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地震勘探论文范文

地震勘探论文

地震勘探论文范文第1篇

1.1横波反射地震反射波法应用前提是地层之间存在明显的波阻抗差异,在波阻抗分界线处可以产生反射波。横波反射法是采用水平方向的激振,并用水平传感器接收的方式进行工作。与纵波相比,横波具有速度低、波长短、不受地下水影响等特点,使得横波地震勘探的分辨率及精度较纵波有很大的提高[5]。同时,从横波原始记录中可以看出,面波干扰较弱,一般采用中间激发方式可以取得很好的效果。

1.2现场数据采集方法采用“引进国际先进水利科学技术计划”(简称948计划)引进的S-FLEX全数字化纵横波两用多功能地震数据采集系统,该设备传感器采用全数字化技术,通过改变传感器埋置方向可以接收纵波或横波,信号响应频带宽,并有效降低传输干扰,提高信号保真度。纵波折射层析成像法,用70kg重的夯锤作为震源,108道采集,道间距为2m。最大偏移距为25m,炮间距12m。观测系统如图1所示。图1纵波折射层析成像观测系统示意横波反射法采用专用横波震源作为激发源,72道采集,道间距为2m,激发点位于接收排列中心。观测系统如图2所示。图2横波反射观测系统示意为了加强信号强度,消除随机干扰,采集中进行多次叠加,叠加次数为5~10次。

2资料处理及解释

2.1数据处理

2.1.1纵波折射资料分析处理过程如1.1节所述通过不断修改速度模型,进行迭代直至满足反演精度,获得最终的深度-速度成像结果。纵波原始记录如图3所示,深度-速度成像结果见图4。

2.1.2横波反射横波反射数据处理方法与纵波反射基本一致,主要包括预处理、抽道集、速度分析、正校正、剩余静校正、叠加、叠后偏移等流程。横波原始记录如图5所示,叠加剖面结果见图6。

2.2资料解释从图4可以看出,深度30m以上等值线基本为水平层状分布,其中深度0~15m段波速为600~1000m/s,深度15~25m段波速为1000~1800m/s,深度25~30m段波速为1800~2200m/s,深度30m以下段波速整体大于2200m/s,局部存在低速区。桩号570m及桩号640m附近速度等值线明显下凹,各存在一处相对低阻异常区,宽约15m,埋深为4~10m之间,推断为该处碾压相对不密实;桩号670~690m段表层深度0~3m范围内存在一处低速异常区,波速值小于400m/s,推断该处为隐患。从图6可以看出,在桩号485~590m段、T=140ms附近存在明显的反射同相轴,说明该段存在波阻抗差异;T=300ms及T=400ms附近存在较为连续的反射同相轴,其趋势与纵波波速等线图趋势一致。

前期地质勘察及堤防施工资料显示,探测区段由上到下地层分布依次为:堤身填土层,厚约15m;砂卵砾石层,厚约6~10m;全风化-强风化粉砂岩,厚约5~25m;中风化-微风化粉砂岩,厚度不详,强风化与中风化界面存在一定的起伏变化。经过纵波折射与横波反射资料的对比,结合地质资料综合分析认为,堤身填土填筑质量整体较好,桩号485~590m段,埋深4~10m之间存在局部碾压相对不密实区域,异常幅度不是很大;桩号670~690m段,深度0~3m之间存在碾压不密实段,波速较低,从现场施工情况推断认为,异常形成的主要原因是旁边正在进行涵闸施工,该段位于开挖临空面附近,降雨等因素影响造成了土体松弛。

3结语

地震勘探论文范文第2篇

在垂向非均匀介质中,瑞雷波的同一频率分量可以不同的速度传播,呈现多模式现象,速度最低的模式为基阶模式,其它模式为高阶模式。地震面波集中在5~20Hz频带范围内,大部分能量都集中于基阶模式,频散曲线高频分量表征低降速带的浅层结构信息,低频部分表征低降速带的深层结构信息。

2地震面波反演表层结构流程

巨厚戈壁区利用地震面波反演表层结构时,首先需要结合测量资料及数字地质露头资料,分析地震采集测线的地表类型和岩性特征,预测测线是否适合采用地震面波反演表层结构;然后分析单炮的面波属性,包括能量、频谱、信噪比特征,分析面波的发育程度及展布特征。根据面波的属性特征,使用面波提取程序或处理系统,选取合适的参数,提取面波信号,保证面波的完整性;利用提取的面波信号,选取适当的频散计算方法,对面波信号进行频散分析,建立地震面波的f-v频散曲线;根据频散曲线的展布特征,采用自适应迭代的加权阻尼最小二乘法[2],对其进行解释,得到近地表地层的厚度、速度值;分析解释结果是否合理,如果不合理,重新建立频散曲线,如果合理,利用频散解释结果反演巨厚戈壁区近地表的表层结构。

3地震单炮面波信息的提取

传统的地震数据处理技术,普遍将面波作为强干扰进行压制滤除,处理的原则是在尽量保证反射波面貌的前提下压制面波,常用的方法有F-K法、拉东变换法等。利用地震面波反演表层结构时,需要尽可能保证面波的完整性,可用小波包变换与F-K变换相结合的方法提取面波信号[3]。在图4a中,巨厚戈壁区地震单炮的面波与反射波、折射波等信号叠加在一起,提取面波信号后,对面波进行频谱分析,频带为3~20Hz,主频为12Hz。根据面波的能量、频谱、信噪比特征,对面波进行选择性切除,选取适合进行频散分析的面波区域,如图4b所示。

4地震面波反演表层结构参数

4.1地震面波频散计算方法面波频散有三种常用的计算方法:F-K法、拉东变换法和MASW法。(1)F-K法将时域信号变换到频率波数域,面波各模式传播速度存在差异,时间域中叠加在一起的信号被分离开,进而提取频散曲线。(2)拉东变换法把时间-空间域中的面波记录进行拉东变换,面波的相速度分量被分离开,对时间截距变量进行Fourier变换,在f-p域获取每个相速度对应的频率值,最后,求取面波频散曲线。(3)MASW法将波场不同偏移距的同相位叠加,极大值点连线对应面波的频散曲线。三种计算方法的优缺点分析:F-K法计算简单,F-K域面波能量集中,但在进行石油地震面波频散计算时,需要空间插值,人为因素较为突出;拉东变换法理论上对地震信号进行拉东变换后,每一个同相轴的面波能量聚焦到一个点,但在实际资料处理中,面波结构比较复杂,能量变换成带弧度的轴,实用性不强;MASW法综合了上述两种方法的优点,计算后面波能量聚焦较好,不同频率分量的面波较好地分离,但是计算方法较为复杂。对图4b的面波信号采用MASW法进行频散计算,如图6示,不同频率分量的面波被有效地分离开,速度随频率的变化特征即频散特征突出。面波主要分量分布在3~20Hz,与面波频谱分析结果相吻合。面波能量集中于基阶模式,高阶模式的面波分量能量较弱而且分散。图5中面波频散谱能量极大值点的连线为频散曲线,如图6所示。频散曲线的形态表征岩性变化趋势,曲线的拐点表征岩性波阻抗界面,两个相邻拐点之间的横向距离表征一层岩层的厚度。

