2. 中国石油勘探开发研究院
2. PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration & Development
“十三五”期间，油气勘探开发领域由常规油气藏向复杂油气藏、由常规油气资源向非常规油气资源不断扩展，研究目标日趋复杂，隐蔽性不断增强。由于勘探开发对象、环境发生变化，对物探技术的依赖程度明显提高。一是地表条件更加复杂，山地(含巨厚黄土塬)、城区、海域等探区占比达50%以上；二是岩性—地层目标向湖盆斜坡及中心超薄储层延伸，海相碳酸盐岩向深层白云岩拓展，构造向超深层前陆复杂隐蔽性构造拓展，勘探深度已超过8000m；三是储层品质向低渗透、超低渗透、低丰度、低产量延伸，低渗透—超低渗油气藏探明地质储量占油气探明地质储量比例增大；四是油气目标对象越来越复杂，常规油气剩余资源分布在复杂推覆构造、盐下和盐间构造、复杂地质体、复杂岩性等领域，非常规油气占比逐步增大[1-7]。恶劣的地表条件、复杂的地下构造、复杂的储层储集空间，对物探技术提出越来越高的要求。中国石油强化物探基础工作，完善体系建设，实现精益管理；强化技术攻关与创新，突出生产应用实效；加大面向油气勘探开发重点领域关键物探瓶颈技术的科研攻关力度，攻克生产急需解决的瓶颈技术难题和储备支撑中国石油主营业务长远发展的先进有效技术；面向各领域的物探配套技术得到长足发展与完善，并开展了智能化物探技术、储层物性机理分析等前沿基础研究，为领域重大发现和高效勘探提供了强有力的技术支撑。
“十四五”期间，常规油气勘探潜力依然巨大，非常规油气将是增储上产的生力军。但勘探开发面临的对象将更加复杂，规模增储与持续上产难度进一步加大。一是地表条件和地下构造更加复杂，复杂山地、黄土塬区、城区等地区勘探已成为常态，推覆构造、盐下和盐间构造、复杂断块准确成像要求更高；二是不断向薄储层、深层进军，对地震分辨率和信噪比要求更高；三是储层品质不断向低孔低渗透延伸，非均质性不断增强，储层与围岩阻抗差异变小，储层精细描述难度不断增大；四是非常规油气勘探开发对物探技术需求不断增长，除地质甜点预测需求之外，工程甜点预测需求不断增长。目前，复杂构造准确成像、米级薄储层准确识别、复杂储层精细描述、非常规油气甜点预测等物探技术还不能完全满足油气勘探开发需求。因此，物探业务应积极思考“十四五”，乃至今后一段时期物探技术发展方向。
面对资源条件和国内外综合形势变化，根据国家加大油气勘探开发的指示，围绕中国石油提质增效要求，突出松辽、渤海湾、鄂尔多斯、准噶尔、塔里木五大盆地石油勘探开发和鄂尔多斯、塔里木、四川三大盆地天然气勘探开发；加大风险勘探，突出高效勘探，开展立体勘探，强化综合地质研究，加大地震勘探力度；以地质需求为导向、经济适用为原则，加强瓶颈物探技术攻关，强化自主技术研发和技术有形化，强化技术管理创新，强化技术交流与人才培养，强化精益管理与机制建设；为高效勘探、低成本开发和天然气大发展夯实基础，积极寻找油气新发现、新突破，落实规模效益储量，保持中国石油国内上游业务持续稳健发展。
1 “十三五”物探技术新进展 1.1 建立物探技术管理体系，实现物探业务精益管理以适应国家治理体系和治理能力现代化的要求为原则，根据国有资产监督管理委员会关于世界一流企业“三个领军”“三个领先”“三个典范”要求、保障中国石油上游业务实现“四大战略任务”的要求，适应中国石油物探技术发展低成本、高效率、精准性、有效性和管理扁平化、规范化、信息化、全覆盖的需要，建立起了面向勘探开发上游主营业务生产需求的物探技术管理体系。该体系基本涵盖了物探技术应用过程整个环节，规范了物探技术应用的全过程管理，为物探技术应用提质增效提供了保障。
物探技术管理体系以业务管理为统领，支撑物探采集—处理—解释技术快速发展、工程项目安全绿色实施、交流合作深入开展等技术体系健康运行，满足中国石油建设世界一流企业业务归核化、机构扁平化、辅助业务专化、运营市场化、管理数字化的总体要求，实现物探技术管理高质量、数字化、信息化和创新发展，努力实现世界一流物探技术管理体系和管理能力现代化。物探技术管理体系包括发展规划、标准规范、质量管理、运行管理、科研攻关、人才管理六大要素，管理方式从人工管理、文件式管理向规范化、信息化、科学化管理迈进。物探技术管理体系的构建，为中国石油物探技术提供了整套管理流程；规范了物探技术管理，推动物探技术应用提质降本增效，推动物探技术发展和物探技术体系构建；提高物探技术应用水平，为复杂领域油气勘探突破奠定扎实的资料基础；使物探技术管理逐层逐级提升，促进物探技术与管理科学有序可持续发展。
1.2 集成推广和科研攻关双管齐下，助推油气高效勘探开发“十三五”期间，在地震仪器装备和信息化技术快速发展的支撑下，物探技术得到跨越式发展。通过推广先进适用技术，解决复杂问题的能力进一步提高（表 1）。针对复杂构造、岩性—地层、碳酸盐岩、非常规等油气领域的关键地质问题，研发6类19项关键技术，为确保中国石油“十三五”期间石油、天然气年探明地质储量分别持续保持在6×108t和4000×108m3以上提供物探技术保障。
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表 1 2000—2020年地震勘探关键技术应用简表 Table 1 Application of key seismic exploration technologies in period of 2000—2020 |
