横波勘探30年来的新突破：九分量三维地震勘探技术

在地球物理勘探的广袤领域中，横波勘探宛如一颗璀璨的明珠，散发着独特而耀眼的光芒。它的出现，为我们揭开地球内部神秘面纱提供了全新的视角和强大的工具。中国石油集团东方地球物理勘探公司邓志文、张少华团队多年来积极投身于横波勘探技术的研究与应用，成功完成了国内首个规模化九分量三维（3D9C）多波勘探工业化应用项目，创新形成了矢量地震装备研发、数据采集、矢量处理和综合应用的配套技术与流程，实现了从“0” 到“1” 的跨越。在开发方案调整、单井产量提升等方面发挥了重要的作用，投入产出比达到1:6.67。这一成果不仅在国内引起了广泛关注和高度认可，在国际上也获得了众多赞誉。国际知名地球物理学家伊尔马兹、姆里纳尔 · K. 森（Mrinal K. Sen）等纷纷表示祝贺。该成果在2023年美国勘探地球物理协会（SEG）和石油地质学家协会（AAPG）联合主办的国际应用地球科学与能源（IMAGE）年会上获得最佳口头报告奖。国内专家也给出了“横波勘探技术取得30 年来的新突破、进入到了工业化推广应用阶段！” 的评价。

▲ SHX 横波可控震源（上）SHY 横波可控震源（下）

为了实现SH/ SV 波的转换激发，中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司设计制造了沿相互垂直的两个方向振动的两种横波可控震源。横波可控震源具有频带宽3-100Hz、能量强出力3万磅的世界上最先进的横波震源

随着油气勘探领域的不断拓展，油气勘探的难度不断加大，我国油气勘探开发进入新的重要历史时期，中浅层岩性油气藏、非常规油气藏及成熟区挖潜等是油气增储上产的重点方向。我们需要更加精细和先进的地震勘探技术来提高找油找气的准确性和效率。九分量三维（3D9C）地震勘探技术作为一种具有潜力的新技术，相较于传统纵波地震勘探方法，具有更多分量的数据信息，包括纵波数据、横波数据及各类转换波数据。各类数据对不同储层及流体的响应特征不同。例如，横波与纵波相比，具有传播速度低，只在岩石骨架中传播，在各向异性介质中发生横波分裂的特征。

3D9C标准采集地震数据

在3D9C 地震数据采集过程中，一般使用可控震源在每一个炮点分别进行三次激发，激发方向如下：其中一次激发沿z方向(垂直向下)，记为Sz；另外两次激发为水平方向，一次水平方向激发沿x 方向(一般为inline 测线方向)，记为Sx，另一次水平方向激发沿y 方向(一般为crossline 方向)，记为Sy。对于水平方向激发的Sx 震源和Sy 震源，其能量主要以横波形式向地下传播；Sz 震源能量主要以纵波形式向地下传播。在九分量地震数据采集过程中，一般采用三分量检波器，并且检波器三个分量的埋置方向分别为x、y 和z 方向，分别记为Rx、Ry 和Rz。在施工过程中，Sx、Sy 和Sz 分别激发，对于每一次激发，由Rx、Ry 和Rz 分别记录，共得到SxRx、SxRy、SxRz、SyRx、SyRy、SyRz、SzRx、SzRy、SzRz 九分量地震记录。

▲ 激发方向校正后3D9C 地震数据叠加剖面

对现场采集的多分量地震数据进行校正得到标准激发方向情况下的3D9C地震数据

九分量三维（3D9C）地震勘探技术对解决中浅层地质问题具有以下四个方面的优势：横波几乎不受流体影响，可以准确刻画中浅层气云区地质构造形态；分辨率比纵波高，可以提高到纵波的1. 5 倍以上，识别更小尺度的地质体；利用横波的分裂的特性，可以预测裂缝带裂缝发育强度和主体方向；横波结合纵波多信息应用，可以使我们获取更详细的地层信息，包括岩性、物性和流体等。这些信息能够提高油藏建模和剩余油气分布范围预测精度，提高钻探成功率，对于油气田资源勘探和开发具有重要的意义。

▲ 纵横波联合流体预测

九分量三维地震勘探技术是一种油气勘探的新方法，在未来的油气勘探中，九分量三维地震勘探将发挥越来越重要的作用。九分量三维地震勘探技术能为油气勘探提供更高效、更精确的勘探方法，可以更精准地确定地层中的断层和构造形态，同时获取更详细的地层信息。这些信息可以提高找油找气的准确性和效率。九分量三维地震勘探技术的应用可以更好地支撑油气田的储量的快速发现和开发，为油气田的可持续发展提供重要的技术支持。总之，九分量三维地震勘探技术的前景广阔，其意义不仅在于提高油气勘探的准确性和效率，更在于推动地震勘探技术的发展和促进油气田的可持续发展。随着技术的不断进步和应用范围的不断扩展，九分量三维地震勘探技术将在未来的油气勘探中发挥越来越重要的作用。