4.2地震面波频散曲线的解释频散曲线提取后,利用权重自适应迭代阻尼最小二乘法,对频散曲线进行解释,得到每一层的厚度和横波速度,如表1所示。根据横波与纵波的转换关系,计算出每层的纵波速度。反演表层结构的参数包括低降速层的厚度、低降速层的速度以及高速层的速度。根据地质调查分析,该区纵波速度2000m/s以上的地层为高速层。将纵波速度在2000m/s以下的N层地层厚度相加,即为低降速层的厚度H=H1+H2+…+HN,其中,HN为第N层地层的厚度。低降速层的速度V=H/(H1/V1+H2/V2+…+HN/VN),其中VN第N层地层的纵波速度。在图4a所示单炮激发点位置进行超深微测井调查,采用井中激发地面接收的采集方式,钻井深度130m,12道单只检波器接收,激发间距为:井深1~10m时,激发间距为1m,井深10~90m时,激发间距为4m,井深90~130m时,激发间距为2m。解释结果为:低降速层的总厚度H=104.6m,低降速层的平均速度V=1206m/s,高速层的速度为2328m/s。频散曲线反演后,将反演结果与微测井解释成果进行对比分析,计算出低降速层厚度、平均速度、高速层速度的误差值及误差百分比如表2所示。

5反演表层结构

选取塔里木盆地库车山前带一条二维地震勘探测线,地表类型为戈壁砾石堆积,测线长度为4560m,地表海拔相对高差42m,炮点距120m,接收点距10m,共采集单炮39炮。对每一炮地震数据进行面波频散分析计算,得到每个炮点位置的表层结构参数,利用所有炮点的表层结构参数,反演整条测线的表层结构,如图7所示。

6结论

地震勘探论文范文第3篇

1数据采集、资料处理

为保证二维地震能取得理想的效果,生产前遵循单一因素变化原则,分别对井深、药量、检波器类型、检波器组合方式、观测系统等进行试验,确定合适的施工参数,该地区均采用井中炸药激发,激发深度选择在潜水位下,一般是11~16m,采用2串2并组合检波器接收,根据勘查区目的层深度来确定接收道数,为获得高分辨率的叠加剖面,叠加次数一般达到24次以上。在进行资料处理时要了解工作区的地震地质条件、处理目的和要求,分析地震波特征,为构造和岩性解释服务。处理中着重做好观测系统定义、叠前去噪、反褶积、速度分析、动校正、水平叠加、偏移叠加等工作,使地下构造归位准确、断点清晰、目的层反射波信噪比高。

2资料解释

资料解释是把地震信息变成地质成果的过程。解释前应充分收集区域内现有的钻孔资料,利用声波和密度测井资料计算出波阻抗曲线和人工合成的地震记录,可以研究合成的反射波组与相应的地层之间的关系,提供目的层反射波的存在及其波形特点,指导煤层位置的追踪。利用测井资料来校正地震资料的准确性已被广泛应用,其效果非常显著。重点叙述如下。

2.1反射波组与地质层位之间的对应关系及波的对比区内各主要反射波组与地质层位的对应关系为:T0波,产生于基岩顶界面的反射波,是控制新生界厚度的标准反射波,基本可以连续追踪对比;T2波,二2煤组的反射波组,该波阻能量强,连续性好,是控制煤系地层起伏形态和断裂构造的标准反射波;T3波,三2煤组形成的反射波组,根据三煤层的发育情况,作为辅助解释的参考层位。反射波对比追踪主要是利用主测线、联络线相交解释,选择区内连续性好、能量强、波形稳定的强相位进行追踪,将反映较好的剖面定为标准剖面,进行对比解释,可利用联井时间剖面解释,结合钻孔资料,提高解释的准确性。

2.2构造解释依据目的层反射波强相位连续追踪对比的原则,来确定相对应地质体的起伏形态。从地震时间剖面上反映煤系地层的起伏形态较为直观。在时间剖面对比追踪的过程中,反射波发生错断、同相轴产状突变、反射波组突然消失或者断面波、绕射波等现象的出现,均表示有断点存在,如图2所示。根据断点两盘升降关系及产状变化的一致性,分析相邻断点的落差变化规律,参考等时线的搭配,利用相邻测线上断点落差和测网的闭合情况来确定断点的组合、断层的走向及延展长度。

2.3煤层露头识别煤层隐伏露头主要依据煤层与新生界地层的角度不整合关系来确定,用人工的方法将反射层向浅部延伸,其反射波界面与新生界底界的交点即为相应煤层的隐伏露头点,见图3,各测线露头点的连线为该煤层确定的露头边界。

2.4岩浆岩解释正常沉积的煤系地层受岩浆岩侵入时,因侵入的方式及程度不同而在地震时间剖面上有不同的反映,常表现为反射波杂乱无章,连续性变差,振幅变弱,当呈层状侵入时反而常表现为反射波能量变强,因而对岩浆岩侵入的地震解释存在多解性。就目前地震勘查的工作程度,很难解释岩浆岩对主要煤层的影响范围。当有较大的岩浆岩体侵入时,地震时间剖面上异常特征明显,岩浆岩的侵入表现为标志性的反射波突然歼灭,在一段范围内同相轴杂乱,但是其上部层位同相轴连续而清晰,正常的目的层反射波发生频率和振幅的改变,见图4。

2.5对煤层厚度的控制结合煤层反射波振幅与煤厚的关系,利用已知钻孔的煤厚值进行标定,可以勾绘出主要煤层的厚度变化趋势图。但观测系统、激发条件、处理、岩浆岩侵入等因素影响振幅的变化,使得煤层的反射波振幅信息不能较好地反映煤厚变化情况。

3地震勘探解决的主要问题

根据豫东地区的成煤地质条件和成煤环境,区内地震勘探主要是对构造形态、煤层底板埋深、覆盖层厚度变化以及岩浆岩对煤层的影响范围进行控制。根据新生界覆盖层与下覆地层的不整合接触关系,通过二维地震工作基本查明了新生界底界面的起伏形态和厚度变化。豫东地区新生界厚度变化从300~1500m,整体上为东部薄,西部厚,坡度一般在1°左右,最大不超过2°。通过对主要煤层的层位追踪和标定,掌握了勘查区煤层底板的起伏形态,控制区内褶曲发育情况,通过对地震时间剖面上断点的识别和断层的组合,控制勘查区构造发育情况,掌握区内构造的复杂程度;豫东除通许隆起轴部、杜集背斜和永成背斜轴部基岩为寒武奥陶系地层,其余均为石炭二叠系地层,煤层主要赋存于二叠系山西组和下石盒子组地层,结合地震时间剖面上煤层露头点位置,可基本圈定煤层分布范围。根据岩浆岩侵入的识别标志,可大概确定岩浆岩对煤层的影响范围,结合后期钻孔岩心资料,可基本确定勘查区内岩浆岩的侵入范围。在谷熟镇南、杜集西、顺和西、车集东以及韩口煤勘查区内均存在不同程度的岩浆岩侵入情况,受岩浆岩影响,煤层反射波能量变弱,且不连续,区内多个钻孔穿见了岩浆岩和天然焦。

