山区煤田地震勘探技术条件和仪器装备的限制

山区煤田地震勘探技术条件和仪器装备的限制

0地层及地层系统井土结构复杂，高山百岭和冲沟纵横分布。有许多陡峭的悬崖墙，表面植被和灌木生长。这种地貌主要受岩性及地质构造控制,沿煤系地层形成主要沟谷凹地。井田内地形呈北高南低,海拔高度在+1600m～+2100m之间,相对高差为200m～400m。井田内出露的地层系统,以上二迭系宣威组煤系和三迭系飞仙关组、永宁镇组及关岭组等地层为主,其次为煤系底盘的峨嵋山玄武岩组。浅表层岩性多样且间杂分布,主要的岩性有:土层,风化灰岩。1勘探中的困难分析井田内地表地质条件极为复杂,对地震资料的品质影响很大,分析起来主要有以下难点。1.1地表地表浅层,透平面质量低,影响了检波器的收(1)地形较为复杂,相对高差大,激发、接收组合难以展开,不利于干扰波的压制,造成资料的信噪比低。(2)地表出露的厚层灰岩区,检波器埋置工作非常困难,且与地表的耦合性差,严重影响检波器的接收效果。(3)地表出露的厚层灰岩区,打井工作非常困难,存在成孔效率低下,炸药难以下到设计深度。1.2地表高差大,静校正难度(1)由于为复合型地表,相邻激发点、接收点之间岩性变化大,造成炮与炮之间及同炮记录各道之间能量及频率差异大,增加了资料处理的难度(2)由于地表相对高差较大,静校正工作难度大。2解决方法2.1物理点检波点的施工(1)认真开展目标区域的地貌、地面地质调查、低降速带调查和资料的品质分布调查工作,合理布设试验点,以控制区域上的采集方法,同时给室内资料处理提供准确的静校正数据,消除复杂地表条件对叠加效果的影响。(2)在复杂地区,力争确保炮点、检波点置于设计的理论物理点。车载钻机无法到位地段,采用轻便山地钻打井,尽可能杜绝空炮和炮点偏移的现象。对于不能到位的点,采取恢复性放炮保证覆盖次数。(3)针对不同的地表条件,采用相应的施工方法,同时要认真埋置检波器,高检波器与大地的耦合性能,提高地震采集质量。(4)认真开展钻井工艺研究及设备改良。在黄土直接覆盖在基岩上的地段,如黄土较厚则采用手搬钻机成孔,打至基岩下2～3m;如黄土覆盖较薄则采用空压机进行成孔,先使用铁锹、镐等挖到坚硬岩石后再使用空压机成孔,尽量保证在岩石中激发。在基岩直接出露地表的地段,采用凿岩机、空压机等工具,在孔浅处采用组合井进行施工,避免了大药量引发干扰大的影响。(5)有条件砂闷加水闷最好,无条件时水闷加土闷,严禁干孔放炮。2.2采集参数2.2.1地震勘探的选择排列参数的选择主要取决于勘探目标和任务,因此,各个区域排列参数的选择,侧重点有所不同。(1)道距的选择。道距是排列参数中一个十分重要的参数。随着勘探目标精度的提高,使用小道距是煤田地震勘探的必然选择。决定合理道距的主要因素为:勘探目标体的大小,要保护的频带范围和地层倾角。(2)排列长度的选择。一般排列长度取决于勘探目标的深度、动校拉伸畸变、速度分析精度、反射系数、地层倾角等因素,对于一定的目的层可以用较为完善的方法求取。(3)观测系统的选择。合理地选用观测系统对于保证勘探目标体局部的有效覆盖次数,提高资料信噪比有一定的积极作用。由于山区资料的信噪比普遍较低,因此在三维观测系统的选择上,在保证inline方向上有足够覆盖次数的前提下,增加crossline方向的覆盖次数,在倾角较大的构造顶部可采用变观进行接收2.2.2检波器的选型根据工区干扰波特征的不同采用不同的组合形式,以保证在有效接收地震信号前提下最大限度压制干扰。(1)检波器选型。首先对各种型号检波器的频率特性进行研究,再从中选择与有效波频率响应相匹配的检波器。这样更能满足提高资料信噪比的要求。(2)检波器组合的选用。为了防止面波和折射波的干扰,检波器要组合使用。这样对改善资料信噪比意义十分重大。2.3野外地震资料采集(1)测量采用GPS,按照工程布置图精确地测定检波点和炮点的高程及大地坐标(或相对坐标),为资料处理及后续制图提供基础数据。见图1。(2)在山坡倾角缓的地段,按原设计严格施工;在山顶、陡坡角及悬崖绝壁地段,采用加密炮孔和变观采集。由于山峰和山谷相对高差很大,若在山顶激发,山坡、山下和山谷接收,由地震波沿射线传播及斯奈尔定律可知(见图1),势必有一大部分检波器因地表与空气之间的界面屏蔽产生强反射,很难接收到煤层反射波。对于这一地段,采用专用地震数据采集分析软件进行优化设计。见图2中的C,在半山腰激发,采集近炮点数据的同时,也能在山体两侧及山顶布设接收点采集数据,由测量组再次补测定点。一侧激发另一侧接收(见图2中图A、图B),然后互换,分别进行采集,保证CDP面元及覆盖次数均匀,炮检距及方位角的分布合理,以获得品质较好的资料。(3)在植被发育的松散层上挖坑将检波器插直埋紧;在基岩裸露地段,用石膏把检波器粘合上,这样保证了检波器和大地的最佳耦合,并且检波器的埋置必须保证在实测的检波点上,这样确保了野外地震采集的质量。(4)低、降速带调查,建立准确的地表结构为静校正提供可靠的资料,提高同相叠加效果。采用微测井和小折射2种方法。(5)现场处理,及时监控原始资料的初叠时间剖面,合理优化、调整采集参数。2.4外人工静校正到神经网络法和基准面校正在复杂地表如山地等地区,静校正和信噪比是影响地震资料品质的重要因素。特别是静校正,很多情况下由于它的存在而不能很好地实现叠加成像。静校正的处理方法很多,从最基本的野外人工静校正到神经网络法和波动方程基准面校正有50余种,每一种方法都有其本身的优点和应用条件。基准面静校正是解决好静校正问题的前提,长波长静校正应尽可能地再进一步校正,短波长静校正控制在1/2波形周期以内。由于现今处理手段的限制,消除长波长静校正的影响比较困难,应尽可能在野外数据采集中,减少其影响。方法是加大排列长度,加密测量间距,获取准确的地表测量数据。折射波静校正是目前消除长波长静校正的有利方法,但对野外采集要求:(1)单炮记录要有良好的折射初至;(2)准确提供精确的地表测量成果2.5采样率高,稳定性好山区地震勘探的地形复杂、山高谷深、悬崖绝壁多等特点,要求所用仪器要轻便灵活,采样率高,一致性、稳定性好,抗干扰能力强,易于翻山越岭。具有真24位A/D转换器,动态范围可达120dB。可以多道接收,遥控放炮。线与线之间可以相互跨接,有利于穿越山峰和环绕山谷