地球物理学是研究地球物理学的学科, 弹性波在它内部的传播以及它的电, 引力场和磁场. 虽然地球物理学的起源可以追溯到古代, 直到20世纪初，科学家们才开始将地球物理概念和技术应用于寻找碳氢化合物和矿物以及评估地热能资源. 现在, 地球物理在石油工业中起着至关重要的作用，因为地球物理数据被勘探和开发人员用来预测油气的存在, 地下油气聚集的性质和规模.

统一的特点

地球物理学中经常遇到的挑战是以一种形式提出的 反问题, 这样，一套测量和已知的物理定律将使地球物理学家能够确定与这些测量相一致的地球结构和特征. 在地球物理学, 答案几乎总是不独特的, 意思是有不止一个可能的解满足测量值. 地球物理学家试图通过整合从不同方法获得的互补数据或添加补充知识(如井筒测量)来确定哪种解决方案是正确的，从而解决这种模糊性.

除了非唯一性, 所有地球物理方法的分辨率都随距离测量设备的远近而降低. 这个概念类似于在越来越远的距离上用视觉辨别物体的困难. 这种特性在某些测量方法中比在其他测量方法中更为明显, 但结果是，地下结构越深, 这种结构的图像不太精确.

地震测量

在油田, 主要的地球物理数据采集方法是地震测量, 谁的历史可以追溯到20世纪20年代初. 地震测量采用一种震源——通常是气枪或振动卡车——来产生振动, 或者地震波, 传播到地球. 地震波被地下地层和构造折射和反射(图1)。. 一些能量返回到表面, 由水听器或检波器等传感器记录的位置. 源与传感器之间的距离可超过15公里[9].3 mi].

地球物理学家对调查数据进行处理，形成图像，并估计地下的物理特征. 这需要两个步骤:开发3D 速度数据集, or 体积, 对地震波在地球上传播的空间变化速度进行平滑估计——这个过程被称为 断层摄影术然后在, 借助这个速度数据集, 定位地震波被反射的次表层, 一个叫做 迁移.

由此产生的地球三维图像被称为a 结构图像, or 体积. 反射面被解释为岩层之间的界面, 有些可能已经被折叠了, 破解, 在地质时期断裂或侵蚀的. 它可以垂直切割以获得横截面，也可以水平切割以绘制测量区域下方岩层的深度. 作业者可以利用这些解释来帮助确定合适的钻井目标. 现代地震调查通常会产生深度达10公里(6英里)的反射面详细的3D图像。.

有关岩石特征的附加信息可以从地震数据中提取出来. 例如, 通过研究大小, 或振幅, 以及振幅如何随着地震波撞击反射器的角度而变化, 地球物理学家也许能够确定岩石中的孔隙是否含有气体, 油还是水. 这一步，称为 振幅与偏置 (AVO)，通常比结构成像具有更高的不确定性.

尽管大多数地震工作使用的是设计用来产生地震波的有源, 水力压裂过程中产生的弱地震波的探测越来越引起人们的兴趣. 这些微弱的信号被用来确定微地震事件的位置, 哪些可以指示水力裂缝的位置和程度.

电磁方法

减少地震测量后剩余的解释不确定性, 地球物理学家可以从几种技术中进行选择. 最常见的是电磁(EM)方法, 利用一些重要的地下地层具有强电磁信号的事实. 例如, 饱和烃岩石的电阻率通常比含水岩石高得多，这是电缆电阻率测井的基础. 盐矿既具有高地震速度又具有高电阻率. 它们的高速度使得它们下面的地震成像存在问题, 但它们的高电阻率使它们很容易用电磁测量检测到.

地球物理学家有两种截然不同的方法来获取深部岩石电特性的信息. 他们可以使用高功率电磁源或由太阳风引起的地球磁场波动作为天然电磁源. 这两种情况, 地球的响应是通过部署在月球上的一系列接收器来探测的, 或接近, 表面. 第一种技术叫做 可控源电磁 (CSEM)，并于20世纪80年代发展起来. 它最常用于海洋环境, 人为噪音在哪里, 例如, 无线电信号或电源线噪声, 比陆地上的问题少吗. 第二种电磁技术， 大地电磁学 (MT)，于20世纪50年代推出. 一些现代系统可以在受控源不活动时获取CSEM和MT数据(图2)。.

由于电磁信号的频率和采集的几何形状, MT调查最适合于盆地尺度的研究, 而CSEM调查更适合于详细的储层规模目标和高电阻率异常. 因此, CSEM方法通常用于研究以前由地震图像提示的潜在油气藏.

磁测量

磁测是地下勘探的另一种类型. 与EM方法不同, 它们依赖于随时间快速波动的场, 磁测量依赖于岩石的永久磁性, 它们的强度和方向在沉积时是固定的，可能与周围岩石形成对比. 测量这些细微的异常可以帮助地球物理学家绘制大面积地下地层地图.

磁测量的优点是可以从飞机或卫星上收集数据，也可以从陆地或船上收集数据. 因此, 磁测量可以廉价地覆盖大的地理区域以及难以到达的地点. 因为最强的异常是由火山或变质岩层产生的, 磁法测量广泛应用于矿产勘查.

重力测量测量

自20世纪20年代以来，重力测量一直应用于油田. 这项技术是基于记录地球引力场的空间变化, 由于测量位置以下岩石密度的差异造成的. 这些变化的大小通常小于1/100,地球引力场标称值约为9的千分之一.81 m/s2 [32.2英尺/ s2).

检测这种微小的变化需要极其灵敏的仪器和多次校正的应用. 例如， 布格校正 解释由当地地形引起的重力变化，并校正可能掩盖信号的纬度和测量高度的影响. 因为低密度的盐会产生很大的重力异常, 重力测量在油田中最常见的应用是帮助圈定盐丘. Gravity data are frequently acquired using aircraft and satellites; taking measurements by ship is also common.

变化和价值

地球物理方法的应用方式多种多样. 例如, 地震接收器有时被部署在钻孔中，以生成地球一小部分的详细图像. 除了, 某些利基技术, 如高光谱成像, 自发电位和电动地震电学和电地震方法, 可用但没有被广泛使用. 在所有的地球物理技术中，地震测量是迄今为止应用最广泛的. 因为这种优势, “地震学”和“地球物理学”在石油工业中经常互换使用, 尽管对于纯粹主义者来说, 这是错误的. 不过, 综合利用互补的地球物理方法提供了有关地下的关键信息. 勘探和开发人员利用这些信息来决定在哪里以及如何钻探.

油田审查 2016.
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