地震采集方面，大力推广“两宽一高”三维地震采集、宽频可控震源激发、可控震源动态扫描、高灵敏度单点接收、节点+有线联合接收等技术。通过拓宽观测方位、缩小面元尺寸、增加覆盖密度等技术措施，有效提高地震空间分辨率和保真度，进一步增强低幅构造、微小断裂和复杂储层空间变化的识别能力。
地震处理方面，形成“高保真、高分辨率地震处理”（简称“双高”处理）和“双复杂”地震处理技术，强化近地表结构调查和吸收衰减分析。偏移方法实现由各向异性积分法叠前深度偏移到各向异性波动方程叠前深度偏移的提升。高保真条件下高分辨率处理、各向异性叠前深度偏移已经成为开展地震资料处理的规定步骤，复杂地表、复杂构造成像精度大幅度提升。
地震解释方面，大力发展深度域解释、层序地层学、宽频岩石物理分析、复杂储层精细描述、高分辨率反演、复杂孔隙准确刻画、地质工程甜点预测等技术，提高常规和非常规油气的构造解释、储层描述及综合评价精度。应用多学科协同工作平台，加强地震与地质、钻井及油藏的结合，提高了综合解释和目标评价的可靠性。
1.2.1 发展完善“两宽一高”地震采集技术，提高资料品质（1）“两宽一高”地震采集技术。为了获得高精度、高信噪比、高分辨率地震资料，满足复杂构造准确成像、复杂储层精细描述等地质需求，大力完善和推广应用“两宽一高”地震采集技术。宽方位要求横纵比0.80~1.0，有利于复杂构造成像及方位各向异性检测；宽频带要求激发接收频率1.5~84Hz，低频改善构造成像，高频提高储层预测精度；高密度要求面元边长10~20m、炮道密度100万道/km2以上，主要保障地震资料信噪比。目前中国石油“两宽一高”地震采集技术在国际陆地勘探处于领先水平，有力支持中国石油油气精细勘探和低成本开发。应用该项技术，塔里木库车复杂山地地震资料成像精度大幅提高（图 1）。
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图 1 二维采集（a）与“两宽一高”三维采集（b）地震剖面对比 Fig. 1 Comparison of seismic sections from 2D acquisition (a) and "Wide-azimuth, Wide frequency and High density" 3D acquisition (b) |
（2）宽频可控震源激发技术。可控震源具有安全风险低，对地下水及周围环境影响小，可适应多种复杂地表条件施工等特点[8]，是目前陆上地震勘探施工中首选的地震信号激发源。“十三五”期间，应用EV56高精度宽频可控震源，峰值出力由之前62000lbf提高到70500lbf，频率范围由3~120Hz拓展到1.6~160Hz，超过6个倍频程，从低频迈向宽频。先后在准噶尔、柴达木、河套、鄂尔多斯、塔里木等盆地施工作业，激发过程中采用动态扫描技术，综合交替、滑动和同步扫描方式，科学设计时距关系曲线，提升采集效率、减小噪声影响。实践表明宽频可控震源可以更好地改善深层激发效果，提高深层资料信噪比；可显著提高工作效率，最高日效可以达到8000炮，为炸药震源的10倍以上。在准噶尔盆地阜东地区勘探中，运用宽频可控震源采集有效提高了深层火成岩结构的分辨能力，使该地区火成岩构造成像实现了从无到有的变化。
（3）单点高密度接收技术。为了提高地震资料保真度和分辨率，“十三五”期间，大力推广单点高密度接收技术，采用较高覆盖次数（大于200次）、高炮道密度（大于200万道/km2）、小面元（小于12.5m×12.5m）地震采集设计思路与高灵敏度（大于80dB）单点检波器接收相结合。单点高密度接收技术有效拓宽地震频带，已成为中国石油地震采集接收主流技术。该技术在运用过程中，相对于检波器串组合接收方式，大幅提高施工效率，有效降低施工成本，为中国石油地震采集降本增效提供抓手。如鄂尔多斯盆地洪德地区三维地震采集应用该技术，浅—深层地震资料品质明显提升，低频、高频均有拓宽，为致密油效益勘探夯实基础。
（4）“节点+有线”联合接收技术。传统地震采集过程中通常采用有线仪器施工，由于勘探区域地表条件日益复杂，有线仪器布设难度不断加大，严重影响采集效率。“十三五”期间，在东部复杂城区、中西部高陡山区推广节点仪器，采用“节点+有线”联合接收技术，有效解决布线难题，节约设备资源，提高采集效率。华北油田在杨税务—泗村店三维地震采集实施过程中，针对复杂城区有线排列绕道、摆放困难等问题，在城区内采用无线节点接收，城区外采用G3i有线接收，节约了30%设备资源。塔里木油田秋里塔格地震采集过程中，运用“节点+有线”联合接收技术，降低劳动强度和安全风险，增加有效采集时间，创造了该地区地震采集纯生产日效673炮、单日采集1331炮的作业新纪录。
（5）直升机与航拍辅助布设技术。中国东部复杂城区障碍物众多，中西部山地、丘陵地区地表起伏剧烈，地表测量、炮检点布设难度大，引入直升机、航拍辅助布设技术，实现施工预案精细设计、炮检点高效布设。直升机、航拍辅助布设技术已在塔里木油田、新疆油田、青海油田、辽河油田、西南油气田广泛应用。塔里木油田在库车复杂山地地震勘探中，首次使用直升机辅助生产，制定直升机山地标准化作业程序，测量日效同比提高33.6%，钻井日效同比提高46.2%，利用航拍信息辅助物理点预设计，保障工序施工精益求精。
