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[关键词]金属矿 地震勘测 技术探究
[中图分类号]P631.4 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-9-129-2
世界各国对金属矿的探测技术多年来仅限于非地震勘测技术,比如说重力法、电磁法等等,但是这些方法比较适用于金属矿的浅质层,但是随着勘探的纵向区域的加深,传统的勘测方法在能力和精确度方面的可靠性逐渐下降,所以,金属矿的勘测方法倾向于地震勘探技术,其不仅可以代替非地震勘探技术在深层金属矿中作业,更重要的是其在精度、分辨率以及勘探结果上显示出不可取代的地位。
1金属矿地震勘测现状
目前地震勘测技术仍处在前期发展的状态,其在金属矿勘测中的应用主要体现在两个方面,一是对金属矿上的岩石进行物理特性的分析,通过矿石与岩石的物理特性,分析是否具有金属矿勘探的意义;二是分析散射波场的特性,散射波长的特性与金属矿体是有相关关系的,对其进行分析得出金属矿是否具有有效的勘探性,因此地震勘探技术还存在很大的研究和提升的空间。
2金属矿地震勘测的技术分析
基于对金属矿地震勘探国内外现行使用技术的分析可得,常用地震勘测方法有五种,分别是散射波法、折射波法、反射波法、井中地震方法以及地面地震层析成像法。
散射波法。散射波发在地震勘测中属于是比较高等的技术种类,主要是用于勘测非均匀分布的地下介质的地质条件,例如对块状硫化物矿床的探测,一般情况,被探测的金属矿床在与周围岩石之间存在的速度差和密度差会形成散射波场,在差异较大时,地震勘探技术中的散射波对金属矿的散射波场进行探测,可及时有效的发现与矿体关系密切的非均匀体。比如位于我国东部地区的铜陵冬瓜山-铜矿以及我国西部地区的云南锡矿,都是通过散射波法对矿区进行高质量成像,基于数据的模拟发现金属矿区。
折射波法。折射波法在地震勘测中是应用比较早期的技术种类,其主要对矿区中的含金属矿的基岩、基底以及控矿构造进行研究,一眼就结果作为标准进行填图,并且确定金属矿的风化壳,例如位于乌兹别克西部地区的金属矿区,即是利用折射波法对低速区域的异常条带进行划分,主要是对金属矿部分的形态背景进行分析,原因是乌兹别克矿区局部异常的界面低速区域与该矿区的矿床有直接的关系,所以首先需要利用折射波法对低速异常的条带进行划分。在地震勘探技术中,折射波法虽然投入使用比较早,但是其在应用上是受到一定限制的,比如低速层覆盖在高速层下方或者是被勘测的地形结构复杂。
反射波法。反射波法在地震勘探中属于比较常用的技术种类,其主要对和金属矿有关联的地质构造进行探测,对金属矿中的断层进行标注,大致反馈金属矿中含矿地质的构造,包括形态、基底和基岩起伏状态、相似沉积金属矿以及沉积金属矿等,便于有效金属矿的探寻和发现。例如反射波发对矿区的二维或三维层面两千米以内60°-70°倾角处以及裂缝处进行地质构造上的成像。此方法运用的成效体现在位于澳大利亚的北部地区的Mount Isa金属矿区,清楚可圈定出金属矿取的涉及范围以及构造形态。
井中地震方法。井中地震方法是地震勘测技术中比较精细的技术种类,其在金属矿勘探中所涉及到的井中地震方法包括垂直地震剖面、跨孔地震层析成像和“井-地”地震层析成像,当金属矿发育地区的陡倾角大于65°时,属于高难度勘测种类,由于受限于野外采集与处理方法,导致部分地震探测方法的使用效果不是特别明显,因此利用井中地震方法的垂直剖面技术可在井中接受来自陡倾角的各种数据信息以及参数,有效的代替其他地震勘探技术,但是在金属矿区中大部分的井并不是呈现垂直状态的,所以发展为井下地震方法,有利于获取地下速度的详细信息,优化各个地层与界面之间的关系。例如位于加拿大大安大略地区的Kidd Greek金属矿和加拿大魁北克北部地区的Bbitibi金属矿区中的勘探井,前者是利用井中地震方法,发现陡倾角褶曲处火山岩层中包含硫化物矿体,并对此控矿构造进行成像;后者是利用井中地震方法,对一支矿体进行二次勘探,通过对其陡倾角的火山岩进行成像,勘探到具有高波阻抗特性的辉绿岩矿脉分布。
