复杂山地地震采集理论与实践

忽小桂

摘 要：进入21世纪以来，高分辨煤田地震勘探技术得到了普遍的应用，其成果精度和可靠性有了大幅度地提高，在矿井采区勘探中发挥了巨大的作用，在山区、沙漠、岩浆岩屏蔽区以及湖区和沼泽地等地表复杂地区也开始了广泛的应用，这就要求我们针对复杂的山地的特点，寻找适合地表复杂地区进行地震勘探采集的确实有效的勘探技术和方法。基于此，本文主要对复杂山地地震采集理论与实践进行分析探讨。

关键词：复杂山地；地震采集；理论；实践

1、前言

复杂山地不仅地表地震地质条件非常复杂，而且环境恶劣，导致激发及接收条件差，原始资料信噪比低，静校正问题突出；复杂的山地地震地质条件使得地震波波场无章可循，实际情况与勘探假设的基本模型相差甚远，致使地震资料成像困难。针对这些难点，就山地地震勘探常用的数据采集技术特点进行分析，为以后山地复杂地形条件下地震勘探提供一定的指导作用。

2、复杂山地地震勘探采集技术

复杂地形条件下的地震资料采集除要有特定的施工设备外，还要有与之相适应的观测系统、行之有效的施工方法和采集参数，才能确保获得较高质量的原始资料。下面几方面是我们重点要考虑的。

2.1观测系统的设计

观测系统的确定，需结合测区的地震地质条件、有效波的赋存特点和干扰波的特征进行计算和试验确定，要从接收能量和幅度均匀性考虑排列长度。观测系统的选择还需要考虑地质任务的要求和近地表情况。岩性勘探要尽可能选择宽方位观测，构造勘探可以选择窄方位观测。地表激发条件好的地区，可以多激发，否则要多用道接收。同时要根据地表情况来选择激发震源和相应的观测系统。对山地勘探而言，要尽量选择有利于提高施工效率的观测系统。最小炮检距选择以波场调查为依据，要根据浅层勘探程度和震源产生的干扰波进行选择。最小炮检距和接收线距的选择，主要是满足接收到最浅目的层足够的反射信息。最大炮检距的选择要考虑以下因素：最深目的层的埋深；有效“地震窗”；同时要满足处理方面的要求，即满足动校拉伸和速度分析精度的要求；接收排列内反射系数相对稳定。

2.2激发井位、井深、药量的选择

激发是影响地震记录质量的重要因素，如果激发不出有效的弹性波能量，再好的接收条件也无济于事，所以激发有效波必须具备：频带较宽；有较高的信噪比和良好的重复性。山区复杂的地表条件，决定了要因地制宜的选择激发井位、井深和药量。山区表层纵横向岩性及速度变化均较大，使用一个固定的激发井深难以获得理想的资料，因此勘探过程中的激发井深及激发岩性的选择非常重要，适当的激发井深及好的激发岩性可以取得较高品质的原始资料。利用小折射、微测井及岩性录井等措施做详细的表层结构调查，且要根据出露地表的情况来对表层进行划分，划分出低速层、降速层及高速层等，且画出表层结构纵剖面图，以此可以逐点进行激发井深设计。

2.3检波器的选择与布设

检波器要有足够的灵敏度、较宽的响应频带、合适的自然频率、振幅与相位误差在规定的误差范围内。检波器的布设要与地面充分耦合好，必要时用石膏粘牢，或挖坑埋实。有时为了压制干扰、提高信噪比，需要通过试验对检波器进行组合设计。

2.4接收道距与覆盖次数的确定

为了不产生空间假频，必须满足采样定理要求，道间距小于有效波最小视波长的二分之一。增加叠加次数，可压制随机干扰，加强相干信号，从而使信噪比得到提高。一般情况下，山区地震勘探的覆盖次数较平原地区要高。覆盖次数的选择直接影响压制干扰波的效果，影响有效波能量，即直接影响资料的信噪比。为保证丰富的反射信息和资料处理的方便性，覆盖次数的选择需要考虑Crossline方向自动剩余静校正及速度分析精度，即必须保证纵、横向覆盖次数相对比较均衡。一般的经验是，三维勘探覆盖次数不低于二维覆盖次数的三分之二。

2.5地表结构的调查

山地带地表由于受风化作用等作用，纵横向变化大，为给静校正提供准确的资料，以达到严密控制低速带的目的，一般采用初至折射法，相遇时距曲线观测系统。地面检波点距0.5～1.0m，12～24道接收，激发点在接收道的两端，采用雷管爆炸激发的方式。

2.6干擾波的特性分析及压制

复杂地区地震勘探的一个重要问题是噪声问题，对复杂地区的地震勘探而言其噪声类型繁多，严重影响资料品质，因此，如何压制干扰波是复杂区地震勘探的主要问题之一。山地地震勘探中的干扰大致可分为环境干扰和激发后的半生与次生干扰2大类。因此，要进行波场调整，并针对资料影响较大的干扰设计组合图形，压制干扰，提高资料的信噪比。根据干扰波的特征，把沿测线方向最强的一束干扰波作为主测线组合检波的压制对象或组合检波纵向组合基距的考滤对象；把垂直测线方向最强的一束干扰波作为联络测线组合检波的压制对象或组合检波横向组合基距的考滤对象；还可以通过适当的提高地震仪器低截滤波参数或使用高频检波器进行压制。

2.7规则与不规则观测的三维联合勘探

在复杂的山地地表条件下，进行正常的规则三维勘探势必造成资料品质非常之差。为此，结合卫星图片实地踏勘，圈定特殊观测区域，整体考虑几束线之间覆盖次数的相互补偿；充分利用局部的有利地形，通过在平面任意方向上的炮点加密和炮检点灵活布设，以弥补特定观测区域目的层的有效覆盖次数，保证特殊地段地下资料的完整性。

3、结语

复杂山地发育的干扰波类型多种多样，需要针对不同地方的干扰波发育情况制定有针对性的压制措施；针对山地地区复杂的地形和地质特点，进行针对地质目标的观测系统设计；优选激发耦合条件，不能片面强调激发点位的均匀性，井深的选取应主要以岩性的变化为选取标准；勘探区是否适合采用可控震源激发，在实际生产中必须通过试验，根据勘探区的实际情况确定。新型震源技术的应用，是保证山地地震野外资料数据采集完整性的有效手段之一。

参考文献

[1]张晓斌.西部地区复杂山地地震采集技术[J].天然气工业，2007，27（S）：76-78.