1.2.2 形成“双高”“双复杂”地震处理技术，提高目标刻画精度（1）“双高”地震处理技术。针对地下目标储层预测及烃类检测需求，大力发展高保真、高分辨率处理技术。在保护地震波特征不受破坏基础上提高资料分辨率，主要包括高精度静校正、叠前噪声压制、叠前保真处理、振幅恢复、弱信号保护、高分辨率处理等关键环节。基于上述关键技术环节，已编制下发“双高”处理技术指导意见，规范地震处理过程，确保高分辨率和保真度技术应用。该项技术已在中国石油得到广泛推广应用，取得显著成效。鄂尔多斯庆城北勘探采用“双高”处理技术获得高品质地震资料，延长组内幕前积结构清晰，基于该地震资料颠覆了传统长3段—长7段分层的地质认识，地质分层由岩性对比向等时对比转变（图 2），为页岩油效益勘探夯实基础。
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图 2 “双高”地震处理前（a）后（b）剖面对比 Fig. 2 Comparison of seismic sections before (a) and after (b) the"High-precision and High-resolution"processing |
（2）“双复杂”地震处理技术。针对前陆盆地地形起伏剧烈、表层结构多变、地下构造复杂导致的高陡构造准确成像难题，发展“双复杂”地震处理配套技术，包括建立小平滑偏移基准面、微测井约束层析反演与静校正、异常速度体刻画、多信息约束全深度建模、倾斜对称轴（TTI）各向异性叠前深度偏移等关键技术。针对叠前深度偏移速度建模技术，组织专家编写相关指导意见，推动“双复杂”地震处理技术在中西部复杂地区规模应用，支撑风险探井取得重大突破，落实大批复杂构造圈闭。如图 3所示，通过连片叠前深度偏移处理，资料品质显著提高，实现了克拉苏西段结构特征再认识，为“大北之下落实新大北”奠定资料基础。
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图 3 “双复杂”地震处理前（a）后（b）剖面对比 Fig. 3 Comparison of seismic sections before (a) and after (b) processing using technology in"Complex surface and Complex subsurface structure"area |
（3）近地表吸收补偿及品质因子（Q）偏移技术。近地表地层由于风化作用，介质疏松，导致地震波在传播过程中能量衰减快、频散强，降低资料分辨能力。通过微测井测量求取近地表的绝对Q值，从地震数据中计算相对Q值，井震标定结合近地表地层结构建立近地表Q场模型，利用稳健Q补偿技术对地震数据的近地表吸收衰减进行能量补偿，同时实现波形与相位校正。Q偏移成像处理技术综合考虑了沿不同路径传播地震波的吸收衰减情况，补偿更加准确，该项技术与近地表吸收补偿技术结合，在保真前提下显著提高地震资料分辨率，为薄储层精细描述提供可靠依据。该项技术在东西部多个探区应用，在保持振幅相对关系前提下有效拓宽频带，提高资料分辨率，取得良好效果。新疆油田滴南8井区三维地震资料，通过采用近地表吸收补偿技术，地层刻画更加精细，断裂特征更加清晰（图 4），为储层精细描述奠定了基础。
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图 4 近地表吸收补偿及Q偏移处理前（a）后（b）地震剖面对比 Fig. 4 Comparison of seismic sections before (a) and after (b) near-surface absorption and compensation and Q migration |
（4）高精度全波形反演技术。全波形反演基于地震炮集数据直接进行速度成像和储层预测，能够显著提高地震成像和反演精度，是当前发展的前沿物探技术。“十三五”期间，通过有限元自适应三角网络、早至波+反射波速度分析、时间域+频率反演、低频+高频反演、空间数据特征加强等关键技术综合应用，研发起伏地表全波形反演地震处理技术，解决复杂构造成像精细速度建模技术难题；研发多信息约束全波形反演技术，将传统全波形反演技术与地震、测井、地质信息结合，对地下模型参数进行精细刻画，在提高反演精度的同时，能够有效预测储层物性参数。该项技术在川中高石梯—磨溪地区开展试验，获得稳定且符合地层结构的速度模型，成像结果的地层厚度与实际信息更加吻合，为强非均质性储层准确预测奠定了资料基础。
1.2.3 发展复杂储层定量分析预测技术，提高储层描述精度（1）宽频岩石物理分析技术。地质目标储层特征识别和有效区分是开展储层精细描述的基础。面对日益复杂的储层，发展了宽频（1~1000000Hz）岩石物理分析技术。自主研制高温高压宽频岩石物理实验设备，首次形成动静态岩石物理模量跨频段同位测量、分析技术与能力，开展宽频岩石物理实验揭示碎屑岩、碳酸盐岩、火成岩、页岩等不同类型储层的岩石物理特征，为理论与技术创新提供重要依据。基于宽频岩石物理分析技术，建立了复杂孔隙介质地震波传播理论模型，形成针对双孔、裂缝、多尺度3类岩石物理建模配套技术，提出了压裂效果驱动的非常规储层可压裂性评价模型，推动了复杂孔隙储层预测与页岩油地震预测技术研发。该项技术在四川盆地天然气勘探中发挥了重要作用。
