复杂山区三维地震勘探采集参数研究

王千遥

【摘 要】地震试验是采集过程中的必要环节，是确定采集参数的重要依据。合理的采集参数是取得高品质原始资料的首要条件。本文以勘探区的实际地质条件为基础，划分了基岩区和黄土区两类激发区域。鉴于此，笔者选取了两个典型的试验点，按照单因素的原则，对激发井深和激发药量进行试验，获得了适合勘探区的采集参数。经过实际的施工验证，使用该参数能够取得较好的采集效果。

【关键词】三维地震；试验；井深；药量

中图分类号： P631.4 文献标识码： A 文章编号： 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

三维地震勘探是一个系统工程，需要采集、处理和解释三个环节的密切配合。这三个环节之间的脱节，就会直接导致地震勘探成果质量的下降。由于野外采集处在地震勘探诸环节的首位，因此野外采集第一手资料质量的好坏，就直接关系到能否很好地完成地质任务。根据前人的研究经验[1-5]，从采集之初进行充分的试验，确定合适的采集参数，能够为取得较好的原始资料奠定基础。

1 研究区概况

1.1 地质概况

勘探区属构造剥蚀低山丘陵区，在沟谷及其两侧附近，基岩大片裸露于地表；山腰及山顶多为厚黄土所覆盖。由于第四纪以来地壳的不断上升，区内经受强烈的剥蚀和地表水的长期冲蚀切割，地形较为复杂，沟谷纵横，梁峁曲折。沟谷多呈“V”字型，两侧地形陡峭。在黄土覆盖的地带，冲沟极为发育，呈树枝状分布，黄土漏斗、黄土柱、黄土崖比比皆是，呈现了典型的渭北黄土高原地貌特征。

勘探区内出露地层由老到新依次为：奥陶系中统上马家沟组（O2m2）、峰峰组（O2f），石炭系中统本溪组（C2b）、上统太原组（C3t），二叠系下统山西组（P1s）、下石盒子组（P1sh1），上统上石盒子组（P2sh2）、刘家沟组（P2l）及第四系（Q）。含煤地层为石炭系太原组和二叠系的山西组，主采煤层为3号煤和10号煤。3号煤煤厚3～8m，大部分区域煤厚6m；11号煤煤厚1～5m，大部分区域煤厚4m。两者之间平均间距约45～65m。

1.2 地震地质条件

勘探区内基岩和黄土均有分布，基岩出露区域较多，滑坡、深沟、峭壁随处可见，攀越困难，且植被較多，黄土区花椒树密集，这些均影响地震测线的布置和接收效果。但基岩能够较好的传播地震波，能量损失较小，激发效果较好，而黄土塬的黄土对地震波有较强的吸收散射和低通滤波作用，降低了地震波的能量和频率，激发效果不佳。因此浅层地震地质条件一般（图1）。

勘探区内主要煤层构造简单，赋存稳定，厚度适中，煤层顶、底板为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩等，与煤层的波阻抗差异较大，具有形成反射波的良好条件。因此深层地震地质条件较好。

2 采集参数分析与确定

试验工作是三维地震勘探对采集参数进行分析确定的主要环节，是采集资料品质高低的理论基础。一般试验需要遵循以下原则：

（1）严格按照单一因素变化的原则确定试验方案，同时以节约试验工作量为准则，争取达到以较少的工作量，获得最佳的试验结论。

（2）选择有代表性的地段进行试验。首先在煤层发育良好、激发条件有利、信噪比较高的地段进行，这样可保证获得可靠、有效的试验结论。其次，在条件不同的地段进行适应性试验。

