地球物理勘探技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用探究

地球物理勘探技術(shù)主要是依據(jù)地球固體圈層最外層的物理差異對(duì)地球的地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行比較分析，這項(xiàng)技術(shù)也是地面以下礦物金屬勘探的專業(yè)技術(shù)科學(xué)。地球物理勘察過程中使用的設(shè)備是地球物理勘探儀器（也稱為“物探儀器”）。它的功能是探測(cè)地球固體圈層最外層中的物理參數(shù)，并剖析各種規(guī)律和變化動(dòng)態(tài)。地球物理勘探技術(shù)是一項(xiàng)綜合性技術(shù)，包含了計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子信息技術(shù)、無線通信（Wireless communication）技術(shù)等，涉及了多個(gè)學(xué)科，例如系統(tǒng)學(xué)、材料學(xué)以及地質(zhì)工程等學(xué)科?，F(xiàn)階段，地球物理勘探儀器已被廣泛運(yùn)用于各種行業(yè)，例如建筑工程、軌道交通、石油勘探和礦物金屬開采等項(xiàng)目[1] 。地球物理勘探技術(shù)特別是在資源勘察、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)和環(huán)境污染監(jiān)測(cè)等過程中扮演著重要的角色。因而，地球物理勘探技術(shù)是我國(guó)環(huán)境保護(hù)、礦產(chǎn)資源勘查、建筑項(xiàng)目修建等領(lǐng)域運(yùn)用的關(guān)鍵技術(shù)手段。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，地球物理勘探技術(shù)的影響范圍也越來越大，它為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和生態(tài)文明的建設(shè)作出了一定的貢獻(xiàn)。
　　2 地球物理勘探技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
　　伴隨著當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步，地球物理勘探技術(shù)也取得了前所未有的進(jìn)展。地球物理勘探技術(shù)逐漸變成全世界石油勘探、礦產(chǎn)資源開發(fā)和環(huán)境調(diào)查過程中非常重要的技術(shù)工具。從上世紀(jì)80年代以來，地球物理勘探技術(shù)已經(jīng)被人們廣泛地運(yùn)用于許多個(gè)行業(yè)。現(xiàn)階段，地球物理勘探技術(shù)主要包括勘探技術(shù)和儲(chǔ)層技術(shù)兩部分[2] 。近些年，油藏地球物理勘探技術(shù)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，這對(duì)絕大部分石化公司的高效運(yùn)作發(fā)揮了重要作用。
　　勘探技術(shù)傾向于以地球物理勘探的宏觀內(nèi)容為主要研究對(duì)象，宏觀內(nèi)容具體包含物理結(jié)構(gòu)、地層分布、礦物質(zhì)沉積和儲(chǔ)層巖石性質(zhì)[3] 。而石油儲(chǔ)藏技術(shù)與勘探技術(shù)的研究對(duì)象恰恰相反，它偏向于以地球物理勘探的微觀內(nèi)容主要研究對(duì)象，具體包含地質(zhì)框架模型、儲(chǔ)層流體、石油分布狀況等。
　　地震勘探技術(shù)主要?jiǎng)澐譃橐韵聨追N類型：一種是反射地震技術(shù)，另一種是三維地震技術(shù)，第三種是數(shù)字地震技術(shù)[4] 。這幾種主要的地震勘探技術(shù)在各個(gè)階段均發(fā)揮著不可替代的作用，不僅增加了油氣、礦產(chǎn)資源的探明儲(chǔ)量，而且也是地震勘探技術(shù)歷史上的重要篇章。伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息通信技術(shù)和人工智能技術(shù)的快速進(jìn)步，RDS技術(shù)服務(wù)、3D疊前時(shí)間與深度偏移技術(shù)、地震檢測(cè)技術(shù)以及地震勘探的高分辨率技術(shù)也在不斷興起。這不僅使區(qū)域礦產(chǎn)、油氣資源勘探的成功概率大大提升，而且也推動(dòng)了有關(guān)行業(yè)的快速發(fā)展。比如，運(yùn)用3D疊前時(shí)間與深度偏移技術(shù)能夠妥善解決傳統(tǒng)鹽層勘探中存在的問題，促進(jìn)了墨西哥灣區(qū)域各個(gè)國(guó)家勘探行業(yè)的快速發(fā)展;運(yùn)用4D地震檢測(cè)技術(shù)可以有效地增加北海區(qū)域油氣開發(fā)與生產(chǎn)的時(shí)間，有助于石油化工公司油氣儲(chǔ)存數(shù)量的增加，進(jìn)一步降減小公司的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。最近幾年，隨著我國(guó)3D疊前時(shí)間與深度偏移技術(shù)、4D地震檢測(cè)技術(shù)以及山地物理勘探技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，大大推動(dòng)了新疆維吾爾族自治區(qū)、吉林省、大港和華北等地區(qū)石油開發(fā)和運(yùn)營(yíng)的創(chuàng)新發(fā)展，新探明了許多個(gè)儲(chǔ)量為一億噸左右的油田。除此之外，地球物理勘探技術(shù)在石油石化公司的石油開采中也扮演了重要角色，導(dǎo)致油田開采量和儲(chǔ)存量快速增長(zhǎng)。隨著地震勘探的高分辨率技術(shù)和多波多分量處理技術(shù)的發(fā)明和運(yùn)用，地球物理勘探技術(shù)在中國(guó)礦產(chǎn)資源勘查工程中占有越來越重要的地位。