4存在问题

(1)地处中原,村镇、道路较多,在遇到较大的村镇时,会影响到测线的施工,虽然采取了尽量向县城村镇多铺测线变观的方法,还是会造成测线中断,影响部分地区资料的质量。(2)火成岩在该区域多是顺层侵入,侵入形式多变,时间剖面面貌复杂,波组识别对比的难度较大,部分圈定的岩浆岩对煤层的侵蚀范围仅供参考,还要靠后期钻孔控制。(3)通过钻探取芯,该地区煤层多呈薄层发育,受地震分辨率影响,很难确定煤层厚度,今后再开展地震工作,需加大地震反演技术研究,通过测井约束地震反演技术,提高地震纵向分辨率,实现薄层煤系的精确预测。

5讨论

在豫东地区构造控制煤层分布的地质环境下,地震对构造的解释和对煤层位置的追踪为后期钻探工作提供了指导性的依据,使孔位布置、孔深设计更加合理,避免了资金浪费,但由于勘查程度的不同,对地震资料的解释利用还不够充分,在岩浆岩侵入范围圈定、煤厚预测等难点发挥的作用还远远不够,今后应多在地震资料的处理解释上加强分析,利用地震波场反演波阻抗、测井约束反演等方法提高资料解释的准确性和精度。

作者:苏媛媛赵诚亮王文政单位:河南省地矿局第四地质矿产调查院山东省第一地质矿产勘察院

第二篇

1三维地震勘探条件

1.1地质构造条件较复杂受燕山运动和喜马拉雅运动影响,断层条数多、密度大,小褶曲、小断层发育,对井巷开拓和煤层开采影响较大,地质构造较复杂。

1.2地震地质条件差浅表层第四系岩性为黏土、碎石夹杂泥土,坡堆积层松散,在土中激发产生的面波能量强,且易生成强能量浅层多次反射—折射波,干扰有效波。浅部永宁镇组石灰岩厚度达100m以上,在沟谷地段有土层覆盖,近地表岩性横向、纵向变化较快,对地震资料的成像造成较大影响,对煤层反射波有一定的屏蔽作用。浅表层地震地质条件差,浅层及深层地震地质条件一般。成孔施工难度大,激发条件较差,给测线施测、成孔、地震波的激发和接收都带来很大的困难,也提高了成本费用。

2复杂条件下开展三维地震勘探的技术对策

发耳煤矿三维地震勘探为典型的山地三维地震勘探,对勘探区进行全面踏勘,深入分析研究地貌、岩性条件,从提高数据采集质量和数据处理质量两个方面考虑,认为激发方法、成孔技术、大高差的静校正方法为物探工作的技术难点,并采取了针对性技术措施,基本解决了复杂条件下的三维地震勘探技术难点。为获得高分辨地震资料,采取了高定位精度、高空间采样率、高时间采样率、高覆盖次数的对策;对采集参数和试验方案进行了优化,实施了检波器挖坑埋实和激发井埋实,干扰严重时不施工,避开高频环境噪声干扰,杜绝坑炮和浅井炮。

2.1激发方法选择为避免地震波能量吸收及散射,杜绝坑炮和浅井炮,钻孔必须打到高速层,且必须采用闷井激发,杜绝开花炮,采用QPY-30钻机或WTZ-301风动钻机成孔且打到基岩下一定深度的高速层,深井激发,并采用泥浆、水、砂土进行封孔,使其产生集中向下的爆发力,提高激发能量、激发频率,在有效地避免声波的同时尽可能地压制面波干扰,从而提高低频信号的信噪比;在基岩中激发,可提高地震子波的主频和地震波的分辨率,为取得优质的原始地震数据提供技术保证。井深效果分析:试验井深为4m,6m,7m,8m,9m,10m,12m,14m,16m,18m,单井激发。当试验点位于地势较高处、覆盖土层较厚时,浅层岩层风化严重,井深小于10m,记录面貌差,有效波不突出,面波较重;井深大于10m,有效波较明显,反射波能量强。试验点位于低洼处时,井深大于6m,有效波的能量均较突出。随着井深的增加,有效波的能量有所增强,当井深大于10m时,激发效果基本没有变化,因此确定最佳井深大于10m。药量效果分析:每个试验点均采用最佳井深10m进行药量试验,分别进行0.5kg,1.5kg,2.0kg,2.5kg,3.0kg药量试验,除了0.5kg药量激发的背景干扰稍重外,其余药量激发均取得良好的地震效果,为确保取得良好的记录资料,确定药量为1.5kg。通过井深、药量试验,最终确定井深药量组合方式为井深大于10m、药量1.5kg。

2.2检波器及接受方式选择勘探区为山区,地形复杂,树木多,造成单炮记录的背景干扰严重,对资料信噪比影响较大,为消除其影响,采用抗干扰能力强的60Hz检波器,采用3只检波器串联零基距组合方式,检波器灵敏度高。在野外施工中抓好检波器埋置的工作,力求使检波器与地表土壤或岩石组成一个阻尼较好的振动系统,压制地表随机高频噪声,为提高高频段有效波的信噪比打好基础。在裸露岩石区域,为使检波器与岩石耦合较好,采用轻便发电机和电钻等设备成小孔,将检波器尾锥直接插入孔内,岩石和孔壁间充填物质,使检波器与地表土壤或岩石组成一个阻尼较好的振动系统,提高了高频段有效波的信噪比。

2.3复杂山区观测系统设计勘探区内沟梁发育,地表落差较大,根据地貌特点将勘探区划分为数个小区,为增加采集方位角的宽度和偏移距的均匀度,更合理地获取物探信息,采用了8线8炮常规观测系统与块状特殊观测系统相结合的方式,大大提高采集方位角的分布范围,对偏移距的分布范围也有明显改善,同时辅以高覆盖次数,提高了信噪比。

2.4最佳观测范围调查勘探过程中根据实际情况适当加大排列长度,对试验段进行了试处理,得到高信噪比的地震时间剖面,进行了覆盖次数的对比处理,在200ms,300ms,400ms左右,形成3组较强的反射波,可以满足地震解释的要求。

