汾西巨厚黃土塬煤炭地震采集方法研究

摘 要:汾西黃土塬厚度大于100m，由于黃土塬三個特殊的界面存在導(dǎo)致多次波發(fā)育，能量下傳和反射困難，該區(qū)地震采集的困難主要是激發(fā)困難，接收復(fù)雜。本文通過改進激發(fā)條件和接收條件，獲得了信噪比較高的地震記錄。激發(fā)主要是采用堅持在高速或降速帶中激發(fā)，接收采用低頻20只檢波器接收，取得了信噪比較高的記錄。

關(guān)鍵詞:黃土塬 煤炭 地震勘探 采集 汾西

中圖分類號:P315文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2012)03(a)-0071-01

黃土塬地震勘探方法研究，已有40多年歷史。到1989年長慶油田與加拿大TEKMIC公司合作，在黃土塬山區(qū)布設(shè)了一條直測線(89-LL)并獲得了可靠的地震資料，首次實現(xiàn)了溝塬梁峁之間的地震觀測連接，從而使黃土覆蓋區(qū)的地震勘探工作打破了多年徘徊的局面，取得了實質(zhì)性進展。1990年～1994年期間，江蘇煤田地質(zhì)局物測隊在西山礦務(wù)局屯蘭煤礦進行黃土塬山區(qū)地震攻關(guān)，采用大溝測線、支溝測線，對頂溝測線、隔山炮測線等山溝放炮，獲得了預(yù)期效果，但不能將地震測線布設(shè)成直線閉合網(wǎng)。1998年～2000年，陜西省煤田地質(zhì)局物探測量隊在渭北石炭二疊紀(jì)煤田韓城礦區(qū)喬子玄普查區(qū)進行了“黃土塬煤炭地震勘探技術(shù)方法研究”，獲得了高信噪比時間剖面，煤層反射波突出，這些多采用的是彎線采集技術(shù)。

1 汾西黃土塬區(qū)地震勘探的特點

汾西地區(qū)經(jīng)過長期的風(fēng)化、侵蝕、沖刷、切割，形成形態(tài)各異的塬、梁、峁、坡、溝谷等特別復(fù)雜的地形。黃土層厚度變化大，地形起伏劇烈，相對高差大，相對高差一般在200～600m之間，含水性差異大，潛水面變化大，所有這些給地震勘探帶來極大的困難。汾西巨厚黃土塬地區(qū)進行煤田地震勘探主要有以下幾個特點:巨厚的黃土層松散、干燥、速度低，對地震波的吸收衰減作用強烈，導(dǎo)致激發(fā)、接收條件均很差;易產(chǎn)生強烈干擾，主要有兩類，一是規(guī)則干擾，如面波、折射波等;二是隨機干擾，大部分是由震源激發(fā)所致;黃土厚度變化劇烈，地形起伏突變，導(dǎo)致表層調(diào)查極其困難，低降速層資料誤差較大;表層結(jié)構(gòu)的復(fù)雜多變，原始記錄上中、深層反射波能量弱、信噪比低;地形復(fù)雜、溝壑縱橫，各種施工設(shè)備進入現(xiàn)場均需人工抬。因此勘探成本高、效率低等;黃土塬地形的劇烈起伏和黃土厚度的嚴(yán)重差異，造成表層靜校正資料獲取困難，因而精細的靜校正是黃土塬區(qū)地震勘探的難點和關(guān)鍵點;由于受地形條件的限制，在施工時采用嚴(yán)格鉆井井深設(shè)計的數(shù)據(jù)采集技術(shù)。通過對汾西黃土塬施工的效果分析，認為在堅持在高速、降速帶中激發(fā)的黃土塬數(shù)據(jù)采集是該區(qū)地震勘探施工的最佳選擇。一般情況下，在溝谷中及兩側(cè)加密炮點，在黃土塬上利用單深井激發(fā)使共反射面元內(nèi)的覆蓋次數(shù)盡可能均勻。對于地形變化大坡陡地段炮點檢波點的回測是關(guān)鍵。

2 黃土塬地震采集方法

2.1 檢波器組合方法

一道內(nèi)檢波器的組合的前提條件是高程一致和對準(zhǔn)組合中心。當(dāng)組合形式與地形高差產(chǎn)生矛盾時，服從高程一致的原則。黃土塬溝谷地帶檢波器的組合應(yīng)依據(jù)不同的地形特點，采用不同的組合形式，不宜采用某一固定的組合:溝谷地形相對較平緩地段采用規(guī)則面積組合或線性組合;地形復(fù)雜地段采用非線性或不規(guī)則面積組合。采用多只串低頻檢波器接收有利于采集資料信噪比的提高。

2.2 排列長度的選擇

汾西黃土塬區(qū)溝谷地帶偏移距的選擇通過在試驗后得出結(jié)論:偏移距不能太小，一般選擇160～260米，有效波連續(xù)性好、有效道數(shù)多，能保證有效的疊加次數(shù)滿足要求。

2.3 黃土塬地震采集參數(shù)

黃土層厚度大于100m，無潛水。經(jīng)過塬上試驗，認為經(jīng)濟有效的工作方法為:采用7～13井線性組合激發(fā)，井深15～30m，藥量1kg～3kg/井，組內(nèi)距5～10m，20個10Hz(9串2并)檢波器沿測線面積組合放置，內(nèi)距2m，基距18m，高分辨數(shù)字地震儀120道接收，前放增益36dB，低切25Hz，記錄長度2s，采樣間隔1ms;道距10m，炮距20m，30次覆蓋。

2.4 采集效果

通過在汾西黃土塬區(qū)直線野外數(shù)據(jù)采集方法，在巨厚黃土塬區(qū)的塬上、坡地及溝谷地帶，根據(jù)不同地形地質(zhì)條件選擇不同的激發(fā)和接收方式，提高采集地震記錄的質(zhì)量，得到較好的時間剖面，見圖1所示。本次研究區(qū)地震資料在測區(qū)內(nèi)圈出的含煤區(qū)和無煤區(qū)是否與實際地質(zhì)情況相吻和，必須要有鉆探來驗證。依據(jù)地震解釋成果在圈出的含煤地段布置了兩個鉆孔，兩個孔分別見到了單層厚8m、7m的可采煤層。鉆探結(jié)果驗證了地震資料解釋的準(zhǔn)確可靠。

3 結(jié)語

巨厚黃土層地區(qū)煤田地震資料采集是一項系統(tǒng)工程，應(yīng)對激發(fā)與接收因素系統(tǒng)地研究，僅改善其中某一或某些方面難以取得理想的效果。本文探討了從激發(fā)接受等多方面的改進獲得了信噪比較高的地震成果。必要的經(jīng)濟投入是黃土塬地震采集質(zhì)量提高的保障，一般為山區(qū)勘探的4-8倍。以上是作者在汾西地區(qū)開展煤炭地震勘探的經(jīng)驗總結(jié)。同時，巨厚黃土塬區(qū)地震勘探技術(shù)目前仍有諸多難點，尚在攻關(guān)和探索階段。