（2）复杂储层精细描述技术。随着勘探程度日益提高，地下储集体更加复杂。断裂是油气运移的重要通道，也是油气储集的重要场所。近年来断裂预测技术不断创新，由叠后走向叠前，形成断裂地震综合预测技术。该项技术通过叠后相干、曲率、梯度结构张量等属性开展不同级别断裂定性描述，统计叠前不同方位数据振幅、时差和能量的差异来定量化预测裂缝发育程度和方向，最终定量化描述断裂空间展布。该项技术在国内广泛应用，已成为断裂预测主流技术。薄层是储层研究中另一个难点，创新发展了多维信息约束稀疏反射系数反演技术。该项技术基于岩石物理模型和地震正演技术，挖掘储层敏感地震信息，建立多信息加权约束收敛条件，利用迭代寻优的算法实现储层高精度定量化预测，大幅提高薄层空间分辨能力和储层物性参数定量表征能力；能较好地满足储层厚度薄、相变快、物性差等复杂地质条件下储层精细描述需求，在新疆玛湖、川西北地区取得良好应用效果。图 5是玛湖地区某区块百口泉组利用岩石物理分析和叠前地震反演，实现沉积微相和储层精细描述，经13口已钻井检验预测符合率由2010年的62%提高到2019年的92%。
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图 5 玛湖某区块百口泉组泊松比反演（a）与稀疏反射系数反演（b）结果对比 Fig. 5 Comparison of reservoir prediction from poisson's ratio inversion (a) and sparse reflection coefficient inversion (b) of Baikouquan Formation in Mahu area |
（3）复杂孔隙储层含气性定量预测技术。针对复杂孔隙储层含气性定量预测难题，发展完善部分饱和复杂孔隙介质理论模型，建立了孔隙度、饱和度双参数和孔隙度、饱和度、孔隙扁度三参数同步预测模板；实现孔隙度、孔隙结构、含气饱和度等关键参数的同步定量预测，降低了储层参数之间的相互干扰，提高了低孔低渗透气藏含气性描述的准确性，形成复杂孔隙储层含气性定量预测技术。该技术在国内川中地区龙王庙组、灯影组白云岩气藏勘探和国外阿姆河盆地碳酸盐岩气藏开发中进行规模应用，为安岳气田储量探明提供技术支撑，为西气东输夯实资源基础。
（4）页岩油气地质工程甜点预测技术。影响页岩油气产量的因素主要包括地质、工程两方面，只有二者最优化组合才能实现产能最大化。该项技术通过分析岩心、地质、测井及地震反演与解释等资料，预测页岩层段储层厚度、总有机碳含量（TOC）、孔隙度、含气性、地层压力、地应力、脆性、裂缝密度等参数的空间展布，综合分析优选页岩油气地质工程甜点区带。该项技术在四川盆地页岩气勘探及准噶尔、鄂尔多斯、渤海湾、松辽盆地页岩油勘探中发挥了重要作用，支撑了一批规模储量提交。
1.2.4 发展重磁电震联合勘探技术，提高复杂岩性岩相预测精度（1）重磁电震联合勘探技术。火成岩等特殊岩性体是油气勘探重要领域，由于埋深较大，特别是上部高速地层对地震反射波屏蔽及引起的速度异常变化等因素，地震勘探难度较大。重磁电震勘探技术利用火成岩不同岩相具有不同密度、磁化率和电阻率的岩性组合特征来识别地质目标，利用地震、测井相结合建立不同岩相的地震响应特征，确定优势相带范围，结合地震反演，可以精细描述火成岩储层空间展布。该项技术在准噶尔、松辽、渤海湾、四川四大盆地火成岩勘探中发挥了重要作用。辽河东部凹陷实施重磁电震联合勘探，部署架探1井获重大突破，落实火成岩天然气资源量超千亿立方米，扩展了深层勘探领域。
（2）井地电磁技术。在井中储层段上下发射大功率交变电流，地面接收电磁场响应，根据二次场差异性，利用差分处理预测油气的电磁勘探技术。将发射源直接放入井下，克服了近地表的干扰，缩短了发射源与探测目标的距离；具有勘探范围广、深度大、分辨率高等优势，主要用于评价出油井附近侧钻目标的含油气性；包括铠装长激发源、面元多道采集和井中多点移动式大功率激发关键技术。该项技术在塔北哈拉哈塘地区成功预测了Ha702c侧钻目标的含油气性，辅助Ha702c调整井点侧钻轨迹获得成功，探测深度由4000m提高到7000m。
（3）宽频大地电磁勘探技术。相对于常规电磁方法，其频段范围更广（0.001~10000Hz），分辨率更高，精度可提高5%，提高了深层复杂目标探测能力，在大区地质构造调查方面可以发挥重要作用。宽频大地电磁技术在中国西部河西走廊—祁连—柴北缘应用，同时获得浅层和中—深层的电磁反演大剖面，清晰刻画出各大地块构造的空间展布结构和形态。
1.2.5 发展分布式光纤传感技术，提高井中地震勘探精度井中分布式光纤传感（DAS）技术，是一种利用光纤作为传感敏感元件和传输信号介质的传感系统。该技术的原理是声波在光纤中传输时，外部的扰动（地震波、温度、压力等）会引起光纤的微小拉伸应变，导致散射回来的调制信号产生相位变化，这种扰动信号就可以由解调装置捕获并记录下来，探测出沿着光纤不同位置的温度和应变的变化，实现分布式的测量。光纤井中地震采集由于其全井段、高密度、耐高温、高效率、耐高压、低成本等优势，成为井旁构造成像、储层预测、剩余油分布检测、井间注采关系分析的关键技术，已在冀东、西南、大港、华北、福山等多个油气田应用[9]，取得良好效果。
1.2.6 智能物探技术研究初见成效，提高工作效率和描述精度（1）智能化地震处理技术。随着勘探节奏加快，常规地震处理技术精度不足、效率低下问题凸显。大力发展智能化地震处理技术，在去噪、初至拾取等方面进展显著。研发三维智能化深度残差网络架构噪声压制技术，在塔里木、大庆等探区叠前资料处理中见到实效，去噪效率提升80倍；研发智能化初至拾取技术，通过复杂黄土塬地震数据、海量可控震源地震数据进行测试，初至拾取准确率从46%提高到95%，效率提升10倍以上，显著提高地震勘探节奏和成效。智能化是地震处理技术的长期发展趋势，将有效提高构造成像精度和工作效率。