地面地震层析成像法。地面地震层析成像法是地震勘探技术中比较复杂的技术种类,其是以地震勘探的记录为基础,通过对首波的动态进行分析,对地下的速度进行反演,此方法以80%以上的准确性探测金属矿区底层速度的分布,虽然地面地震成像法的探测准确性比较高,但是其在纵行方位上的分辨率不高,远远低于横行方位上的分辨率,所以,地面地震层析成像法只能用于介质速度有差异的金属矿区,比如隐伏矿体、断层处以及矿体与周围岩石的接触地带等,通过对介质波速进行勘探,分析其对应岩石的特性,同时为地震的数据处理提供精确的校正资料,例如位于加拿大地区的Sudbury金属矿区,利用地面地震层析成像法对大型块状主要为硫化物的矿体进行地震反射的勘探,对于金属矿区地下的岩性界面的构造和形态进行探测,以便对地下深处的金属矿体进行圈定。
3地震勘测技术有待改善的问题
金属矿地震勘探技术在应用中暴露出诸多关键性的问题,并且此类问题有待提出具有针对性的解决方案,实现关键性问题的突破和改进。首先是基于金属矿床地质背景的限制,此限制可分为三个层面,第一是金属矿体的不规则分布,而且金属矿体在几何形态上的分布尺度是非常小的,不利于勘探;第二是金属矿床的地质构造复杂多样而且具有不稳定性,其地层处的倾角陡峭,岩石层以岩浆岩和变质岩为主,加大了勘探上的难度;第三是金属矿的表面层次的构成条件非常负责,不仅其地形的起伏变化比较大,而且表层的潜水面和风化层很深,促使地表处的岩石以的状态存在,影响勘探的准确性。
其次是金属矿资源对比其他的资源勘探,其涉及的地质和地震条件以及地质中需要解决的问题是多种多样的,条件和问题的多样表现为:第一在金属矿地震勘探中,目的层缺少比较深的深度,而且其背景的速度相对较高,再加上信号方面有效频宽的限制,与之进行对比,例如勘探技术在油气勘探中的环境条件为目的层最深深度可至数千米,信号有效的频宽在1-120赫兹,金属矿的频宽则为30-200赫兹;第二是金属矿地震勘探中目的层在界面上的波阻抗差非常小,致使有效的地震信号几乎检测不到,在进行有效波的分离和识别上极其困难,而且金属矿大部分为结晶岩,其不均匀性的分布特点造成变化多样的波场图形;第三是形态各异且规模较小的金属矿床,其底层界面在横向上是呈现不连续性的,很难采取合适的地震勘探技术对其进行勘探,缺乏地震勘探方法所需要依据的基本条件,而且当地震波的波长与金属矿体的尺度相当时,地震波会产生散射现象而无法精确的对金属矿床进行探测;第四是金属矿底层纵行方向上的密度差较小,波阻抗差的获得主要是依据金属矿地质的密度差,但是其地址中的各层速度非常接近而且速度非常高,导致垂直方向的速递比较小,只有在不同烈性的岩石之间才会显现出密度的变化,所以严重影响到勘探的顺利进行。
最后金属矿地震勘探技术无论是在理论基础上还是在技术实践上,都存在需要改善提高的地方,对于地震勘探技术尤为需要谨慎的考虑,综合金属矿区的地形特点,进行正确的选取。
4地震勘探技术的发展前景
目前金属矿地震勘探技术已提出多个新型的研究课题,其中最具代表性的是地震波散射技术,近几年更是加强了对此技术的研究力度,其以地震勘探技术的磁法、电法勘探技术为基本,以地震波散射为研究理论,确立了新领域技术的研究方向,未来金属矿地震勘探技术的发展前景是非常广泛的。
5结束语
地震勘探技术在金属矿勘探中的应用是具有不可估量的潜力的,而且地震勘测技术在国内外都备受关注,最重要的原因是地震勘探技术均可运用在金属矿勘探的各个阶段,而且其对浅层与深层的质地构造的反应精确度非常高,有利于获取金属矿的空间分布状态,基于对地震勘探技术的不断研究,其在未来金属矿勘探中的重要性会越来越大。
参考文献
[1]徐明才,高景华.用于金属矿勘查的地震方法技术[J].物探化探计算技术,2010(S1).
