萬米埋深中新元古界是我國油氣資源戰(zhàn)略接替領(lǐng)域和深層油氣資源的第二勘查空間，該領(lǐng)域面臨盆地結(jié)構(gòu)不清、區(qū)帶目標不明、鉆探風(fēng)險很大等重大地質(zhì)難題，超深層重磁電震勘探技術(shù)是破解這些地質(zhì)難題、突破和擴展中新元古界油氣領(lǐng)域的關(guān)鍵途徑。本書首先介紹超深層地球物理勘探基礎(chǔ)與應(yīng)用研究，成功研發(fā)高溫高壓原位測量實驗設(shè)備及平臺，進行超深層重磁電震物性參數(shù)分析和超深層重磁電的模型正演研究，為超深層地球物理勘探奠定了理論與實踐基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)介紹了超深層重磁電弱信號高精度采集處理技術(shù)、大噸位低頻可控震源廣角地震采集技術(shù)、重磁電震約束與聯(lián)合反演技術(shù)、復(fù)雜超深層弱反射信號高精度地震成像技術(shù)、超深層勘探有利區(qū)帶優(yōu)選與評價等技術(shù)的研究成果和應(yīng)用成效。本書最后對超深層重磁電震配套技術(shù)集成及技術(shù)經(jīng)濟適用性進行了系統(tǒng)評價，并對塔里木盆地、鄂爾多斯盆地、渤海灣盆地和四川盆地四個重點目標區(qū)進行了經(jīng)濟效益評估。

新中國成立70余年來的油氣勘探主要是在埋深6000m以淺的層系進行的，找到的油氣儲量90%以上分布在中淺層。隨著油氣勘探不斷向縱深發(fā)展，埋深大于6000m的超深層將是我國乃至世界范圍發(fā)現(xiàn)新油氣資源的重要接替領(lǐng)域，其地質(zhì)層系古老，勘探程度很低，地質(zhì)理論認識與有效勘探技術(shù)尚在探索發(fā)展中。超深層油氣資源豐富，亟待勘探理論與技術(shù)的突破，以加快資源的探明與開采節(jié)奏。我國陸上超深層油氣勘探開發(fā)的主要區(qū)帶集中分布于華北、中上揚子和塔里木這三大克拉通盆地，松遼、準噶爾和柴達木等盆地也有較大潛力。與傳統(tǒng)的中淺層和深層相比，超深層油氣勘探面臨層系古老、巖性物性差異小、物探信噪比和分辨率低、目標落實難度大與多物理信息聯(lián)合反演難于實現(xiàn)等挑戰(zhàn)。這些難點彼此關(guān)聯(lián)，給超深層油氣勘探開發(fā)帶來了巨大的技術(shù)風(fēng)險、工程風(fēng)險和發(fā)現(xiàn)風(fēng)險，長期制約著超深油氣勘探領(lǐng)域的突破與拓展。

超深層因其特殊的油氣地質(zhì)條件和復(fù)雜的工程環(huán)境，備受國家和石油產(chǎn)業(yè)界的高度重視與關(guān)注。2016年，科技部在“十三五”重點研發(fā)計劃“深地資源勘查開采”專項之下設(shè)立“超深層重磁電震勘探技術(shù)研究”項目，聚焦提高深層-超深層地球物理資料信噪比及分辨能力、重磁電震一體化技術(shù)及聯(lián)合反演、深層-超深層區(qū)帶評價與勘探目標優(yōu)選等重大科學(xué)與技術(shù)問題，開展專題研究和技術(shù)攻關(guān)。由牽頭單位中國石油集團東方地球物理勘探有限責(zé)任公司與19家院所聯(lián)合，在“十三五”期間開展了持續(xù)研究、協(xié)同攻關(guān)和后期拓展應(yīng)用，高質(zhì)量完成了專項研究內(nèi)容和攻關(guān)目標，為深層-超深層油氣勘探和擴展“深地”資源奠定了堅實的物探技術(shù)基礎(chǔ)，在超深層油氣勘探發(fā)現(xiàn)中提供了有力的技術(shù)成果支撐。

超深層重磁電震勘探技術(shù)研究項目在物探基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵設(shè)備研制和重點技術(shù)攻關(guān)上均取得了重大進步和突破。研制了400kW恒流電磁發(fā)射系統(tǒng)樣機，保持了時頻電磁勘探恒流發(fā)射系統(tǒng)功率和超深探測能力的業(yè)界領(lǐng)先地位；研發(fā)了基于大噸位低頻可控震源激發(fā)的廣角地震觀測及采集配套技術(shù)；研發(fā)了針對超深層目標的弱信號信噪分離與增強、高精度偏移成像等關(guān)鍵技術(shù)；發(fā)展了基于新型結(jié)構(gòu)耦合三維重磁電聯(lián)合反演，以及基于地震數(shù)據(jù)為核心的重力與疊后地震波阻抗聯(lián)合反演、電法與疊后地震波阻抗聯(lián)合反演等為內(nèi)涵的重磁電震約束與聯(lián)合反演技術(shù)，提升超深層重磁電震反演及綜合處理解釋精度。近十年來，超深層物探技術(shù)的突破和生產(chǎn)應(yīng)用，有力推動了超深層重磁電震資料品質(zhì)的大幅提高、重點盆地深層-超深層結(jié)構(gòu)的重新認識，為塔里木、四川、鄂爾多斯、渤海灣等盆地超深油氣的重大發(fā)現(xiàn)與規(guī)模上產(chǎn)作出了重要貢獻。

