溝谷彎線采集技術(shù)在許家塬二維地震項目中的應(yīng)用

劉 磊

甘肅煤炭地質(zhì)勘查院，甘肅蘭州 730000

2016年，我們在許家塬勘查區(qū)進(jìn)行了地震勘探工作，在黃土高原上進(jìn)行了少量的直線試驗，效果較差，最后在溝谷地帶進(jìn)行彎線地震勘探試驗工作，根據(jù)試驗結(jié)果確定修改施工設(shè)計，在該區(qū)進(jìn)行彎線野外施工，取得了良好的成果。

1 溝谷彎線地震數(shù)據(jù)采集技術(shù)

由于受地形條件的限制，沿溝布置的測線不能成網(wǎng)，測線密度稀疏，溝谷彎曲、兩側(cè)陡立，無法按常規(guī)的直線布置測線。因此，在施工時采用彎線數(shù)據(jù)采集技術(shù)，我們認(rèn)為在黃土塬溝谷地帶采用彎線數(shù)據(jù)采集是該區(qū)地震勘探施工的最佳選擇。

彎線采集時，存在著反射點離散、覆蓋次數(shù)不均勻、共反射面元內(nèi)炮檢距分布不均勻等問題，為了盡量解決這些問題，施工前的彎線設(shè)計尤為重要。在施工中采取的措施如下：

（1）現(xiàn)場踏勘；（2）測線初測；（3）畫觀測系統(tǒng)圖；（4）調(diào)整施工方案；（5）施工。一般情況下，在拐點兩側(cè)加密炮點，使共反射面元內(nèi)的覆蓋次數(shù)盡可能均勻。

1.1 觀測系統(tǒng)的選擇

許家塬勘查區(qū)，存在自然條件造成的測網(wǎng)密度稀、無法成片、沒有閉合點等問題。由于受地形、地物、表層地質(zhì)條件的限制，常規(guī)直線觀測系統(tǒng)很難滿足煤田地震勘探技術(shù)上的的要求，因此只能根據(jù)不同的地表地質(zhì)條件，因地制宜地采取靈活多變的觀測系統(tǒng)，主要是檢波器線性組合組內(nèi)距大小的選擇，對于彎度較大區(qū)域增加接收道數(shù)。

1.2 激發(fā)方式的選擇

本次施工的地表條件，主要有基巖出露區(qū)、河漫灘區(qū)、淤泥區(qū)、卵礫石區(qū)等幾種類型。通過試驗和生產(chǎn)成果表明，不同類型的地表條件，宜采用不同的激發(fā)方式?；鶐r裸露區(qū)主要采用3井小藥量水中激發(fā)，河漫灘區(qū)、河床淤泥區(qū)、河床卵礫石區(qū)采用3組合淺井激發(fā)。

（1）基巖出露區(qū)激發(fā)方式：一般采用水中激發(fā)，圖1為水中激發(fā)試驗監(jiān)視記錄。可以看出，水中反射波的頻率很高。圖（a）顯示單井藥量1kg的試驗記錄，從圖中可以看出，有效波的信噪比較低，干擾波相對發(fā)展，尤其是聲波干擾嚴(yán)重，連續(xù)信道的數(shù)量較少。圖（b）為3井組合、從單井藥量0.5kg的測試記錄中可以看出，有效波的信噪比較高、壓制干擾波效果好、連續(xù)道數(shù)多。

圖1 水中激發(fā)試驗監(jiān)視記錄

（2）河床卵礫石、淤泥及溝腦黃土覆蓋區(qū)激發(fā)方式：主要位于溝谷彎曲嚴(yán)重部位。覆蓋層一般在2～10m，激發(fā)方式主要以淺井為主，井深1.5～2m，多井組合（通常3井效果較好）、單井藥量一般1～2kg，井距為10m，圖2為黃土覆蓋區(qū)試驗，左圖為3井組合、單井藥量1kg；右圖為3井組合、單井藥量2kg的試驗記錄，從圖上可以看出，單井藥量1kg和2kg取得的試驗記錄有效波性噪比差別不大，單井藥量2kg壓制干擾波效果略好。

