陳 琨，劉 洋，張 揚(yáng)

隨著我國地質(zhì)勘探工作的不斷發(fā)展，對物探技術(shù)以及方法提出了更高的要求，在其發(fā)揮重要作用的同時(shí)，還要具有使用方便，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠等優(yōu)勢。而隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，越開越多的高精度的勘探工作出現(xiàn)。與此同時(shí)，傳統(tǒng)的探勘技術(shù)已經(jīng)不能完成如此高精度的工作，為了確保工期順利準(zhǔn)時(shí)的完成，便更需要應(yīng)用物探技術(shù)。在當(dāng)今的新形式下，我國對物探技術(shù)及方法進(jìn)行了深入的研究，以期更全面地挖掘其價(jià)值并對其價(jià)值進(jìn)行運(yùn)用，從而促進(jìn)社會的進(jìn)步與發(fā)展。

1 物探方法的介紹

物探技術(shù)的方法和種類非常的，根據(jù)不同的環(huán)境，應(yīng)選擇不同的物探方法進(jìn)行工作，主要有：地下物探、航空物探以及地面物探三種方式。不同的工作所選擇的儀器類別也是不同的，其探測對象及范圍、優(yōu)點(diǎn)也各不相同。

方法一：三維地震，基本方法為在地面半空間，縱、橫向布置多條測線，主要利用反射波信號進(jìn)行處理解釋。適用探查對象是斷層、陷落柱等地質(zhì)構(gòu)造，煤層賦存規(guī)律探查。探查范圍在煤田地質(zhì)，勘探主要為0m ～1500m。優(yōu)點(diǎn)是煤田地球物理勘探必備手冊，缺點(diǎn)是探測富水性不敏感。

方法二：直流電法，基本方法為以不同巖層的電阻率差異為物質(zhì)基礎(chǔ)，通過觀測、研究人工建立的穩(wěn)定電流廠場探測地質(zhì)異常體。適用探查對象為富水性探測或巖層定性評價(jià)。探查范圍在一般為0m ～500m。優(yōu)點(diǎn)是富水性評價(jià)效果較好，缺點(diǎn)是受地表高阻成屏蔽，受體積效應(yīng)影響較大。

方法三：無線電波透視，基本方法是根據(jù)良導(dǎo)體礦體（或地質(zhì)構(gòu)造比一般巖石層對電磁信號吸收能力差異進(jìn)行探測，又稱“陰影法”。適用探查對象是隱伏地質(zhì)構(gòu)造、富水性評價(jià)。探查范圍一般用于工作面內(nèi)探測。優(yōu)點(diǎn)是方便快捷、為工作面內(nèi)常用探測手段，缺點(diǎn)是對小構(gòu)造精度有限，且井下施工較繁瑣。

方法四：地質(zhì)雷達(dá)，基本方法是利用高頻電磁波在巖層傳播中遇到地質(zhì)界面產(chǎn)生反射的特性，探測異常地質(zhì)體。適用探查對象為隱伏地質(zhì)構(gòu)造。探查范圍在0m ～40m。優(yōu)點(diǎn)是探測精度高，缺點(diǎn)是探測距離短。

方法五：淺層地質(zhì)勘探，基本方法是根據(jù)地層巖石之間的彈性參數(shù)差異進(jìn)行勘探。適用探查對象是底層巖層。優(yōu)點(diǎn)是精度高、分辨率高、對場地要求較小。

方法六：高密度電阻率法，基本方法是根據(jù)礦巖石的電性差異對地下進(jìn)行分層，適用探查對象為富水區(qū)、破碎帶、空洞。它的優(yōu)點(diǎn)是探測密度高、信息量大、工作效率高，缺點(diǎn)是對厚度較厚的地層反映不是特別清晰。

