地球物理勘探中的地震勘探方法研究

王彥波

[摘要]地球物理勘探（物探）是間接勘探技術(shù)，利用地球物理場獲取勘探信息，綜合了材料科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、電子學(xué)科及物理學(xué)科等理論，分為深層勘探、中深層勘探、淺層勘探與超淺層勘探，可用于監(jiān)測環(huán)境污染、檢測工程質(zhì)量、預(yù)測地質(zhì)災(zāi)害、研究地下構(gòu)造與地球動力、勘探及開發(fā)地下礦產(chǎn)能源。地震勘探是地球物探方法的核心，勘探深度大、技術(shù)理論體系成熟、發(fā)展迅猛，勘查原理為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的X射線理論，利用地震波信息反演物性屬性，物理測量點(diǎn)位置多元化，可描述復(fù)雜構(gòu)造、深層構(gòu)造、復(fù)雜地表信息，有效壓制干擾與改善分辨能力，儲層成像、構(gòu)造成像、波場成像精度與質(zhì)量高。本文研究了地震勘探的相關(guān)問題，旨在獲取高品質(zhì)的物探資料。

[關(guān)鍵詞]地震；地球；勘探；物理

一、勘探關(guān)鍵環(huán)節(jié)

（一）采集

采集地震數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)使用具有強(qiáng)大軟件與硬件功能，融合了MEMS技術(shù)、△∑技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)萬道采集、數(shù)字存儲、光纖通訊、網(wǎng)絡(luò)遙測等功能，數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理功能完善，采集速度較快，單道采集成本較低的地震儀。采集數(shù)據(jù)時(shí)需堅(jiān)持高保真、小線距、小道距、高密度、單道與單點(diǎn)原則，合理選用矢量地震、時(shí)延地震、三維地震或二維地震采集方法，優(yōu)化論證采集方案、強(qiáng)化分析資料品質(zhì)、合理設(shè)計(jì)定向照明及強(qiáng)化現(xiàn)場監(jiān)控。為壓制與衰減地震資料中的采集腳印，采集數(shù)據(jù)前需對觀測系統(tǒng)屬性進(jìn)行充分論證，盡量均勻布設(shè)炮檢距的方位角、小炮檢距，論證采集方案時(shí)注意對比不同采集方案的偏移響應(yīng)、DMO響應(yīng)、疊加響應(yīng)情況。

（二）處理與解釋

處理隱蔽性強(qiáng)、條件困難、埋藏深及信噪比低的資料時(shí)應(yīng)把握好非均質(zhì)介質(zhì)動校正、傾角偏移與疊加、復(fù)雜地表靜校正、約束反演、AVO技術(shù)、疊前偏移與疊后偏移等方法，運(yùn)用高效處理機(jī)，縮短資料處理時(shí)間。進(jìn)行靜校正時(shí)可選用ProMAX系統(tǒng)，對于風(fēng)化層、地形因素引起的傳播時(shí)差，可采用高程校正法與折射校正法，同時(shí)利用模型法校正微測井及小折射等求出的校正量。進(jìn)行疊前處理時(shí)注意運(yùn)用去噪技術(shù)、偏移真振幅、偏移DMO、矯正方位角、插值偏移距、重建覆蓋次數(shù)等方法減弱采集腳印造成的影響，避免疊前同時(shí)進(jìn)行去噪處理及分離地震波場，結(jié)合頻域處理、偏振濾波、f-k濾波等方法分離頑固噪聲與有效信號，或結(jié)合頻域、時(shí)域、CMP域、炮域處理地震信號，力保不丟失有效信息。

