表、淺部地震地質(zhì)條件對(duì)地震勘探效果的影響

孫治新+付俊清+樊景成

摘要：地震地質(zhì)條件是決定一個(gè)煤田開展地震勘探工作的客觀條件，通?？煞譃楸?、淺部條件和深部條件。表、淺部地震地質(zhì)條件是指地表及一定深度的地質(zhì)和地貌特征，它主要影響地震勘探的施工效率、激發(fā)、傳播和接收條件以及勘探效果。本文以同一煤田的兩個(gè)工區(qū)為例，論述了不同表、淺部地震地質(zhì)條件對(duì)地震勘探效果的影響。

關(guān)鍵詞：地震勘探；表、淺部地震地質(zhì)條件；勘探效果

隨著我國(guó)煤田地質(zhì)勘探和開發(fā)形勢(shì)的不斷深入，各煤田的勘探程度不斷提高、勘探難度不斷加大；煤田地震勘探工區(qū)逐步由平原新生界覆蓋較簡(jiǎn)單的地表?xiàng)l件區(qū)過(guò)渡到復(fù)雜地表?xiàng)l件和復(fù)雜地震地質(zhì)條件勘探區(qū)。地震地質(zhì)條件是決定一個(gè)煤田開展地震勘探工作的客觀條件，其中表、淺部地震地質(zhì)條件主要影響地震勘探的施工效率、激發(fā)和接收條件以及勘探效果；同一區(qū)域不同表、淺部地震地質(zhì)條件下，得到的地震勘探成果均不相同。本文論述了同一煤田的兩個(gè)不同表、淺部地震地質(zhì)條件下進(jìn)行地震勘探工作，取得了不同的勘探效果。

1.方法原理及儀器設(shè)備

1.1方法原理

在地表以人工方法激發(fā)地震波，在向地下傳播時(shí)，遇有彈性界面，地震波將發(fā)生反射與折射，在地表或井中用檢波器接收這種地震波。收到的地震波信號(hào)與震源特性、檢波點(diǎn)的位置、地震波經(jīng)過(guò)的地下巖層的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)有關(guān)。通過(guò)對(duì)記錄到的地震波進(jìn)行處理和解釋，可以有效地推斷地下巖層的性質(zhì)和形態(tài)。地震勘探在分層的詳細(xì)程度和勘查的精度上，都優(yōu)于其他地球物理勘探方法。地震勘探的深度一般從數(shù)十米到數(shù)十千米。地震勘探的高分辨率有助于對(duì)地下精細(xì)的構(gòu)造研究，從而更詳細(xì)了解地層的構(gòu)造與分布[1～5]。

1.2儀器設(shè)備

使用的儀器是法國(guó)產(chǎn)408UL數(shù)字地震儀進(jìn)行的數(shù)據(jù)采集，檢波器為60Hz，每道4個(gè)2串2并連接，堆放。前放增益12db，采樣間隔1ms，記錄長(zhǎng)度2.5s。

2.應(yīng)用實(shí)例及效果分析

本文選取工區(qū)I、工區(qū)II兩個(gè)表、淺部地震地質(zhì)條件不同的地震勘探工作進(jìn)行論述。兩個(gè)工區(qū)屬于焦作煤田，位于焦作煤田的東部、太行山南麓的山前緩傾斜平原區(qū)和平原地帶，區(qū)內(nèi)地表均為第四系黃土層覆蓋。

多年來(lái)各個(gè)單位對(duì)焦作煤田進(jìn)行了大量系統(tǒng)的地質(zhì)工作，從而對(duì)該煤田的地層、構(gòu)造、煤層、煤質(zhì)、煤巖進(jìn)行了詳細(xì)的研究。煤田內(nèi)地層由下往上有奧陶系，石炭系，二疊系，新近系和第四系。

2.1工區(qū)Ⅰ應(yīng)用效果及分析

（1）表、淺地震地質(zhì)條件

工區(qū)Ⅰ位于太行山南麓的平原地帶，地勢(shì)平坦，地形坡度小于5°，為第四系黃土層覆蓋區(qū)，僅局部地段卵石層埋藏淺，區(qū)內(nèi)潛水面6m～10m。綜上所述，本區(qū)表、淺層地震地質(zhì)條件相對(duì)較好。

（2）野外工作方法及效果分析

本次工作分別采用了炸藥及震源車震源進(jìn)行生產(chǎn)，炸藥采樣參數(shù)為：井深一般12m，小于8m時(shí)候采用雙井組合激發(fā)；藥量3kg，過(guò)村莊可適當(dāng)減小藥量；震源車采樣參數(shù)為：采用2臺(tái)18噸震源車開展工作，掃描長(zhǎng)度為12s，頻率15Hz～95Hz，驅(qū)動(dòng)電平為70%，震動(dòng)臺(tái)次2*12次進(jìn)行激發(fā)。觀測(cè)系統(tǒng)為：點(diǎn)距20m，96道（36+60道）接收，炮距20m，48次疊加。

本區(qū)T0波基本可對(duì)比追蹤，特點(diǎn)是反射能力強(qiáng)，連續(xù)性好，T0波為新生界底板的反射，其以上地層為新生界；T2波反射能力強(qiáng)，連續(xù)性好，反射界面傾角變化較大，全區(qū)絕大多數(shù)剖面上能量較強(qiáng)，表現(xiàn)為1個(gè)～3個(gè)相位，T2波為二1煤底板的反射。