（2）智能化地震储层识别技术。针对构造解释、地震相识别及物性预测等储层识别难题，引进智能化技术，通过生成标签数据、建立深度学习模型，提高地震储层预测精度及效率。目前已研发层位自动拾取和断层自动识别方法，解释效率大幅提升；研发智能地震相识别方法，有助于地质目标高效检测；研发智能地震波阻抗反演方法，有效提高地震反演精度。基于闭环网络的非线性地震波阻抗反演技术，在松辽盆地大情字井地区测试中取得初步效果。智能化将是地震解释技术今后发展的重要趋势。
1.2.7 技术应用成效显著，助推油气高效勘探开发“十三五”期间，中国石油物探技术进步有力支撑了各领域油气勘探取得重大突破，为重点探区油气藏效益建产提供技术保障。
（1）复杂构造领域。大幅提高地震成像精度，为复杂构造圈闭的准确落实奠定基础。针对地表地形起伏剧烈、地下构造模式复杂、复杂构造区资料信噪比极低、成像难度大等难点，应用高密度高覆盖三维地震采集、高密度线束三维地震采集、宽频大地电磁勘探、直升机与航拍辅助布设、近地表结构精细调查、多信息融合静校正、起伏地表全深度建模、各向异性叠前深度偏移等关键技术，在库车、英雄岭、阿尔金山前、准南、川西北、吐哈北部山前带等地区复杂构造圈闭落实中起到决定性作用。上述关键技术支撑中秋1井、高探1井（图 6）、博孜9井等风险井重大突破，助推塔里木盆地“克拉—克深” “博孜—大北”两个万亿立方米大气区落实，开辟塔里木盆地秋里塔格、准噶尔盆地南缘油气勘探新战场；支撑柴达木盆地英雄岭地区规模储量提交，川西北地区展现出良好勘探前景。
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图 6 过高探1井二维（a）与三维（b）深度域偏移剖面对比 Fig. 6 Comparison of 2D (a) and 3D (b) depth migration sections cross Well Gaotan 1 |
（2）岩性—地层领域。大幅提高地震资料分辨率，为岩性—地层油气藏勘探突破夯实资料基础。针对岩性—地层油气藏沉积相带复杂多变、单层厚度薄、油气水关系复杂、常规地震分辨率低、定量识别难度大、不能满足水平井轨迹设计精度要求等难题，应用宽频高密度三维地震采集、井地联合勘探、“节点+有线”联合接收、井中分布式光纤传感、近地表Q值调查及补偿、宽频处理、井控高分辨率处理、层序地层学解释、相控储层预测等关键技术，准确刻画吉兰泰潜山构造形态，有效落实含油气性，实现河套盆地油气勘探重大突破，支撑亿吨级石油储量快速提交；精细刻画准噶尔盆地玛湖凹陷斜坡砂砾岩油气藏，支撑10×108t规模石油储量提交；准确描述致密油薄储层空间展布，指导鄂尔多斯盆地水平井轨迹设计；四川盆地射洪地区中浅层成像品质大幅度提高（图 7），精细刻画了多期叠置河道砂体（图 8），为致密气藏高质量有效开发发挥了不可替代的作用。
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图 7 四川射洪地区中浅层常规处理（a）与“双高”处理（b）偏移剖面对比 Fig. 7 Comparison of migration section of conventional (a) and"High-precision and High-resolution"(b) processing for medium-shallow layers in Shehong area in Sichuan Basin |
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图 8 四川射洪地区沙溪庙组河道砂体雕刻 Fig. 8 Characterization of channel sands of Shaximiao Formation in Shehong area in Sichuan Basin |
（3）碳酸盐岩领域。提高岩溶缝洞储层预测精度，为重点探区天然气规模增储、效益建产发挥重要作用。针对碳酸盐岩油气藏埋藏深、时代老、储层非均质性强、深层地震资料品质差等问题，应用宽频宽方位地震采集（图 9）、多波多分量地震采集、井地电磁勘探、炮检距矢量片（OVT）域处理、多次波压制、各向异性叠前深度偏移、高精度全波形反演、分方位叠前裂缝预测、宽频岩石物理分析、储层孔隙结构描述、复杂孔隙储层含气性定量预测等关键技术，支撑四川盆地川中古隆起龙王庙组超大型海相碳酸盐岩天然气田整体探明，落实灯影组台缘带丘滩体储层、栖霞组白云岩储层、茅口组岩溶孔洞型储层有利区带空间展布；支撑塔北大油气区地质认识的深化与上百口百吨井的发现及塔中I号气田效益建产150×104t/a油当量，为中国石油天然气高效勘探开发夯实基础。
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图 9 塔中地区常规地震采集（a）与宽频宽方位地震采集（b）储层预测结果对比 Fig. 9 Comparison of reservoir prediction from conventional seismic acquisition (a) and wide-frequency wide-azimuth seismic acquisition (b) in Tazhong area |
