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摘要:“地震资料解释基础”课程是中国石油大学(北京)勘查技术与工程专业(物探方向)重要的必修课,在整个课程体系中具有重要作用。本文针对我校“地震资料解释基础”课程内容存在的问题,结合我校教学和科研特点,对课程教学内容的设计进行了探索,提出了课程教学内容的重点和期望达到的教学目标,加强学生理论与实践能力的同步培养,提高学生的应用能力和创新能力。
关键词:勘查技术与工程;地震资料解释基础;教学内容设计;能力培养
地震勘探分为地震数据的野外采集、地震数据的处理、地震资料的解释三大环节。地震资料解释是将地震数据转化为地质构造、储层性质的主要手段,可提供钻井井位等重要信息。地震资料解释几乎涉及到所有基础地质和石油地质研究领域,是许多重要学科的生长点或重要基础,贯穿油气勘探开发的所有环节,是地震勘探系统工程的最终环节。据不完全统计,勘查技术与工程专业毕业的学生有三分之一从事地震资料的解释工作,因此,《地震资料解释基础》是一门很重要的课程,该课程的学习对毕业生尽快进入工作状态具有重要意义。
一、课程现状分析
2014年以前,《地震资料解释基础》是一门勘查技术与工程专业大四学生的选修课。2017年,学校对勘查技术与工程专业的培养计划进行了修订,将该课程改为勘查技术与工程专业(物探方向)的必修课。该课程为48学时,3学分。近四年选修本课程的学生数是:2011级59人,2010级81人,2009级22人,2008级73人。
目前,学校讲授该课程的只有项目负责人1人,指导《地震资料处理/解释大作业》的2名教师分别负责地震资料处理和地震资料解释,本课程基本没有可以依托的团队。虽然该课程比较重要,但开设该课程的院校比较少。地震资料的解释需要用到很多的地质和地震勘探知识,既对地震勘探原理、地震数据处理有深入系统了解,又对地震资料解释理论、方法和技术有深入了解的人比较少,所以开设该课程有一定的难度。基于此原因,《地震资料解释基础》课程的讲授内容可以借鉴的教材等资料极少,况且,现在使用的教材的内容也比较陈旧,有些最新的地震资料解释的方法和技术没有或者介绍得很简略。因此,在已有的《地震资料解释基础》的教学内容的基础上,需进一步搜集、遴选和完善适合勘查技术与工程专业本科生的《地震资料解释基础》的内容是一项很重要的工作,教学内容的精选必然提升教学效果。
二、课程内容设计
课题组通过收集国外相关资料,并综合国内兄弟高校勘查技术与工程专业开设《地震资料解释基础》或类似课程的调研结果,设置了中国石油大学(北京)勘查技术与工程专业《地震资料解释基础》的课程内容。主要分为三个部分:地震资料的形成及影响因素、地震资料的构造解释、地震资料的岩性解释,而地震资料的构造解释、地震资料的岩性解释是本课程的重点内容。
(一)地震资料的形成及影响因素部分
主要强调与地震资料解释有关的知识,是对《地震勘探原理》与《地震资料数字处理》课程关键相关内容的回顾,以利于学生学好《地震资料解释基础》。该部分的主要内容包括地震剖面的特点、地震资料的纵向和横向分辨能力。
(二)地震资料构造解释部分
包括地震资料构造解释工作概述、合成地震记录与层位标定、地震剖面的对比解释、水平切片的解释、相干数据体的解释、地震构造图的绘制及解释。在地震资料构造解释工作概述中,主要介绍地震资料构造解释的目的、地震资料构造解释的主要任务、地震资料构造解释的主要工作。在合成地震记录与层位标定中,讲述层位标定的目的 、层位标定的手段、合成记录的制作方法、子波对合成记录影响、如何确定地震子波、合成地震记录的影响因素等。在地震剖面的对比解释中,介绍反射波的识别标志、地震剖面对比方法、地震剖面解释中的“陷阱”和假象、剖面的地质解释(包括确定标准层的方法、断层在实际剖面上的主要特征、确定断层要素、特殊地质现象的解释)。在水平切片的解释中,介绍水平切片包含的信息、断层在切片上的反映、一些特殊地质现象在水平切片上的反映、用水平切片绘制等t0构造图等。在相干数据体的解释中,介绍相干数据体的概念、相干数据体在展示断层、检测裂隙发育带、揭示河道体系和地质灾害检测等方面的应用实例。在地震构造图的绘制及解释中,介绍地震构造图的基本概念、地震构造图的绘制方法、地震构造图的解释等。
(三)在地震资料岩性解释部分
