汾西巨厚黃土塬煤炭地震采集方法研究

摘 要:汾西黃土塬厚度大于100m，由于黃土塬三個特殊的界面存在導致多次波發育，能量下傳和反射困難，該區地震采集的困難主要是激發困難，接收復雜。本文通過改進激發條件和接收條件，獲得了信噪比較高的地震記錄。激發主要是采用堅持在高速或降速帶中激發，接收采用低頻20只檢波器接收，取得了信噪比較高的記錄。

關鍵詞:黃土塬 煤炭 地震勘探 采集 汾西

中圖分類號:P315文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)03(a)-0071-01

黃土塬地震勘探方法研究，已有40多年歷史。到1989年長慶油田與加拿大TEKMIC公司合作，在黃土塬山區布設了一條直測線(89-LL)并獲得了可靠的地震資料，首次實現了溝塬梁峁之間的地震觀測連接，從而使黃土覆蓋區的地震勘探工作打破了多年徘徊的局面，取得了實質性進展。1990年～1994年期間，江蘇煤田地質局物測隊在西山礦務局屯蘭煤礦進行黃土塬山區地震攻關，采用大溝測線、支溝測線，對頂溝測線、隔山炮測線等山溝放炮，獲得了預期效果，但不能將地震測線布設成直線閉合網。1998年～2000年，陜西省煤田地質局物探測量隊在渭北石炭二疊紀煤田韓城礦區喬子玄普查區進行了“黃土塬煤炭地震勘探技術方法研究”，獲得了高信噪比時間剖面，煤層反射波突出，這些多采用的是彎線采集技術。

1 汾西黃土塬區地震勘探的特點

汾西地區經過長期的風化、侵蝕、沖刷、切割，形成形態各異的塬、梁、峁、坡、溝谷等特別復雜的地形。黃土層厚度變化大，地形起伏劇烈，相對高差大，相對高差一般在200～600m之間，含水性差異大，潛水面變化大，所有這些給地震勘探帶來極大的困難。汾西巨厚黃土塬地區進行煤田地震勘探主要有以下幾個特點:巨厚的黃土層松散、干燥、速度低，對地震波的吸收衰減作用強烈，導致激發、接收條件均很差;易產生強烈干擾，主要有兩類，一是規則干擾，如面波、折射波等;二是隨機干擾，大部分是由震源激發所致;黃土厚度變化劇烈，地形起伏突變，導致表層調查極其困難，低降速層資料誤差較大;表層結構的復雜多變，原始記錄上中、深層反射波能量弱、信噪比低;地形復雜、溝壑縱橫，各種施工設備進入現場均需人工抬。因此勘探成本高、效率低等;黃土塬地形的劇烈起伏和黃土厚度的嚴重差異，造成表層靜校正資料獲取困難，因而精細的靜校正是黃土塬區地震勘探的難點和關鍵點;由于受地形條件的限制，在施工時采用嚴格鉆井井深設計的數據采集技術。通過對汾西黃土塬施工的效果分析，認為在堅持在高速、降速帶中激發的黃土塬數據采集是該區地震勘探施工的最佳選擇。一般情況下，在溝谷中及兩側加密炮點，在黃土塬上利用單深井激發使共反射面元內的覆蓋次數盡可能均勻。對于地形變化大坡陡地段炮點檢波點的回測是關鍵。

2 黃土塬地震采集方法

2.1 檢波器組合方法

一道內檢波器的組合的前提條件是高程一致和對準組合中心。當組合形式與地形高差產生矛盾時，服從高程一致的原則。黃土塬溝谷地帶檢波器的組合應依據不同的地形特點，采用不同的組合形式，不宜采用某一固定的組合:溝谷地形相對較平緩地段采用規則面積組合或線性組合;地形復雜地段采用非線性或不規則面積組合。采用多只串低頻檢波器接收有利于采集資料信噪比的提高。

2.2 排列長度的選擇

汾西黃土塬區溝谷地帶偏移距的選擇通過在試驗后得出結論:偏移距不能太小，一般選擇160～260米，有效波連續性好、有效道數多，能保證有效的疊加次數滿足要求。

2.3 黃土塬地震采集參數

黃土層厚度大于100m，無潛水。經過塬上試驗，認為經濟有效的工作方法為:采用7～13井線性組合激發，井深15～30m，藥量1kg～3kg/井，組內距5～10m，20個10Hz(9串2并)檢波器沿測線面積組合放置，內距2m，基距18m，高分辨數字地震儀120道接收，前放增益36dB，低切25Hz，記錄長度2s，采樣間隔1ms;道距10m，炮距20m，30次覆蓋。

2.4 采集效果

通過在汾西黃土塬區直線野外數據采集方法，在巨厚黃土塬區的塬上、坡地及溝谷地帶，根據不同地形地質條件選擇不同的激發和接收方式，提高采集地震記錄的質量，得到較好的時間剖面，見圖1所示。本次研究區地震資料在測區內圈出的含煤區和無煤區是否與實際地質情況相吻和，必須要有鉆探來驗證。依據地震解釋成果在圈出的含煤地段布置了兩個鉆孔，兩個孔分別見到了單層厚8m、7m的可采煤層。鉆探結果驗證了地震資料解釋的準確可靠。

3 結語

巨厚黃土層地區煤田地震資料采集是一項系統工程，應對激發與接收因素系統地研究，僅改善其中某一或某些方面難以取得理想的效果。本文探討了從激發接受等多方面的改進獲得了信噪比較高的地震成果。必要的經濟投入是黃土塬地震采集質量提高的保障，一般為山區勘探的4-8倍。以上是作者在汾西地區開展煤炭地震勘探的經驗總結。同時，巨厚黃土塬區地震勘探技術目前仍有諸多難點，尚在攻關和探索階段。