复杂山区三维地震勘探野外施工方法.doc

1、复杂山区三维地震勘探野外施工方法【摘要】在复杂山区，由于地形比较复杂且浅层的地震地质条件差，岩石性质在横向上变化较大，增加了对野外数据的采集的难度，而采集到的原始资料在信噪比方面较低，不利于后期的资料处理。文章以分析复杂山区三维地震勘探的特点与勘探方法为切入点，并结合具体的实践，分析复杂山区三维地震勘探的野外施工方法。 【关键词】复杂山区；三维地震；野外勘探 中图分类号：P631.4 文献标识码：A 引言 伴随着我国经济的快速发展，对能源的需求程度大大的加强，而各大矿区也逐渐加大了对相关煤田的勘探开发力度，使煤田的三维地震勘探的技术也在山区实际的勘探工作中得到了广泛的应用与发展。然而，由于在复

2、杂山区，其地形较为复杂且浅层的地震地质条件较差，岩石性质在横向上变化也较大，进而增加了对野外数据采集的难度，且采集到的原始资料的信噪比较低，不利于后期的资料处理。近年来，随着信息科学技术的发展，为复杂山区进行三维地震的勘探提供了有力的技术支持，大大提高了复杂山区三维地震勘探的野外施工效率。 复杂山区的三维地震勘探特点分析 首先，山区地形复杂，增大了施工的难度。主要体现在：复杂山区其地表的高低起伏大，山高谷深切路面坡度较陡，道路少，整个区域的通视条件较差，使施工人员进行野外数据的采集的施工条件异常困难；同时，复杂山区的地表结构复杂多变，部分山区有黄土覆盖在其地表，且大多数的山区的老地层裸露在地表

3、，从而增加了施工的难度，使成孔施工变得困难，而所需要记录的有效波能的能量较弱，总体的信噪比较低1。 其次，山区的激发条件和接收条件都较差。在复杂山区，其地表及浅层的条件都比较的复杂，给施工带来了很大的困难。如由于复杂山区的道路较少，交通运输不方便，且山区的裸露的岩层变化较大，而山顶的岩石较坚硬，时常遇到疏松的风化层和砂砾层，从而给钻孔带来极大的困难，同时，在施工过程中，由于山区的水源稀缺，从而致使部分的钻孔机无法投入在实际的应用中。此外，在复杂山区，由于信号较差、受声波。散射波、侧面波等的影响，加大了数据采集过程中的接收难度，也给后期的数据处理带来困难。 复杂山区三维地震勘探施工方法 首先，根

4、据山区的具体情况选取合适的地震设备，在测量设备方面，由于复杂山区的测量的条件较差，给施工效率与测量的精度带来了巨大的挑战，因此就需要采用高分辨率的三维地震勘探仪，以提高以野外施工的效率与测量的精度；而在地震采集仪器的使用方面，由于复杂山区采集的数据信噪比较低，且在山区的信号通讯较差，因此，要求所选用的采集仪器能实现较大范围内的动态采集，且使用方便2。 其次，对施工观测系统的设计。根据复杂山区的实际情况，确认地质任务中的叠加次数和道距，从而选择合适的排列长度，并确认炮距，同时，使用专业的观测系统设计软件，以保证叠加的次数。 最后，成孔方法的选用。在实际的施工过程中，要选择好最佳的激发点位置，从而

5、根据不同的地质条件采用不同的成孔设备。如对于基岩直接裸露在外的地表就可采用风钻进行有效成孔；而山区的浅层条件为风化的泥岩或较厚的黄土层，就需采用洛阳铲或者机械水钻成孔设备；另外，对于无法使用钻机成孔的地区，就需采取人工挖坑的方法，以保证所收集的资料的完整性。 实例研究 3.1 测区的地震勘探特点 地处于陇东的黄土高原的南部边缘地带，地势呈现出南高北低的态势，而地表情况主要表现为强烈的切割状态，山川蜿蜒曲折。同时，测区内沟壑纵横，黄土塬的面积较小，梁高但谷却很深，常见 V 字型的沟谷，且地面的相对高度差普遍大于 500m。河床内多沉积物，且两侧多为农田，山区内的树木较多，路面坡度较陡，部分地区村