主要包括地震资料的地层岩性解释概述、地震波速度资料的地层岩性解释、厚层反射波振幅信息的利用、薄层反射振幅的利用、地震波波形和频谱的利用、地震属性分析技术等内容。在地震资料的地层岩性解释概述中,介绍地震资料的地层岩性解释的发展概况、岩性解释的主要内容、对解释人员的要求等。在地震波速度资料的地层岩性解释中,介绍地震波速度信息用于地层岩性解释的基础、用速度资料划分岩性、应用纵横波速度比划分岩性和检测油气、利用地震速度预测地层压力、用速度资料估计砂泥岩百分比等内容。在厚层反射波振幅信息的利用中,介绍地震波振幅信息在岩性解释和油气检测中的重要性、影响反射波振幅的因素、亮点、暗点和平点、AVO技术的定义、特点等、AVO技术的佐普里兹方程的简化、AVO技术获取的各个参数的地质地球物理意义及AVO技术的影响因素等。在薄层反射振幅的利用中,解释薄层的定义、研究薄层反射的意义和方法、薄层反射的频率特征、利用薄层反射的振幅估算薄层厚度、薄互层反射波的振幅特征、利用薄层反射的振幅估算薄层厚度、薄互層反射波的振幅特征。在地震波波形特征和频谱的利用中,介绍地震波的波形特征及其利用、地震波频谱和时频谱特征及其利用等。在地震属性分析技术中,介绍地震属性的定义、地震属性的历史、地震属性的种类、地震属性的优选、地震属性的应用实例(包括平均振幅沉积演化环境分析应用、利用神经网络的气烟囱分析和岩性展布划分、地震相模式识别、拉梅常数和密度属性的油气检测等)。
三、培养目标
通过上述内容的学习,期望达到以下几个目标:(1)了解地震资料分辨率的影响因素,掌握地震层位标定方法和流程;(2)掌握识别有效反射的方法,能够从地震剖面、水平切片和三维相干体上识别出断层、向斜、背斜、尖灭等地质构造;(3)掌握构造图的制作步骤和制作方法,对构造图能进行简单的地质解释,具有解决特定工程问题的能力;(4)掌握地震资料岩性解释的基本方法。
参考文献
Brown A.R., Interpretation of Three-Dimensional Seismic Data (Seventh edition), The American Association of Petroleum Geologists and the Society of Exploration Geophysicists, Tulsa, Oklahoma, U.S.A., 2010.
Chopra S., Marfurt K.J. Seismic Attributes for Prospect Identification and Reservoir Characterization, Society of Exploration Geophysicists, Tulsa, Oklahoma, U.S.A., 2007.
李录明,李正文,地震勘探原理、方法和解释,地质出版社,2007。
陆基孟,王永刚,地震勘探原理,中国石油大学出版社,2014。
孙家振,李兰斌,地震地质综合解释教程(第3版),中国地质大学出版社,2009。
张明学等,地震勘探原理与解释(第8版),石油工业出版社,2010。
关键词:勘查技术与工程;地震资料解释基础;教学内容设计;能力培养
地震勘探分为地震数据的野外采集、地震数据的处理、地震资料的解释三大环节。地震资料解释是将地震数据转化为地质构造、储层性质的主要手段,可提供钻井井位等重要信息。地震资料解释几乎涉及到所有基础地质和石油地质研究领域,是许多重要学科的生长点或重要基础,贯穿油气勘探开发的所有环节,是地震勘探系统工程的最终环节。据不完全统计,勘查技术与工程专业毕业的学生有三分之一从事地震资料的解释工作,因此,《地震资料解释基础》是一门很重要的课程,该课程的学习对毕业生尽快进入工作状态具有重要意义。
一、课程现状分析
2014年以前,《地震资料解释基础》是一门勘查技术与工程专业大四学生的选修课。2017年,学校对勘查技术与工程专业的培养计划进行了修订,将该课程改为勘查技术与工程专业(物探方向)的必修课。该课程为48学时,3学分。近四年选修本课程的学生数是:2011级59人,2010级81人,2009级22人,2008级73人。
目前,学校讲授该课程的只有项目负责人1人,指导《地震资料处理/解释大作业》的2名教师分别负责地震资料处理和地震资料解释,本课程基本没有可以依托的团队。虽然该课程比较重要,但开设该课程的院校比较少。地震资料的解释需要用到很多的地质和地震勘探知识,既对地震勘探原理、地震数据处理有深入系统了解,又对地震资料解释理论、方法和技术有深入了解的人比较少,所以开设该课程有一定的难度。基于此原因,《地震资料解释基础》课程的讲授内容可以借鉴的教材等资料极少,况且,现在使用的教材的内容也比较陈旧,有些最新的地震资料解释的方法和技术没有或者介绍得很简略。因此,在已有的《地震资料解释基础》的教学内容的基础上,需进一步搜集、遴选和完善适合勘查技术与工程专业本科生的《地震资料解释基础》的内容是一项很重要的工作,教学内容的精选必然提升教学效果。
二、课程内容设计
课题组通过收集国外相关资料,并综合国内兄弟高校勘查技术与工程专业开设《地震资料解释基础》或类似课程的调研结果,设置了中国石油大学(北京)勘查技术与工程专业《地震资料解释基础》的课程内容。主要分为三个部分:地震资料的形成及影响因素、地震资料的构造解释、地震资料的岩性解释,而地震资料的构造解释、地震资料的岩性解释是本课程的重点内容。