[2]尹军杰,刘学伟,李文慧.地震波散射理论及应用研究综述[J].地球物理学进展,2010(01).
[3]李战业,尹军杰.地震散射波模拟成像在金属矿勘探中的应用[J].地质与勘探,2011(02).
关键词:地震勘探 物探技术 发展趋势
中图分类号:P631 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)05(b)-0237-02
物探技术是一门应用性为主的学科,不言而喻,它的应用领域十分广泛。在地质找矿、军事工程、工程物探、工程质量检测等方面发挥着重大作用,对于保障国对民经济稳定发展有着重大意义。在工程方面,物探技术更是和工程如影随形,在工程选址、工程质量检测方面,都应用十分广泛。
在矿产资源勘查过程中,我们首先需要对各种物探方法和仪器有着充分地了解,再根据具体的工作目的选择合适的物探方法和仪器,这样才能更好更准确地完成勘探任务,因此各种物探方法的特点及适用范围以及所采用的物探仪器,我们都要进行认真地比较研究。地震勘探作为一种主要的物探方法我们更要加以重视和研究。在实际工作中,经验的积累对于工作的展开也是有很重要的指导意义,所以,要在掌握理论方法和仪器设备使用的基础上,注重实践经验的积累。
1 地震勘探技术的发展历程
地震勘探技术随着现代相关技术的发展而不断发展,取得的成就也进一步丰富。事物是运动发展的,运动是绝对的。就像我们的宇宙,时时刻刻都处于之中。随着中国的崛起强大,国家对于科学技术的需求越来越高,其中也包括地震勘探技术。
回顾地震勘探技术的发展历程,地震勘探技术始终处于不断创新、飞速提高的过程之中。至今它已经形成了一个复杂、庞大而完整的科学体系。数学、物理、计算机以及地质学的各个分支都渗透到这个领域之中,因此,地震勘探变成了一门综合性的科学,它的发展可以按如下时间进行划分。
30年代,地震勘探技术第一次飞跃,由折射地震法改进为反射法;50年代,地震勘探技术第二次飞跃,出现多次覆盖技术;60 年代,地震勘探技术第三次飞跃,出现了数字地震仪及数字处理技术;70年代初期,地震勘探技术第四次飞跃,出现了偏移归位成像技术;70年代后期,地震勘探技术第五次飞跃,出现了三维地震勘探技术;90年代,地震勘探技术第六次飞跃,出现了高分辨率与三维地震结合。
2 地震勘探仪器的发展
地震勘探仪器主要是记录地震波,按地震波的记录方式,地震勘探仪器的发展已经历了6代。
第一代是电子管地震仪,一般称模拟光点记录地震勘探仪。这代地震仪大多数由电子管制成。由于光点感光方式的限制,其动态范围小,仅有20 dB,频带宽约10 Hz,采用自动增益控制,记录结果不能作数字处理。第二代是晶体管地震仪,一般称模拟磁带记录地震勘探仪。大多数采用晶体管电路,利用磁带记录,可多次回放,并可作多次叠加和数据处理。动态范围达50 dB,频带宽为15~120 Hz,采用公共增益控制或程序增益控制。第三代是集成电路地震仪, 一般称数字磁带记录地震勘探仪器。这代地震仪采用二进制增益控制方式和瞬时浮点增益控制。它把检波器输出的信号转化为数字化信息,记录在磁带上。其动态范围为120~170 dB,频带宽为3~250 Hz以上,记录的振幅精度高达0.1%~0.01%。第四代是大规模集成电路地震仪,一般称早期遥测地震仪。遥测地震仪由许多分离的野外地震数据采集站和中央控制记录系统组成。第五代是超大规模集成电路地震仪,通常称为新一代遥测地震仪,为多种数据传输模式的地震仪。第六代是全数字遥测地震仪,采用是全数字化地震数据传输与记录系统。从21世纪初(2002年)开始,主要标志是采用微机械电子技术成功制造数字地震传感器,从而从技术上解决了传统模拟地震检测器制约地震勘探发展的瓶颈问题。包含地震勘探技术的物探技术与经济发展始终处在互动的良性循环之中,工业化的生产需求推动着物探技术不断创新,物探技术的进步极大地促进了工业的发展。目前,地质勘查的难度越来越大,重大实际问题正在促进地球物理极限的延伸,向物探技术提出了新的挑战。
