復雜山地地震采集理論與實踐

忽小桂

摘 要：進入21世紀以來，高分辨煤田地震勘探技術(shù)得到了普遍的應用，其成果精度和可靠性有了大幅度地提高，在礦井采區(qū)勘探中發(fā)揮了巨大的作用，在山區(qū)、沙漠、巖漿巖屏蔽區(qū)以及湖區(qū)和沼澤地等地表復雜地區(qū)也開始了廣泛的應用，這就要求我們針對復雜的山地的特點，尋找適合地表復雜地區(qū)進行地震勘探采集的確實有效的勘探技術(shù)和方法?；诖耍疚闹饕獙碗s山地地震采集理論與實踐進行分析探討。

關(guān)鍵詞：復雜山地；地震采集；理論；實踐

1、前言

復雜山地不僅地表地震地質(zhì)條件非常復雜，而且環(huán)境惡劣，導致激發(fā)及接收條件差，原始資料信噪比低，靜校正問題突出；復雜的山地地震地質(zhì)條件使得地震波波場無章可循，實際情況與勘探假設的基本模型相差甚遠，致使地震資料成像困難。針對這些難點，就山地地震勘探常用的數(shù)據(jù)采集技術(shù)特點進行分析，為以后山地復雜地形條件下地震勘探提供一定的指導作用。

2、復雜山地地震勘探采集技術(shù)

復雜地形條件下的地震資料采集除要有特定的施工設備外，還要有與之相適應的觀測系統(tǒng)、行之有效的施工方法和采集參數(shù)，才能確保獲得較高質(zhì)量的原始資料。下面幾方面是我們重點要考慮的。

2.1觀測系統(tǒng)的設計

觀測系統(tǒng)的確定，需結(jié)合測區(qū)的地震地質(zhì)條件、有效波的賦存特點和干擾波的特征進行計算和試驗確定，要從接收能量和幅度均勻性考慮排列長度。觀測系統(tǒng)的選擇還需要考慮地質(zhì)任務的要求和近地表情況。巖性勘探要盡可能選擇寬方位觀測，構(gòu)造勘探可以選擇窄方位觀測。地表激發(fā)條件好的地區(qū)，可以多激發(fā)，否則要多用道接收。同時要根據(jù)地表情況來選擇激發(fā)震源和相應的觀測系統(tǒng)。對山地勘探而言，要盡量選擇有利于提高施工效率的觀測系統(tǒng)。最小炮檢距選擇以波場調(diào)查為依據(jù)，要根據(jù)淺層勘探程度和震源產(chǎn)生的干擾波進行選擇。最小炮檢距和接收線距的選擇，主要是滿足接收到最淺目的層足夠的反射信息。最大炮檢距的選擇要考慮以下因素：最深目的層的埋深；有效“地震窗”；同時要滿足處理方面的要求，即滿足動校拉伸和速度分析精度的要求；接收排列內(nèi)反射系數(shù)相對穩(wěn)定。

2.2激發(fā)井位、井深、藥量的選擇

激發(fā)是影響地震記錄質(zhì)量的重要因素，如果激發(fā)不出有效的彈性波能量，再好的接收條件也無濟于事，所以激發(fā)有效波必須具備：頻帶較寬；有較高的信噪比和良好的重復性。山區(qū)復雜的地表條件，決定了要因地制宜的選擇激發(fā)井位、井深和藥量。山區(qū)表層縱橫向巖性及速度變化均較大，使用一個固定的激發(fā)井深難以獲得理想的資料，因此勘探過程中的激發(fā)井深及激發(fā)巖性的選擇非常重要，適當?shù)募ぐl(fā)井深及好的激發(fā)巖性可以取得較高品質(zhì)的原始資料。利用小折射、微測井及巖性錄井等措施做詳細的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查，且要根據(jù)出露地表的情況來對表層進行劃分，劃分出低速層、降速層及高速層等，且畫出表層結(jié)構(gòu)縱剖面圖，以此可以逐點進行激發(fā)井深設計。