《九分量三维地震理论和应用》

邓志文等著

北京: 科学出版社, 2024．12

ISBN 978-7-03-074364-0

责任编辑: 王　运　柴良木

《九分量三维地震理论和应用》系统介绍了两个水平正交方向横波激发、一个垂直方向纵波激发地震波在三维各向同性、各向异性、双向及黏弹性介质空间的产生及传播理论, 近地表纵横波参数调查方法及静校正技术, 各向异性介质叠前快慢波数据分离及成像等处理技术, 纵横波联合构造解释、沉积相预测、岩性与流体识别, 气藏地质建模与数值模拟及剩余气藏预测等。

本书共分为五章。各章内容简述如下。

• 第一章主要介绍了地层介质地震波传播理论。第一节介绍了各向同性介质基本原理及数值模拟；第二节介绍了各向异性介质基本原理及数值模拟；第三节介绍了双相介质基本原理及数值模拟；第四节介绍了黏弹性介质基本原理及数值模拟。这一章为后续地震数据处理和解释提供了理论基础。

• 第二章主要介绍了地震资料采集技术。第一节介绍了激发装备及技术；第二节介绍了观测系统参数论证；第三节介绍了高效P、S 波观测系统及实施；第四节介绍了横波表层调查及横波静校正技术。这一章为后续的地震资料处理提供了高品质的原始资料。

• 第三章主要介绍了3D9C 地震数据矢量处理。第一节介绍了方位各向异性介质2D9C地震波场特征；第二节介绍了方位各向同性介质3D9C 地震波场特征及矢量处理；第三节介绍了方位各向异性介质3D9C 地震波场特征；第四节介绍了判断裂缝方向是否随深度变化；第五节介绍了方位各向异性介质四分量纯横波矢量处理；第六节介绍了方位各向异性介质SP 波矢量处理；第七节介绍了可控震源施工因素对9C 地震数据的影响及处理方法；第八节介绍了3D6C 纯横波矢量处理。这一章为后续的地震资料解释提供了处理基础。

• 第四章主要介绍了多波地震资料解释技术。第一节介绍了多波地震资料评价技术；第二节介绍了纵横波联合标定与匹配技术；第三节介绍了多波联合解释技术；第四节介绍了沉积相分析；第五节介绍了多波反演技术；第六节介绍了储层预测技术；第七节介绍了纵横波联合流体预测技术。这些技术实现了气云区精细构造描述、储层预测与流体预测。

• 第五章主要介绍了气藏地质建模与数值模拟。第一节介绍了气藏地质建模技术，详细介绍了地震建模的方法和技术，包括构造建模和属性建模等；第二节介绍了气藏数值模拟技术，详细介绍了数值模拟的计算和应用，包括动态分析、数值模拟及历史拟合等。这些技术和方法为气藏的剩余气的预测提供了重要的支持和参考。

全文由邓志文、张少华提出编写思路并组织编写，全书审稿由邓志文、张少华、岳媛媛、王岩、倪宇东完成，全书定稿由邓志文、张少华完成。衷心感谢中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司、中国石油集团科技部、中国石油天然气股份有限公司青海油田分公司的苟量、罗凯、张玮、曹宏、冯许魁、于宝利、张建军、金鼎、宋强弓、白旭明、安培君、尹吴海、史建民、黄永平、罗文山、苏卫民、王小鲁、柳金城、杨少勇、孙鹏远、王传武等领导及专家在本书的编写和研究过程中给予的指导和帮助。

在撰写本书的过程中，我深刻体会到横波勘探技术的深邃与魅力。它就像无尽的宝藏，等待着我们去挖掘和探索。我相信，随着科技的飞速发展和理论的不断完善，横波勘探必将在未来发挥更加关键的作用。希望这本书能够成为读者了解横波勘探的窗口，激发读者对地球物理勘探事业的热爱和探索欲望。让我们共同期待横波勘探在未来创造更多的辉煌，为人类揭示地球的奥秘贡献更大的力量！

本文摘编自《九分量三维地震理论和应用》（邓志文等著． 北京: 科学出版社, 2024．12）一书“前言”“后记”，有删减修改，标题为编者所加。

ISBN 978-7-03-074364-0

责任编辑: 王　运　柴良木

本书可供石油物探、石油地质、油藏工程等专业技术人员和高等院校相关专业师生参考。

（本文编辑：刘四旦）

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