復(fù)雜山區(qū)三維地震勘探采集參數(shù)研究

王千遙

【摘 要】地震試驗(yàn)是采集過(guò)程中的必要環(huán)節(jié)，是確定采集參數(shù)的重要依據(jù)。合理的采集參數(shù)是取得高品質(zhì)原始資料的首要條件。本文以勘探區(qū)的實(shí)際地質(zhì)條件為基礎(chǔ)，劃分了基巖區(qū)和黃土區(qū)兩類激發(fā)區(qū)域。鑒于此，筆者選取了兩個(gè)典型的試驗(yàn)點(diǎn)，按照單因素的原則，對(duì)激發(fā)井深和激發(fā)藥量進(jìn)行試驗(yàn)，獲得了適合勘探區(qū)的采集參數(shù)。經(jīng)過(guò)實(shí)際的施工驗(yàn)證，使用該參數(shù)能夠取得較好的采集效果。

【關(guān)鍵詞】三維地震；試驗(yàn)；井深；藥量

中圖分類號(hào)： P631.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）18-0159-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.18.072

【Abstract】Seismic test is a necessary step in the acquisition process and an important basis for determining acquisition parameters.Reasonable acquisition parameter is the first condition for obtaining high quality raw data. Based on the actual geological conditions of the exploration area， the two types of excitation areas in bedrock and loess areas are divided.In view of this，the author selects two typical test points， then according to the principle of single factor， tests the depth of the excited well and the amount of excitation，at last obtains the acquisition parameters suitable for the exploration area.Through the actual construction verification，the use of this parameter can achieve better acquisition results.

【Key words】3D-seismic；Test；Well depth；Dosage

0 前言

三維地震勘探是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要采集、處理和解釋三個(gè)環(huán)節(jié)的密切配合。這三個(gè)環(huán)節(jié)之間的脫節(jié)，就會(huì)直接導(dǎo)致地震勘探成果質(zhì)量的下降。由于野外采集處在地震勘探諸環(huán)節(jié)的首位，因此野外采集第一手資料質(zhì)量的好壞，就直接關(guān)系到能否很好地完成地質(zhì)任務(wù)。根據(jù)前人的研究經(jīng)驗(yàn)[1-5]，從采集之初進(jìn)行充分的試驗(yàn)，確定合適的采集參數(shù)，能夠?yàn)槿〉幂^好的原始資料奠定基礎(chǔ)。

1 研究區(qū)概況

1.1 地質(zhì)概況

勘探區(qū)屬構(gòu)造剝蝕低山丘陵區(qū)，在溝谷及其兩側(cè)附近，基巖大片裸露于地表；山腰及山頂多為厚黃土所覆蓋。由于第四紀(jì)以來(lái)地殼的不斷上升，區(qū)內(nèi)經(jīng)受強(qiáng)烈的剝蝕和地表水的長(zhǎng)期沖蝕切割，地形較為復(fù)雜，溝谷縱橫，梁峁曲折。溝谷多呈“V”字型，兩側(cè)地形陡峭。在黃土覆蓋的地帶，沖溝極為發(fā)育，呈樹枝狀分布，黃土漏斗、黃土柱、黃土崖比比皆是，呈現(xiàn)了典型的渭北黃土高原地貌特征。

勘探區(qū)內(nèi)出露地層由老到新依次為：奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組（O2m2）、峰峰組（O2f），石炭系中統(tǒng)本溪組（C2b）、上統(tǒng)太原組（C3t），二疊系下統(tǒng)山西組（P1s）、下石盒子組（P1sh1），上統(tǒng)上石盒子組（P2sh2）、劉家溝組（P2l）及第四系（Q）。含煤地層為石炭系太原組和二疊系的山西組，主采煤層為3號(hào)煤和10號(hào)煤。3號(hào)煤煤厚3～8m，大部分區(qū)域煤厚6m；11號(hào)煤煤厚1～5m，大部分區(qū)域煤厚4m。兩者之間平均間距約45～65m。

