淺層區(qū)地震勘探資料采集方法

王如斌

摘 要：地震勘探和相關(guān)數(shù)據(jù)的收集對(duì)我國(guó)地質(zhì)工作的一些要求是非常重要的。尤其是淺層地震勘探和數(shù)據(jù)收集工作，經(jīng)常因地形的不同而對(duì)勘探工作產(chǎn)生影響，致使勘探過(guò)程困難重重。為能順利收集到科學(xué)合理的相關(guān)數(shù)據(jù)，勘探工作人員應(yīng)該利用更加適合的設(shè)備來(lái)完成對(duì)相關(guān)地理環(huán)境的勘探，不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)方案，達(dá)到地震勘探工作的需求。確保數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)的健全性，提高數(shù)據(jù)收集的準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：淺層地震勘探；采集方法；資料采集

一、收集數(shù)據(jù)設(shè)備的準(zhǔn)備和觀察系統(tǒng)應(yīng)用

（一）淺層地震勘探的基本特點(diǎn)

對(duì)土地進(jìn)行物理探查時(shí)，使用地震勘探是一種簡(jiǎn)單易行的方法，只要激發(fā)彈性波，觀察并收集彈性波的傳播路徑的相關(guān)數(shù)據(jù)。在傳播過(guò)程中，彈性波穿過(guò)地層介質(zhì)，產(chǎn)生一系列折射，反射和投射條件，然后使用專(zhuān)業(yè)儀器對(duì)振蕩數(shù)據(jù)收集，獲取相關(guān)地質(zhì)的界元、地質(zhì)狀態(tài)及其他一些資料。通過(guò)應(yīng)用該方法，可以分析巖石或沉積物的性質(zhì)。這種地震勘探方法在非金屬礦物，沉積能源礦物等的采集中更為普及。本文通過(guò)對(duì)復(fù)雜地區(qū)煤田地震勘探的參考，探討了淺屋區(qū)地震勘探采集技術(shù)。

在實(shí)踐中，地震勘探工作需要選擇合適的儀器。不同的勘探目標(biāo)需要使用相關(guān)的采集工具，以確保這些儀器的良好性能。對(duì)淺層地區(qū)進(jìn)行地震勘探時(shí)要就應(yīng)用中小型數(shù)據(jù)收集儀器來(lái)保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。對(duì)淺層地區(qū)進(jìn)行地震勘探數(shù)據(jù)收集時(shí)，收集方法主要有兩種，分布式采集數(shù)字傳輸模式和集中式模擬傳輸模式。這兩種模式具有不同的工作優(yōu)先級(jí)，其性能參數(shù)也不同[1]。

現(xiàn)階段中國(guó)淺層區(qū)地震勘探系統(tǒng)還有待提高，地震勘探的核心技術(shù)略顯不足，國(guó)產(chǎn)的先進(jìn)儀器也不足以支持大量的使用需求，在實(shí)踐中通常使用先進(jìn)的外國(guó)儀器。工作過(guò)程中，也可以應(yīng)用國(guó)內(nèi)便攜式分布式采集系統(tǒng)。系統(tǒng)輸入的噪聲相對(duì)較小，采樣率較高，在施工環(huán)境中具有良好的適用性。

（二）淺層地震勘探的基本操作方法

要實(shí)現(xiàn)地質(zhì)勘探的工作正常運(yùn)行，則應(yīng)該在淺層區(qū)進(jìn)行地震勘探和數(shù)據(jù)收集。在二位地震觀測(cè)的應(yīng)用中，多覆蓋觀測(cè)系統(tǒng)更為常見(jiàn)。在工程實(shí)踐中，如果勘探深度相對(duì)較大且儀器路徑較多，則必須使用端點(diǎn)放炮。如果探測(cè)深度相對(duì)較淺，為了有效地改善淺層覆蓋，有必要進(jìn)行中間放炮的操作。進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)，為確保中間放炮監(jiān)測(cè)程序?qū)Ω鱾€(gè)工作模式的協(xié)助，在對(duì)設(shè)備的具體選擇時(shí)要做好對(duì)地下地層的相關(guān)調(diào)查。針對(duì)地層的地形結(jié)構(gòu)及要探測(cè)的地勢(shì)深淺做出合理的選擇，使每一項(xiàng)勘探的效率達(dá)到最高，既能輕易記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，又不至于耗費(fèi)太大的人力物力。