2.3檢波器的選擇與布設

檢波器要有足夠的靈敏度、較寬的響應頻帶、合適的自然頻率、振幅與相位誤差在規(guī)定的誤差范圍內(nèi)。檢波器的布設要與地面充分耦合好，必要時用石膏粘牢，或挖坑埋實。有時為了壓制干擾、提高信噪比，需要通過試驗對檢波器進行組合設計。

2.4接收道距與覆蓋次數(shù)的確定

為了不產(chǎn)生空間假頻，必須滿足采樣定理要求，道間距小于有效波最小視波長的二分之一。增加疊加次數(shù)，可壓制隨機干擾，加強相干信號，從而使信噪比得到提高。一般情況下，山區(qū)地震勘探的覆蓋次數(shù)較平原地區(qū)要高。覆蓋次數(shù)的選擇直接影響壓制干擾波的效果，影響有效波能量，即直接影響資料的信噪比。為保證豐富的反射信息和資料處理的方便性，覆蓋次數(shù)的選擇需要考慮Crossline方向自動剩余靜校正及速度分析精度，即必須保證縱、橫向覆蓋次數(shù)相對比較均衡。一般的經(jīng)驗是，三維勘探覆蓋次數(shù)不低于二維覆蓋次數(shù)的三分之二。

2.5地表結(jié)構(gòu)的調(diào)查

山地帶地表由于受風化作用等作用，縱橫向變化大，為給靜校正提供準確的資料，以達到嚴密控制低速帶的目的，一般采用初至折射法，相遇時距曲線觀測系統(tǒng)。地面檢波點距0.5～1.0m，12～24道接收，激發(fā)點在接收道的兩端，采用雷管爆炸激發(fā)的方式。

2.6干擾波的特性分析及壓制

復雜地區(qū)地震勘探的一個重要問題是噪聲問題，對復雜地區(qū)的地震勘探而言其噪聲類型繁多，嚴重影響資料品質(zhì)，因此，如何壓制干擾波是復雜區(qū)地震勘探的主要問題之一。山地地震勘探中的干擾大致可分為環(huán)境干擾和激發(fā)后的半生與次生干擾2大類。因此，要進行波場調(diào)整，并針對資料影響較大的干擾設計組合圖形，壓制干擾，提高資料的信噪比。根據(jù)干擾波的特征，把沿測線方向最強的一束干擾波作為主測線組合檢波的壓制對象或組合檢波縱向組合基距的考濾對象；把垂直測線方向最強的一束干擾波作為聯(lián)絡測線組合檢波的壓制對象或組合檢波橫向組合基距的考濾對象；還可以通過適當?shù)奶岣叩卣饍x器低截濾波參數(shù)或使用高頻檢波器進行壓制。

2.7規(guī)則與不規(guī)則觀測的三維聯(lián)合勘探

在復雜的山地地表條件下，進行正常的規(guī)則三維勘探勢必造成資料品質(zhì)非常之差。為此，結(jié)合衛(wèi)星圖片實地踏勘，圈定特殊觀測區(qū)域，整體考慮幾束線之間覆蓋次數(shù)的相互補償；充分利用局部的有利地形，通過在平面任意方向上的炮點加密和炮檢點靈活布設，以彌補特定觀測區(qū)域目的層的有效覆蓋次數(shù)，保證特殊地段地下資料的完整性。

3、結(jié)語

復雜山地發(fā)育的干擾波類型多種多樣，需要針對不同地方的干擾波發(fā)育情況制定有針對性的壓制措施；針對山地地區(qū)復雜的地形和地質(zhì)特點，進行針對地質(zhì)目標的觀測系統(tǒng)設計；優(yōu)選激發(fā)耦合條件，不能片面強調(diào)激發(fā)點位的均勻性，井深的選取應主要以巖性的變化為選取標準；勘探區(qū)是否適合采用可控震源激發(fā)，在實際生產(chǎn)中必須通過試驗，根據(jù)勘探區(qū)的實際情況確定。新型震源技術(shù)的應用，是保證山地地震野外資料數(shù)據(jù)采集完整性的有效手段之一。

參考文獻

[1]張曉斌.西部地區(qū)復雜山地地震采集技術(shù)[J].天然氣工業(yè)，2007，27（S）：76-78.