要寻找石油天然气资源，首先要了解、掌握和研究地下的有关地质结构和含油气性。中国石化西北油田分公司油气勘探管理部副主任张剑介绍说，这需要动用地球物理勘探手段。也即用炸药、人工震源等方式激发地震波，接收地震波在地下岩层传播中反射到地面的地震波场特征，进而处理分析探测地下岩层界面的埋藏深度和形状，认识地下的古河流、古湖泊、古高山、古喀斯特地貌等构造，并寻找油气藏的形态信息。“该技术与医院使用的B超、彩超等技术类似。”张剑说。
然而，在实际应用中，这一方法的应用会受到多种因素的干扰，不同的地质构造、油气埋藏深度都会使地震波发生不同程度的衰减。尤其是位于塔里木盆地的顺北油气田。在这里，有17亿吨油气资源埋藏在7300米以下的地球深处，并被沙漠覆盖，造成地震波衰减严重、分辨率较低。特有的火成岩对地下结构成像也造成了不利影响。
“要满足地质解释需求，就要从地震资料的采集、处理和解释方面进行攻关研究。”张剑说。
早期石油物探主要采用二维地震勘探技术，只能大致搞清地下岩层界面的基本情况。“三维地震技术可以比较精确地搞清地下含油气的某些细节，查明地下几千米深处极为复杂的油气层分布范围、厚度大小等信息，为油气开发提供可靠的资料。”张剑说。
研究人员对地震激发方式、资料采集技术、资料处理和解释技术进行攻关研究，形成了一整套适合塔里木盆地沙漠覆盖区的三维地震断裂精细成像技术方法系列。“利用可控震源激发方式开展地震勘探，在西亚、非洲比较普遍，在国内相对较少，主要受地形条件的限制。新疆塔里木盆地沙漠区具备施工条件，但推土机工作量很大。”张剑说。
如果说二维地震勘探是给地球做B超，那么三维地震勘探就好比是给地球做核磁共振，拓展了地下油气勘测的极限，使地下地质特征和油储情况更加精确地展示在人们眼前。目前，该技术已成功运用于塔里木盆地顺北油气田勘探。随着我国老油气田持续开发、复杂油气藏勘探开发的推进，三维地震勘探技术将迎来更大应用空间。