地震又称地动、地振动，是地下构造运动引起的，地壳快速释放能量过程中产生的地震波传至地面引起的强烈振动，这是一种自然现象，因此又被称为天然地震。一场大规模的天然地震可以在转瞬间使整座城市变成废墟，给人类的生命、财产带来极大威胁。地震学家利用地震仪器将地震发生时产生的地震波记录下来之后，利用这些资料就可以推断灾区地下地质结构和岩石特征。如今油气勘探工作者就是利用地震波来研究地下岩石性质并寻找石油和天然气的。不同的是，他们不是利用天然地震时产生的地震波，而是用人工制造的、可移动的、可控制振动能量大小的地震波。这种用人工制造的地震波进行的地质探测叫做地震勘探。

      我们生活的空间有一维、二维、三维和多维之说，地震勘探也是如此。地震勘探中的一维勘探是观测一个点的地下情况；二维勘探是观测一条线下面的地下情况；三维勘探是观测一块面积下面的地下情况；若在同一地区不同时间重复做三维地震勘探，则可称之为四维地震勘探，又称为时延三维地震。

      四维地震勘探始于20世纪90年代初，它要求在同一块工区不同时间用相同的采集和处理方法将所得到的三维地震勘探成果进行比较，犹如将人物传记的立体电影一帧帧放一遍，细看每帧之间的不同就可以看出人物的成长过程一样。这种方法通过求取二次测量之间的地震属性差值，分析油藏内流体运动、流体成分变化以及流体饱和度变化、压力变化、孔隙度变化和温度变化等油藏特性变化，进而分析得出油田的开采情况，找出尚未开采或漏采的剩余油区，达到少钻井、低成本、多采油的目的。

      四维地震主要是依据油气储层界面反射的时间和振幅变化来监测流体特性的变化。反射时间主要取决于地震波的速度，反射振幅则取决于地震波传播介质的波阻抗，而波阻抗又取决于地震波速度和介质波阻抗。因此，四维地震主要是基于地下油气田储层速度和密度的变化。

      由于四维地震勘探具有可靠的岩石物理学基础，在油气田开发中可以发挥较大的作用，因此它已成为目前各大石油公司和地球物理公司大力发展的技术，经过近几年的发展，已取得了很大进展。从目前应用的情况来看，海上应用较多。这主要是因为海上地震资料的信噪比高、噪声小，而且油质好、经济效益高。从应用效果来看，目前尚处于定性解释阶段。地震资料处理技术的进步和剖面质量的提高为四维地震的成功开展提供了保证。目前，四维地震的数据采集和处理技术正在朝着解决数据重复性的方向发展。