（4）火成岩领域。提高火山机构刻画和复杂储层描述精度，为重点探区火成岩勘探领域突破和规模储量提交发挥重要作用。针对火成岩复杂油气藏勘探面临的储层埋藏深、构造形态复杂、速度变化剧烈、波场复杂、成像困难、储层物性差、岩性复杂多样、储层准确识别难等难题，应用宽频宽方位地震采集、时频电磁勘探、低频补偿、多次波压制、火山机构刻画、重磁电震岩性岩相预测等关键技术，支撑川西南部永探1井取得重大突破，为四川盆地天然气勘探开辟了新领域；在准噶尔盆地红车断裂带发现亿吨级规模储量，展现整体连片含油场面。
（5）非常规领域。攻关地质工程甜点预测技术，为致密油及页岩气效益勘探奠定基础。针对小微断层和TOC预测难度大，储层与围岩波阻抗差异小、非均质性分辨和预测难、物性差，油气藏空间关系复杂等难题，应用宽频宽方位地震采集、井控高分辨率处理、OVT域处理、各向异性裂缝预测、宽频岩石物理分析、TOC预测、脆性预测、微地震监测等关键技术，支撑了川南地区万亿立方米页岩气和鄂尔多斯盆地10亿吨级庆城大油田规模储量提交，助力长宁—威远百亿立方米页岩气田建产。
2 “十四五”物探技术需求 2.1 油气勘探开发面临形势随着中国经济长足发展，能源需求不断增长，导致能源对外依存度逐年升高，国家对国内油气勘探生产提出了加大油气勘探开发力度的要求。当前，中国常规油、常规气分别处于勘探中—高期、早—中期阶段，非常规油气资源丰富，处于初期阶段，国内油气勘探潜力巨大[10]。
中国石油当前油气勘探开发对象日趋复杂，品位变差，目的层深度不断加大。油气勘探方面，地表多为山地、黄土塬、沙漠等，地下多为高陡构造、低丰度岩性储层、深层缝洞型储层和复杂地质体等，这些勘探对象对物探技术要求更高，技术难度更大。油气开发方面，已开发老油田整体处于“双高”阶段，已开发主力气田逐步进入递减期，老油田挖潜和剩余油预测也对物探技术提出迫切要求。目前，整体趋势为：①勘探开发领域从构造高部位向斜坡、湖盆中心不断拓展；②目的层由中浅层、深层—超深层再到立体勘探；③对象由常规油气向非常规油气不断扩展。因此，物探业务链条必须由常规勘探向精细油气藏描述全产业链方向延伸发展。
2.2 物探技术需求物探技术进步为多个区带油气勘探重大突破做出了突出贡献，但在复杂构造圈闭落实、复杂储层定量精细描述等方面仍需开展攻关。同时，还需不断加大面向非常规、深层—超深层、海域、油气藏开发等领域的物探技术研究。
2.2.1 复杂构造油气藏面向复杂构造油气藏，物探技术攻关重点是提高构造成像精度和圈闭落实程度。物探技术面临的难题包括：①地表剧烈起伏、高差大，地表散射、绕射噪声发育，资料信噪比低；②地表出露岩性复杂，浅表层非均质性强、速度变化剧烈，准确成像难度大；③地质构造模式复杂、断裂系统发育，准确速度建模难度大；④复杂构造导致射线路线扭曲、地震波照射不均匀，构造成像精度低；⑤巨厚黄土塬区资料信噪比极低，成像难度大。关键物探技术需求包括三维建模照明分析、卫星遥感+无人机航拍辅助观测系统设计、露头及复杂近地表结构调查、高密度高覆盖宽方位三维地震采集、“有线+节点”联合接收、变偏移距垂直地震剖面（Walkaway-VSP）等采集技术；多信息融合近地表建模及静校正、近地表相关噪声压制、非规则数值插值、起伏地表全深度速度建模、真地表各向异性叠前深度逆时偏移成像等处理技术；构造数值模拟正演分析、全方位三维体解释、断层相关褶皱建模、挤压型盐相关构造建模、重磁电震联合解释、深度域构造解释等技术。
2.2.2 岩性—地层油气藏面向岩性—地层油气藏，物探技术攻关重点是提高薄层预测精度和小断层、低幅构造成像精度。物探技术面临的难题包括：①勘探层系多，埋深跨度大，部分构造闭合幅度低，断裂发育，准确刻画难度大；②地表低降速带变化大，地震波传播能量吸收衰减严重；③单层厚度薄，常规地震分辨率低，难以有效识别，不满足水平井轨迹设计需求；④沉积相带复杂多变，储层非均质性强，油气水关系复杂，有效储层地震预测难。关键物探技术需求包括近地表Q值调查、超高灵敏度（大于120dB）宽频单点接收、小面元宽频全方位地震采集、垂直地震剖面（VSP）及井地联合采集等技术；高精度层析静校正、近地表吸收补偿、“双高”处理、深度域Q层析建模及叠前Q单程波偏移等处理技术；岩石物理分析、层序地层学解释、多属性解释、走滑断层识别与解释、高分辨率叠前反演、相控储层物性预测、各向异性裂缝检测、烃类检测等解释技术。
2.2.3 碳酸盐岩油气藏面向碳酸盐岩油气藏，物探技术攻关重点是提高断溶体、丘（礁）滩体识别和复杂储集体预测精度。物探技术面临的难题包括：①埋深大，深层地震资料信噪比低，储层储集空间类型多，非均质性强，储层预测难度大；②碳酸盐岩断溶体储层受断裂控制，缝洞较为发育，准确识别和归位难度大；③丘（礁）滩相碳酸盐岩储层受沉积相带控制作用明显，沉积相带准确识别和有利区带划分难度大；④风化壳碳酸盐岩储层受岩溶古地貌控制，岩溶地貌精细刻画和储层准确预测难度大。关键物探技术需求包括近地表Q值调查、宽频可控震源激发、高灵敏度宽频单点接收、超小面元宽频全方位三维地震采集、三分量VSP及Walkaway-VSP采集、多波多分量地震采集等技术；综合静校正、近地表吸收补偿、保真叠前去噪、多次波压制、方位各向异性速度建模、深度域Q建模及叠前Q双程波偏移等处理技术；岩石物理分析、地震模型正演分析、古地理描述与走滑断裂带精细刻画、分方位叠前裂缝预测、断溶体空间雕刻、储层孔隙结构描述、烃类检测、渗透率预测等解释技术。