3三维地震勘探地质成果

通过三维地震勘探,控制了主采煤层的形态,查明了主要构造及发育规律,控制了主要煤层厚度变化趋势。一井区原构造展布方式是根据钻孔资料及地面出露的地层资料,结合区域构造规律推断而来,断层的性质、产状、落差及地层的走向、倾向、倾角等分析判断均存在较大局限性。共组合断层7条,全部为正断层,断层落差20~55m,走向NW30°左右,3条断层倾向NE60°,4条断层倾向NW60°,平行排列,断层之间的间距由西往东依次为40m,170m,105m,220m,220m,470m,形成一系列的地堑、地垒、台阶式构造。由于断层落差大,无法跨越断层布置正规工作面,致使采区难以设计。三维地震勘探成果否定了原断层组合方式,对构造方案进行了较大的修正。一井区解释落差10m以上断层11条。

4三维地震勘探效果验证

根据三维地震勘探成果进行了采区设计,一井区回采了10102和10103工作面,掘进了10105工作面,掘进了大量巷道予以验证(图2);二井区完成了补充勘探,有钻探工程予以验证。

4.1煤层埋深验证一井区1煤埋深绝对误差为-10.8~+5.2m,相对误差为-4.80%~+2.09%,只有A3点为正误差,由于受断层影响,其他点均为负误差。二井区1煤底板标高绝对误差为-8.37~+39.39m,相对误差为-3.78%~+7.19%,3个钻孔中为负误差,其他8孔中为正误差,BJ1304钻孔由于断层影响,误差最大,达到+39.39m(表2)。

4.2断层验证一井区井巷工程及井下钻探验证断层6条,断层落差的误差最大为5m,较为准确;断层的平面位置摆动误差为50~91m,误差较大。F-12断层延展长度误差较大,F-13断层实际揭露分岔为2条,探F9,F10断层实则为1条;10102和10103工作面回采揭露5条落差1.1~5.7m的小断层,三维地震勘探中没有查出(表3)。二井区补充勘探验证断层5条,FJ1305断层落差的误差最大为30m,B1101钻孔未控制到F28断层;断层的平面位置摆动误差为10~50.5m。

5结束语

地震勘探论文范文第4篇

1.1系统架构设计海上多通道地震勘探仪器一方面需要接受来自控制系统的控制、配置命令,另一方面还需要接受外界硬件触发信号并对其进行实时响应和执行。此外,由于该系统的分布式特性,控制系统还需要具备控制命令的分发能力。在具体设计控制系统架构之前,需要设计该系统的状态转移图,对控制系统的工作状态及相互之间的转换关系进行定义,如图1所示。由图1可以看出,实时控制系统的工作过程被设计成6种状态:命令等待、命令识别和组装、命令序列产生、命令传输、命令解析及命令执行。当系统开始工作时,首先进入命令等待状态,循环等待外界有效控制命令的输入。为了提高控制系统的实时性,所有状态中只有命令等待状态需要软件参与,其他状态全部由硬件FPGA(Field-ProgramableGateArray)完成。这样设计既可以保证软件控制的灵活性,又能保证其对外界触发信号的强实时响应能力。当控制系统接收到有效的控制信号时,即刻转入命令识别和组装状态。在该状态中,控制系统根据预设的识别规则判断其所接受到的命令的有效性,并将有效的命令按照一定的格式进行组装,以适应FPGA逻辑的处理。这种处理方式在保证软件控制最大自由度和灵活性的前提下,又不会增加FPGA逻辑设计的难度。为了提高控制系统对外界控制信号的响应能力,一旦完成命令的识别过程,控制系统在将所识别出的命令送入本地FIFO(FirstInFirstOut)进行缓存等待组装的同时激活命令接受状态,以在最短的时间内响应外界控制信号,从而缩短该控制系统的死时间。由于海上多通道地震勘探系统的分布式特性,命令接受体与执行器可以不在同一个地方,这就需要控制系统具备本地或远程执行控制命令的能力,并根据所识别的命令性质进入命令执行状态或命令传输状态。此外,控制系统中还存在内循环触发命令,为了提高循环定时的精度,需要硬件完成定时触发和循环计数功能。为此,控制系统存在一个命令序列产生状态(该状态由软件或特定命令触发控制),当进入此状态时,系统会根据序列产生规则自动产生命令序列,以供传输或执行。为便于命令长距离传输,传输前命令数据须经过一定格式的编码,故在进入命令执行状态前,先经过一个短暂的命令解析状态,传输、解析和执行过程共同组成一个流水线,从而最大化提高命令执行效率和实时性。根据系统状态转移规则,设计的实时控制系统架构如图2所示,整个系统由控制主机、命令接收箱体、触发处理卡、数据汇总卡、数字包和命令执行器等6类模块组成。为了支持分布式架构,命令接收箱体采用CompactPCI[8]机箱构成,其内部安装1块控制器卡、1块触发处理卡和多块数据汇总卡。控制器运行VxWorks操作系统,其上运行用于命令接收和识别的实时软件模块,用于接收控制主机通过网络发送的控制命令,并将这些命令通过串口发送触发处理卡。触发处理卡是一块6UCompactPCI后插卡,其作用是接收控制器转发的主机控制命令、导航或震源控制命令及外界触发控制信号(需要经过触发匹配处理以消除无效触发),经过命令组装后扇出至机箱内的所有数据汇总卡(通过该卡的后插卡专用接口接入,并经由CompactPCI机箱J3接口送至汇总卡)。数据汇总卡接收到控制命令后,首先进行命令解析和识别,按照命令的性质进行本地执行或转发至与该汇总卡相连的数字包。海上多通道地震勘探系统的分布特性由多块汇总卡及与之相连的多个数字包所呈现。根据勘探规模(二维或三维),命令接收机箱内的每块数据汇总卡都对应于一条水下拖缆,数字包与汇总卡共同构成一个数据双向传输的菊花链,下行对应于控制命令的发送,上行则对应于地震采集数据的上传。数据汇总卡接收来自控制主机或外界触发信号的控制命令,它是控制系统中单条电缆的实际命令发起者,位于单缆菊花链的始端。数字包为水下拖缆的数据处理中心,它是控制系统命令在电缆上的中转单元,接收前级数字包传输的控制命令,转发给下级数字包或本地命令执行单元。此外,数字包本身也会执行一些控制或配置命令。海上分布式多通道地震勘探设备的每个数字包负责与本地命令执行单元进行数据通信,这些命令执行单元是整个采集系统的模拟前端,负责对地震波形的数字化处理,每个命令执行单元负责4个采集通道。前端采集模块是整个勘探仪器的命令实际执行者,通过该控制系统实现对大规模、分布式模拟数字化前端的实时控制,以使其能够同步完成空间分布地震波形信号的数字化处理,从而保证高保真地重构出地震波形信息。实现图2所示的实时控制系统架构时,为了保证控制系统的灵活性和实时性,除控制器上的Vx-Works命令接收模块外,其他全部交由FPGA实现。该软件通过网口接收来自控制主机、震源系统、导航系统等的控制命令,大大提高了系统的灵活性。为了保证该软件对命令接收处理的实时性能,网口数据接收完成后随即通过控制器串口转发给触发处理卡,并且网口模块被设置成具有较高的优先级,同时该控制器串口控制的优先级也被提高。从该系统实现架构来看,其并不依赖于特定的系统工作协议,这种协议设计与执行系统相分离的方式有利于实现协议的多样性,也有利于其升级和改进。这种结构既能很好地满足海上分布式多通道地震勘探仪器实时控制系统的实时性、确定性和一致性,又不失灵活性,可以满足灵活多样的实现方式。

