地球密码 | 地震勘探技术——寻找地下页岩气的向导
页岩气,是藏身页岩微小孔隙和裂隙中的天然气。如何寻找页岩气?地震勘探技术在其开发中扮演重要角色。
地震勘探就好比我们在地面上制造一个人工“小震动”,像炸药爆炸或者用可控震源车震动,这就产生了地震波。当这些地震波遇到不同岩石地层的“边界”时,一部分会反射回来,被地面上精心排列的检波器“抓住”。这就和我们对着山谷大喊,声音碰到对面的峭壁反射回来被我们听到是一个道理,只不过地震勘探利用的是地震波在地下岩石层的反射情况。
对于页岩气勘探,地质工作者通过地震勘探分析地震波的传播特点,不但可以精确地找到页岩层在哪里、有多厚,还能识别出页岩的“身份”(岩性与矿物成分),这就给估算页岩气储量打下了基础。根据地震波的速度、振幅这些信息,地震勘探能检测页岩层的孔隙度、渗透率,还能发现那些像小通道一样的裂缝分布。这样,地质工作者就能知道页岩气开采是容易还是困难,以便提前规划好钻井的位置。
综合其他地质资料,地质工作者通过地震勘探还能追踪那些可能藏着页岩气的“异常区域”。
地震勘探的工作流程精细且复杂。一开始是野外数据采集,地质工作者根据地质理论和研究成果,在目标区域布置震源点和检波器排列。震源一激发地震波,检波器就快速、准确地把反射波信号记录下来。这些信号随即被传送到数据采集仪器里。
接着进入室内数据处理阶段。这时,地质工作者通过计算机算法和专业软件,对采集到的海量数据进行去噪、叠加、偏移等一系列处理,把干扰信息都清理掉,让有效信号更强大,清晰地勾勒出地下地质结构图像。
最后,地质工作者通过对处理后的数据进行深入研究,结合地质知识和经验,判断页岩气储层的各种情况,为后续钻井开采找到准确的靶点位置,建立地质模型。
地震勘探技术一直在进步。最开始的二维勘探只能形成一张地下平面图。三维勘探则能展示一个立体的地下世界。四维勘探就像给勘探区拍视频,通过在不同时间重复测量,能让地质工作者看到地下储层在开采过程中的动态变化。在页岩气勘探开发中,地震勘探技术一直发挥着不可替代的作用,带领人们不断探索地下页岩气资源宝藏,为能源事业的发展注入源源不断的动力。
(卢妍欣 中国地质调查局油气资源调查中心)