3 地震勘探技术的现状
3.1 地震勘探仪器设备现状
诸多的勘探新技术对勘探仪器和设备提出了越来越高的要求。宽方位角采集在成像分辨率、相干噪声衰减以及辨识定向断裂等方面的优点已经越来越引起大家的重视。数字检波器振幅校正、温度变化、时效性、可靠性和稳定性远远优于常规的机械式检波器,而且它为全数字输出,有较好的电磁兼容性能,动态范围大、信号畸变小,具有优异的矢量保真度。对于目前的地震勘探的应用已经非常成熟,软硬件的开发水平随着科技水平的提高也越来越高。其中地震勘探的仪器和设备也逐渐趋向于智能化、高速化、轻便化和特色化。
3.2 地震勘探技术现状
近几年来,随着物探装备的发展,地球物理勘探技术特别是地震勘探自从在石油工业中应用以来,始终处于不断的发展和改进中。以高分辨率地震、高精度3D地震、叠前偏移成像、山地地震、高精度重磁等为代表的勘探地球物理技术,以约束反演、属性分析、4D地震、井中地震、多波多分量地震等为代表的油藏地球物理技术正跃上新的台阶。特别是随着近些年来,电子技术、计算机技术、信息技术等相关学科的飞速发展,地震勘探已经从最初的一维勘探到现在的三维甚至是四维勘探。从单分量到现在的多分量,从简单的构造勘探到寻找隐蔽岩性油气藏。
地震相干解释技术、地震相分析技术、波阻抗反演技术、三维可视化技术等为代表的一系列新技术的出现,以及神经网络在数字处理中的应用,在实际工作中得到了全面推广应用和发展。用于地震数据处理和解释的软件,在后期的数据处理解释的过程中是必不可少的。常见的数据处理软件有Geocluster、Seimic等,常用的解释软件比如:Landmark、Jason等一些著名的解释系统,并且在实际应用中,很多功能都在不断的扩展,以适应地震数据处理。总之,随着相关学科的发展,科学技术的进一步提升,地球物理所应用的软硬件也在进一步提高。
4 地震勘探技术的未来发展趋势
4.1 地下探测趋势
科学技术的发展,使得地震资料的处理和解释的水平有了更进一步的发展。新技术和新方法层出不穷,并将投入到实际的生产和应用中。随着油田勘探开发的深入,地球物理正从一种勘探工具向油藏描述和检测工具过渡。大量的地震数据和地下的VSP测井和钻井紧密结合,使我们能够从地面数据中挖掘越来越多的地下信息。地球物理将伴随着人们对地下资源的不断需求而不断发展。
4.2 高分辨、高可靠性、实时成像趋势
在工程物探巨大市场需求的带动和计算机技术的推动下,未来几年工程物探技术与新仪器的开发将呈现良好的势头,开发水平将大大提高,新仪器将以高分辨、高可靠性、实时成像仪器为主流。
4.3 静态向动态过渡趋势
精确的油藏表征是油藏管理及生产最大效率的关键步骤。油藏的静态表征数据是地震数据孔隙度等,用作标定的数据主要是VSP测井、钻井等获取的地质数据,油藏的开发是一个动态过程,因此静态表征须向动态表征过渡。在整个油田的开采过程中,静态油藏特性如孔隙度、渗透率等和动态数据都将会得到更新。油藏模型已从最初的简单模型不断优化,指导整个油田的合理开采。