1.2触发控制系统设计海上分布式多通道地震勘探触发信号来自导航和震源系统,彼此之间有着严格的时序关系,如图3所示。作业时,水下拖缆被物探船拖拽前行,当到达地理上特定目标点后,导航系统发出起始信号(start)给触发处理卡,定义此点时刻为-250ms。当接收到该信号时,处理卡将会停止响应外界start信号以防止误触发,直到系统采集停止后恢复。导航系统在发出start信号后200ms时,发送点火信号(fire)至震源控制系统(气枪阵列)使其准备释放激发信号[9],真正的信号释放时刻(TB)即为地震勘探仪器的触发信号,此时刻被定义为0时刻。由于气枪阵列同步、控制等因素,实际的TB时刻会在0时刻附近摆动。为解决此问题,触发处理卡具有一个TB有效检测模块,开设一个时间窗口(-20~30ms,可调)用于TB探测。当在该窗口内检测到有效TB触发信号时,将该TB作为整个控制系统的触发信号,用以控制系统开始采集记录地震波形信息,并送标志信息FTB(FieldTB)至数据汇总卡;如果在该窗口内未检测到有效TB信号,则在窗口结束位置(即30ms处)开启一个TB信号作为控制系统的触发信号,此时系统触发标志信息为ITB(InterTB),即该TB是控制系统产生而非震源系统产生的有效触发信号。地震勘探仪器数据记录的开始时刻由TB触发信号控制,而记录停止的时刻则由该系统的采样时间所决定(可由控制主机配置)。当一次记录过程结束后,触发处理模块重新配置,以便能够接收下一个导航发送的start信号,从而循环往复地运行。图4显示了设计的触发处理卡的结构,本地计数器接收到有效start信号(为保护信号接口,可进行光隔离)后开启计数,其工作时钟频率为33或66MHz,来自CompactPCI总线,从而保证所产生的TB输出信号能够在机箱系统级与各数据汇总卡的工作逻辑进行同步对齐。计数器的输出用来控制TB检测窗的位置和大小,具体参数可由控制主机通过命令字进行配置。TB检测主要对输入的触发信号进行去抖处理和宽度有效判断,只有宽度达到5ms(可配置)的触发信号才被视为有效触发。但这引发另一问题,即该控制系统产生的供勘探仪器实际工作使用的触发信号相对于触发信号的理想时刻存在5ms的延迟,这是影响系统实时响应触发信号的一个因素。另一个影响因素是命令传输至各分布式命令执行单元时存在延迟,且延迟时间不一致(解决方法见后文)。为方便系统设计和集成,触发处理卡与数据汇总后插卡在物理形式上设计为同一种卡,通过检测start信号、命令输入信号是否存在自动判断其工作模式。

1.3同步控制方案设计同步性能直接关系到实时控制系统命令执行步调的一致性,是海上分布式多通道地震勘探仪器实时控制系统所特有的性能指标。为了保证该系统各命令执行单元响应时刻的一致性,首先需要保证命令执行单元执行步调的一致性,其次是保证命令执行时刻的一致性。对于时钟同步,可以利用数据时钟融合传输(LVDS信号电平[10])、时钟恢复及频率合成等技术,保证整个控制系统各个命令执行单元之间以同一频率的时钟运行[9]。如图4所示,触发控制模块的处理卡为系统的主卡,其板载时钟被融合到扇出命令通道中分发到整个控制系统;所有的接收单元(从卡)一方面从接收到的命令(LVDS)流中恢复出命令和时钟,另一方面将其转发给下一级命令接收单元,同时还会生成几路LVTTL电平的命令信号用于本地控制;触发控制卡上的时钟处理模块同样被移植到数据汇总卡及数字包中,从而最终保证系统级时钟的同步分发以及所有命令执行单元的同步运行。海上分布式多通道地震勘探仪器分布范围常常达到数平方千米,各单元的传输延迟将会影响控制单元的起始执行时刻,可以采用延迟补偿法[11]消除,即系统工作时,首先进入自校准状态,通过控制单元内部的高频时钟计算其与主触发控制卡之间的传输延迟,再将所有执行单元的命令执行时刻统一延迟到同一时刻以达到同步执行的目的。该方法虽然可以解决传输差异的影响,但会导致所有执行单元的响应执行时刻与理想触发命令时间之间存在一个固定的延迟,当延迟值较大时甚至会造成采样点的丢失和错位,因而需要消除。由上述分析可知,命令执行时刻的不一致包含两部分,即因判断触发宽度而引入的相对于触发TB的延迟和因分布距离不一致而引入的传输延迟。前者是固定的,后者是浮动的,但无论哪种延迟,系统布局一旦确定都不会再改变。控制系统的最终命令执行单元为分布于水下拖缆内部的模拟采集前端,为了保证各采集前端的同步数据采集性能,在各前端均设置一个流水线缓存器[12],前端数字化后的数据首先被送入流水线缓冲器,这是一个FIFO。根据TB触发信号的宽度以及前端模数转换的速率,可以设定固定缓冲器的深度,如监测5ms宽度、采样率为2kHz时的固定深度为10。浮动缓存的大小由控制命令的传输和处理延迟决定,当传输距离为6000m时,各命令执行单元之间的延迟最大相差30μs左右。考虑到各级数字包转发延迟(接收和发送各一个12MHz时钟周期),在60个数字包工作的情况下,最大处理延迟大约为10μs。因此,在系统最高工作采样时间间隔为250μs时,浮动缓冲深度设置为1即可。最后设计的实际流水线缓冲器大小为32。当控制系统的下传控制命令速率较低时,浮动延迟大小会因处理延迟的增加而增加,此时只需要对浮动缓冲深度作相应调整即可。ADC(Analog-to-DigitalConverter)输出的数字化信息进入FIFO后按照时钟步调依次缓存,当第一个数据单元到达缓冲器顶端时,如果前端还没有接收到触发TB信号,则下一个时钟沿到来时该数据即被丢弃;当TB触发信号到达时,采样缓冲前的开关将2个缓冲器相连,流水线缓冲顶端的数据从FIFO移出送至该采样缓冲等待数字包将数据读出。利用这种同步控制方案,既可以保证各前端执行单元工作时钟的一致性,又可以保证不会因为触发检测、传输和处理延迟而造成前端数据的丢失或错位。