(一)地震资料的形成及影响因素部分
主要强调与地震资料解释有关的知识,是对《地震勘探原理》与《地震资料数字处理》课程关键相关内容的回顾,以利于学生学好《地震资料解释基础》。该部分的主要内容包括地震剖面的特点、地震资料的纵向和横向分辨能力。
(二)地震资料构造解释部分
包括地震资料构造解释工作概述、合成地震记录与层位标定、地震剖面的对比解释、水平切片的解释、相干数据体的解释、地震构造图的绘制及解释。在地震资料构造解释工作概述中,主要介绍地震资料构造解释的目的、地震资料构造解释的主要任务、地震资料构造解释的主要工作。在合成地震记录与层位标定中,讲述层位标定的目的 、层位标定的手段、合成记录的制作方法、子波对合成记录影响、如何确定地震子波、合成地震记录的影响因素等。在地震剖面的对比解释中,介绍反射波的识别标志、地震剖面对比方法、地震剖面解释中的“陷阱”和假象、剖面的地质解释(包括确定标准层的方法、断层在实际剖面上的主要特征、确定断层要素、特殊地质现象的解释)。在水平切片的解释中,介绍水平切片包含的信息、断层在切片上的反映、一些特殊地质现象在水平切片上的反映、用水平切片绘制等t0构造图等。在相干数据体的解释中,介绍相干数据体的概念、相干数据体在展示断层、检测裂隙发育带、揭示河道体系和地质灾害检测等方面的应用实例。在地震构造图的绘制及解释中,介绍地震构造图的基本概念、地震构造图的绘制方法、地震构造图的解释等。
(三)在地震资料岩性解释部分
主要包括地震资料的地层岩性解释概述、地震波速度资料的地层岩性解释、厚层反射波振幅信息的利用、薄层反射振幅的利用、地震波波形和频谱的利用、地震属性分析技术等内容。在地震资料的地层岩性解释概述中,介绍地震资料的地层岩性解释的发展概况、岩性解释的主要内容、对解释人员的要求等。在地震波速度资料的地层岩性解释中,介绍地震波速度信息用于地层岩性解释的基础、用速度资料划分岩性、应用纵横波速度比划分岩性和检测油气、利用地震速度预测地层压力、用速度资料估计砂泥岩百分比等内容。在厚层反射波振幅信息的利用中,介绍地震波振幅信息在岩性解释和油气检测中的重要性、影响反射波振幅的因素、亮点、暗点和平点、AVO技术的定义、特点等、AVO技术的佐普里兹方程的简化、AVO技术获取的各个参数的地质地球物理意义及AVO技术的影响因素等。在薄层反射振幅的利用中,解释薄层的定义、研究薄层反射的意义和方法、薄层反射的频率特征、利用薄层反射的振幅估算薄层厚度、薄互层反射波的振幅特征、利用薄层反射的振幅估算薄层厚度、薄互層反射波的振幅特征。在地震波波形特征和频谱的利用中,介绍地震波的波形特征及其利用、地震波频谱和时频谱特征及其利用等。在地震属性分析技术中,介绍地震属性的定义、地震属性的历史、地震属性的种类、地震属性的优选、地震属性的应用实例(包括平均振幅沉积演化环境分析应用、利用神经网络的气烟囱分析和岩性展布划分、地震相模式识别、拉梅常数和密度属性的油气检测等)。
三、培养目标
通过上述内容的学习,期望达到以下几个目标:(1)了解地震资料分辨率的影响因素,掌握地震层位标定方法和流程;(2)掌握识别有效反射的方法,能够从地震剖面、水平切片和三维相干体上识别出断层、向斜、背斜、尖灭等地质构造;(3)掌握构造图的制作步骤和制作方法,对构造图能进行简单的地质解释,具有解决特定工程问题的能力;(4)掌握地震资料岩性解释的基本方法。
参考文献
Brown A.R., Interpretation of Three-Dimensional Seismic Data (Seventh edition), The American Association of Petroleum Geologists and the Society of Exploration Geophysicists, Tulsa, Oklahoma, U.S.A., 2010.
Chopra S., Marfurt K.J. Seismic Attributes for Prospect Identification and Reservoir Characterization, Society of Exploration Geophysicists, Tulsa, Oklahoma, U.S.A., 2007.
李录明,李正文,地震勘探原理、方法和解释,地质出版社,2007。
陆基孟,王永刚,地震勘探原理,中国石油大学出版社,2014。
孙家振,李兰斌,地震地质综合解释教程(第3版),中国地质大学出版社,2009。
张明学等,地震勘探原理与解释(第8版),石油工业出版社,2010。