1.2 地震地質(zhì)條件

勘探區(qū)內(nèi)基巖和黃土均有分布，基巖出露區(qū)域較多，滑坡、深溝、峭壁隨處可見，攀越困難，且植被較多，黃土區(qū)花椒樹密集，這些均影響地震測(cè)線的布置和接收效果。但基巖能夠較好的傳播地震波，能量損失較小，激發(fā)效果較好，而黃土塬的黃土對(duì)地震波有較強(qiáng)的吸收散射和低通濾波作用，降低了地震波的能量和頻率，激發(fā)效果不佳。因此淺層地震地質(zhì)條件一般（圖1）。

勘探區(qū)內(nèi)主要煤層構(gòu)造簡(jiǎn)單，賦存穩(wěn)定，厚度適中，煤層頂、底板為泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖等，與煤層的波阻抗差異較大，具有形成反射波的良好條件。因此深層地震地質(zhì)條件較好。

2 采集參數(shù)分析與確定

試驗(yàn)工作是三維地震勘探對(duì)采集參數(shù)進(jìn)行分析確定的主要環(huán)節(jié)，是采集資料品質(zhì)高低的理論基礎(chǔ)。一般試驗(yàn)需要遵循以下原則：

（1）嚴(yán)格按照單一因素變化的原則確定試驗(yàn)方案，同時(shí)以節(jié)約試驗(yàn)工作量為準(zhǔn)則，爭(zhēng)取達(dá)到以較少的工作量，獲得最佳的試驗(yàn)結(jié)論。

（2）選擇有代表性的地段進(jìn)行試驗(yàn)。首先在煤層發(fā)育良好、激發(fā)條件有利、信噪比較高的地段進(jìn)行，這樣可保證獲得可靠、有效的試驗(yàn)結(jié)論。其次，在條件不同的地段進(jìn)行適應(yīng)性試驗(yàn)。

（3）試驗(yàn)堅(jiān)持從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從已知到未知，循序漸進(jìn)的原則進(jìn)行，這樣有利于分析研究的不斷深入。

（4）點(diǎn)試驗(yàn)主要是觀察記錄的波形特征，因此在試驗(yàn)中保持同相軸連續(xù)、突出，并分析干擾波的發(fā)育特征。

2.1 試驗(yàn)位置與內(nèi)容

通過(guò)在勘探區(qū)內(nèi)進(jìn)行詳細(xì)的踏勘，選定基巖區(qū)和黃土區(qū)2個(gè)有代表性的區(qū)域?yàn)樵囼?yàn)點(diǎn)，進(jìn)行采集參數(shù)試驗(yàn)。

2.1.1 試驗(yàn)點(diǎn)1—基巖區(qū)

（1）測(cè)線位置

鉆孔B22-3附近，孔口標(biāo)高557.13m，3煤埋深324m，11煤埋深379.28m。

線號(hào)SY1，共132道，道距10m，測(cè)線長(zhǎng)度1310m。

（2）炮點(diǎn)位置

炮點(diǎn)位于測(cè)線中點(diǎn)附近，進(jìn)行井深和藥量試驗(yàn)。

2.1.2 試驗(yàn)點(diǎn)2—黃土區(qū)

（1）測(cè)線位置

鉆孔B18-3附近，孔口標(biāo)高756.52m，3煤埋深519.96m，11煤埋深590.81m，黃土覆蓋層厚度約60m。

線號(hào)SY2，共132道，道距10m，測(cè)線長(zhǎng)度1310m。

（2）炮點(diǎn)位置

炮點(diǎn)位于測(cè)線中點(diǎn)附近，進(jìn)行井深和藥量試驗(yàn)。

根據(jù)過(guò)往經(jīng)驗(yàn)，黃土塬地區(qū)難以獲得高品質(zhì)的地震資料，其主要原因在于激發(fā)因素，即激發(fā)井深和激發(fā)藥量，井深試驗(yàn)的目的是選擇一個(gè)良好的激發(fā)層位，使在該層位激發(fā)能夠獲得高頻率、單一穩(wěn)定波形及高信噪比的目的層反射波。藥量試驗(yàn)以提高目的層反射波頻率和原始記錄信噪比為原則，藥量過(guò)大，目的層反射波主頻降低，分辨率下降，對(duì)高分辨地震勘探不利；藥量過(guò)小，激發(fā)的有效波能量低，原始記錄信噪比低，影響地震勘探質(zhì)量。根據(jù)本區(qū)地質(zhì)條件，本次主要對(duì)基巖區(qū)和黃土區(qū)進(jìn)行激發(fā)井深和激發(fā)藥量方面的試驗(yàn)。