二、應(yīng)用

（一）概況

某山地礦區(qū)屬于丘陵地貌，地勢南高東底，地表覆蓋有黃土，地形條件與地下結(jié)構(gòu)形態(tài)復(fù)雜，有二疊系、石炭系、三疊系出露地層，存在硅質(zhì)巖、白云巖、灰?guī)r、泥巖、砂巖、碳酸鹽巖、碎屑巖、火成巖、玄武巖、元古及太古變質(zhì)巖系，印支期、海西期、加里東期的海相層序相對完整，多個(gè)構(gòu)造層相互疊合，中生代與古代層序局限分布，巖性多變、斷裂發(fā)育、構(gòu)造破碎、溝壑縱橫、起伏劇烈。山體小而陡，未出露或出露裂縫、溶洞發(fā)育，高度差約為200m?？碧絽^(qū)上圍巖與下圍巖的礦產(chǎn)資源密度存在較大差距，可形成地震波反射界面及PSPPSP波，且廣角反射波能量較高，高速層中可出現(xiàn)s波，因此決定采用反射勘探法，利用反射波動校拉伸、動力學(xué)及波場特征分析淺層地質(zhì)構(gòu)造。

（二）勘探過程

1，采集

采用固定接收、多次疊加型觀測系統(tǒng)，地震儀為ARIES數(shù)字儀，兩炮激發(fā)，兩條寬線共同接收，非縱距寬線間距，三條排列線組成單邊寬線，面元為15.4mx680m。震源主頻能量適中，余震衰減速度快，頻帶合適，具有良好的脈沖特性，主頻為200Hz～1800Hz，均勻分布炮檢距，以壓制隨機(jī)噪聲、面波。采樣間隔≤V/（2fm·sina），公式中的α表示地層傾角，fm代表目的層地震波有效信號最高頻率，V代表地震波在地層中的平均傳播速度，經(jīng)計(jì)算后得出采樣間隔為1ms。反射波的臨界角度=sin-1（V1/V2），V2表示下層速度，v1表示上層速度，本研究臨界角度43.01°。采樣點(diǎn)為2054，固定增益為-25～-28，1809道接收，道距23m，藥量12kg～15kg，井深15m～22m，覆蓋次數(shù)為150次～190次，炮檢距103m，記錄長度為8s，可控震源為MinVibT2500型震源，每個(gè)點(diǎn)可激發(fā)3次～6次。檢波器頻率為60Hz，檢波器的組合形式與排列方式為品字形。

2.處理與解釋

處理內(nèi)容包括偏移、疊后去噪、動校正、速度分析、振幅補(bǔ)償?shù)?，采用F—K濾波消除干擾波，進(jìn)行成像處理時(shí)需通過集CMP道建立RMS速度場，分析RMS速度場與CMP道集異性速度，優(yōu)化異性介質(zhì)地震波參數(shù)，動校CMP道集。從縱向與橫向進(jìn)行靜校正，提高信噪比，對能量吸收衰減進(jìn)行補(bǔ)償處理，疊加地震波場時(shí)采用DMO分析法進(jìn)行交互式分析。解釋地震資料時(shí)主要依據(jù)反射波的波組錯(cuò)斷與同相軸錯(cuò)斷，追蹤對比反射波，加密解釋斷層處、高點(diǎn)或低點(diǎn)局部構(gòu)造，解釋密度為5.5m×5.5m，構(gòu)造解釋包括斷層解釋、褶曲解釋，建立地表模型時(shí)采用速度分析、層析反演法。結(jié)合多屬性綜合對比地質(zhì)構(gòu)造，采用JASON軟件或Geoframe軟件解釋構(gòu)造與反演地震波，硬件支持包括PC服務(wù)器、CPU工作站，2T硬盤，內(nèi)存>8G，CPU>4個(gè)，操作系統(tǒng)為LINUX或UNIX。解釋三維資料時(shí)運(yùn)用c3算法，采用27ms時(shí)窗、3×3子體，進(jìn)行精細(xì)解釋時(shí)選用的基函數(shù)為Morlet，利用小波數(shù)據(jù)提取剖面，可解釋落差<5m的構(gòu)造剖面。

三、結(jié)語

應(yīng)用地震勘探方法時(shí)，要注重選擇效率高、分辨率高、密度高、精度高的采集技術(shù)，優(yōu)化設(shè)計(jì)勘探系統(tǒng)，減少信號丟失、偏移成像問題，以滿足勘探目標(biāo)成像要求，拓寬勘探思路，科學(xué)解讀地質(zhì)指標(biāo)與地震參數(shù)的關(guān)系，充分挖掘流體、巖性、地層、地下構(gòu)造等地質(zhì)信息，最大化利用地震資料。endprint