2实时控制系统测试

在海上分布式多通道地震勘探仪器研制过程中,对该实时控制系统特性进行了大量室内和现场试验,主要集中在实时性和同步性2个方面。由于优化设计了软件处理模块,对于实时性要求相对较低的系统控制命令,该控制系统可在100μs内作出响应;而命令的执行由于全部交由硬件FPGA来完成,可以在确定的时刻(由命令执行单元所处位置的传输和处理延迟决定)完成。为了进一步降低命令通过网口传输的不确定性,将命令通道与系统的地震采集数据及状态回显上传通道进行隔离,从而保证了控制命令下传通道的顺畅。在对触发控制信号响应和执行的强实时性方面,通过全硬件FPGA实现的触发匹配、命令执行时刻校准等手段,保证了各执行单元能在确定的时刻完成对触发信号的响应。同样,具体执行时刻由传输和处理延迟决定,但对于每一个执行单元,其执行时刻是固定不变的。在系统同步控制方面,通过前端流水线缓冲器的设计和应用,保证了各个执行单元不会因为相对于触发控制信号的同步误差而出现数据丢失或错位的现象。控制系统的“可靠性”主要是指该实时控制系统能够将控制命令可靠地分发到各个执行器,而执行器也能够在规定的时间内完成执行动作;而控制系统的“稳定性”是指该实时控制系统长期运行过程中不会出现命令分发、接收、执行等错误,也不会出现数据错位。针对这2个特点,通过设计特定的命令模式,对比发送和接收到的命令是否一致并长期运行,从而判断和验证其“可靠性”和“稳定性”。具体的做法是:控制主机在发出命令的同时生成一个奇偶校验位,两者同时发送给前端执行器;执行器在接收到命令后首先判断校验位是否正确,然后执行相应的动作(由于命令的多样性和复杂性,为了简化测试过程,实际测试是用一个模拟动作来代替,即点亮LED灯的动作;为了判断命令是否被正确执行,在执行器中还设计了一个检验模块,用来检测该模拟动作的次数);最后比对发送命令的个数、正确接收命令的个数和命令正确执行的次数,只有当这三者完全一致时,才能证明控制系统的“可靠”和“稳定”。通过室内多次、长期的测试,该控制系统能够完全满足实时、可靠和稳定运行的要求。为了进一步验证该实时控制系统的实际效果以及整个系统各方面指标的可靠性和稳定性等,开展了多次海上二维和三维试验。图5a显示的是6000m单缆1920道的地震采集剖面,图5b显示的是用3条电缆(每条缆960通道)做的三维试验地震剖面图。可以看出,本文所设计的实时控制系统能够保证海上分布式多通道地震勘探仪器各前端执行单元对系统控制、触发的实时响应和执行,从而使得海上二维、三维试验得以顺利完成。

3结束语

地震勘探论文范文第5篇

1.1研究区域地震勘探地质条件针对研究区域地震勘探地质条件可将研究区域地质条件分为浅表层地震地质条件及深层地震地质条件,通过这两方面进行实际研究。a)针对浅表层地质条件,由于地区地势起伏较大,附近有较多矿山,存在运输车辆实际干扰,同时人文活动及电缆电线等电磁干扰都是影响地震波浅层测量准确性的原因。由于地质疏松,地震波进行实际接收过程中,地表具有吸收地震波作用,致使地震波强度受到影响[1];b)深层地震地质条件主要表现在第四系松散砂层中,具有一定抗阻波差异,导致测量阻波效果受到影响。同时,针对该区域内开挖之前煤层进行分析可知,这是一个良好的波阻抗界面,能产生较强反射波,实现地震波长的精确检测。煤炭开采后,存在一定采空区,伴随着缝隙带及采空带出现,反射波也会随着波长中信号传输混乱出现紊乱状况,存在差异性特征,由此可见,深层地质条件较好。

1.2地震勘探方法选择浅层地震勘探主要包括:折射波法、反射波法及瑞雷波法。a)折射波法在实际地区测量过程中,不同地层中存在明显弹性波速度差异,且针对松散煤层及采空区域层波速实际分布呈现倒序状态,不能满足方法限定性要求,且该方法在实际检测中需大面积采集空地;b)瑞雷波法应用原理为,底层之间介质不同会导致实际波速不同,利用瑞雷面波传播的频散性进行实际测量工作开展的方法。实际探测深度受到限制,且横向波长传输辐射范围较小,不利于对采空区域检测,导致实际检测结果出现差异;c)反射波法可实现定向发射,能量向下传递过程较为顺畅,高频成分多元化,可实现高分辨率勘探。通过对各种方法实际优势与劣势进行分析,需准确地对采空区域进行地质测量,采用浅层地震反射波方法具有明显优势[2]。

2方法设计

浅层地震反射波法可以利用人工激发形式产生弹性波,并发现弹性波在地下岩层中的传播规律,根据波动频率来判断岩石性质及岩层分布结构。如果地层发生碎裂,弹性波便能敏感捕捉到地层变化情况,针对断裂层产生相应反射波,能明确采空区域岩层状况。因此,浅层地震勘探技术在煤炭采空区域的应用具有重要意义,且能取得良好效果。

由于煤系地层中,其煤层反射系数与顶底板之间差异较大,在波长检测过程中会出现明显反射效果。煤层被开采,煤层区与顶板之间就会形成采空区域,采空区域会造成反射中断。由于采空区围岩结构遭到破坏,导致反射波在检测该区域时产生紊乱及变形状况,但采空区域下方岩层较为稳定,对反射波长没有影响,由于岩层完整性较好,所以采空区没有较大变化。

由于地震勘探区域的特殊性及地势高低起伏,为提升地震勘探反射波可信度,进行野外资料采集和室内数据处理过程中应重视以下处理方法与措施。a)测线主要垂直于倾斜地层走向布置;b)合理选择地震波激发点,应从地层下倾方向激发上倾方向接收;c)合理选用激发夯锤,选取70kg夯锤进行激发,实现强有力的地震波能量,实现精确数据检测;d)合理选择检波器,有利于对有效波接收。同时应选取多个检波器进行波长接收,提升抗干扰能力,保障稳定地接受有效波;e)增加地震采集覆盖频次,提升地震勘探精度;f)运用合理的精度速度分析方法,实现速度分析,保证获得参数的精确计算,为勘探提供良好理论保障[3]。野外技术采用美国CEOMETRICE公司生产的NZXP高分辨率地震仪进行地震勘探技术具体应用,并确定实际激发震源为70kg夯锤,接受波长主要采用CDJ-60型号60Hz的垂直检波器。数据实际采集参数为:采样间隔0.25ms,记录长度为750ms,70道接受,60Hz检波器,20Hz低切滤波,500Hz高切滤波,观测系统的道间距为3m,炮间距为6m,最小偏移距离为12m。同时对于地震波的处理采用加拿大的地震波处理软件Vista7.0处理软件来完成地震波计算工作,保证数据及参数的准确性。

在进行实际检测实施过程中,浅层地震勘探技术相关设备已准备好,对于研究区域采空区进行实际勘探过程中,地震勘探通过70kg夯锤激发地震波,通过60Hz检波器进行组合接收,并实现数据软件具体分析。经过浅层地震波对研究区域进行采空区勘探,测量结果相对准确,符合该地区煤矿采空区实际条件[4]。