4.4 新技术勘探趋势
5 主要物探技术比较
5.1 磁法勘探
以岩、矿石间的磁性差异为基础,通过观测与研究天然及人工磁场的变化规律来解决地质问题的方法。用途:寻找磁铁矿(直接找矿);寻找含磁性矿物的各种矿产;地质填图;地质构造等。特点:理论成熟,轻便、快速、成本低,但应用范围不够广。
5.2 电法勘探
以岩、矿石间的电性差异为基础,通过观测与研究天然及人工磁场的时空变化规律来解决地质问题的方法。用途:地质构造;寻找油气田、煤田;寻找金属与非金属矿产;水、工、环地质问题等。特点:三多:参数多,场源多,方法多;二广:应用空间广,应用领域广,但受地形及外部电磁场干扰大。
5.3 地震勘探
以岩、矿石间的弹性差异为基础,通过观测与研究地震波的时空变化规律来解决地质问题的方法。用途:地层分层;地质构造;寻找油气田、煤田;工程地质问题等。特点:探测深度大,精度高,但要放炮,工作难度大,破坏环境。
5.4 放射性勘探
5.5 物探新方法
6 结语
随着中国的崛起强大,国家对于科学技术的需求也越来越高,其中也包括地震勘探技术。总之,地震勘探技术是一门以应用为主的学科,它是以不同岩、矿间物理性质的差异作为基本的和必要的前提条件,以各种设备仪器为重要手段,应用领域十分广泛,对国民经济和国防有重大影响的一门技术科学。技术的进步将推动地震勘探技术的革新,现今存在的诸多问题也将会被解决,而且对于地震勘探技术的投入也在不断地扩大,新的技术也将会不断的被应用,我们相信新技术的发展和应用将会带来更多的经济效益。
参考文献
[关键词]石油勘探 多波地震勘探 采集技术 应用
[中图分类号] P315 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-2-180-1
目前,我国绝大多数油田的浅层和中层油藏情况已经被探明,部分已经处于开发过程中。由于部分油区非常接近于高含水期,深度开发含油盆地深层,已经成为迫在眉睫的大事。在这种情况下,多波地震勘探采集技术应运而生。它成功解决了难以获得深层地质反射信号的难题,受到了石油勘探相关工作者的青睐。
1多波地震勘探采集技术
1.1观测系统和特点
观测系统的主要参数包括最大炮检距、覆盖次数、道间距、最小炮检距等。下面将详细介绍这些重要的参数
(1)最大炮检距
目的层深度和转波反射系统是影响最大跑检距选取最为主要的两个因素。转换波需要在大入射角的情况下,才能拥有足够强大的能量,因此,普通情况下的最大炮检距离均大于纵波勘探最大炮检距离。
(2)覆盖次数和道间距
相关著作显示,炮点和检波点的相对位置关系在一定程度上影响了转换波覆盖次数的可靠性与稳定性,并且常规面元大小并不适合转换波。转换波面元的大小和速度比值存在一定联系。
(3)最小炮检距
转换波在距离炮检距较近的区域内,反射能力会相对较弱。因此,一般情况下会把偏移距离加大。这里所说的偏移距离就是最小炮检距。同时,由于需要接收纵波反射,最小炮检距离不能过大。大多数情况下都以纵波观测系统最小炮检距为准。
1.2采集设备
能够产生横波和纵波相关震源设备是多波地震勘探的必备条件。比较而言,纵波震源相关设备相对容易获得。横波震源相关设备大多会导致剪切力,因而需要具备能够专门产生横波的震源设备。但是,这样的设备大多价格较贵且相对笨重,会对野外施工造成一定困难。目前,我国的多波采集设备在产品性能、产品质量、采集资料质量上还存在一定差距,有待进一步提高。
2当前多波地震勘探采集技术的应用现状
