什么叫一维、二维、三维和四维地震勘探？

我们生活的空间有一维、二维、三维和多维之说，地震勘探也是如此。地震勘探中的一维勘探是观测一个点的地下情况；二维勘探是观测一条线下面的地下情况；三维勘探是观测一块面积下面的地下情况；若在同一地区不同时间重复做三维地震勘探，则可称之为四维地震勘探。四维是观测同一块面积下面不同时间的地下变化情况。根据地质任务和达到的目的不同，可采用不同维的勘探方法。

那么，怎样进行一维地震勘探呢？将检波器由深至浅放在井中不同深度，每改变一次深度在井口放一炮，记录地震波由炮点直接传到检波器的时间，这种只在一口井中观测的方法叫一维地震勘探。它能测出该井孔中地层的速度，借此可以确定各个地层的深度和厚度。

如何实现二维地震勘探呢？将多个检波器与炮点按一定的规则沿一直线（称测线）排列，在测线上打井、放炮和接收。采集完一条测线再采集另一条测线。最后得出反映每条测线垂直下方地层变化情况的剖面图（二维剖面图）。这种方法从20世纪20年代初期已开始使用直至今天。

如果你想看地下物体真实的立体图像就需要做三维地震勘探。它是由二维地震发展来的。三维地震主要在地下条件更复杂的地区或地表难以进行二维地震勘探的地区采用；另外，在已发现油田的地方，为优化油田的勘探开发方案可提出进行三维地震。三维与二维的主要差别是激发点与接收点的相对位置不同。二维地震要求炮点和检波点沿同一直线；而三维地震则是将多道（必要时可达上千道、上万道）检波器布成十字状、方格状、环状或线束状等，炮点与检波点在同一块面积上，形成面积形状接收由地下返回地面的地震波。其效果可以大大改善记录质量，提高信号的清晰度和分辨率，从而提高解决地质问题的能力，能把油气田的位置确定得更准确。由于三维地震最后得到的是一组立体的数据，根据这个数据体就能给出地层的立体图像（三维立体图）。同时，也可给出由浅至深，一层层的水平切片图，将这些图制成动画，人们就能像看**一样来解释地下地质情况，既省时、省力，又精确。这种方法在20世纪70年代一经提出就得到了广泛应用。

地震勘探方法示意图四维地震勘探始于20世纪90年代初，是三维地震的延续。它要求在同一块工区不同时间（可能相隔几个月或几年，时间为第四维）用相同的采集和处理方法将所得到的三维地震勘探成果进行比较。犹如将人物传记的立体**一帧帧放一遍，细看每帧之间的不同就可以看出人物的成长过程一样。用这种方法研究油气田开采前后三维资料之间的差异就能得出油田的开采情况，找出尚未开采或漏采的剩余油区，达到以少钻井、低成本（因为钻一口井少则上百万、多则几千万，非常昂贵）、多采油的目的。这种方法给石油开采商们带来很大经济利益，因此，他们都愿意开展四维地震观测。

20世纪70年代中期，著名的W.S.French三维模型问世，它充分地说明了三维地震对解决复杂地质问题的能力和二维地震技术不可克服的缺陷与局限性。

图7-5-1（a）是W.S.French地质模型，一个平台被一条断层切割成两部分，断层下降盘“4”有两个紧靠在一起的穹窿构造“1”和“2”，断面“3”是一个斜坡，整个平台布置了13条测线。

图7-5-1（b）、图7-5-1（c）、图7-5-1（d）是图7-5-1（a）中的第六条测线用不同的处理方法所得到的结果，这条测线从断层下降盘开始，穿过穹窿“1”的顶部，经过穹窿“2”右翼最低点的平坦部位与断层陡坡呈45°交角进入上升盘高台。

图7-5-1（b）是未经偏移校正的常规水平叠加剖面，可以明显地看出绕射波和侧面波，穹窿“1”被夸大并掩盖了平坦界面，且断面反射右移，同时还出现了来自穹窿“2”的侧面反射波。

图7-5-1（c）是二维偏移剖面，剖面右半部的穹窿“1”被显示出来，但来自穹窿“2”的侧面反射仍然存在，它干扰了平界面的反射，同时其他各种侧面波均未能归位，也不能得到正确解释。

图7-5-1（d）是经过三维偏移后得到的剖面，剖面上穹窿“2”的侧反射及各种侧面干扰消失了，断面波、绕射波分别得到归位和收敛，剖面正确地反映了地下构造的真实形态。

图7-5-2（a）是图7-5-1（a）的平面图，并附有二维测线位置。图752（b）是根据二维偏移剖面所做的构造图，断层与构造都有失真，两个穹窿合为一个北东向的大背斜。图7-5-3（a）也是对应于图7-5-1（a）的平面图，附有三维剖面位置，图7-5-3（b）是根据三维成果编制的构造图，它真实地反映了模型顶面的构造形态。

图7-5-1 W.S.French三维模型试验

（a）三维地震模型；（b）原始记录；（c）二维偏移剖面；（d）三维偏移剖面

上述试验充分地说明了三维地震技术对于解决复杂地质构造的能力和二维地震技术本身所不可克服的缺陷。

图7-5-2 W.S.French模型的二维构造图

（a）二维剖面位置图；（b）二维构造图

图7-5-3 W.S.French模型的三维构造图

（a）三维剖面位置图；（b）三维构造图

由上分析可见，三维勘探相对于二维勘探具有如下的差别和特点：

（1）在野外资料采集时，把线性观测系统变成了高密度的面积观测系统，且形式多样灵活，可适用于各种地形、地物条件。

（2）在进行资料处理时，进行了三维速度分析。三维偏移归位处理，把偏移的反射点真正归位到它原来真实的位置处，从而克服了二维只能解决界面沿测线方向因倾角变化而引起的偏移，使得在二维偏移剖面上的构造形态和空间位置都还存在着畸变的现象。

（3）在资料显示方面可正确地显示地下构造的立体（三维）图像。一般是将经三维偏移处理的三维数据体存储于计算机内，解释人员可根据自己的需要进行多种方式的显示。常用的显示方式有二维的等时切片、层位切片和二维垂直剖面和三维的立体显示。这些剖面形式上与二维的时间剖面相同，但它已无绕射和侧面的干扰了。

三维地震勘探的内容十分丰富，限于篇幅这里只对其在采集、处理、解释等方面的某些基本内容做一简要介绍。

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