所谓的四维地震勘探，是相对于三维地震勘探而言的。20世纪50年代以来，国际上石油勘探最有效的一种手段是三维地震勘探。三维地震勘探作业时以一个面展开。为了获得这一面上的勘探资料，在海上的勘探船从使用单道电缆发展到16道，陆上勘探的电缆由几十道发展到几千道。由于三维地震勘探使用空间的三个坐标，得到的资料通过计算机处理后，图形是立体的，因而被称为立体勘探。三维地震勘探通过从平原到山地、沼泽、沙漠的延伸，从简单的地下地质构造勘探发展为岩性和储层勘探，为最大限度地获取地下石油资源创造了条件。
四维地震勘探是由三维地震勘探发展演变而来，是由通常的三维空间和时间组成的总体，勘探作业使用空间的三个坐标和时间的一个坐标，通过随时间推移观测的勘探数据间的差异来描述地质目标体的属性变化。由于石油资源的有限，勘探的难度在逐步增大，特别是老油田剩余油的开采问题，用传统三维无法描述油藏开采的动态变化。为满足油藏开发的需要，从20世纪80年代开始，发达国家开始尝试随时间推移的四维地震勘探。
油气开发的新领域
四维地震勘探的最大优势，就是能有效提高油气田的收采率。国内诸多次四维地震勘探成功的实例之一，是20世纪90年代在内蒙古二连油田吉尔嘎郎图锡林吉20井的作业。这口井所钻达的含油地层中主要是稠油，常规方法难以获得高产油流，于是进行稠油热采气驱油，并以四维地震勘探驱油情况予以监测。此外，利用四维地震勘探对油藏进行驱油的监测和其他流体驱油的监测也有相当不错的效果。特别是对一些油田中因诸多原因不易开采的油井或已处于相对枯竭的老油井，运用四维地震勘探对进一步提高收采率意义非同小可。
四维地震勘探前景展望
四维地震勘探最大的优势，是通过随时间推移观测的地震数据间的差异来描述地质目标体的属性变化，达到认识储层动态变化来有效寻找剩余油气资源。但四维地震勘探并不是适用于所有的油井，其产生效果基本条件是：在随时间推移的地震勘探观测过程中，被观测地质目标体应存在明显的储层属性变化，如储层温度、储层压力、岩石孔隙流体性质等，并能引起岩石物理性质的变化，使地震波穿越地质目标时，可引起反射时间、反射振幅、反射频率的变化等。但这不等于说四维地震勘探没有广阔的市场，以我国目前油田的平均收采率不足40％为例，如果在勘探资金有保障的情况下，对部分油井进行四维作业，可以使相当一部分老油井"返老还童"。特别是许多油田在二次开采、三次开采以及水驱、聚驱、气驱等开采技术已达到或接近世界先进水平的情况下，运用四维地震勘探对驱油过程进行有效观测，是进一步提高收采率的重要一环。但由于四维地震勘探对数据采集和数据处理要求很高，不仅要求尽可能地保持不同时间数据采集和数据处理的一致性，又要消除由天气、潜水面、勘探设备、接收等因素变化引起的干扰，使得这一技术目前在国际勘探界仍处于探索完善阶段。
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