3结语

地震勘探论文范文第6篇

1.1QHR管理工具的设计为了便于QHR信息的管理,从关注的信息入手,建立数据库,数据库建立遵循以下几条原则:①控制住关键点;②便于统计查询;③便于分析数据。针对QHR数据库的建立,咨询了部分资深技术专家和一线管理人员,通过多次开会讨论后最终确定数据库建立要求的内容:序号、隐患类型、隐患描述、预防措施、负责人、计划完成时间和超期未关闭原因及备注。其中,隐患类型、隐患描述、预防措施、负责人和计划完成时间是QHR管理的关键点,也是质量隐患能否及时得到消除的保证。

1.2QHR理念的宣贯为了尽快将QHR的管理理念贯穿下去,通过培训、邮件、QQ质量论坛和电话等多种渠道与海外项目经理部的技术总监和小队技术监督进行沟通,解疑答惑使海外项目从事质量管理的技术人员理解和认同QHR管理理念。同时,要求经理部技术总监及时与作业队伍沟通,做好指导工作,鼓励作业人员上报质量隐患,按月将QHR数据报到技术信息部。

1.3QHR的实施在QHR管理初期,收到的QHR很少。通过调查、分析原因,认为主要是大家还不习惯,对质量隐患的理解狭隘,没有真正领会质量管理体系的理念,从体系运作的角度考虑隐患的识别、处置和报告。为此,与海外项目进行了点对点的沟通,通过质量管理体系的宣贯,深入理解质量隐患的内涵,强调质量隐患无处不在,只有将这些隐患识别出来,才能制定针对性的预防措施,进而预防事故的发生。另一方面,作为一种激励措施鼓励海外项目上报质量隐患,不要担心暴露问题,总部也不会因为暴露问题而质疑项目管理水平,相反,质量隐患报告越多说明海外项目越重视质量管理工作,是工作出色和能力强的表现,是质量工作扎实的表现。只有将工作中存在的质量隐患识别出来,才能改进工作质量,进而提高管理水平。同时,作为一种质量管理措施,把上报质量隐患纳入到关键绩效指标法(KPI,keyperformancein-dictor的缩写)考核工作中,要求每个作业队伍每月必须上报不少于5个QHR,否则,将会影响KPI考核成绩[3]。通过上述一系列工作之后,目前,QHR的上报工作趋于正常。

1.4QHR问题的沟通为了有效地跟踪管理QHR数据库,总部安排专人负责QHR报告的收集、阅读、审核,确认QHR描述是否清楚、预防措施是否合理等,并汇总到数据库中。由于国际部推行英文办公,受英语表达能力限制,有些QHR的理解很困难,为此,总部主管QHR工作的专业人员花费了很多时间与项目沟通,并使问题得到解决,真正能发挥QHR管理在提升管理水平、改进工作质量方面的作用。

1.5QHR的统计分析每月在收集全部上报的QHR之后,将对上报的QHR整体进行统计分析,并将统计分析结果在季度质量管理委员会议上通报。如图1是2013年第四季度质量隐患统计分析柱状图。从图1中可以看出质量隐患主要集中在“放炮与记录”,有275个。这些隐患主要是:环境噪音大影响资料品质差;受地形和设备老化限制,排列上存在不工作道;车辆穿越大线时不走埋置的通道,导致大线易损坏;个别单炮记录车辆噪音严重,影响资料质量;备用震源离工作震源较近,容易引起噪音;部分检波器埋置不合格、个别道的检波器组合图形不正确等[4]。除了在季度质量管理委员会上通报QHR外,每年底将对全年的QHR进行一次整体的统计分析。如图2是2013年全年质量隐患统计分析柱状图。从图2中可以看出QHR分布第一高的也是“放炮与记录”,有978个。第二高的是“测量作业”,有798个。通过上述分析得出的结论,在每年的质量管理培训班中都加入了相应的培训内容,提高项目质量管理人员的质量意识;另一方面,将统计结果及时与海外项目沟通,监督、指导海外项目采取针对性的措施,如培训、现场练兵、加强现场管理等。

2QHR应用效果

从2011年引入QHR理念以来,收到的QHR数量逐年增多,2013年共收到3731个,见表1。从统计数据看出,海外项目对QHR管理工作越来越重视,这对消除隐患,提升管理水平,改进服务质量,避免事故发生发挥了重要作用。收到3731个QHR意味着有3731个质量隐患被提前预防和消除,如果对这些隐患置之不理或听之任之,其导致的后果可想而知。自QHR管理工具应用以来,没有发现一起质量事故,这充分说明QHR理念的应用是成功的。

3改进措施

地震勘探论文范文第7篇

在一个地震勘探项目正式施工前,都会有一个项目踏勘的过程,这时我们有必要组织足够的人员对项目范围内的房屋类型、光缆、高压线、电线、信号塔、输气输油管道、公路路面情况、水库大坝、饮用水井、养殖场、种植场、文物保护单位、矿山等进行排查并详细记录,HSE人员根据爆破地震安全距离计算公式,将所有涉及到的建筑物依据药量的大小给出一个可供项目实施的安全距离,项目开始后,无论是测量放样炮点、还是钻机打井、下药放炮,必须严格按照这个安全距离执行。

2南方CASS在控制安全风险时的具体应用以某三维项目为例

该项目东西长24公里,南北长31.95公里,施工面积766.8平方公里,由81条检波线,41条炮线组成。检波点51840个,炮点16236个。项目属勘探老区,区内井场众多,地下管道极为复杂。为保证项目施工安全,在施工前,由专业技术人员利用手持GPS对工区范围内的地上、地下设施进行详细调查,调查对象包括公路、光缆、输油输气管线、高压电线、文物保护单位等地震施工对其有影响的一切建筑物,调查内容包括坐标、材质、形状、大小等。HSE人员根据调查内容确定安全距离。

调查成果经测量内业人员在电脑上利用南方CASS软件成图(图3)从图3我们可以看出,井场反映在图上是一个点,而输气管道在图上经过野外调查的拐点相连反映在图上就是一根根折线。把设计炮点加载到图上(图4)我们可以看到设计炮点与井场、管道的关系,但是在实际应用当中,如何更加便捷的让野外测量人员知道自己放样的炮点究竟距离井场、管道有多远,是否能够满足HSE的要求?只靠测量人员在野外用眼睛看、用嘴巴问,显然无法百分之百的规避,而且还影响施工进度,为此,我们需要把图中的井场与管道按照HSE规定的安全距离进行修饰,这样就满足了HSE的要求,其他建筑物都可以按照这个思路进行绘图。野外测量人员根据这个图来放样理论炮点就直观很多,但还是不太方便,如果把设计炮点对应的变观炮点位置全部显示在图上(图6),就更加方便野外放样炮点了。在测量正式施工前,将这幅图做出来,分发到野外小组,可以让他们提前知道地下管网的分布情况,了解哪些炮点不能放样,哪些炮点可以放样,既保证了地下设施的安全又提高了野外小组的工作效率。

