淺談二維地震試驗及分析

王剛?徐忠華?張昭

摘 要：為了獲得最佳的野外資料，選擇合理的采集參數(shù)和施工因素，因此正式施工前應進行必要的試驗工作，綜合參考該測區(qū)的地震地質情況和以前的地震施工方法及參數(shù)，做好激發(fā)及接收因素試驗，并對試驗資料進行科學的分析，以選取適合于測區(qū)的激發(fā)及接收因素。

地震試驗是一項重要的工作，本文以華北煤田廣宗區(qū)為例，系統(tǒng)介紹試驗的因素選擇步驟及試驗資料的分析。

1 試驗目的

根據(jù)地質任務及采集技術要求，針對工區(qū)地表及地下地質條件的特點，結合此類區(qū)的勘探經(jīng)驗及以往資料的分析，制定針對性的試驗方案，通過精細的試驗，確定適合工區(qū)不同地震地質條件的激發(fā)因素和接收因素，從而獲得較高信噪比和分辨率的地震資料，確保采集資料滿足地質任務要求。

2 試驗工作思路

試驗工作思路：按照“點、線、面”原則開展生產(chǎn)前試驗和試生產(chǎn)，逐步在面展開。第一，充分熟悉工區(qū)地震地質條件，精心選擇有代表性的點，系統(tǒng)安排試驗內(nèi)容；第二，點試驗完成后，對試驗記錄及時進行處理及分析（定量、定性），選擇出最佳采集方法及參數(shù)，進行線試驗，通過評估試驗線資料，確保各項指標達到技術要求，再進行正式生產(chǎn)；第三，生產(chǎn)過程中要認真對生產(chǎn)記錄進行（定量、定性）評價，生產(chǎn)資料品質變差時，及時啟動生產(chǎn)中試驗，進一步優(yōu)化采集參數(shù)，確保采集資料質量。

3 地震地質條件及初步分析

（一）表、淺層地震地質條件

勘查區(qū)位于太行山東麓平原區(qū)，地表標高在+30m～+45m之間。由于威縣縣城位于本區(qū)中下部，因此城內(nèi)管道、高樓等建筑物、城區(qū)外圍工廠廠房、住宅樓房較多?？h城四周村莊密布，金水河河流穿過本區(qū)。復雜的地表條件不利于測線的鋪設和激發(fā)點的選擇，對施工有很大影響。因此表層地震地質條件復雜。

勘查區(qū)淺層為第四系沉積地層，以沙粘土、黑泥和黃泥為主，成孔比較困難；潛水位較深，最深的地方達到七十多米，對激發(fā)和接收均造成很大影響，因此淺層地震地質條件復雜。

（二）中、深部地震地質條件

本區(qū)含煤地層為石炭、二疊系，煤層與圍巖的波阻抗差異較大，具備形成較好的反射波的條件。分析本區(qū)深層條件，主要的反射波有：

1、TKZ波

本區(qū)主要煤層2號煤層沉積穩(wěn)定，與圍巖物性差異明顯，可形成T2反射波，波形較穩(wěn)定，全區(qū)大部分能連續(xù)追蹤。9號煤較穩(wěn)定，但受上層強阻抗屏蔽影響，波形不很穩(wěn)定，全區(qū)部分能夠追蹤。T2波和T9波是研究本區(qū)地層起伏形態(tài)及控制斷裂構造的主要反射波。所以深層地質條件一般。

2、T2波和T9波

本區(qū)主要煤層2號煤層沉積穩(wěn)定，與圍巖物性差異明顯，可形成T2反射波，波形較穩(wěn)定，全區(qū)大部分能連續(xù)追蹤。9號煤較穩(wěn)定，但受上層強阻抗屏蔽影響，波形不很穩(wěn)定，全區(qū)部分能夠追蹤。T2波和T9波是研究本區(qū)地層起伏形態(tài)及控制斷裂構造的主要反射波。所以深層地質條件一般。

4 試驗工作技術思路

1、本區(qū)地震工作的難點

（1） 目的層埋深大，試驗時應該兼顧深淺層，采用多道數(shù)長排列接收，以確定不同地段偏移距大小。

（2） 區(qū)內(nèi)復雜的地表條件不利于測線的鋪設和激發(fā)點的選擇，對施工有很大影響。

（3） 淺層為第四系沉積地層，以沙粘土、黑泥和黃泥為主，成孔比較困難；潛水位較深。

2、技術思路：壓制干擾，提高信噪比。

（1）激發(fā)井深試驗，選擇最佳激發(fā)層位激發(fā)，以壓制干擾；

（2）檢波器挖坑埋置；

（3）對環(huán)境噪音進行監(jiān)視。

（4）采用高次覆蓋技術；

（5）煤層埋深大，試驗時兼顧深、淺層，采取多點試驗，長排列接收，以確定不同地段接收時窗大小。

5 試驗內(nèi)容與方法

具體的試驗工作內(nèi)容如下：

1、干擾波調查

主要是了解區(qū)內(nèi)，干擾波的類型、發(fā)育情況及壓制方法。采用坑炮或淺井激發(fā)，錄制面波、聲波等干擾波記錄，調查其頻率、波長、振幅等，對其進行地震分析。從理論上謀求對其壓制的方法，然后通過試驗驗證其效果。