（三）淺層地震勘探的基本操作要點(diǎn)

對(duì)三維地震觀測(cè)系統(tǒng)實(shí)行相關(guān)的調(diào)整可以充分提升淺層地震勘探的效率。現(xiàn)階段地震勘探觀測(cè)模式分為兩種線束三維觀測(cè)系統(tǒng)和常規(guī)線性三維觀測(cè)系統(tǒng)。在難以施工的地區(qū)，需要使用寬線觀測(cè)系統(tǒng)來(lái)滿(mǎn)足日常觀測(cè)工作的要求。進(jìn)行三維地震觀測(cè)時(shí)，針對(duì)施工困難的區(qū)域，需使用寬線觀測(cè)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行勘探。這需要詳細(xì)的3D地震勘探，有效選擇系

統(tǒng)參數(shù)和優(yōu)化覆蓋時(shí)間。在簡(jiǎn)單的區(qū)域構(gòu)造中，覆蓋的數(shù)量較少。對(duì)面元大小的分析表明，針對(duì)勘探的目標(biāo)狀態(tài)進(jìn)行特定選擇[2]。

對(duì)于特殊探索目標(biāo)，容器尺寸要求是確保目標(biāo)范圍內(nèi)至少2到3個(gè)疊加軌道，并且切片上要有4到9個(gè)軌道。為防止空間假頻，1個(gè)周期內(nèi)應(yīng)至少有2個(gè)采樣點(diǎn)，1個(gè)波長(zhǎng)至少應(yīng)有2個(gè)采樣點(diǎn)；炮檢距及其分布：最小炮檢距設(shè)計(jì)為最淺層的1-1.2倍。

對(duì)于大炮的偏移有許多設(shè)計(jì)考慮因素：偏移孔徑；覆蓋次數(shù)斜坡帶：一般的經(jīng)驗(yàn)法則是，在水平分層媒體的情況下，覆蓋帶斜率帶約為目標(biāo)深度的20%；記錄長(zhǎng)度：需要能夠記錄最深的必要測(cè)量范圍的衍射。

對(duì)淺層地區(qū)應(yīng)用三維地震勘探工作時(shí)，為了方便整體工程的需求，有必要做好淺層地區(qū)的數(shù)據(jù)采集和設(shè)計(jì)工作。做好淺層區(qū)域的測(cè)量和探索，協(xié)調(diào)測(cè)量環(huán)節(jié)和設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，確保后續(xù)施工的良好發(fā)展。在施工過(guò)程中，有必要根據(jù)表面的變化特征優(yōu)化和選擇施工方案，并確保CMP板中不同偏移的均勻分布。對(duì)地表地質(zhì)進(jìn)行勘探時(shí)，有必要不斷改進(jìn)有關(guān)工作環(huán)境的三維采集施工方案，并繪制工作區(qū)域內(nèi)的地表形勢(shì)。優(yōu)化觀測(cè)系統(tǒng)，避免施工障礙，實(shí)施相關(guān)施工工作。

（四）淺層地震勘探對(duì)有障礙區(qū)域的應(yīng)用方法

在淺層地震勘探過(guò)程中，有必要對(duì)障礙區(qū)域的放炮和接收點(diǎn)進(jìn)行定位工作，優(yōu)化炮點(diǎn)和接收點(diǎn)的工作計(jì)劃。分段線性擬合方法的應(yīng)用確保了每個(gè)控制點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)第一次曲線的建立，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)則需要加強(qiáng)多方位交匯方的使用，做好鏡頭和接收點(diǎn)位置的計(jì)算和校正，確保記錄好的工作數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)其定位精度的提升[3]。

二、優(yōu)化近地表結(jié)構(gòu)調(diào)查計(jì)劃和質(zhì)量評(píng)估計(jì)劃

（一）對(duì)簡(jiǎn)單淺層地表結(jié)構(gòu)的勘探

要達(dá)到地震勘探和數(shù)據(jù)收集的需求，有必要改進(jìn)地表結(jié)構(gòu)調(diào)查的方法，同時(shí)改進(jìn)井觀測(cè)的方法，以保證微震測(cè)井方案的改進(jìn)，確定速度界面，并確保每層的層速度。在鉆井過(guò)程中，有必要找出內(nèi)部巖性的變化并確定潛水表面的確切位置。

