极复杂山区三维地震数据采集技术

极复杂山区三维地震数据采集技术

0复杂山区地震勘探条件云、贵、川是中国重要的煤炭、石油（气）、黄岩气等沉积能源矿床。地震勘探方法是沉积矿产勘查最有效的方法之一。近年来，云、贵、川地区山区三维地震勘探不断取得进展。但在复杂山区地震勘探特别是三维地震勘探效果欠佳，如何获取极复杂地区良好的原始数据和如何做好极复杂地区的资料处理工作一直是地震勘探工作者努力的目标。地震勘探条件的复杂化，包括地表条件复杂化和地下地质条件复杂化。前者主要指山地陡坡、河流湖泊、戈壁沙漠、村庄建筑等单一因素或多种因素的组合。后者主要指断层破碎、地层大倾角、岩浆侵入等单一因素或多种因素的组合。下面以贵州省六盘水市某井田三维地震勘探项目为例，介绍在极复杂地表条件下，在数据采集、资料处理2方面所做的研究和取得的效果。1项目介绍1.1地质构造及煤层赋存控制程度井田位于贵州省六盘水市水城县南部，地形叠宕起伏，切割强烈，属于构造侵蚀而成的低中山至高中山地貌。区内仅进行过地质钻探工作，地质构造及煤层赋存控制程度相对较低，为查明勘探区内的地质构造、煤层底板等高线及厚度变化等情况，矿方决定进行三维地震工作。控制面积2.91km1.2该层区内地层有二叠系上统峨眉山玄武岩组（P1.3地震波场特征表层特征区内由三大陡坡和四大台地及悬崖构成。陡坡倾角45°～80°，台地相对高差200～400m，总相对高差960m（见图1）。浅层特征三叠系基岩和第四系是本次野外施工涉及的主要地面地质层位。浅表层岩性多样且间杂分布，主要的岩性有：第四系坡残积土层，激发条件较差；风化泥岩、泥灰岩，成孔效率慢同时不易下药。区内表层地震地质条件恶劣，给测线施测、成孔、地震波的激发与接收、资料处理的静校正工作都带来极大的困难。深层特征煤系地层保留较厚，煤层多，煤层平均厚度大部分在1～2.3m，煤层与其顶底板物性差异很大，可形成能量较强的反射波。但煤层间距小，地震剖面上反应的不是单一煤层的反射，为各煤层的复合反射波。本区的深层地震地质条件良好。2技术概念、方法和影响2.1野外数据采集测区南部在第一台地和第二台地之间存在一个L形陡坡，宽度250～450m，面积约0.78km通过现场踏勘和多次研讨，项目组决定沿2个方向布设测线，减少陡坡带不能布设炮点的宽度，通过地震观测系统设计软件模拟设计后的覆盖次数及地震数据采集情况，通过多方向变观的方法取全了野外原始数据。2.2多重测点标志物布设勘探区内地表高差变化大，资料处理时，静校正问题突出。因此，野外施工中，要求各炮点、检波点位置和高差数据准确可靠。前期测量、地震成孔与后期的爆破施工环节一般有几天到十几天的时间差。为保证在这一时间段内测点位置标志保留完好，测量过程中在各炮点和检波点布设多重测点标志物：(1)在木签上有测点桩号，是炮点及检波点的准确地标数据；(2)在桩号位置洒白灰，作为地面附着物能长时间保留；(3)在桩号附近的树木、荒草上拴布条，炮点用红布条标识，检波点用黄布条标识，为放炮、放线人员做引导，提高了工作效率。2.3地震成岩技术在地震勘探中的技术方面成效针对如何减少丢炮，提高覆盖次数和保持资料连续性做了几项工作：首先，在工程布置阶段，在卫星地图上进行炮点位置的设计，将村庄、悬崖等明显的障碍物避开，提前做好变观设计，基本消除了室内设计与工地地表环境脱节的弊端。在提高资料完整性和品质，提升生产组织效率与安全性、降低地震勘探成本方面成效显著。其次，组织施工人员现场探勘，利用奥维地图的定位功能，到实地考察每个设计炮点的地形情况。将坟地、水井、水窖、水源地附近的不能施工的炮点变观到就近的能施工的炮点处。变观后的炮点反馈给设计人员，重新设计炮点后交给成孔施工人员，并由测量技术人员补测，以保证变观炮的坐标及高差数据的准确性。2.4壁和高陡角斜坡由于陡坡地带难以成孔，为增加近炮道以提高陡坡带的覆盖次数，该条带内检波器的铺设尤为重要。主要是解决悬崖峭壁和高陡角斜坡的安全问题：(1)提高人的安全意识：加强安全管理，落实安全生产责任制，开展岗前培训，增强全员安全意识；(2)提高安全装备水平：配备必要的安全防护用具，如安全帽、安全绳、急救包、登山鞋、登山杖等用具。检波器铺设人员采用打桩后系保险绳的方式，布设陡坡及悬崖处的检波器，减少空道数量，保证了地震资料的完整性。2.5覆盖次数地质任务原始数据以上措施较常规三维增加了工程量，获取了高质量、完整的原始数据，达到了地质任务要求的覆盖次数。从陡坡处的地震资料来看，反射波连续性较好（见图2），说明野外技术措施得当，效果良好。3数据处理技术措施3.1区域化静校正技术在多炮点的应用本区的三维原始资料总体质量较好，初至波较清晰。但区内高差巨大，并存在多个200～300m的断崖式台阶，因此本次地震勘探资料处理主要是解决好静校正问题。针对本区资料的特点，重点进行了静校正工作：首先，进行了初至波折射静校正和层析静校正的方法对比。应用Seismicstudio层析反演静校正之后，单炮记录的初至波呈线性变化，反射波同相轴可识别，且时距关系呈双曲线，效果较好（见图3）。其次，又进一步选择了2种层析反演静校正技术（见图4）进行比较：(1)Seismicstudio处理系统的层析静校正方法；(2）基于层析反演的近地表建模和校正系统（Tomodel）。通过效果对比最终采用近地表建模和校正系统（ToModel）静校正技术。3.2反射波的特征基于层析反演的近地表建模和校正系统（ToModel）处理剖面，反射波连续性好，波形特征明显，可追踪性增强（见图5）。在此基础上，通过有针对性的速度分析和分频迭代剩余静校正技术，提高静校正的精度，避免因静校正问题对构造形态带来影响，最终取得了较好处理成果。4高陡倾角地区的地震勘探意义(1）针对山高坡陡的山区地形特点，通过优化设计、精心组织施工、资料的精细处理等手段，取得了良好的地震基础资料与成果。(2）对于地形如此复杂的地区，高陡倾角的地震成像原理和资料处理依然需要不断探索。(3）本文相比于以往云贵山区其他进行过地震施工的项目具有更大的高差，在施工与资料处理中具有更大的难度