在钻机打井后,如果将井口坐标复测成果加载到图上,既可以发现钻机的打井偏差,从而对钻井质量进行及时控制,也可以对炮点安全进行再次确认,真正做到百分百安全。此外,南方CASS软件也可以用于地震勘探项目测量草图的绘制。CASS软件是专业的绘图软件,由于地震勘探作业数据量大,CASS软件可以批量编辑,减轻内业人员的劳动强度,缩短施工时间,与以往手工绘制测量草图相比,制作的测量草图视觉效果美观,而且图件保存时间长,多个项目的矢量图件可以合并,形成地震勘探数据库,方便今后随时查询。

3结论

地震勘探论文范文第8篇

1.1技术难点①煤层埋藏浅。井田东部有煤层在地面露头,地震资料控制露头难度大。②煤层多,煤层结构较为复杂,煤层对比困难。③各煤层厚度变化大。

1.2二维与三维地震勘探方法根据该区普查、详查阶段的地质成果,确定了该井田的先期开采块段。由于较大炮检距的地震资料难以得到埋藏较浅目的层的资料,依据经济合理的原则,将先期开采块段划分为二维区和三维区,二维区采用小道距、小炮距的观测系统,重点控制浅部地层倾角和煤层露头;三维区采用8线8炮、小CDP网格的观测系统,重点解决煤层结构问题。

1.3观测系统根据试验结果,结合该区大部目的层埋藏较浅的特点,经理论分析计算,确定三维区采用束状8线8炮制中点发炮、16次覆盖的观测系统进行施工。检波点网格10m(纵向)×40m(横向);炮线网格为20m(横向)×40~80m(纵向);CDP间隔为5m×10m。二维采用4m炮距,2m道距,30次覆盖的观测系统。

1.4数据采集①激发。戈壁钻机成孔,药量1kg。焖孔激发以提高激发能量的有效利用率。采用高速聚能炸药激发,提高炸药与激发岩性的耦合性能。②接收。采用4个40Hz检波器2串2并组合,“蹲点”插置。③仪器。采用法国SESERL公司生产的428XL遥测多道数字地震仪。④现场处理与监测。利用Blade2000工作站进行现场处理,对试验单炮进行现场频谱分析,用于指导施工参数选择以便更好的提高分辨率。根据处理结果进行现场解释分析,及时消除采集中影响单炮质量的各种影响因素。现场配备专人记录戈壁成孔钻机见煤情况,弥补了地震资料控制浅部困难的不足,使煤层露头控制更为准确。

1.5资料处理重点做好静校正的同时进行了分频处理,在保证较宽的频带情况下对高频能量进行提升,较好的提高了分辨率与反射波的连续性。为煤厚解释提供了高质量的资料。

1.6波阻抗反演要正确解释地震资料,还原各种地质现象,煤层反射波的标定非常关键。首先根据测井数据得到合成记录,在时间剖面上以合成记录为依据进行煤层宏观结构的初步解释。然后以测井数据约束地震数据进行波动方程波阻抗反演,反演的波阻抗具有了钻孔资料相近的高分辨特性,较时间剖面更具有高分辨率。图1是利用反演资料解释煤层分叉合并边界与煤层夹矸的实例。波阻抗反演剖面清晰反映了煤层的分叉合并、煤层的厚度变化等现象。经后期钻孔验证(红色箭头位置夹矸厚度1.15m)根据时间剖面与波阻抗反演剖面可以圈定分叉合并边界是切实可行的。

2解决的地质问题及地质成果

2.1煤层划分奥塔北区西山窑组(B组)煤层较多,煤层厚度变化较大,单靠钻探与测井资料难以确定各煤层的关系,如何对煤层进行正确划分非常重要,该区在进行地震勘探特别是三维地震勘探后,各个孤立的钻孔通过时间剖面联系起来,通过正反演等标定,各反射波与煤层对应关系明确,各种地质现象反映清晰,使煤层对比变得明朗。首先,根据钻探及测井资料将B组煤层划分为3大层,然后根据地震资料对各个钻孔之间的煤层关系进行确认。由于时间剖面上同一可采煤层的相位是连续的,利于对比追踪,可以提高煤层对比的精度。

2.2确定分叉合并边界在三维地震勘探之前,通过钻探与测井成果结合二维地震资料对比煤层,图2A与图2B中钻孔小柱状显示两孔煤层厚度及结构均发生了较为明显的变化,二维时间剖面T23反射波变弱,与T22s反射波间距变小,与钻探、测井资料综合定案为B23煤层在ZK405孔沉积缺失;图2B中钻探与测井资料定案为B23煤层在ZKJ401孔沉积缺失,而三维地震勘探成果可以清晰地反映出两层煤之间夹矸变薄,煤层合并。在三维数据体上对各煤层反射波进行追踪对比,并对部分测线进行波阻抗反演,最终确定了两煤层的的分叉合并边界。实际资料表明经全三维偏移的数据体较二维地震资料具有更高的分辨率。

2.3圈定火烧区由于煤层在被火烧之后与围岩的物性差异变小,火烧区在时间剖面上的特征表现为煤层反射波变弱或杂乱无章(图3)。根据时间剖面上同相轴的变化圈出火烧区范围。

2.4控制煤层厚度奥塔北区煤层厚度变化较大,各煤层间距变化也较大,仅B21煤层顶、底板反射波能分开,煤层厚度的解释是根据煤层反射波与钻孔揭露情况分块段进行的。对于煤层间距小、地震资料无法分开的区域采用钻探资料外推的方法;时间剖面显示良好的区域采用钻探与地震资料相结合的方法控制各煤层厚度。煤层厚度较大的煤层根据煤层顶、底板反射波的时差变化(图4A)与钻孔煤层厚度的对应关系制作层速度平面,对煤层厚度进行量化计算。对于薄煤层区采用提取煤层反射波的相对振幅进行煤层厚度解释。图4A中最上边一层煤B22的反射波由左到右由强变弱逐渐消失,说明煤层厚度由厚变薄(图4B、C)。

2.5圈定煤层沉积缺失范围根据合成记录确定的各煤层反射波对比煤层,根据反射波的能量强弱、连续性圈定了各煤层的沉缺范围(图4)。

2.6控制煤层露头常规二维地震勘探难以得到很浅煤层的反射波(图5A);三维勘探虽采用5m×10m小CDP网格,20×40m的炮点网格,浅层反射波仍难以得到(如图5B);露头区附近采用小道距(2m)、小炮距(4m)的二维地震方法,使有效波得以从100ms提高至35ms(图5C),测区东部解释的煤层露头位置是由小道距二维时间剖面、地震施工时地震成孔钻机见煤位置与钻探、槽探结果确定的,可靠程度较高。

3结语