作為項目的長期跟蹤專家，我同步感受和體驗了我國超深物探技術(shù)快速進步和超深油氣勘探的重大進展，為《超深層重磁電震勘探技術(shù)》一書的出版感到高興，它將對超深層油氣物探和相關(guān)地質(zhì)工程技術(shù)人員大有裨益。期望以該書公開出版為契機，在超深油氣及其他資源的勘查中，繼續(xù)發(fā)展物探配套技術(shù)，加大綜合物探部署，進一步發(fā)揮物探先導(dǎo)與勘探保障的關(guān)鍵作用。

中國工程院院士

2024年5月于北京

前言

埋深為6000~10000m范圍（超深層）的下古生界、中新元古界等目標層系，是我國油氣資源戰(zhàn)略接替領(lǐng)域和深層油氣資源的第二勘查空間，尤其以上揚子、華北、塔里木三大克拉通盆地勘探潛力及研究意義重大。超深油氣領(lǐng)域普遍存在盆地結(jié)構(gòu)不清、區(qū)帶目標不明、鉆探風(fēng)險很大等重大地質(zhì)難題，重磁電震勘探技術(shù)是破解這些地質(zhì)難題、突破和擴展超深層油氣領(lǐng)域的關(guān)鍵途徑。

該領(lǐng)域的地球物理勘探研究面臨著提高超深層地球物理資料信噪比及分辨能力、重磁電震一體化技術(shù)及聯(lián)合反演、中新元古界油氣有利區(qū)帶評價等三大科學(xué)問題。油氣勘探開發(fā)領(lǐng)域面臨著五大挑戰(zhàn)：超深層物性巖性差異小、物探采集的資料少，以及信噪比和弱信號問題突出；現(xiàn)今埋藏深度大、上覆地層多，超深層目標準確成像困難；超深層物探方法場源各異，重磁電震聯(lián)合反演技術(shù)難度大；原型盆地不清、儲層古老，超深層區(qū)帶目標落實與評價困難；勘探周期長、投入大、風(fēng)險高，超深目標優(yōu)選和井位論證要求高等。

“十三五”期間，由中國石油集團東方地球物理勘探有限責(zé)任公司牽頭，聯(lián)合國內(nèi)19家知名科研院所，共同立項開展了為期五年的超深層重磁電震勘探技術(shù)攻關(guān)研究。“超深層重磁電震勘探技術(shù)研究”項目隸屬于國家重點研發(fā)計劃“深地資源勘查開采”的重點專項“超深層新層系油氣資源形成理論與評價技術(shù)”。項目總體研究目標聚焦上揚子、華北和塔里木等三大克拉通盆地超深油氣潛力區(qū)，攻關(guān)突破關(guān)鍵技術(shù)，形成“經(jīng)濟有效、國際先進的超深層重磁電震綜合勘探配套技術(shù)”，為中新元古界油氣勘探和擴展“深地”資源提供可靠的技術(shù)成果支撐。通過五年的攻關(guān)研究及后期的擴展應(yīng)用，全面實現(xiàn)了項目目標。

內(nèi)容介紹

本書以“超深層重磁電震勘探技術(shù)研究”項目技術(shù)成果為基礎(chǔ)，簡要梳理巖石物理測量、技術(shù)方法基礎(chǔ)、關(guān)鍵裝備與技術(shù)等內(nèi)容，向地球物理同行分享基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和技術(shù)進展。全書共分為七章：

• 第一章論述了超深層地球物理勘探基礎(chǔ)與應(yīng)用研究；

• 第二章介紹了超深層重磁電弱信號高精度采集處理技術(shù)；

• 第三章介紹了大噸位低頻可控震源廣角地震采集技術(shù)；

• 第四章介紹了重磁電震約束與聯(lián)合反演技術(shù)；

• 第五章介紹了復(fù)雜超深層弱反射信號高精度地震成像技術(shù)；

• 第六章論述了超深層勘探有利區(qū)帶優(yōu)選與評價；

• 第七章介紹了超深層重磁電震配套技術(shù)集成及技術(shù)經(jīng)濟適用性評價。

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本書是一部優(yōu)秀的物探工程實踐指南，書中所形成的超深層重磁電震勘探配套技術(shù)不僅對國家深地資源探查具有重要的指導(dǎo)意義，同時對國內(nèi)外超深層油氣勘探、地殼活動探測和防震減災(zāi)研究也具有重要的借鑒和指導(dǎo)意義，可供石油物探、石油地質(zhì)及工程物探專業(yè)技術(shù)人員和高等院校相關(guān)專業(yè)師生參考。

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本文摘自科學(xué)出版社2024年12月出版《超深層重磁電震勘探技術(shù)》一書，內(nèi)容有刪節(jié)。標題為編者所加。

（本文編輯：王運 wangyun@mail.sciencep.com）

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