復雜山地微測井方法研究

摘要：近年來隨著西南部、西部勘探工作的重大突破，在山地等復雜地區的勘探前景日益引起了人們的重視。但是，由于山地地震地質條件復雜，勘探施工難度大。要想搞清地下地震地質特征，必須首先搞清表層結構特征，針對復雜地區地表特點，地形起伏劇烈，巖性多變，本文闡述了在復雜山地的表層結構調查方法，確保了山地表層結構調查資料采集的高質量。

關鍵詞：復雜山地；表層結構；微測井

中圖分類號：P631 文獻標識碼：A

前言

山地表層結構復雜多變，表層結構造成的淺層折射、反射、多次反射和深部的復雜構造所產生的各種異常波，在記錄上成了強大的干擾背景，這些干擾背景比深層有效反射能量要大得多。另外，當山地地表存在不均勻的凹凸不平的風化剝蝕面、裂隙額和溶洞時，地震波在入射或投射這種復雜界面時，除能量的散射、吸收和衰減都很強外，反射波的傳播路徑還發生畸變，即使在深層反射界面沒有錯斷和扭曲的地方，由于淺層界面的影響，也會造成深層反射同相軸變得異常復雜和破碎，難以辨認，信噪比降低。因此，加強表層結構的調查與研究非常重要。為了獲得準確的表層結構調查資料，做好復雜山地地震勘探激發井深的設計和靜校正工作，探討微測井及其方法的施工難點與對策是很有必要的。

1問題與難點

CDN二維地震勘探工區地表為山地，巖性多變，地形起伏較大，相對高差最大達800余米。構造軸部地質傾角變化較大，局部地區出現倒轉現象，地表表層為第四系覆蓋0-3m，出露地層主要為侏羅系的泥巖、砂巖及三疊系灰巖。侏羅系泥巖、砂巖巖層含水性好，激發、接收條件相對較好，但植被茂密；三疊系灰巖含水性差，激發條件差，且多裸露區，浮土與基巖的藕合性差。地表條件的復雜、山高缺水以及交通不變等因素，影響到傳統表層結構施工方法的施工效率和資料采集質量，使得表層資料的采集相當困難，局部地區表層太薄，很多情況下表層結構資料失真，難以在工區中建立準確的表層結構模型，計算和確定靜校正量。

2主要措施

基于以上原因，在工區內采用微測井控制點密度1個控制點/2km，在近地表結構變化劇烈的區域，增加微測井點的密度；為找到適合山地采集的方法，對井中微測井、地面微測井和雙井微測井三種方法進行了對比。井中微測井采用井中雷管激發地表檢波器呈十字排列方式；地面微測井中地表震源采用了雷管和重錘兩種激發方式，檢波器采用了彈簧壓緊、下套管充氣和結辮三種方式。

在井中雷管激發中在有水情況下所得資料初至起跳干脆，解釋成果與野外信息吻合；在無水的地方出現了初至突變、時間不準等問題。但是在山地大多數地方供水困難，交通不便；使得井中微測井方法施工成本過高，在山地不適宜推廣使用。

在地表重錘激發過程中，鐵板的面積較大，在著地時能量不太集中，而且由于CDN地區地表條件復雜，鐵板與地表無法做到很好的藕合；因此重錘激發情況下所得資料均出現了初至起跳混亂，拾取困難，基本上無法得到正確的解釋成果。地表雷管激發檢波器采用結辮方式中由于檢波器無法貼近井壁，不能與介質緊密藕合，所得資料也產生了初至起跳混亂，數據不太準確，解釋成果均不理想，可見普通結辮方式也不適合山地的資料采集。地表雷管激發檢波器采用普通彈簧壓

緊方式中由于檢波器雖然貼近井壁但是與介質藕合性較差，所得資料嚴重失真，解釋成果與野外信息不吻合。地表雷管激發檢波器采用下套管充氣方式中由于檢波器與介質耦合性較好，雷管激發瞬間爆發力較強，能量集中，使所得資料初至起跳比較干脆，解釋成果與野外鉆井信息吻合（如圖1、圖2所示）。雙井微測井：井中雷管激發在有水的地方所得資料初至起跳干脆，解釋成果與野外信息吻合；但是在沒有水的地方井中激發，所得資料初至有干擾，解釋成果與野外信息不吻合。根據對CDN地區各種微測井施工方法的對比，以地表雷管激發井下檢波器下套管充氣方式接收最適宜在山地施工，因此本次在CDN地區表層結構資料采集采用地表雷管激發井下檢波器下套管充氣方式接收。3資料解釋對于微測井的解釋首先選取接收時所有的正常工作道，拾取每一深度的初至時間，把投射波的初至時間轉化為垂直時間的t0時間，在根據其分布規律得到近地表結構。由于CDN地區為山地，地形起伏多變，所得的初至時間是從井中深度到離井口一個特定距離的時間，井口的地表高程與激發點的高程有差異，因此需要對初至時間進行高程變化校正和炮井距校正來模擬初至時間。微測井的垂直時間和實測時間之間的關系可用公式表示為 t0i=tiHi/[(Hi+△E)2+d2]1/2式中：t0i=i點的垂直時間；ti=i點的實測微測井時間；Hi=接收點i的深度；△E=激發點高程和井口高程之差；d=炮井距。圖3地表校正示意圖（A為井口，B為激發點，C為檢波點）將轉換校正后的垂直時間和對應的深度繪在時間-深度坐標系內，當不同深度的t0時點位同一速度層內時，點的分布為一直線，不同速度層對應的直線斜率不同。根據其分布規律，劃分出各層的位置，每一層用最小二乘法擬合直線，直線的斜率的倒數為介質的層速度，兩直線的交點為介質的分界面(如圖4所示)。但一組數據通常可以得到幾種不同的解釋成果，而且在山地不是所有地質上的變化都產生速度的變化，在同一個地質單元中速度也可以發生變化。由于巖性與速度之間沒有必然的關系，常有深度誤差產生，因此在微測井的解釋過程中，要經常對測線上相鄰的微測井點位的深度和速度或者其它信息來源的深度和速度進行分析。 結束語復雜山地表層結構的調查和研究是非常重要的。是復雜山地地震勘探激發井深的設計和靜校正工作的基礎，復雜山地表層結構的調查方法還有小折射、工程地震（小反射）、地質雷達、高密度電法等。另外還有在陡峭山地的陡峭壁下露頭微測井、深井微測井、施工炮井進行的微測井和大炮初至法等。在今后的工作中，把重點放在地表重錘激發的研究上，地表重錘激發是經濟、安全、環保的好方法。參考文獻[1]閻世信.山地地球物理勘探技術[M].北京：石油工業出版社，2006．[2]崔樹果，劉懷山，魏繼東.山地地震勘探采集方法研究[J].西北地質，2004，37(4)：71~78．[3]Mike Cox.反射地震勘探靜校正技術[M]．北京：石油工業出版社，2004，125~140．