沙漠地震勘探的技術難點及對策范文

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摘要:

本文對毛烏素沙漠地震勘探中的技術難點，提出了相應的技術對策，在生產實踐中取得了較好的應用效果。

關鍵詞:

地震勘探;技術難點;技術對策

內蒙古某公司對巴彥高勒礦井11、12盤區(qū)進行三維地震勘探工程，巴彥高勒礦井位于呼吉爾特礦區(qū)的最南端，西南距烏審旗政府布察克鎮(zhèn)約30km，行政隸屬于鄂爾多斯市烏審旗烏蘭陶勒蓋鎮(zhèn)。勘查區(qū)位于鄂爾多斯高原東南部，區(qū)內地形總體趨勢北高南低。氣候特征屬于干旱～半干旱的大陸性高原氣候，太陽輻射強烈，日照豐富，干燥少雨，風大沙多，無霜期短。本區(qū)屬高原沙漠地貌特征，大部分地區(qū)被第四系風積沙覆蓋，多為新月形或波狀沙丘，連綿起伏高大的沙丘，對地震有效波的高頻信號吸收衰減作用較為明顯，地表沙層對檢波器埋置不利，致使有效信號能量變弱，給地震資料采集帶來了很大的困難。因此本勘查區(qū)屬于地震勘探地質條件比較復雜類型區(qū)。本區(qū)主要含煤地層為侏羅系中下統(tǒng)延安組，其中2號、3號、4號、5號煤組較穩(wěn)定。

1施工技術難點

本次勘探的地質任務主要以提高空間分辨率為目的，解決煤層結構、小斷層、陷落柱、煤層厚度變化趨勢等問題，主要存在以下幾方面難點:(1)眾所周知，沙漠區(qū)地震勘探最難克服的自然因素就是地表被新月形或波狀的沙丘所覆蓋，地震波在沙丘中傳播能量被吸收衰減非常劇烈，連綿起伏高大的沙丘對地震產生的入射下行波和反射上行波能量具有嚴重的吸收和衰減作用。如何克服沙丘對地震波能量影響，提高地震采集數據的品質成為首要難點。(2)遍布于井田內的是風積粉細砂，厚度一般20m左右，近地表松散沙層不僅對地震波能量下傳具有吸收和衰減作用，對反射回到地表檢波器的反射波能量也同樣具有嚴重的吸收和衰減作用，采用什么激發(fā)方式，才能保證強激發(fā)能量，形成良好的地震反射波。(3)如何控制由激發(fā)引起的強能量面波、聲波及其他干擾波，提高記錄信噪比。(4)淺層低速帶變化劇烈，如何解決靜校正問題。(5)煤層層數多、煤層間距小，地質任務要求解釋9個煤層的煤厚及變化趨勢，如何解決。(6)數據采集排列的縱向滾動問題，本區(qū)接收線距為40m，各班距離近，設備和人員難免造成混亂，使排列不穩(wěn)定性大大增加，影響采集數據質量;排列縱向滾動距離太遠，沙漠無法行車，設備移動全靠人抱肩扛等等不適合沙漠地區(qū)快速作業(yè)因素如何克服。(7)本區(qū)松散層底部含水，潛水位3m－5m，富水性較好，不利于激發(fā)炮井的成孔，鉆進較易且速度亦快，但極易塌孔，造成護壁和下藥的困難。以上技術難點表明:要完成本次沙漠區(qū)的地震勘查任務必須采取一系列有針對性的技術對策來確保整個項目的質量和精度要求。

