复杂山地环境下的三维地震勘探方法研究

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【摘要】山地的地表环境通常较为复杂，应用三维地震勘探技术，能够较为精确的反应其地质数据。文中就三维地震勘探技术在山地环境下的采集方法进行分析研究，从而制定出较为完备的山地三维地震勘探方法，完成复杂地形下的地质数据的采集工作。

【关键词】山地环境 三维地震 技术研究

1 前言

由于技术原因，在过去很长的一段时间里，采用地震方法进行油田勘探一直无法在地形较为复杂的山地环境下开展，因此山地环境下探采工作的进展也受到一定的阻碍。近几年，平原地区的油田资源在遭受到过度的开采后，于目前可继续开采的油田资源面积越来越小，因此山地复杂地区的油田探采工作又重新被纳入油田开发的考虑范围中。其中，西南地区的油田开采技术已从二维地震勘探技术突破至三维，并且获得的很好的勘探效果。

2 山地地震勘探数据采集的特性

复杂山地环境下的地表类型一般可分为以下的种类：

（1）岩石较多的地形环境；（2）黄土覆盖较多的地形环境；（3）黄土和砂砾的混合、砂岩与砾岩的混合、胶结的河床和山前的破碎地带。

由于砂砾和黄土的地表覆盖厚度不一，山地环境下的表层结构都比较复杂，被覆盖的下地表地层性质也复杂多变，因此在进行地震勘探过程中施工难度非常大，难以采用常规勘探技术进行数据采集工作[1]。

2.1 山地地区的干扰波

山地地区的干扰波一般有：声波、折射波、面波和侧面波等几种类型，对于这些干扰波，一般采用潜水面以下闷井激发的手段进行预防或减弱，主要是在降速效果较低的地层中进行激发，并采取偏移距离较大的激发方式，这样获取的数据会比较准确。

2.2 山地地区的激发方式

根据山地环境下不同的地质表面结构，空气液压冲钻和山地钻是常用的钻井手段，还可以用人工钻井和凿眼机来进行[2]。在黄土覆盖的区域中，钻井到潜水面的地下时，较强能量的反射波就不能被激发出；在岩石的地区通过风化地层钻井到原生基层内的1米后，由坚固系数来牵制岩石的激发结果。如果将炸药直径调成和岩层介质一样的钻井直径，使其较好的贴合，就能将较强的地震波激发出来，所以应尽量使炸药形状与岩层介质孔径达到最佳的契合度。采用扁状和点状的炸药震源来引爆，会比柱状的更加合适。

2.3 山地地区的接收方式

山地地区的地质环境都是复杂多变的，因此检波器的精确安置和测线的实际部署通常会面临很多困难，检测出的反射波其相应频率宽度也不一致。面对这种复杂情况，经常采用谐振频率相对高的检波器来接收反射波，其中块状矩阵检测系统，是三维地震勘探技术在高差变化较大的山地中进行反射波接收的一项技术，而管束状规则检测系统则是用来接收高差变化不大的山地反射波[3]。

3 采集方法设计及采集参数选定

（1）观测系统的设计。山地环境下的地质地貌较为复杂，在对野外观测系统进行相应的数据采集设计时，一些地质条件相对特殊的地段可以采取一些特殊施工方式来进行，比如蜘蛛网型观测方法、“L”型观测方法等。采用这些观测手段进行数据的采集工作，其设计是依据激发效果以及反射波接收情况来开展的，如此一来，我们不仅可以很清楚的对检波点和炮点做实时观测，还能根据反射波接收的实际情况，及时的确定和修正检波点和炮点的准确分布。

（2）采集参数的选择。采用三维地震勘探技术，时常会面临一些参数的选定和，比如：炮点距、道距、最小炮检距、最大炮检距、最大非纵距、空间采样间隔等，每一项都需要提前设定好，以便施工过程的有效实施。

一般情况，我们根据噪音和多次波的生长状况及在数据采集时选用的压制方法来选定叠加次数；最小炮检距的选择，不仅要思考炮点激发因素和检波点受到的干扰因素，还要考虑最浅目的层的掩埋深度；最大炮检距的选择，需要思考反射系数、动校正拉伸、共面元内弥撒半径等方面的因素；最大非纵距的选择，则需要考虑目的层的掩埋深度、地层倾向角度、地层的速度等因素。

（3）检波器类型和检波器组合方式的选取。在加速度检波器分别和频率为100Hz、60Hz、40Hz自然频率的检波器做相互比较观察后，可以得出结论：频率为60Hz的检波器较合适山区环境的地震方法数据开采。

在山地环境中，地表分布情况复杂，接收点的可埋置面积大小、横纵向的分布范围，很可能都不能满足检波器标准图形摆放的要求，致使其埋置的组合图形很难达到最佳的契合度。针对检波器埋置位置必须保证已经获取测量数据的要求，灵活的依据实际地形因素调整图形摆放和组合形式是需要认真研究和面对的，如此才能保证复杂山地环境下的地震数据的采集质量[3]。

4 施工方法

针对复杂山地地区特殊地质地貌环境，在采用三维地震勘探方法开展数据采集工作时，应注意到以下内容，以保证采集数据的准确性：

（1）山地环境下的数据采集工作，应将特殊观测方法和规则观测方法相互结合一起使用，以确保叠加次数能够满足数据采集的需求。同时，保证反射点都能够分布在所需观测的范围中。

（2）岩层掩埋程度较浅的地区可以应用空压机在进行钻井，确保岩层内激发的效果；在岩层的地方，可以应用凿岩机来钻井，以保证有效的激发深度；如激发井位井深较浅，则可以使用组合井的方法，保证激发强度。

（3）如果是面波干扰较大的山区，应该选择合理的最小、最大炮检距来开展数据采集。如：在砾石较多的山区，为避免砾石对施工人员的伤害，在选取最小、最大炮检距时，应该结合激发点附近的地形倾向来组织安全的施工方案。

5 结束语

目前，在山地环境下的勘探和开采工作正步入正轨，三维地震勘探技术在此方面的应用也将越来越广泛和普遍，但在实际探采的施工过程中，还是会面对很多复杂问题。本文对复杂山地环境下的三维地震勘探方法做了简要的分析研究，希望为山地环境下的油田勘探和开采工作的顺利开展有所帮助。

参考文献

[1] 陈国忠，王金泉，何黄生.山地复杂地形条件下的三维地震勘探方法[J].能源技术管理，2009，19（10）：76-77

[2] 盛帮春，袁海廷.山地复杂地形三维地震勘探方法[J].黑龙江科技信息，2009，41（7）：317-318

[3] 雷云刚.浅析三维地震勘探技术[J].科技促进发展（应用版），2010，5（1）：135-137