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沙漠地震勘探的技术难点及对策

2016/03/18 阅读:

摘要:

本文对毛乌素沙漠地震勘探中的技术难点,提出了相应的技术对策,在生产实践中取得了较好的应用效果。

关键词:

地震勘探;技术难点;技术对策

内蒙古某公司对巴彦高勒矿井11、12盘区进行三维地震勘探工程,巴彦高勒矿井位于呼吉尔特矿区的最南端,西南距乌审旗政府布察克镇约30km,行政隶属于鄂尔多斯市乌审旗乌兰陶勒盖镇。勘查区位于鄂尔多斯高原东南部,区内地形总体趋势北高南低。气候特征属于干旱~半干旱的大陆性高原气候,太阳辐射强烈,日照丰富,干燥少雨,风大沙多,无霜期短。本区属高原沙漠地貌特征,大部分地区被第四系风积沙覆盖,多为新月形或波状沙丘,连绵起伏高大的沙丘,对地震有效波的高频信号吸收衰减作用较为明显,地表沙层对检波器埋置不利,致使有效信号能量变弱,给地震资料采集带来了很大的困难。因此本勘查区属于地震勘探地质条件比较复杂类型区。本区主要含煤地层为侏罗系中下统延安组,其中2号、3号、4号、5号煤组较稳定。

1施工技术难点

本次勘探的地质任务主要以提高空间分辨率为目的,解决煤层结构、小断层、陷落柱、煤层厚度变化趋势等问题,主要存在以下几方面难点:(1)众所周知,沙漠区地震勘探最难克服的自然因素就是地表被新月形或波状的沙丘所覆盖,地震波在沙丘中传播能量被吸收衰减非常剧烈,连绵起伏高大的沙丘对地震产生的入射下行波和反射上行波能量具有严重的吸收和衰减作用。如何克服沙丘对地震波能量影响,提高地震采集数据的品质成为首要难点。(2)遍布于井田内的是风积粉细砂,厚度一般20m左右,近地表松散沙层不仅对地震波能量下传具有吸收和衰减作用,对反射回到地表检波器的反射波能量也同样具有严重的吸收和衰减作用,采用什么激发方式,才能保证强激发能量,形成良好的地震反射波。(3)如何控制由激发引起的强能量面波、声波及其他干扰波,提高记录信噪比。(4)浅层低速带变化剧烈,如何解决静校正问题。(5)煤层层数多、煤层间距小,地质任务要求解释9个煤层的煤厚及变化趋势,如何解决。(6)数据采集排列的纵向滚动问题,本区接收线距为40m,各班距离近,设备和人员难免造成混乱,使排列不稳定性大大增加,影响采集数据质量;排列纵向滚动距离太远,沙漠无法行车,设备移动全靠人抱肩扛等等不适合沙漠地区快速作业因素如何克服。(7)本区松散层底部含水,潜水位3m-5m,富水性较好,不利于激发炮井的成孔,钻进较易且速度亦快,但极易塌孔,造成护壁和下药的困难。以上技术难点表明:要完成本次沙漠区的地震勘查任务必须采取一系列有针对性的技术对策来确保整个项目的质量和精度要求。

2技术对策

(1)采用的反循环钻机成孔方式,全部实现了潜水层以下激发,确保了炸药激发所产生的地震波能量的有效下传,克服了连绵起伏高大的沙丘对地震波能量下传的吸收和衰减,提高了地震数据采集质量。(2)根据表层地质特征,风积砂层厚度分布特点,找准最佳的激发层位,确保打至激发井的最佳深度,通过试验和生产中的摸索,力求获得最佳激发效果;在检波器接收方面,主要采用避高就低和因地制宜偏移埋置检波器,再结合炮点加密技术,较好地改善了地震反射信号的接收效果。(3)通过试验采用加大激发能量和检波器面积组合的方法减小和压制面波、声波等干扰。同时采用高覆盖次数的观测系统,充分压制干扰、增加目的层的反射能量,从而提高资料的信噪比,确保纵横向覆盖次数较为均匀,本次施工采用24次覆盖的观测系统,即可以保证资料的信噪比,又可以保证资料的高分辨率。(4)处理时采用去噪、内切等方法最大限度地消除各种干扰,使用初至静校正、层析静校正等多种方法进行对比确定最优的静校正方法,提高有效波的信噪比。(5)利用反演技术,提高分辨率,达到能解释煤层厚度变化以及小断层解释的效果,利用属性体对小断层及裂隙发育分布情况进行研究,提高解释精度。另外,对沉积规律进行研究结合,使解释成果更加合理。(6)数据采集排列转变为横向滚动,由于本区施工方法线距和道距都很小,转变排列为横向滚动,可以使排列按块状面积就近管理,能快速灵活移动排列和快速查线,不至于设备混乱,整体有序地提高了排列的稳定性,很大的提高了数据采集效率。(7)采用反循环钻机成孔,适当添加洗衣粉或凝固剂加固钻孔,防止塌孔,保护孔壁并减少下药的困难。

3工作方法

根据本区的地震地质条件及地质任务要求,本次勘探确定选用三维地震勘探的方法。

3.1三维地震观测系统参数设计激发因素:井炮激发,井深14m,药量2kg,单井激发。接收因素:①仪器因素:428XL数字地震仪0.5ms采样录制、记录长度2.0S、前放增益12dB;②观测系统:960道接收,中点激发,道距10m,偏移距20m,24次叠加;③检波器组合形式:60Hz检波器3串2并堆放埋。

3.2三维观测系统的基本参数观测系统类型:10线8炮制中点激发束状;接收道数:10×120=1200道;接收线数:10条;接收线距:40m;接收道距:10m;激发线距:20m;炮点网格:20m×100m;检波点网格:10m×40m;CDP网格:5m×10m;叠加次数:6×4=24次(纵向6次,横向4次)。

3.3组合参数检波器类型:CDJ-60型检波器;检波器组合:3串2并6个检波器;组合方式:堆放。

4勘探效果

(1)基本了解了巴彦高勒井田的基本构造轮廓和构造复杂程度,控制了可能影响矿区划分的主要构造。(2)初步控制了主要煤组的分布范围和煤组的标高及赋存形态,提供了找煤孔和参数孔的孔位,并对钻孔进行了主要煤层的埋深预测。(3)通过改变排列的纵向滚动到横向排列滚动方式转变,提高了排列的稳定性,提高了生产效率。(4)全区连续追踪侏罗系中下统延安组底界面反射波,并以此组底界面等高线平面图作为参考,初步解释煤层底板形态。(5)初步解释断层16条(其中5m≤H<10m的断层12条,H<5m的断层4条)和褶皱构造。

5结论

通过这次毛乌素沙漠区的地震勘探,采取本文的技术对策,极大地改善了沙漠区地震勘探的激发和接收效果,经过本次地震勘探证明只要选择合理技术对策,复杂的沙漠勘探区一样能取得较好的地质勘探效果。

参考文献:

[1]刘丕哲,等.内蒙古黄陶勒盖煤炭有限责任公司巴彦高勒矿井11、12盘区扩大区域三维地震勘探施工设计[R].邢台:河北省煤田地质局物测队.

作者:王旭钊 单位:河北省煤田地质局 物测地质队

沙漠地震勘探的技术难点及对策

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