2、井深試驗

井深（m）：、16、20、22、24

3、藥量試驗

試驗1kg、1.5kg 、2kg、3kg、3.5kg 、4kg藥量，藥型均為高爆速炸藥。

4、偏移距及排列長度試驗

主要是了解區(qū)內(nèi)，最佳時窗范圍及大小。

6 試驗效果分析

本次試驗主要針對激發(fā)井深、激發(fā)藥量為主進行試驗，下面對試驗情況分析如下：

克朗軟件分析圖表

下圖是試驗點一，文件號1-5資料分析，5個物理點相同藥量不同井深的分析：

經(jīng)分析可以看出在相同藥量不同井深的因素下18米井深得到的能量較強，信噪比較高，道集間頻時、道集間頻率比較好；在不同藥量相同井深的因素下3公斤藥量得到的能量較強，信噪比較高，道集間頻時道集間頻率較好。

下圖是試驗點文件號6-10的資料分析，5個物理點相同井深不同藥量的分析：

經(jīng)分析可以看出在相同藥量不同井深的因素下18米井深得到的能量較強，信噪比較高，道集間頻時、道集間頻率比較好；在不同藥量相同井深的因素下3公斤藥量得到的能量較強，信噪比較高，道集間頻時道集間頻率較好。

6 試驗結論

經(jīng)分析可以看出在相同藥量不同井深的因素下18米井深得到的能量較強，信噪比較高，道集間頻時、道集間頻率比較好；在不同藥量相同井深的因素下3公斤藥量得到的能量較強，信噪比較高，道集間頻時，道集間頻率比較好。

通過試驗分析：對不同藥量的對比試驗，當藥量為3kg井深18m時所得資料有效反射波的能量適中，記錄面貌較好；當藥量大于3kg時所得資料反射波的能量太強，影響了淺層的有效反射波。當藥量為小于3kg時所得資料反射波的能量稍弱，干擾較大。因此采用藥量3kg藥量井深18m進行施工。

野外根據(jù)具體情況如遇到建筑物，機井等障礙物可以適量酌減藥量或加大井深。

（三）接收參數(shù)分析

1、儀器因素試驗工作：前放增益進行24dB和12dB的對比試驗，當前放增益為24dB時所得資料較好，能量較強。

2、檢波器組合對比試驗：做了不同組內(nèi)距檢波器對比試驗，5m組合干擾較少，決定采用5m組合。

3、根據(jù)對比，決定采用80m的偏移距。

7 試驗結論

綜合考慮各方面因素及本區(qū)的實際情況，并參照以往地震勘查參數(shù)，為了兼顧得到深層資料，確定了本區(qū)施工參數(shù)為：

（一）觀測系統(tǒng)

接收道數(shù)：端點上傾（大號）激發(fā)，72道接收

覆蓋次數(shù)：36次

道間距：20m

炮間距：20m

偏移距：80m

（二）采集參數(shù)

1、激發(fā)參數(shù)

單井激發(fā)、成型柱狀炸藥

井深：18m

藥量：3kg

當遇見村莊、建筑物等特殊情況時藥量可適當減少。

2、接收參數(shù)

儀器類型： G3i數(shù)字地震儀

檢波器類型：自然頻率為60Hz的地面檢波器

組合方式：6串線性組內(nèi)距5m

采樣間隔：1ms

記錄長度：3S

前放增益：24dB

記錄格式：SEG-Y

通過本次試驗工作，使我們對該區(qū)地震地質條件有了大致的了解。由于勘查區(qū)面積大，在地震數(shù)據(jù)采集過程中，及時進行現(xiàn)場處理及質量監(jiān)控，在現(xiàn)場根據(jù)資料情況及時調整參數(shù)，以保證野外采集工作方法的正確性，參數(shù)使用的最佳性，獲得高信噪比、高質量的第一手資料，圓滿地完成設計規(guī)定的地質任務。

作者簡介

王剛（1972-），男，四川省射洪縣，河北省煤田地質局物測地質隊，高級工程師，大學學士。