2 物探技術(shù)中新算法、新理論的應(yīng)用

（1）幾何分型理論：其主要揭示自然界存在的不同物體以及不同的現(xiàn)象存在的相似性，使局部或者整體的相似性能夠顯露出來。通過點(diǎn)上信息可以將空間上與面上的信息結(jié)合起來進(jìn)行有效的預(yù)測。這種理論常用于研究自然界中存在的最常見且不規(guī)則的現(xiàn)象，并能夠?qū)?fù)雜的程序進(jìn)行描述。

（2）小波的理論體系：該理論是在舊的理論上形成的一種新型的分支理論，能夠?qū)λ占降男畔⑦M(jìn)行處理，還可以對信號中所摻雜的噪聲進(jìn)行處理，從而得到我們需要的信號。

（3）混沌的理論體系：該理論體系普遍應(yīng)用于非線性系統(tǒng)的描述，與分形理論體系之間的關(guān)系密切。

（4）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的計(jì)算理論：該理論在一定程度上模擬了人類的大腦，并與大腦有著相似的思維，在對資料進(jìn)行分析和學(xué)習(xí)的過程中，還可以對未處理過的資料進(jìn)行識別判斷，并對這些資料進(jìn)行重新的處理和計(jì)算，在此過程中參與量非常大。

（5）地理的信息系統(tǒng)理論：該系統(tǒng)是將計(jì)算機(jī)作為載體，在計(jì)算機(jī)硬件的支持下，對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲存，并能夠在后續(xù)中進(jìn)行管理和查詢，而且物探技術(shù)中地理信息系統(tǒng)理論的應(yīng)用，能夠?qū)λ占臄?shù)據(jù)進(jìn)行快速輸出，為后續(xù)的數(shù)據(jù)管理和查詢提供了重要的技術(shù)支持，未來的發(fā)展前景非常的可觀。

3 國內(nèi)外物探裝備及技術(shù)現(xiàn)狀

物探技術(shù)自從在石油工業(yè)中應(yīng)用以來，這種技術(shù)就在不斷地發(fā)展和廣泛地應(yīng)用。特別是近幾十年來，隨著電子技術(shù)的發(fā)展、互聯(lián)網(wǎng)的全面普及，物探技術(shù)也在不斷地向數(shù)字化方向發(fā)展，從最初的簡單勘探到如今的高精度勘探，順應(yīng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，物探能力也在不斷提高，而物探技術(shù)的發(fā)展主要靠的是物探裝備，而物探裝備的發(fā)展主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

地震處理計(jì)算機(jī)裝備：

計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和更新，促使地震資料處理技術(shù)也在不斷地發(fā)展變化，從最初的模擬處理到現(xiàn)在的數(shù)字處理，從原來的簡單到現(xiàn)在的復(fù)雜，無疑不在詮釋這種技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。

隨著地震資料硬件處理技術(shù)的發(fā)展，其軟件處理系統(tǒng)也在不斷發(fā)生著變化，而物探技術(shù)是現(xiàn)代地震勘探和石油勘探的重要技術(shù)所在。

3.1 石油勘探技術(shù)的發(fā)展

從20 世紀(jì)50年代開始，我們國家就開始著手石油的勘探，勘探技術(shù)是在那個(gè)時(shí)候開始，但是在不同的時(shí)代，勘探技術(shù)也在發(fā)生著巨大的變化。近50年來，勘探技術(shù)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。

在20 世紀(jì)50年代前用光點(diǎn)照相記錄作為地震儀，用的是人工處理方法，數(shù)據(jù)維數(shù)屬于1D，20 世紀(jì)50年代利用模擬磁帶記錄，它的代表性方法是多次覆蓋，數(shù)據(jù)維數(shù)屬于2D，在20 世紀(jì)50年代前到20 世紀(jì)50年代，解決的主要問題是劃分構(gòu)造單元、圈出有利構(gòu)造盆地，查明區(qū)域構(gòu)造特征，發(fā)現(xiàn)各類局部圈閉。在20 世紀(jì)60年代到20 世紀(jì)70年代，使用的是數(shù)字地震儀，利用高次覆蓋、偏移技術(shù)，數(shù)據(jù)維數(shù)是2D，主要解決預(yù)測和識別油氣圈閉的結(jié)合形態(tài)問題。20 世紀(jì)80年代使用數(shù)字地震儀，利用三維地震技術(shù)，維數(shù)在3D/3C，20 世紀(jì)90年代是數(shù)字地震儀，有代表性的方法是疊前深度偏移、高精度、三維地震、開發(fā)地震屬于3D/3C，20 世紀(jì)80年代到20 世紀(jì)90年代，解決主要的問題是查明各種復(fù)雜構(gòu)造以及隱蔽油氣藏、描述儲集層數(shù)分布和非均勻性及其微觀特征，油藏內(nèi)流體性質(zhì)和分布，以進(jìn)行油藏綜合評價(jià)，為油藏模擬建立初始地質(zhì)模型。21 世紀(jì)使用的是地震儀，使用的技術(shù)是各種異體技術(shù)。

