浅谈地球物理成像技术在国内的发展和应用状况
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摘要：地球物理成像是人们深入了解复杂的地下油气藏分布状况的重要渠道之一，本文详细介绍地球物理成像的多种成像技术，包括复杂构造地震成像技术、逆时偏移成像技术、阵列感应成像技术、井间地震发射波成像技术等几种常用的、新颖的成像技术在我国的发展和应用情况，使我们进一步加深对此领域的了解。
关键词：地球物理成像 应用 发展
前言
从简单地区向复杂地区转移，油气资源勘探技术水平已成为我国油气产业发展的薄弱环节。与此同时，我国在国际油气风险勘探中已与西方石油公司形成竞争关系，国际石油公司限制我国引进油气勘探核心技术。因此，加快地球物理成像技术的研发和应用，是我国提高油气资源开发利用水平和增强市场竞争力的当务之急。
1 复杂构造地震成像技术在华东油田的应用
1.1 应用成果
作为国内外地球物理界前缘性研究课题的复杂构造地震成像技术，已成为华东油田勘探领域的关键技术。
华东油田利用该项技术不仅完成了国内连片面积最大的叠前时间偏移处理6100平方千米，而且完成了国内陆地面积最大的叠前深度偏移连片处理1947平方千米，实现了对复杂地震波场进行准确归位，确立的钻井目标已在齐家北油田发现工业油流。这标志着大庆复杂构造地震成像技术处于国内领先地位。
1.2 发展状况
上世纪80年代至2000年，物探大队使用的三维叠后处理是先对地质构造进行整形、处理，这样经过人为加工的数据资料，保真度变差，并可能导致地层信息失真。2000年之后，物探大队拥有了大规模并行计算机系统和成像软件，实现了叠前深度和叠前时间偏移处理，形成了适合勘探人员做整体研究的“整装”超大数据体。
近年来，物探大队地震资料处理解释中心采用4项创新技术，突破了松辽盆地北部徐家围子断陷19个区块连片处理的技术瓶颈，取得了较好的成像效果，为整体认识徐家围子断陷奠定了基础：采用近地表模型法与折射波联合应用技术，有效解决了大连片静校正问题；采用基于覆盖次数的叠前振幅归一化处理技术，有效解决了大连片能量横向一致性问题；采用叠前子波形技术，有效解决了不同区块的波形不一致性问题。
2 逆时偏移成像技术在油气藏勘探成像的应用
2.1逆时偏移成像技术在盐下油气藏勘探成像的应用
最近发现，倾斜各向异性上覆层下的构造成像受到基于射线的倾斜横向各向异性（TTI）偏移算法的限制。与波动方程算法相比，这些算法不能很好地完成复杂覆盖层下的构造成像。但是，随着宽方位角采集技术的提高，能够得到更稳定的TTI参数。利用更宽范围的方位角可以显示出窄方位角数据不能明显显示的TTI结果，这推动CGGVeritas公司开发出了TTI RMT算法。CGGVeritas认为其开发各向异性逆时偏移新方法结合宽方位角勘探信息，对复杂盐体下的构造成像具有重大改进。
逆时偏移技术作为复杂条件地震成像难题的解决方案，可以在遇到复杂险峻倾斜的反射面例如盐丘侧翼构造时，克服目前偏移方法的局限性，能够使大于70度的倾斜构造准确成像。逆时偏移技术采用双程声波波动方程，能够使用偏移校正包括垂直倾斜在内的所有地质倾斜，还可以实现倾斜构造的成像并保持振幅不变。逆时偏移提供的是一种可供选择的偏移方法：可在数据采集之前运行逆时偏移，选用适当的波场通过包括盐下、构造倾角大于70度等复杂的速度区域，以及在边界可能产生复杂的多次反射区域；或者在数据采集之后运行逆时偏移进行数据处理。
目前，逆时偏移技术已经在CGG、西方地球物理等几家大型物探技术服务公司推广应用。
2.2逆时偏移成像技术国内研发成果
逆时偏移成像是目前国际上公认的高精度成像方法，只有少数几家大公司掌握这项技术。中国石油东方物探公司历时一年半，研发成功具有自主知识产权的适用于陆上和海上的逆时偏移软件系统——闪电系统，打破了国外公司技术封锁，填补了国内深度域偏移成像领域的技术空白，提升了我国在高端物探市场的竞争力。
中国石油研发出的具有自主知识产权的软件系统，在应用上更具灵活性，对硬件系统适应性更强，在国际同类型商业软件中处于领先地位。目前，闪电系统已在新疆、环渤海和滨里海等地区2255平方公里资料处理中得到应用，成像效果显著。
国产逆时偏移软件系统的诞生，是国内偏移技术研发的一个新的里程碑，将对提升我国核心软件国际市场竞争力发挥重要作用，并将进一步推动我国地震资料处理的技术进步，为占领物探高端服务市场提供有力的技术支撑。
3 阵列感应成像技术在国内油田的应用
3.1 阵列感应成像测井仪的国内外研究现状
阵列感应成像测井仪AIT （Array Induction Imager Tool），是基于20世纪40年代道尔（H·DOLL）提出的感应测井几何因子理论发展起来的。常规感应测井仪都采用复合线圈系结构，通过选择适当的间距和多线圈对组合，产生具有直耦信号近似为零的多个测量信号矢量叠加，使流过地层的电流限定在特定的径向和纵向距离上，实现硬件聚焦的效果。
在20世纪80年代，由BPB公司首先推出具有发射线圈和多个接受线圈的阵列感应成像测井仪（AIS）。随后三大石油公司也相继推出了其各自的阵列感应成像测井仪，分别是斯伦贝谢公司的新型阵列感应成像测井仪（ATI），哈里伯顿公司的高分辨率阵列感应仪HRAI，阿特拉斯公司的高分辨率感应测井仪（HDIL）。
多极子阵列声波成像测井仪能够提供多种组合模式的声波全波信息，主要用于孔隙度、渗透率、各向异性参数计算，对裂缝性储层油气识别和压裂效果预测具有显著作用，可满足大斜度井声波测井的要求。目前，该仪器已生产40套，已经进入乌兹别克斯坦等国外测井市场。
3.2感应成像技术在玉门油田的应用
2011年5月，中油测井吐哈事业部首次在玉门油田应用阵列感应成像测井技术，完成两口井现场作业，帮助油田分别找到两个和三个油层，创下这个事业部单井测井作业最深、最长纪录。
属于国家863技术开发项目的阵列感应成像测井技术，是中国石油的科研攻关项目。中国石油测井公司成功自主研发这项技术以来，在解决复杂油气藏地质疑难问题方面显示出突出优势，所测曲线重复性、一致性好，稳定性、时效性和易操作性能满足现场应用要求，具有测量精度高、获取信息丰富、识别油气层准确等特点。
与常规双感应测井只能提供2种径向探测深度相比，阵列感应成像测井技术能提供5种探测深度，更加有利于发现隐藏在地层深处的油气层。吐哈测井的技术人员王现良形象地说，如果把前者比作用放大镜寻找油层，那么后者就好比同时用几个放大镜，就像用上显微镜一样，测井更精细，识别油气层当然更准确了。
4. 总结
由此可见，地球物理成像技术在我国的应用日益广泛，在学习借鉴国外先进技术和理念的同时，我国也自主创新了具有自主知识产权的产品和设备，相信随着技术的发展和科技的日臻完善，会有更多的、更先进的成像技术诞生。