2.2.4 火成岩油气藏面向火成岩油气藏，物探技术攻关重点是提高岩相识别精度和岩性预测精度。物探技术面临的难题包括：①地层埋藏深，构造形态复杂，顶界及内幕反射不清楚，准确成像困难；②岩性岩相复杂多样，储层非均质性强、物性差，有效储层识别难度大。关键物探技术需求包括低频可控震源激发、宽频全方位三维地震采集、三维VSP及井地联合采集、高精度三维重磁电勘探、时频电磁勘探等采集技术；低频补偿、多次波压制、OVT域处理、各向异性速度建模、逆时偏移等处理技术；岩石物理分析、地震模型正演分析、火山机构刻画、分方位叠前裂缝预测、重磁电震岩性岩相预测、烃类检测等解释技术。
2.2.5 非常规油气面向非常规油气，物探技术攻关重点是提高地质、工程甜点预测精度。物探技术面临的难题包括：①储层低孔低渗透，与围岩阻抗差异小，准确分辨难度大；②地震资料分辨率低，优质储层厚度薄，准确预测难度大；③优质储层发育受地质、工程等因素影响，裂缝、TOC、脆性、地应力准确预测难度大。关键物探技术需求包括宽频宽方位地震采集、三分量VSP采集、微地震与可控源电磁监测等采集技术；“双高”处理、OVT域处理、各向异性速度建模、深度域Q建模及Q偏移等处理技术；岩石物理分析、层序地层学解释、多属性解释、高分辨率叠前反演、储层物性预测、各向异性裂缝预测、TOC预测、脆性预测、地应力及压力预测等解释技术。
2.2.6 深层—超深层油气藏通常将东部地区地层埋深介于3500~4500m定义为深层，大于4500m定义为超深层；将西部地区地层埋深介于4500~6000m定义为深层，大于6000m定义为超深层[11]。物探技术攻关重点是提高深层构造成像精度和储层预测可靠性。物探技术面临的难题包括：①地层古老且埋藏深，地震信号弱，成像品质差，地质结构认识不清；②储层非均质性强，有效储层空间分布预测难；③油气藏形成与分布复杂，规模勘探目标选择难。关键物探技术需求包括大吨位低频可控震源激发、宽频超长排列地震采集、大功率可控源电磁区域二维采集、高精度航磁采集、高精度三维重磁电采集等技术；地震弱信号补偿、广角反射处理、多信息速度建模、深度域偏移、重磁电弱信号提取与增强等处理技术；重磁电震约束联合反演、重磁电震联合解释、深层构造恢复、岩性预测、地震属性综合分析等解释技术。
2.2.7 海域油气藏海域物探技术攻关重点是提高构造成像精度和储层预测、烃类检测准确度。物探技术面临的难题包括：①滩海中浅层复杂断块、低幅构造发育，岩性地层油气藏精细描述难度大，深层古潜山发育，潜山内幕刻画和优质储层预测难度大；②南海深水区，已知井信息缺乏，有利区带优选难度大。关键物探技术需求包括多层拖缆宽频采集、海底节点（OBN）采集、海洋可控源电磁勘探等采集技术；混叠数据分离、多次波/鬼波压制、崎岖海底地震成像、全波形反演等处理技术；无井储层预测和烃类检测、地震波衰减识别等解释技术。
2.2.8 油气藏开发面向油气田开发过程中的油气藏精细描述，物探技术攻关重点是提高剩余油分布预测精度、监测驱油前沿分布和提高油气采收率和难采储量动用率。物探技术面临的难题包括：①高含水油田需要定量预测剩余油分布，监测水驱前沿；②稠油油田需要监测蒸汽腔、蒸汽驱前沿，预测剩余油分布；③低渗透油气藏需要预测高孔隙度储层空间展布，预测含油气富集区。关键物探技术需求包括近地表结构及Q值调查、超高灵敏度宽频单点接收、宽频全方位高密度地震采集、三维VSP及多井地联合采集、微地震监测、时移微重力及可控源电磁监测等采集技术；近地表吸收补偿、“双高”处理、深度域各向异性速度及Q建模、叠前单程波Q偏移、三维垂直地震剖面（3D-VSP）成像等处理技术；岩石物理分析、多属性解释、高分辨率叠前反演、储层物性及连通性预测、各向异性裂缝检测、剩余油气分布预测等解释技术。
3 “十四五”物探技术发展方向 3.1 发展目标以支撑“高效勘探”“低成本开发”“天然气大发展”为目标，复杂构造领域，构造落实成功率达85%，构造深度误差小于1.0%；岩性地层领域，东部地区识别3~8m、西部地区识别10~15m薄层，储层预测符合率达80%以上；碳酸盐岩领域，三级断层解释符合率达到75%，储层预测符合率达80%以上；火成岩领域，火成岩岩相识别符合率达85%，岩性预测符合率达75%以上；非常规油气领域，地质甜点预测符合率大于80%，水平井储层钻遇符合率达90%；深层—超深层领域，构造深度误差小于1.5%；海域领域，构造深度误差小于1%，储层预测和流体检测精度达85%以上；油气藏开发领域，储层预测精度达90%以上，烃类检测精度达85%以上。
3.2 发展方向贯彻落实中国石油“创新”战略，针对中国石油“十四五”面临的复杂构造、岩性—地层、碳酸盐岩、火成岩、非常规、深层、海域、油气藏开发八大油气勘探开发领域的发展目标，按照集成推广、科研攻关、试验探索3个层次，重点发展以下7个方面的关键技术。
3.2.1 地震采集技术发展方向以提高资料品质为目标、经济适用为原则，围绕立体勘探、精细勘探，突出高效率、低成本、高精度。重点开展“宽频、全方位、超高密度、高灵敏度单点”三维地震采集、陆上三维地震采集观测系统设计优化、高精度地表结构与吸收衰减调查、陆上可控震源高效混叠地震采集等方面研究。
集成推广“两宽一高”三维采集、宽频可控震源高效采集、OBN采集等技术；科研攻关智能化三维地震观测系统采集参数优化及经济评价、起伏地表三维正演模拟与波场发育规律分析、全深度Q值调查及建模等技术；试验探索矢量地震采集、人工智能地震采集观测系统设计等技术。