3.2 地震數(shù)據(jù)處理軟件的發(fā)展

地震處理數(shù)據(jù)的軟件發(fā)展分為三個(gè)階段：第一階段為批量處理階段，這是基于計(jì)算機(jī)發(fā)展比較落后時(shí)期的處理方式；第二階段為交互處理階段，該處理方式在原有的處理方式上進(jìn)行升級，并運(yùn)用到了計(jì)算機(jī)；第三階段為處理解釋一體化，可進(jìn)行三維可視化操作，大大提升了地震數(shù)據(jù)處理軟件的性能。

4 我國物探技術(shù)的的發(fā)展

隨著綜合國力的提升，我國的物探技術(shù)也在不斷地發(fā)展，而物探技術(shù)主要應(yīng)用于勘探，因此物探技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步從勘探市場入手，在雙方追求共同利益的前提下，完成好共同的目標(biāo)。因此市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展可以有效的促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展。

國內(nèi)陸地勘探市場為物探技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展提供了一定的平臺，而海上和海外勘探將會成為物探技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的最具潛力的市場。隨著科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，物探技術(shù)不僅在陸地勘探市場進(jìn)行應(yīng)用，在海上和海外勘探市場都有在研究，并且取得了突出的成就，尤其是在煤礦的穩(wěn)定開采方面作出了巨大的貢獻(xiàn)。對于油氣的勘探，由于其復(fù)雜性，不僅促進(jìn)了物探技術(shù)的發(fā)展，給物探技術(shù)了一些新的機(jī)遇，但是難免還有一些挑戰(zhàn)。在很久以前，我國就提出了“穩(wěn)定東部，發(fā)展西部”的戰(zhàn)略方針，該戰(zhàn)略方針的提出，為后續(xù)我國的物探技術(shù)指明了發(fā)展的方向。

5 物探技術(shù)的具體應(yīng)用

5.1 物探技術(shù)在能源方面探測應(yīng)用

隨著社會的發(fā)展，我國對石油和天然氣的需求逐步增加，因此勘探及開采工作越來越重要，在勘探過程中，物探技術(shù)發(fā)揮著極其重要的作用，對于有石油的地區(qū)必須先進(jìn)行探勘，并對能源做前期的了解和普查，最終進(jìn)行有效的地震勘探。通過物探技術(shù)在石油勘探中的運(yùn)用，并結(jié)合高度精密的探測手段，進(jìn)一步對油氣田的構(gòu)造以及所在的區(qū)域進(jìn)行評估，并最終找出其油氣的儲存點(diǎn)，做好十足的準(zhǔn)備，以期能夠在勘探油田過程中遇到的問題進(jìn)行有效的應(yīng)對與解決。

5.2 對工程進(jìn)行物理探測

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會也在不斷的發(fā)展變化著。運(yùn)用物探技術(shù)的工程也越來越多，對物探技術(shù)的需求量也在逐漸增加，使得工程物探技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛。比如現(xiàn)代工程建筑、鐵路的修建工程、水利的修建工程以及一些管道的鋪設(shè)工程，無一不用到物探技術(shù)，因此，物探技術(shù)也被越來越多的人知曉，其應(yīng)用也越來越普遍，其中電法勘探和一些地震勘探手段，也越來越多的被應(yīng)用。