2.1国外应用实例
近年来,OBC(海底电缆采集技术)被被广泛应用,促进了多波地震勘探采集技术的快速发展。SEG和EAGE相关专题研究表明, 地震勘探采集技术正在快速进步与发展中。
著名的北海AIba油田多波工作的重点是该油田某一侧线横波剖面相关对比分析图。纵横波能使横、纵波对岩层产生不同的地震响应。分析图显示,转换波在气层中能够产生极强的反射界面,影响纵波形态在气层界面中的清晰度。通过测线纵、横波剖面相关对比分析图能够看出气对纵波具有一定影响。比如:导致纵波形态模糊,边界不够明显等。但它对转换波的反射不产生任何影响。转换波剖面中气层所在位置地层反射非常清晰,构造形态也很明显,有利于精确地确定构造具置,了解构造的大小和反射特点。
2.2国内应用实例
我国最早接触多波勘探的相关研究是在陆地一些工业区开展比较分散的实验。由于资料有限,设备落后等因素的制约,陆地上的多波勘探研究还未能进入商业化勘探领域。但可喜的是,在我国南海等海域开展的多波勘探已经取得初步成功。
(1)1998年我国海洋石油总公司成功采集了第一批次的二维四分量相关地震数据。经过相关科研工作者的不断努力与探索, 2000年又成功采集到了第二批二维四分量相关地震数据。
(2)二十世纪九十年代,我国石油天然气集团公司开始致力于多波勘探相关研究实验。裂缝性气藏多波勘探技术的研究与应用是“九五”科技攻关项目的重要内容,其选址于四川盆地。通过国家地震局、四川地调出、石油大学、清华大学等多方的共同努力与研究,终于取得了一定成绩并在2001年6月顺利通过集团公司的测试与验收。
(3)在我国第十个五年计划期间,中国石化和中国天然气两大集团公司确立了我国东部深层地震攻关技术项目。在该项目的深层资料相关解释方面,技术人员努力提高深层资料质量,详细解释并提出了钻探目标,促进该项目的顺利完成,积累了丰富的经验,获取了丰厚的经济效益。
3石油勘探技术的应用和发展
近年来,石油勘探难度日益增大,对物探技术和相关装备也提出了新要求。多波地震勘探凭借其独特优势越来越受到人们的欢迎,被逐渐应用工业化的生产过程中。多波地震勘探技术在动态监测显示、非均质性储层含油量预测、油藏详细描述等方面具有很大的优势和潜力。这些优势与潜力正是二十一世纪物探技术发展的前景与方向。
多波地震技术应用范围包括以下几个方面:第一,采用多波资料研究地下介质方向,探测裂缝、研究各项异性等。第二,充分利用横波速度较小的特征,取得分辨率更高的地震资料,从而准确的判断小构造、地层尖灭、薄层、小断层等较小地质现象。第三,充分利用横波信息成像效果较好的优势,有效减少和避免高速碳酸岩、硬海底、火成岩等对纵波能力产生的不良影响。第四,多波资料信息量较大,可以提出更多的物性相关参数,从而精确预测储层线性,有时甚至能够直接识别藏油情况。
另外,多波地震勘探技术在光纤传感器和石油勘探遥测技术的应用是其最新应用进展,成功克服了传统勘探技术的诸多不足之处,其特殊性、高可靠性和经济优势是我国石油勘探技术得以不断发展的关键所在。
4结束语
综上所述,多波地震勘探采集技术凭借其独特的优越性被成功应用于石油勘探领域且取得了丰硕的成果。相关工作者应当在熟悉并掌握该技术的基础上,不断的进行研究与创新使多波地震勘探采集技术更好的发挥其优越性,满足不断增大的石油勘探开发需求,促进我国石油勘探行业的健康快速发展。
参考文献
[1]冯浩. 论地震勘探采集技术在石油勘探中的应用[J]. 中国石油和化工标准与质量,2012,13:159.