圖2 黃土覆蓋區(qū)試驗監(jiān)視記錄

1.3 接收方式

（1）檢波器組合：一般采用5串2并檢波器拉開的形式，檢波器中心與樁號對齊。當(dāng)組合形式與地形高差產(chǎn)生矛盾時，只能遵循一致的高程原則。黃土塬溝谷地區(qū)檢波器的組合應(yīng)以不同的地形特征為基礎(chǔ)，采用不同的組合形式，而不是固定組合：溝谷地形相對平坦，采用線性組合；地形復(fù)雜地段采用堆插方式。

（2）通過反復(fù)試驗得出溝谷地區(qū)區(qū)遷移距離的選擇：由于聲波的干擾，偏移量不能太小，面積選擇80m，有效波連續(xù)性好、有效通道數(shù)多。

1.4 效果

通過在溝谷地區(qū)彎折線施工，根據(jù)地形和地質(zhì)條件選擇不同的激振方式和接收方式，提高了采集地震記錄的質(zhì)量，同相軸連續(xù)性可靠、信噪比高，得到較好的時間剖面（如圖3）。

圖3 溝谷地帶地震時間剖面

2 數(shù)據(jù)處理技術(shù)

對于彎曲測線資料的處理，除和直線資料一樣進(jìn)行處理外，其處理的關(guān)鍵是：高精度動、靜校正，合理的共反射面元的疊排，最佳疊前去噪、拓頻和提高保真度。

2.1 合理的共反射面元選排

對于彎線來講，沒有嚴(yán)格意義上的共反射點或共深度點，它是把若干個鄰近反射點集合起來，作為一個共反射點面元，通常講的共反射道集也就成了共反射點面元道集，關(guān)鍵是解釋線（即疊加剖面位置）的選取和共反射面元大小的確定。

2.2 處理效果分析

溝谷彎線地震資料處理采用靜校正、能量（振幅）補(bǔ)償和干擾波的壓制、反褶積、二維地表一致性剩余靜校正和保幅疊加等處理技術(shù)，抑制了剖面的低頻干擾，高頻信號得到補(bǔ)償，補(bǔ)償了高頻信號，拓寬了頻帶，波組特征較好，同性軸連續(xù)，層次清楚。大大提高了數(shù)據(jù)的信噪比和分辨率，也明顯提高了剖面的質(zhì)量。

3 資料解釋技術(shù)

由于溝谷彎線布設(shè)的地震測線無法成網(wǎng)，地震有效反射波就不能直接形成閉合解釋。因此，反射波的對比追蹤顯得尤為重要，在解釋時，我們主要采用人工形成閉合回路的辦法進(jìn)行波的對比追蹤，其主要思路為：

（1）將反射波能量強(qiáng)、在全區(qū)范圍內(nèi)基本能連續(xù)追蹤的波組確定為標(biāo)準(zhǔn)波。

（2）從鉆孔的角度，通過鉆孔綜合記錄和橫孔剖面進(jìn)行間隔標(biāo)定和橫向跟蹤，形成區(qū)域上的空間大閉合，用于指導(dǎo)和監(jiān)控全區(qū)的對比解釋。

（3）先對同相軸連續(xù)性較好的剖面進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)波、目的層相位識別及強(qiáng)相位追蹤。

（4）不同溝谷之間采用波形特征、波組、波系間的時差關(guān)系進(jìn)行閉合和聯(lián)絡(luò)。

通過上述四個基本步驟，形成溝谷彎線地震時間剖面的人工閉合方法，確定區(qū)內(nèi)有效波間的關(guān)系及對應(yīng)的地質(zhì)層位，然后根據(jù)這一對應(yīng)關(guān)系，進(jìn)行地震地質(zhì)現(xiàn)象解釋，能夠較好的完成地震地質(zhì)任務(wù)。

4 結(jié)語

本次施工，在實驗的基礎(chǔ)上，修改施工設(shè)計，避開了在黃土層中激發(fā)，生產(chǎn)中采取了針對性的技術(shù)措施，針對該區(qū)施工難點，采用溝谷彎線采集技術(shù)，保證了原始數(shù)據(jù)的質(zhì)量。基本確定了勘探區(qū)的構(gòu)造與形態(tài)，圈定了無煤區(qū)的邊界區(qū)和煤層賦存形式，順利完成了地質(zhì)任務(wù)。