　　3 地球物理勘探技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用
　　3.1 地球物理勘探技術(shù)的傳統(tǒng)應(yīng)用方式
　　3.1.1 金屬礦物的物理勘探
　　地球物理勘探技術(shù)可以用來勘探礦物金屬，主要方法有兩種：一種是磁法，另一種是電法[5] 。磁法勘探是通過觀察、測(cè)驗(yàn)以及剖析由巖石、礦石（或者其他勘探內(nèi)容）的磁性差別所引發(fā)的磁性異常，進(jìn)一步探究地質(zhì)構(gòu)造和礦產(chǎn)資源（或其他勘探內(nèi)容）的分布狀況的一種地球物理勘探方法。電法勘探是依據(jù)地球固體圈層最外層中各種巖石或者礦體的電磁學(xué)性質(zhì)（如導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性、介電性）和電化學(xué)特性的差別，通過觀察和測(cè)驗(yàn)人工或天然電場(chǎng)、電磁場(chǎng)或電化學(xué)場(chǎng)的空間分布狀況和時(shí)間特征，找到種類不一樣的有用礦床和探明地質(zhì)構(gòu)造及有效處理地質(zhì)問題的一種地球物理勘探方法。技術(shù)人員在探測(cè)金屬礦產(chǎn)資源的工作過程中常常使用電學(xué)方法，主要依據(jù)是巖石和土壤二者之間的電導(dǎo)率差異。在電磁場(chǎng)穩(wěn)定狀態(tài)下，它的研究?jī)?nèi)容是電流傳導(dǎo)過程中的具體規(guī)律。
　　3.1.2 石油能源的物理勘探
　　天然氣和石油儲(chǔ)藏區(qū)域是石油能源物理勘探技術(shù)的重點(diǎn)運(yùn)用領(lǐng)域[6] 。工作人員可將高精度測(cè)量勘探、重力、電磁等技術(shù)運(yùn)用于石油能源或綜合勘查盆地的勘查準(zhǔn)備工作、早期廣泛調(diào)查以及替代地震勘查等工作過程中，通過勘探石油能源儲(chǔ)藏區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造狀況，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)石油能源的具體埋藏地點(diǎn)，可以有效地處理開發(fā)石油能源存在的問題。
　　3.2 地球物理勘探技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用方式
　　地質(zhì)工程對(duì)地球物理勘探技術(shù)的需求日益增加。在地質(zhì)災(zāi)害、軌道交通工程、管道工程以及水利工程等修建項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)中，地球物理勘探技術(shù)的應(yīng)用更為普遍。其主要勘探方法包括淺層地震勘探法、雷達(dá)勘探法、電法勘探。
　　4 地球物理勘探技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
　　首先，在使用更強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試集成技術(shù)（Computer Aided Testing，簡(jiǎn)稱CAT）和應(yīng)用軟件時(shí)，有必要推動(dòng)測(cè)量設(shè)備和勘探技術(shù)向更高水平方向發(fā)展[7] 。使用者的需求可以通過這個(gè)測(cè)繪系統(tǒng)來滿足，這在一定程度上也可以顯現(xiàn)出硬件與軟件共同發(fā)展的趨勢(shì)。其次，在發(fā)展過程中，這些技術(shù)逐步演變?yōu)槟K化和插入式物理設(shè)備的重要技術(shù)。這些技術(shù)能夠用于促進(jìn)多種功能、多種參數(shù)自動(dòng)測(cè)繪工作的完成，使物理監(jiān)測(cè)設(shè)備系統(tǒng)具有更緊湊的結(jié)構(gòu)，推動(dòng)了新型物理監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展。最后，伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，地球物理勘探技術(shù)也取得了顯著的進(jìn)步。其越來越朝著人工智能化、輕量化與多種功能化方向發(fā)展，比如當(dāng)前的收集信息數(shù)據(jù)技術(shù)和數(shù)字模擬轉(zhuǎn)型技術(shù)[8] ?，F(xiàn)階段，資源枯竭是很多發(fā)達(dá)國(guó)家乃至發(fā)展中國(guó)家需要面臨的重要問題。許多地質(zhì)工作人員已將勘查對(duì)象變成了沙漠、沼澤和海洋。因而，有必要確定這些地方關(guān)鍵的地質(zhì)構(gòu)造、洞穴和小型裂縫。