2.2 井深試驗(yàn)分析

井深試驗(yàn)遵循單因素的原則，固定藥量，然后對(duì)不同井深的單炮記錄進(jìn)行對(duì)比。

2.2.1 基巖區(qū)

風(fēng)鉆成孔，選擇1.5kg藥量，分別對(duì)2m、3m、4m、5m井深進(jìn)行試驗(yàn)。經(jīng)對(duì)比分析，井深在4m時(shí)，目的層反射波的同相軸連續(xù)性好，單炮品質(zhì)較好（圖2）。

2.2.2 黃土區(qū)

洛陽(yáng)鏟成孔，選擇2.0kg藥量，分別對(duì)8m、10m、12m、14m的井深進(jìn)行試驗(yàn)。經(jīng)對(duì)比分析，當(dāng)鉆孔未鉆至紅粘土層或者鉆穿紅粘土層，炸藥在黃土層中激發(fā)，單炮品質(zhì)較差；當(dāng)鉆孔鉆至粘土層中，炸藥在粘土層內(nèi)爆炸激發(fā)，單炮品質(zhì)較好（圖3）。

2.3 藥量試驗(yàn)分析

井深試驗(yàn)遵循單因素的原則，固定井深不變（使用井深試驗(yàn)中的最佳深度），然后對(duì)不同藥量的單炮記錄進(jìn)行對(duì)比。

2.3.1 基巖區(qū)

根據(jù)井深試驗(yàn)的情況，選擇4m井深，分別用0.5、1.0、1.5和2kg藥量試驗(yàn)。經(jīng)對(duì)比分析，炸藥藥量1.0kg，目的層反射波的同相軸連續(xù)性好，單炮品質(zhì)較好（圖4）。

2.3.2 黃土區(qū)

根據(jù)井深試驗(yàn)的情況，選擇合理的井深，分別用1.0、1.5、2.0和2.5kg藥量進(jìn)行試驗(yàn)。經(jīng)對(duì)比分析，厚黃土覆蓋區(qū)鉆孔鉆至粘土層，藥量2.0kg，在粘土層內(nèi)爆炸激發(fā)，單炮品質(zhì)較好（圖5）。

2.4 試驗(yàn)結(jié)論

通過(guò)對(duì)上述試驗(yàn)資料的綜合分析、對(duì)比，有以下結(jié)論：

（1）基巖區(qū)：井深4m，激發(fā)藥量1.0～1.5kg。

（2）黃土區(qū)：成孔至粘土層中，在粘土層內(nèi)激發(fā)，炸藥藥量2.0kg。

3 采集效果

經(jīng)過(guò)充分的采集參數(shù)試驗(yàn)，得到了適合勘探區(qū)的施工參數(shù)，最終獲得了品質(zhì)較高的原始單炮記錄和高性噪比的地震時(shí)間剖剖面（圖6）。

4 結(jié)論

地震試驗(yàn)工作是確定采集參數(shù)的重要環(huán)節(jié)，本次勘探過(guò)程中，針對(duì)勘探區(qū)的具體地質(zhì)條件，劃分了合理的試驗(yàn)區(qū)域，進(jìn)行了充分的激發(fā)參數(shù)試驗(yàn)，在基巖區(qū)，采用井深4m，藥量1.0～1.5kg的激發(fā)參數(shù)；在黃土區(qū)，成孔至粘土層中，在粘土層內(nèi)激發(fā)，炸藥藥量2.0kg。在實(shí)際的采集過(guò)程中，取得了良好效果。

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