三維地震勘探技術在深部礦產預測中的應用研究

張全紅

（甘肅煤田地質局綜合普查隊，甘肅 天水 741000）

2018年6月28 日，“十二五”863計劃資源環境技術領域重大項目“深部礦產資源勘探技術”在北京通過驗收，標志著我國深部（2000米）礦產勘查技術體系全面形成，解決了傳統勘探技術存在的預測準確性較低的不足，本文以三維地震勘探技術為例，提出了三維地震勘探技術在深部礦產預測中的應用研究。野外資料的采集是三維地震勘探的基礎，只有得到高信噪比、高分辨率、高保真度的原始資料，才能保證地質任務的完成。確定勘探區的最佳激發因素、接收因素、為生產提供合理的技術參數。為保證本文提出的深部礦產預測有效性，模擬不同深度存在不同礦床，進行仿真試驗，與傳統礦產預測方法進行對比，試驗結果表明，提出的深部礦產預測應用具有較高的有效性。

1 三維地震勘探技術深部礦產預測準備

三維地震勘探技術深部礦產預測準備處理主要包括塬上試驗分析以及半坡試驗分析兩部分。在塬上試驗分析過程中，固定井組合，固定井間距，固定藥量的情況下，隨著井深的增加，有效反射波同相軸越清晰，連續性越好[1]。通過克朗軟件對以單炮據進行能量和信噪比分析在主頻為30Hz～70Hz。單炮記錄信噪比均較高，有效反射波發育在900ms左右，同向軸連續性均較好。在黃土層較厚區，井深至12m左右，可以滿足施工需求，能夠較好的完成各項地質任務。

單井藥量為2kg和3kg的原始單炮記錄信噪比均較高，有效反射波發育在900ms左右，同向軸連續性均較好，遠道干擾均得到有效壓制，無明顯差異。通過克朗軟件對以單炮據進行能量和信噪比分析，對目的層頻譜掃描分析得出主頻為30Hz～70Hz。井間距為3m的單炮，激發能量，信噪比較強，能夠對干擾波進行有效的壓制[2]。在黃土層較厚區，井間距為3m時，激發效果較好。

半坡試驗分析過程中，固定井組合，固定井間距，固定藥量2kg，隨著井深的增加，有效反射波同相軸越清晰，連續性越好。通過克朗軟件對單炮據進行能量和信噪比分析，對目的層頻譜掃描分析得出主頻為30Hz～70Hz。井深在10m以深的單炮，激發能量、信噪均比較強，無明顯差異。在黃土層較薄區，井深10m左右，可以滿足施工需求，能夠較好的完成各項地質任務。一般認為在基巖區，5井組合，井間距3m，藥量1kg，井深打穿黃土等松散覆蓋層至堅硬巖層，激發效果最好，能夠較好的完成各項地質任務。

2 三維地震勘探技術深部礦產預測的實現

三維地震勘探技術深部礦產預測實現過程是基于三維地震勘探技術深部礦產預測準備處理，依托檢波器選擇、干擾波調查、低速帶調查實現的。

圖1 面波示意圖

干擾波調查是勘探區存在的干擾波，主要有面波、其它隨機干擾兩種類型：

面波的發育（圖1，均有由近道至遠道的帚狀低頻干擾）與表淺層疏松砂土形成的低速帶有關。分析單炮記錄可知，隨著激發井深的增大，面波能夠得到一定程度壓制，對提高信噪比有利，但效果不夠理想。面波與有效波在F～K域差異性明顯，資料處理中可以有效濾除。

其它隨機干擾，來源于地面行駛的車輛、行人、羊群等造成的隨機干擾（圖1右上角）。放炮時應做好警戒、把握時機。另外，各勘探線正在施工的鉆機，成為主要干擾。地震施工時必須做好協調，待柴油機熄火停鉆后方可放炮。

通過干擾波調查，了解其類型，分析其成因，以便采取相應措施予以壓制，確保突出有效波。

低速帶調查，采用428XL數字地震儀，采樣間隔1ms，記錄長度2s，接收道數26道，記錄格式SEG—D，采用相遇時距曲線觀測法，110m對稱不等距觀測系統，最小炮檢距1米，排列兩端炸藥震源各放一炮。

低速帶調查點在勘查區內均勻分布，可以了解整個勘探區內低、降速層的速度。采用不等道距、多道數接收的相遇時距曲線折射法觀測，排列長110m，26道接收對于小折射資料，將得到的初至數據整理成Microsoftexcel數據表格，便于運算、繪圖及分析，從而做出定量解釋。實現三維地質勘探技術深部礦產預測。

3 試驗驗證

為了保證提出的三維地質勘探技術在深部礦產預測應用的準確性，進行試驗驗證，采用傳統勘探技術作為試驗驗證對比對象，利用仿真試驗的方式，進行對比試驗。

試驗過程中，模擬2000m、3000m、4000m、5000m深度，存在輝銅礦、閃鋅礦、鋁土礦、菱鎂礦。為了模擬試驗方便，四種礦產結構面完全相通同，其礦產結構面積皆為復雜結構，模擬礦產儲量完全相同，分別為4589.1萬噸、3257.4萬噸、2248.9萬噸、1958.4萬噸。利用傳統探測技術，以及提出的三維地震勘探技術，分別對模擬位置進行勘探，得出勘探結論，將對輝銅礦、閃鋅礦、鋁土礦、菱鎂礦勘出結果進行平均值求解，得出試驗，結果對比表，如表1所示：

表1 實驗結果對比表

經計算得出，傳統勘測技術礦產預測有效率為88.91%，提出的三維勘測技術礦產預測準確率為98.94%，得出應用三維勘測技術在深部礦產預測中較傳統勘測技術預測準確率提高10.03%。適用于深部礦產的預測。

4 總結

本文提出了三維地震勘探技術在深部礦產預測中的應用研究，基于深部礦產預測準備處理，以及參數的選擇，實現了本文提出的深部礦產預測應用，試驗數據表明，提出的深部礦產預測應用具有較高的有效性，希望本文的研究能夠為深部礦產預測技術提供理論基礎。