3.2.2 地震处理技术发展方向以高精度成像、高效处理、资料可靠为原则，围绕复杂构造准确成像和地质目标精细描述需求，突出高保真、高分辨率、高精度发展方向。重点开展提高信噪比、提高分辨率、提高成像精度、智能化处理等方面深化研究。复杂构造、火成岩领域，通过提高信噪比、建立准确速度模型、优化偏移算法，实现地下构造准确成像，重点发展多信息融合近地表速度建模、早至波全波形反演、近地表噪声衰减、非规则数据恢复与重建、多信息深度域速度建模、高精度偏移算法等技术；岩性—地层、碳酸盐岩、非常规领域，通过“双高”处理、测井/VSP数据应用，实现复杂地质目标准确成像。重点发展近地表吸收补偿、保真去噪、层间多次波压制、井控高分辨率处理、深度域Q建模与真地表深度偏移、叠前Q双程波偏移、全波形反演等技术。
集成推广微测井约束层析静校正、井控高分辨率处理、全深度速度建模等技术，科研攻关多信息融合近地表速度建模、非规则采集数据恢复与重建、Q层析建模和Q偏移等技术，试验探索全深度FWI速度反演、散射波成像、最小二乘偏移成像、弹性波成像等技术。
3.2.3 地震解释技术发展方向强化解释可靠性和地质实效，围绕常规储层精细描述和非常规储层地质工程甜点预测，突出定量化、一体化、智能化发展方向。重点开展高精度构造解释、储层描述、智能化地质结构解释等方面研究，推进地震解释一体化云平台建设。构造解释方面重点发展地质模式指导下的精细构造解释、层序地层学解释和地层体解释等技术；储层描述方面重点发展宽频岩石物理分析、储层物性定量预测、全方位正演模拟、五维地震解释、井震藏一体化油气藏描述、烃源岩与工程甜点综合预测等技术；智能化地震解释技术方面，重点发展“多维立体化”构造解释、走滑断裂带刻画、三维地震相及储层智能化预测等技术。
集成推广层序地层学解释、叠前地震反演、宽频岩石物理分析等技术；科研攻关全深度全方位地震正演模拟、深度域构造解释、烃源岩与工程甜点综合预测等技术，试验探索多波多分量地震解释、深度域地震反演等技术。
3.2.4 井中地震技术发展方向以支撑地下复杂构造准确成像和油气藏高效开发为目的，重点开展井中地震、井地联合采集、微地震监测等方面研究。井中采集方面重点发展二维/三维多井同步联采、井地联合采集、高精度井中分布式光纤传感、基于DAS的时移VSP等技术；井中处理解释方面重点发展高精度成像、三维VSP处理解释、多井井地联合VSP处理解释、钻前井轨迹设计、随钻实时地震预测、地面/井中微地震监测等技术。
集成推广光纤/三分量Z-VSP保真处理、Walkaway-VSP成像、井地联合采集、微地震监测等技术；科研攻关三维井地联合处理解释、VSP全波成像、多井DAS立体地震成像等技术，试验探索随钻地震预测、井间地震等技术。
3.2.5 重磁电技术发展方向以复杂地质体准确刻画、超深层地质勘探、复杂油气藏评价为目的，重点发展面向超深层地质结构综合解释、流体检测与油气藏监测的技术。超深层地质结构综合解释方面，重点发展多地球物理方法采集处理解释一体化技术体系，包括高信噪比重磁电采集、重磁电弱信号增强与提取、重磁电约束与联合反演、人工智能重磁电处理解释等技术；流体检测与油气藏监测方面，重点发展地面、井中及井间重磁电流体检测、重力电磁油气藏监测等技术。
集成推广宽频大地电磁勘探、井地电磁、重磁电震约束反演等技术，科研攻关高信噪比重磁电采集、重磁电弱信号增强与提取、重磁电流体检测等技术，试验探索航空重力、三维各向异性电磁反演等技术。
3.2.6 油气藏地球物理技术发展方向以发现剩余油气、提高采收率和难采储量动用率为目的，重点开展油气藏精细描述、油气藏动态模拟和油气藏监测等方面的研究，建立适用于油气藏评价与开发的物探技术框架、内涵、流程。
集成推广相控地震反演、离散裂缝网络建模、井震藏一体化油气藏动态描述等技术，科研攻关复杂储层储集空间地震识别、岩石物理动态分析、时移地震纵横波联合反演等技术，试验探索储层连通性与渗透性分析、时移地震等技术。
3.2.7 特色软件技术发展方向以提高资料品质和工作效率为目的，大力发展智能化物探软件、地震质控软件，确保物探核心技术安全有效[12-16]。重点发展GeoEast处理解释、iPreSeis地震成像与定量预测、岩石物理数据库及分析应用等国产软件，加大地震采集、处理、储层预测等质控软件推广应用和升级完善力度。攻关陆上三维FWI全波形反演、复杂地表数据恢复等软件，加快研发新一代生态化、一体化GeoEast iEco软件平台建设（图 10）。
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图 10 GeoEast iEco软件平台示意图 Fig. 10 Chematic diagram of GeoEast iEco software platform |
随着工业4.0信息化革命悄然而至，物探技术向数字化、智能化方向发展。未来物探技术的发展不但是多学科跨专业融合，也是前沿信息化技术、数字化技术、微电子技术、光学技术等与地球物理技术的融合。物探技术发展和技术管理面临诸多挑战。因此，需要贯彻落实物探业务管理办法，保障物探技术在不同探区发挥实效；发展完善物探技术管理体系，持续推进物探信息化、智能化、数字化建设；建立科研攻关激励机制，加大油气田在技术攻关、科技创新中的投入；加大高端人才培养力度，提升技术应用水平；强化技术应用过程质控管理，进一步挖掘地震资料潜力，不断提高地质认识和勘探成效；强化地质工程一体化研究，提高非常规油气甜点预测和水平井设计精度；强化油藏地球物理技术研究与应用，推进物探技术向开发延伸，努力使物探技术成为上游业务持续稳健发展的关键技术利器。
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