6 物探技術(shù)的實(shí)踐運(yùn)用中的進(jìn)步

6.1 在工程方面的進(jìn)步之處

通過數(shù)據(jù)顯示，物探技術(shù)在工程方面的應(yīng)用十分廣泛，如現(xiàn)代工程建筑、鐵路的修建工程、水利的修建工程以及一些管道的鋪設(shè)工程等，在施工之前必須對該領(lǐng)域進(jìn)行探查分析。比如管道的鋪設(shè)工程中，可以利用地質(zhì)雷達(dá)法勘探出該地下的情況，根據(jù)反饋回來的地下情況作出下一步的工作預(yù)案，避免在管道鋪設(shè)的過程中出現(xiàn)問題，且不能及時(shí)進(jìn)行解決。

6.2 在金屬礦物領(lǐng)域的進(jìn)步之處

物探技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于有色金屬的礦物開采中，通過電磁法和電法勘探的方式，通過對勘探區(qū)域內(nèi)的巖石、土壤等進(jìn)行信息和獲取和分析，通過對勘探對象的分析研究，從而獲得有效的數(shù)據(jù)，才能更容易發(fā)現(xiàn)有色金屬礦物，進(jìn)一步提高物探技術(shù)的發(fā)展水平。

6.3 在能源領(lǐng)域的進(jìn)步之處

目前，我國能源的需求量也在逐年增加，因此我們必須勘探出能被人類所使用的能源，而此時(shí)就需要物探技術(shù)的支持和幫助。物探技術(shù)的勘探范圍廣，精確度也比較高，能夠?qū)λ碧絽^(qū)域的油田進(jìn)行綜合的勘探和分析。而高精度勘探器在油田勘探中有很大的好處，能夠勘探出這片區(qū)域內(nèi)油氣的儲存量的整體情況，并對該對區(qū)的地形進(jìn)行分析，并找出油田的具體位置，為后續(xù)油田的開采提供重要的數(shù)據(jù)支持，除此之外，還能解決一些油藏問題。

7 物探技術(shù)的發(fā)展趨勢

物探技術(shù)在一些重要的工程建設(shè)中是必不可少的，在施工之前，需要對該工程所在的區(qū)域地質(zhì)進(jìn)行勘探，查探該區(qū)域的地質(zhì)是否符合工程的建設(shè)，該區(qū)域地下是否有危險(xiǎn)物埋藏以及地下水、重要管道等分布情況，必須對其詳細(xì)情況進(jìn)行查明，這樣才能保證工程的順利開展和實(shí)施，這在一定程度上能夠確保工程的質(zhì)量?，F(xiàn)在物探技術(shù)的發(fā)展越來越快，其手段越來越先進(jìn)，設(shè)備能夠在計(jì)算機(jī)的控制下自控進(jìn)行項(xiàng)目勘探，并能夠有效地處理信號，提取出重要的數(shù)據(jù)。以前所使用的探測儀是插卡式，而現(xiàn)在物理探測儀則大不相同，逐步通過模塊系統(tǒng)，使其結(jié)構(gòu)變得更為精致，從而大大減小探測儀的體積，提高其精確度。同時(shí)，在物探技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用中，計(jì)算機(jī)是其強(qiáng)有力的載體和支撐，計(jì)算機(jī)技術(shù)的先進(jìn)與否，直接關(guān)系著物探儀器的精確度和測量效率。

目前我國的物探技術(shù)的數(shù)據(jù)收集、處理以及誤差的分析與修復(fù)功能是非常健全的。特別是在將接收到的信號進(jìn)行處理的過程中，由于其處處理器處理功能的強(qiáng)大，使得物探勘測儀器的勘測功能也大大提高，從而促進(jìn)了勘測儀器的發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，在新技術(shù)的大力支持下，我國物探技術(shù)也日益變得強(qiáng)大起來。

