编码：100007。E-mail: sunld-tlm@petrochina.com.cn

联系作者：杨平（1975-），男，四川郫县人，博士，中国石油集团东方地球物理公司高级工程师，主要从事地震地质综合解释研究工作。地址：河北省涿州市贾秀路物探局5号院·研究院A座，邮政编码：072750。E-mail: yangpingbgp@126.com

2015-01-26

2015-04-30