6、庄密集，大大的增加了施工的难度。此外，所选测区内的沟谷大部分存在着较厚的冲击层，且浅层部位全被黄土覆盖，并夹杂着砾石层，土质含水少，结构较为疏松，能够强烈的吸收并衰减地震波。成孔的激发位置比较能掌握，存在巨大的高度差，从而无法统一掌握组合激发的有关地震波的激发位置，浅层的地震地质条件普遍较差。根据相关的钻孔资料显示，本测区的煤层埋藏深度是 310600m，且与围岩之间有着较大的物性差异，形成了良好的波阻抗界面。而且该区可采的煤层的厚度较为适中，有着较强的发射波，相对于浅层地震地质条件，其深层的地震地质条件是比较好的。 3.2 测区勘探的技术难点 由于表层的地震地质条件较为复杂，加大了野外数据的

7、收集难度，其主要体现在：首先，地貌多样、结构复杂、高差变化大，不仅加大了低降速的参数调查，影响后期数据的处理。而且也容易使检波点与炮点的位置发生偏移，影响资料收集的质量；其次，成孔的激发点位置选择困难，不利于组合激发，且地震的反射波主频的差异较大，影响成孔的效率；最后，由于该区的地震波容易被削弱甚至吸收，因此，其数据在采集的过程中易受各种波的干扰，影响数据的精确度。 3.3 施工方法 首先是对于接收条件的选择。由于黄土塬地区的相关地震资料的主频率和信噪比都比较的低，因此，在此次的试验中主要采用的是28Hz、60Hz 与 100Hz 检波器进行接收，如图 1 所示。其中，100Hz 的检波器的接

8、收频率是比较高的，但是其反射波在连续性方面较差，因此比较适合于小型的地质任务，而 60Hz 的检波器采用串联的组合方式后，效率比较高，能够大大的降低噪音3。在实际的检测过程中，在基层裸露的地区就需将检波器掩埋在黄土下，而对于黄土地段的检测，就可将检波器以挖坑埋置的方法放置，从而保证检波器与大地之间的耦合性达到最佳状态。 图 1 不同检波器的接收的因素比较 其次，对于成孔激发条件的选择。由于测区的激发条件较难，需要对其进行相关的药量、井深，组合井数、内部距离等多方面因素的对比试验。根据相关调查显示，在测区的 30m 出有以速度界面，且为红土层，因此，在进行试验的时候，分别对该红土层上下 3m 出

9、与下 10m 出进行激发试验对比，如图 2 所示。由此可知，该红土层的表面的激发难度较大，而在其下 3m 处的激发效果明显变好，但随着深入的加深，其激发的难度又逐渐加大。同时，在所选测区进行组合激发试验，从而避免单井激发带来的麻烦。结果显示，在黄土层中，3 井组合激发与 5 井组合激发的效果差别不大，但是在基岩露出地区中，所记录的总体频率较高，连续性也较好，且 10 井组合内的记录又比 5 井组合要好，在信噪比、有效波的连续性与抗感染能力等方方面明显增强了4。 图 2 不同激发层位的对比 3.4 勘探效果分析 经过采取一些列的技术措施以后，在所选取的黄土塬地区的三维地震勘探中，选取道路最佳的激

10、发点与激发的层位，为野外数据的采集提供了依据，取得了较好的效果。 4.结束语 综上所述，由于复杂山区在地形、地貌方面比较的复杂，给三维地震勘探的野外施工带来了巨大的麻烦。因此，在实际的施工过程中，施工方要根据实际的情况采取与之相适应的测量和、观测的工具、成孔以及采集的设备等，从而大大的提高地震勘察工程的进度与效率。 【参考文献】 1 刘润胜，叶红军，郑金宝.复杂山区三维地震勘探数据采集方法研究J.陕西煤炭， 2009(03)：22-23. 2 赵艳斌，顾士辉.复杂地表条件下的煤田三维地震勘探数据采集参数的选取及效果J. 科技信息，2009(23)：1124. 3 唐汉平. 黄土塬区地震勘探方法与效果分析J.煤炭科学技术，2010(02)：97-100 4王双双，张湖钢，薛海军,苗可.黄土塬山区野外采集方法探讨J.陕西煤炭，2009(05)：15-16.