2技術對策

(1)采用的反循環(huán)鉆機成孔方式，全部實現(xiàn)了潛水層以下激發(fā)，確保了炸藥激發(fā)所產生的地震波能量的有效下傳，克服了連綿起伏高大的沙丘對地震波能量下傳的吸收和衰減，提高了地震數據采集質量。(2)根據表層地質特征，風積砂層厚度分布特點，找準最佳的激發(fā)層位，確保打至激發(fā)井的最佳深度，通過試驗和生產中的摸索，力求獲得最佳激發(fā)效果;在檢波器接收方面，主要采用避高就低和因地制宜偏移埋置檢波器，再結合炮點加密技術，較好地改善了地震反射信號的接收效果。(3)通過試驗采用加大激發(fā)能量和檢波器面積組合的方法減小和壓制面波、聲波等干擾。同時采用高覆蓋次數的觀測系統(tǒng)，充分壓制干擾、增加目的層的反射能量，從而提高資料的信噪比，確保縱橫向覆蓋次數較為均勻，本次施工采用24次覆蓋的觀測系統(tǒng)，即可以保證資料的信噪比，又可以保證資料的高分辨率。(4)處理時采用去噪、內切等方法最大限度地消除各種干擾，使用初至靜校正、層析靜校正等多種方法進行對比確定最優(yōu)的靜校正方法，提高有效波的信噪比。(5)利用反演技術，提高分辨率，達到能解釋煤層厚度變化以及小斷層解釋的效果，利用屬性體對小斷層及裂隙發(fā)育分布情況進行研究，提高解釋精度。另外，對沉積規(guī)律進行研究結合，使解釋成果更加合理。(6)數據采集排列轉變?yōu)闄M向滾動，由于本區(qū)施工方法線距和道距都很小，轉變排列為橫向滾動，可以使排列按塊狀面積就近管理，能快速靈活移動排列和快速查線，不至于設備混亂，整體有序地提高了排列的穩(wěn)定性，很大的提高了數據采集效率。(7)采用反循環(huán)鉆機成孔，適當添加洗衣粉或凝固劑加固鉆孔，防止塌孔，保護孔壁并減少下藥的困難。

3工作方法

根據本區(qū)的地震地質條件及地質任務要求，本次勘探確定選用三維地震勘探的方法。

3．1三維地震觀測系統(tǒng)參數設計激發(fā)因素:井炮激發(fā)，井深14m，藥量2kg，單井激發(fā)。接收因素:①儀器因素:428XL數字地震儀0．5ms采樣錄制、記錄長度2．0S、前放增益12dB;②觀測系統(tǒng):960道接收，中點激發(fā)，道距10m，偏移距20m，24次疊加;③檢波器組合形式:60Hz檢波器3串2并堆放埋。

3．2三維觀測系統(tǒng)的基本參數觀測系統(tǒng)類型:10線8炮制中點激發(fā)束狀;接收道數:10×120=1200道;接收線數:10條;接收線距:40m;接收道距:10m;激發(fā)線距:20m;炮點網格:20m×100m;檢波點網格:10m×40m;CDP網格:5m×10m;疊加次數:6×4=24次(縱向6次，橫向4次)。

3．3組合參數檢波器類型:CDJ－60型檢波器;檢波器組合:3串2并6個檢波器;組合方式:堆放。

4勘探效果

(1)基本了解了巴彥高勒井田的基本構造輪廓和構造復雜程度，控制了可能影響礦區(qū)劃分的主要構造。(2)初步控制了主要煤組的分布范圍和煤組的標高及賦存形態(tài)，提供了找煤孔和參數孔的孔位，并對鉆孔進行了主要煤層的埋深預測。(3)通過改變排列的縱向滾動到橫向排列滾動方式轉變，提高了排列的穩(wěn)定性，提高了生產效率。(4)全區(qū)連續(xù)追蹤侏羅系中下統(tǒng)延安組底界面反射波，并以此組底界面等高線平面圖作為參考，初步解釋煤層底板形態(tài)。(5)初步解釋斷層16條(其中5m≤H＜10m的斷層12條，H＜5m的斷層4條)和褶皺構造。

5結論

通過這次毛烏素沙漠區(qū)的地震勘探，采取本文的技術對策，極大地改善了沙漠區(qū)地震勘探的激發(fā)和接收效果，經過本次地震勘探證明只要選擇合理技術對策，復雜的沙漠勘探區(qū)一樣能取得較好的地質勘探效果。

參考文獻:

［1］劉丕哲，等．內蒙古黃陶勒蓋煤炭有限責任公司巴彥高勒礦井11、12盤區(qū)擴大區(qū)域三維地震勘探施工設計［R］．邢臺:河北省煤田地質局物測隊．

作者：王旭釗 單位：河北省煤田地質局 物測地質隊