（3）试验坚持从简单到复杂，从已知到未知，循序渐进的原则进行，这样有利于分析研究的不断深入。

（4）点试验主要是观察记录的波形特征，因此在试验中保持同相轴连续、突出，并分析干扰波的发育特征。

2.1 试验位置与内容

通过在勘探区内进行详细的踏勘，选定基岩区和黄土区2个有代表性的区域为试验点，进行采集参数试验。

2.1.1 试验点1—基岩区

（1）测线位置

钻孔B22-3附近，孔口标高557.13m，3煤埋深324m，11煤埋深379.28m。

线号SY1，共132道，道距10m，测线长度1310m。

（2）炮点位置

炮点位于测线中点附近，进行井深和药量试验。

2.1.2 试验点2—黄土区

（1）测线位置

钻孔B18-3附近，孔口标高756.52m，3煤埋深519.96m，11煤埋深590.81m，黄土覆盖层厚度约60m。

线号SY2，共132道，道距10m，测线长度1310m。

（2）炮点位置

炮点位于测线中点附近，进行井深和药量试验。

根据过往经验，黄土塬地区难以获得高品质的地震资料，其主要原因在于激发因素，即激发井深和激发药量，井深试验的目的是选择一个良好的激发层位，使在该层位激发能够获得高频率、单一稳定波形及高信噪比的目的层反射波。药量试验以提高目的层反射波频率和原始记录信噪比为原则，药量过大，目的层反射波主频降低，分辨率下降，对高分辨地震勘探不利；药量过小，激发的有效波能量低，原始记录信噪比低，影响地震勘探质量。根据本区地质条件，本次主要对基岩区和黄土区进行激发井深和激发药量方面的试验。

2.2 井深试验分析

井深试验遵循单因素的原则，固定药量，然后对不同井深的单炮记录进行对比。

2.2.1 基岩区

风钻成孔，选择1.5kg药量，分别对2m、3m、4m、5m井深进行试验。经对比分析，井深在4m时，目的层反射波的同相轴连续性好，单炮品质较好（图2）。

2.2.2 黄土区

洛阳铲成孔，选择2.0kg药量，分别对8m、10m、12m、14m的井深进行试验。经对比分析，当钻孔未钻至红粘土层或者钻穿红粘土层，炸药在黄土层中激发，单炮品质较差；当钻孔钻至粘土层中，炸药在粘土层内爆炸激发，单炮品质较好（图3）。

2.3 药量试验分析

井深试验遵循单因素的原则，固定井深不变（使用井深试验中的最佳深度），然后对不同药量的单炮记录进行对比。

2.3.1 基岩区

根据井深试验的情况，选择4m井深，分别用0.5、1.0、1.5和2kg药量试验。经对比分析，炸药药量1.0kg，目的层反射波的同相轴连续性好，单炮品质较好（图4）。

2.3.2 黄土区

根据井深试验的情况，选择合理的井深，分别用1.0、1.5、2.0和2.5kg药量进行试验。经对比分析，厚黄土覆盖区钻孔钻至粘土层，药量2.0kg，在粘土层内爆炸激发，单炮品质较好（图5）。

2.4 试验结论

通过对上述试验资料的综合分析、对比，有以下结论：

（1）基岩区：井深4m，激发药量1.0～1.5kg。

（2）黄土区：成孔至粘土层中，在粘土层内激发，炸药药量2.0kg。

3 采集效果

经过充分的采集参数试验，得到了适合勘探区的施工参数，最终获得了品质较高的原始单炮记录和高性噪比的地震时间剖剖面（圖6）。

4 结论

地震试验工作是确定采集参数的重要环节，本次勘探过程中，针对勘探区的具体地质条件，划分了合理的试验区域，进行了充分的激发参数试验，在基岩区，采用井深4m，药量1.0～1.5kg的激发参数；在黄土区，成孔至粘土层中，在粘土层内激发，炸药药量2.0kg。在实际的采集过程中，取得了良好效果。

【参考文献】

[1]亢永敢，任亚平，陈煊.三维地震勘探高精度采集方法研究与应用[J].煤矿开采，2009，1402：44-45+82.

[2]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，2009，2803：22-23.

[3]周峰岩，赵作锋.三维地震勘探在复杂山区煤矿的野外采集方法[J].能源技术与管理，2006，06：18-19.

[4]邓志文，倪宇东，陈学强等.复杂山地三维地震勘探采集技术[J].石油物探，2002，01：15-22.

[5]姜远升，刘兵，王海波.双复杂地区三维地震勘探采集设计方法研究[J].石油天然气学报，2012，3409：53-58+8.