從物探市場出發(fā)，可知物探技術(shù)主要包括國內(nèi)陸地勘探市場、國外勘探市場及海上勘探市場等。從物探技術(shù)的發(fā)展需求來說，其共同目標(biāo)是降低油氣勘探的復(fù)雜程度及勘探技術(shù)的使用難度，因此，在研究物探技術(shù)的發(fā)展方向時(shí)，應(yīng)從油氣勘探目標(biāo)出發(fā)，只有明確了油氣勘探目標(biāo)，才能推動物探技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展。

在“十五”期間規(guī)劃中，油氣勘探的主攻目標(biāo)有柴達(dá)木盆地西部、酒泉盆地、松遼盆地南部和北部、渤海灣盆地滾動勘探、開拓塔里木盆地臺盆區(qū)及渤海灣盆地灘海地區(qū)等的石油勘探，而天然氣勘探主攻的目標(biāo)有鄂爾多斯盆地、里木盆地庫車地區(qū)、四川盆地、塔里木盆地塔西南地區(qū)、鄂爾多斯西緣及柴達(dá)木盆地三湖地區(qū)等。從油氣勘探及天然氣勘探的發(fā)展目標(biāo)出發(fā)，可知油氣勘探主要集中在我國西部地區(qū)，從上述可知，西部地區(qū)的地形結(jié)構(gòu)復(fù)雜及氣候環(huán)境惡劣，對物探技術(shù)提出了更高的要求。雖然近幾年我國物探技術(shù)取得了一定的成就，但為了今后長久的發(fā)展，必須不斷進(jìn)行物探技術(shù)的研究。面對地表、地形條件及地下模型復(fù)雜的這一難題，要想在這方面有所突破，在物探技術(shù)探究思路上就必須先對出現(xiàn)的問題進(jìn)行分割、簡化和模擬，對極為復(fù)雜的對象進(jìn)行條塊分割，在簡化的前提下，使復(fù)雜的條件理想化，采用正演模擬的方式來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜問題的反演，通過將問題量化，與油氣勘探的目標(biāo)進(jìn)行比擬。由于油氣勘探是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其需要從多學(xué)科、多專業(yè)進(jìn)行研究，這就要求在研究物探技術(shù)方面需要采用系統(tǒng)思維和定量思維的方式，充分考慮系統(tǒng)的內(nèi)外關(guān)系及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并對這些問題進(jìn)行量化，使復(fù)雜問題得以解決。然而，在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，科學(xué)技術(shù)“組合式”開發(fā)已成為主流，將現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)組合在一起，將產(chǎn)生一種質(zhì)的飛躍，正如油氣勘探而言。面對經(jīng)濟(jì)發(fā)展對物探技術(shù)的需求，在油氣勘探技術(shù)發(fā)展方面，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科、多專業(yè)類型的結(jié)合，做到“一個(gè)基礎(chǔ)，三個(gè)三結(jié)合”。其中，一個(gè)基礎(chǔ)包括地表構(gòu)造、地層及沉積等各個(gè)方面的基礎(chǔ)研究，而三個(gè)三結(jié)合主要包括地質(zhì)、地震、重磁電等地質(zhì)構(gòu)造的勘察；地質(zhì)、地震、測井三個(gè)方面的研究；地震、處理、解釋等方面的深化研究，只有做到以上幾點(diǎn)，才能有效提高物探技術(shù)的水平和油氣勘探效益。

8 結(jié)語

隨著物探技術(shù)的發(fā)展，其已被廣泛地應(yīng)用于人們生活中的各個(gè)領(lǐng)域。在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展推動下，社會在不斷地進(jìn)步，我國的勘探技術(shù)也隨之在不斷地發(fā)展，而且更加智能化、自動化，其探測功能更加豐富。作為一名研究人員，我們應(yīng)該時(shí)刻注意多學(xué)科知識的使用，詳細(xì)分析地質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析地球物理技術(shù)，從而促進(jìn)物探技術(shù)的發(fā)展，并使其順應(yīng)歷史的發(fā)展潮流。