依據(jù)鉆孔資料分析地震時(shí)間剖面上反射波組特征，圖1上ZK0803孔見(jiàn)新生界底界埋深為711.70m，二1煤埋深為1166.73m，煤厚7.30m。從時(shí)間剖面上的反映來(lái)看，這幾組波均反映較好，解釋認(rèn)為圖中T0、T2波分別為來(lái)自新生界底界面和二1煤層的反射波，這兩組反射波能量較強(qiáng)，連續(xù)性較好。

2.2工區(qū)II應(yīng)用效果及分析

（1）表、淺地震地質(zhì)條件

工區(qū)Ⅱ?yàn)楸倍改暇彽纳角熬弮A斜平原區(qū)，區(qū)內(nèi)村莊較多，雖地勢(shì)平坦，但表、淺層礫石很厚，部分地段1m以淺可見(jiàn)一層卵礫石，大部分地段3m以淺可見(jiàn)到兩層卵礫石，對(duì)激發(fā)成孔極為不利，而且從地表一直到新生界底700余米中有400多米的礫石層，激發(fā)條件很差，只能采用震源車開展工作。綜上所述，本區(qū)表、淺層地震地質(zhì)條件極差。

（2）野外工作方法及效果分析

前期預(yù)查階段，采用了2臺(tái)18噸震源車進(jìn)行生產(chǎn)，振動(dòng)臺(tái)次2×12、掃描長(zhǎng)度10s、掃描頻率15Hz～95Hz、驅(qū)動(dòng)電平70%。觀測(cè)系統(tǒng)為：點(diǎn)距20m，96道（36+60道）接收，炮距20m，48次疊加。

由于本區(qū)地表礫石層厚，導(dǎo)致淺、表層地震地質(zhì)條件差，激發(fā)能量被松散層吸收而變?nèi)?，本次取得的時(shí)間剖面上僅在0.55s～0.7s左右出現(xiàn)一組連續(xù)較好、能量較強(qiáng)的反射波（T0），經(jīng)鉆探驗(yàn)證為新生界底板反射，而目的層二1煤層反射界面顯示不清（見(jiàn)圖2），導(dǎo)致難以對(duì)比追蹤二1煤層反射界面，沒(méi)能達(dá)到預(yù)期目的，無(wú)法指導(dǎo)下一步鉆探工作。為了獲取連續(xù)的二1煤層反射波組，又開展了后續(xù)工作。

為在表、淺地震地質(zhì)條件較差的地區(qū)取得較好的原始資料，在該項(xiàng)目續(xù)作階段，通過(guò)野外多次試驗(yàn)，獲取了一套較為合理的工作參數(shù)，基本克服了表、淺地震地質(zhì)條件差的影響，獲取了較好的野外原始資料。

后期續(xù)作階段，采用3臺(tái)18噸的震源車進(jìn)行生產(chǎn)，加強(qiáng)了激發(fā)能量。采樣參數(shù)：振動(dòng)臺(tái)次3×12、掃描長(zhǎng)度12s、掃描頻率20Hz～92Hz、驅(qū)動(dòng)電平70%。觀測(cè)系統(tǒng)為：144道接收，中間激發(fā)，點(diǎn)距20m，72次覆蓋觀測(cè)系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)震源的加強(qiáng)和采集參數(shù)的改變，雖然激發(fā)能量被松散層吸收而變?nèi)?，但從時(shí)間剖面上可以看出，在0.55s～0.7s出現(xiàn)一組連續(xù)較好，能量較強(qiáng)的反射波（T0），經(jīng)鉆探驗(yàn)證為粘土與礫石互層，與成巖好的砂巖之分界，確定為新生界底板反射。在T0波之下出現(xiàn)有一組能量較強(qiáng)且連續(xù)較好的反射波組，其出現(xiàn)時(shí)間在0.7s～0.9s。其界面埋深與鉆孔ZK0001揭露的二1煤層埋深相當(dāng)，故將其確定為T2波組。（ZK0001孔鉆遇地層的埋深：新生界底界759.92m，二1煤層底界1076.14m，二1煤厚3.9m），達(dá)到勘探目的。

3.結(jié)論

表、淺部地震地質(zhì)條件的好壞對(duì)工區(qū)的地震勘探效果起到關(guān)鍵作用。表、淺部地震地質(zhì)條件好的地區(qū)，利于地震勘探的工作效率、激發(fā)及接收，從而得到較好的地震勘探效果；表、淺部地震地質(zhì)條件較差的地區(qū)，不僅施工困難，而且影響最終勘探成果，導(dǎo)致無(wú)法達(dá)到勘探目的；因此，在不同表、淺部地震地質(zhì)條件進(jìn)行地震勘探時(shí)，要進(jìn)行多次對(duì)比試驗(yàn)，選擇合適的工作參數(shù)和激發(fā)方式，可在表、淺部地震地震地質(zhì)條件較差的地區(qū)獲得能夠一定程度的勘探成果。

參考文獻(xiàn)：

[1]陸基孟.地震勘探原理[M].石油大學(xué)出版社，2009.

[2]陳相府.復(fù)雜地區(qū)煤田地震勘探效果分析[J].物探與化探，2007，31（s1）：102-104.

[3]徐成明，王云.地表復(fù)雜地區(qū)煤田地震勘探方法及效果[J].物探與化探，2001，25（6）：437-442.endprint