對(duì)低速帶進(jìn)行研究時(shí)，通常使用的方法是小折射法，減小了低隆速帶的速度和厚度。這種小折射法具有非常合適的施工速度，整體施工成本相對(duì)合理，具有良好的施工靈活性，但是此方法也有其弊端，在地勢(shì)較復(fù)雜或地下情況比較多樣的地區(qū)通常作用不大，其只適合于進(jìn)行平坦地表的施工。

在地震勘探過(guò)程中，雷達(dá)探測(cè)方法是一種重要的應(yīng)用方法，可以有效地測(cè)量低速減速帶。這需要根據(jù)實(shí)際地形和工作條件分析收集點(diǎn)的密度、速度等，該方法也有一定的應(yīng)用限制。為了做好復(fù)雜地區(qū)的地震勘探工作，有必要優(yōu)化采集數(shù)據(jù)，評(píng)估評(píng)估計(jì)劃，做好采集數(shù)據(jù)的采集和評(píng)價(jià)工作，調(diào)節(jié)好現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)收集的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自檢、現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量的監(jiān)測(cè)、收集數(shù)據(jù)評(píng)估環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)[4]。收集設(shè)備的自檢部分主要用于設(shè)備的性能測(cè)試。在現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量監(jiān)控應(yīng)用中，需要使用現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量監(jiān)控和處理系統(tǒng)，以確保有效處理現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)信息。在數(shù)據(jù)評(píng)估過(guò)程中，有必要為不同的勘探環(huán)境選擇相關(guān)的地震勘探技術(shù)。

（二）對(duì)簡(jiǎn)單淺層地表結(jié)構(gòu)的勘探

在復(fù)雜地區(qū)的淺層地震勘探中，地表地震條件復(fù)雜，地下構(gòu)造特點(diǎn)多樣。其巖層變化較大，不利于現(xiàn)場(chǎng)施工和數(shù)據(jù)的處理。為了滿(mǎn)足實(shí)際工作的要求，有必要對(duì)地震勘探工作系統(tǒng)的進(jìn)行探測(cè)，及時(shí)收集相關(guān)的詳細(xì)反饋信息，并對(duì)波長(zhǎng)條件和有效波浪狀況進(jìn)行三維制作，通過(guò)立體的形勢(shì)將復(fù)雜的地下結(jié)構(gòu)清晰的呈現(xiàn)給工作人員，以方便工作人員對(duì)后期有關(guān)工程的開(kāi)展。地震勘探計(jì)劃的優(yōu)化要滿(mǎn)足當(dāng)前三維地震勘探工作的要求，通過(guò)改進(jìn)觀測(cè)方法系統(tǒng)提高工作應(yīng)用效率。

三、結(jié)束語(yǔ)

在淺層地震勘探和采集工作中，有必要優(yōu)化三維地震勘探計(jì)劃，需要針對(duì)不同的施工條件優(yōu)化相關(guān)的施工策略。通過(guò)施工前期對(duì)地型地勢(shì)的基本了解來(lái)選擇恰當(dāng)?shù)牡卣鹂碧椒椒ǎ_保每種方法都能得到最佳的效果。在提高淺層地區(qū)工作效率的同時(shí)加大對(duì)地震勘探的工作的利用與研發(fā)，提升整體工作技術(shù)水平的同時(shí)滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)工作的需求。

參考文獻(xiàn)

[1]朱明明. 淺層區(qū)地震勘探資料采集方法[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（19）：136-136.

[2]李海軍，周?chē)?yán). 淺層地震勘探數(shù)據(jù)采集技術(shù)研究[J]. 儀表技術(shù)，2016（9）：20-23.

[3]李海軍. 淺層遙控地震勘探數(shù)據(jù)采集及傳輸技術(shù)研究[D]. 南京理工大學(xué)，2016.

[4]郭建敏，李鵬. 復(fù)雜山地煤礦采區(qū)三維地震勘探采集方法研究[J]. 工程地球物理學(xué)報(bào)，2017，14（3）：326-332.

（作者單位：大慶油田鉆探工程公司地球物理勘探一公司2283地震隊(duì)）