三维地震特观系统在河流及沟谷复杂地表区域的应用

梁哲

（河北省煤田地质局 物测地质队，河北 邢台 054000）

0 引 言

三维地震勘探技术在煤田勘探领域应用以来，技术成果显著。但在施工过程中，往往受到障碍物（建筑物、鱼塘、人工林）、地形、地表地貌等的影响，导致激发点、检波器难以布设到合适的位置，常规的束状采集系统不能完成布设，采集的数据不能满足施工要求的叠加次数，影响数据质量。为了保证野外数据采集过程中障碍物下资料的连续性和有效性，通常需要采取特殊观测系统，满足施工设计要求的叠加次数，来尽可能多的获取障碍物下地震数据，为之后的数据处理和解释工作奠定基础。

1 勘探区地表概况

勘探区地形总体趋势东北高西南低，采区中部及西部零星分布自然村庄。区内分布1 条落差约60 m 沟谷，自东北向西南流经该区，河谷切割强烈，常年有水，近年来由于当地用水量不断增加，特别是建成水库后，大量地表水被截取，地表径流量逐年减少。沟底第四系沉积物较薄，沟底及两岸可见侏罗系泥岩、砂岩出露（图1），施工期恰逢丰水期，流水急湍。区内植被茂密，人工林地密集分布，不利于测线的铺设。河道、测区东部的变电站和火车站，都给炮点、检波点的布置带来很大困难。

图1 勘探区地表地形图Fig.1 The topographic map in exploration area

2 施工参数

测区三维地震数据采集使用法国产428XL 数字地震仪，观测系统为14L×4S×60T×7R×24 次线束状，中点激发，CDJ-60 型地面检波器、水下检波器接收，采样间隔0.5 ms，记录长度1.0 s。观测系统参数如下：

激发因素如下。

（1） 测区南部的厚风积沙覆盖区采用单井激发，激发层位致密细沙层，井深18 m，药量2.1 kg。

（2） 测区中部较厚风积沙覆盖区采用单井激发，激发层位17 m 或基岩面，药量1.5 kg。

（3） 测区北部较薄风积沙覆盖区采用单井激发，激发层位13 m或粘土层、基岩面，药量1.5 kg。

3 地表条件及影响

勘探区地表条件复杂，沟谷蜿蜒穿过整个勘探区，施工期恰逢丰水期，沟陡水深，河道部分地段存在鱼塘，不利于打眼放炮，整个河道及附近鱼塘判定为炮点障碍区。工区南部部分河道水深大于5 m，不利于检波器的安置，判定为检波点障碍区。工区中部分布有铁路供电变电站，高压线下放炮危险性极大，厂区地面硬化均不利于打眼放炮，因此相关地段判定为炮点障碍区。将所获障碍区实际点位展布在设计图上（图2），同时结合卫星影像图，对不利于放线及放炮的区域进行圈定，为下一步开展特观设计工作奠定基础。

图2 勘探区障碍物分布示意Fig.2 Distribution of obstacles in exploration area

4 特观系统的设计及效果

区内的河道、测区中部的变电站和火车站，都给炮点、检波点的布置带来很大困难，直接影响到资料的采集质量。为了采集河道、变电站等障碍物下的地震数据，获得能够满足完成地质任务要求的地震原始资料，针对障碍区需建立特殊观测系统。

建立特殊观测系统，一般采用改变原有观测系统的接收排列或增加激发点的方法。使用omni 软件模拟恢复性放炮，实现叠加次数和方位角分布自动计算及分析，从而使得叠加次数低的区域，提升地叠加次数，以满足资料采集的质量要求。特观系统建立后，务必保证炮检距分布适中和方位分布均匀。

变观后对炮点坐标交测量组进行实地测量，测量完成后将部分变观不合理的炮点提供给技术人员，技术人员再对这部分炮点进行局部调整。另外重点地区必要时增加地震物理点，以确保最终的变观方案合理、有效，保证变观后的CDP 叠加次数相对均匀，符合设计要求，完成地质任务。

针对河道水域地震测线布设困难的问题，施工中要求测量组逐点实测检波点位置，并记录水深。水域采用水下检波器，利用专用插置工具插到水底，确保检波器与水下地层耦合良好。

工区南部河道影响的炮检点障碍区，如图3所示。

图3 工区南部河道影响的炮检点障碍区Fig.3 Obstacle area of artillery inspection point affected by southern river in work area

南部河道附近特观、加炮前后叠加次数对比如图4 所示。

图4 南部河道附近特观、加炮前后叠加次数对比(上为前，下为后)Fig.4 Comparison of superposition times before and after special observation and artillery in the southern river(Top before,bottom after)

从图中可以看出，因河道造成的炮检障碍区，通过特观、增加激发点后，区域内整体叠加次数有了明显提升，可完成矿方规定的地质任务。

勘探区采用井炮激发方式，在高压线下放炮有极大危险性。为了获得障碍区下的地震资料，在做好安全措施的前提下，尽量靠近障碍区，设计变观、增加激发点（图5、图6），最终保证涉及到的工区范围内叠加次数满足矿方设计要求，可完成矿方规定的地质任务。

图5 变电站附近炮点障碍区分布情况Fig.5 Distribution of obstacle area ofartillery point near substation

图6 变电站附近特观、加炮前后叠加次数示意（上为特观、加炮前，下为特观、加炮后）Fig.6 Schematic diagram of superposition times before and after special observation and artillery near substation(Top before special observation and artillery,bottom after special observation and artillery)

5 结 语

对于勘探区受河道、变电站等影响造成施工障碍区，通过此次特殊观测系统设计工作，满足了采集数据所要求的叠加次数，基本达到了设计的要求。按照此特殊观测系统施工之后确保了障碍物下资料的连续性，为之后的数据处理和解释工作奠定了基础。