[2]李怀良. 复杂山地多波宽频带地震数据采集关键技术研究[D].成都理工大学,2013.
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:
随着科技的快速发展,我国煤矿资源开采也应用了许多技术,尤其是现代物理计算机技术产物之一的三维地震勘探技术,对我国现代煤矿勘探开采行业具有很大的现实意义,也得到了十分广泛的应用。通过三维勘探技术可以更好地获取比较准确的地质数据,他们使煤矿开采企业或单位获取更加准确的煤层厚度,进而更好地提升其钻探成功率;三维地震勘探技术还可以更好地使地下图像直观地显示在电脑上,更精确的对煤矿的矿层位置进行预测。使用先进物理技术,即以二维地震勘探技术为基础而发展的一种新的地震勘探技术,它可以将地震测网按照一定的规律布置成方格,或是按照一定的规律布置成环状对地面进行勘探,这对促进我国煤矿开采过程中的勘探具有很重要的作用。
2如何更好地促进三维地震勘探技术在煤矿中的应用
为了更好地促进三维地震勘探技术在我国煤矿开采中的应用,获取更加准确的煤层厚度,从而更好地提升其钻探成功率,降低开采成本,煤矿开采企业或单位首先就必须进行野外地震数据的采集。为了获得更加科学的数据,野外地震数据的采集要由煤田地面的专业数据采集人员进行,必须改进其地震勘探数据采集设备,从而可以使勘探的数据更加具有合理性和精确性;除了采用勘探技术之外,还要提高煤田地面的专业数据采集人员等专业技术人员的专业水平,这样可以使他们在应用三维地震勘探技术进行勘探时可以更好地保证数据准确无误,而这有利于提高后期分析的准确性,提高处理结果的准确性;同时,煤矿开采企业或单位在进行三维地震勘探的时候还要注意在具体勘探区域的钻孔地点进行弹药的预处理,为后面更加准确地勘探做准备,相应的工作人员要先将炸药放置在已经制定好的地点,再对爆点的位置做好详细的记录,同时还应该对接受数据的位置进行详细的记录。为了更好地促进三维地震勘探技术在我国煤矿开采中的应用,获取更加准确的煤层厚度,从而更好地提升其钻探成功率,降低开采成本,煤矿开采企业或单位还要考虑煤矿开采区的表层和其相关的深层地震地质条件。其次,必须通过不断增加采集方位角的宽度,增加偏移距的均匀度,为此可以采用中间激发,宽方位角观测系统;注重使单炮的占有率尽量大一点,覆盖均匀一点,叠加的次数均保持在20次以上为好,从而更好地克服常规的束状正交观测系统其炮检距分布不足的问题。煤矿开采企业或单位要加强对勘探数据的处理,对于其中的叠后处理可以采用初至折射静校正方法、干扰波去除法,也可以采用DMO叠加与叠后随机噪声衰减法、振幅处理和叠后三维一步法、偏移成像法等常规处理方法进行更加科学合理的叠后处理;除此之外,煤矿开采企业或单位可以为三维地震勘探项目提供更多的资金不断改进技术,可以采用技术比较成熟的Kirchhoff叠前时间偏移处理方法解决煤矿开采野外数据采集过程中由于方位观测系统过于复杂而带来的诸多不便,使其变得更加具有针对性。我国煤矿开采企业或单位可以通过利用测线在30000道以上的万道地震仪和数字检波器来更好地实现数据采集的高精度化;可以采用海量机群并行处理和存储技术以提高数据处理的精度;为了更好地实现室内和室外数据的高效处理,可以通过应用计算机的可视化技术或解释软件来增加室内数据的处理,增加对室内数据解释的方法,并且相关专业的工作人员可以具有针对性地进行精细的地震解释和选择,从而大大降低其处理难度。
3结束语