浅谈二维地震试验及分析
2015-12-19王刚徐忠华张昭
王刚?徐忠华?张昭
摘 要：为了获得最佳的野外资料，选择合理的采集参数和施工因素，因此正式施工前应进行必要的试验工作，综合参考该测区的地震地质情况和以前的地震施工方法及参数，做好激发及接收因素试验，并对试验资料进行科学的分析，以选取适合于测区的激发及接收因素。
地震试验是一项重要的工作，本文以华北煤田广宗区为例，系统介绍试验的因素选择步骤及试验资料的分析。
1 试验目的
根据地质任务及采集技术要求，针对工区地表及地下地质条件的特点，结合此类区的勘探经验及以往资料的分析，制定针对性的试验方案，通过精细的试验，确定适合工区不同地震地质条件的激发因素和接收因素，从而获得较高信噪比和分辨率的地震资料，确保采集资料满足地质任务要求。
2 试验工作思路
试验工作思路：按照“点、线、面”原则开展生产前试验和试生产，逐步在面展开。第一，充分熟悉工区地震地质条件，精心选择有代表性的点，系统安排试验内容；第二，点试验完成后，对试验记录及时进行处理及分析（定量、定性），选择出最佳采集方法及参数，进行线试验，通过评估试验线资料，确保各项指标达到技术要求，再进行正式生产；第三，生产过程中要认真对生产记录进行（定量、定性）评价，生产资料品质变差时，及时启动生产中试验，进一步优化采集参数，确保采集资料质量。
3 地震地质条件及初步分析
（一）表、浅层地震地质条件
勘查区位于太行山东麓平原区，地表标高在+30m～+45m之间。由于威县县城位于本区中下部，因此城内管道、高楼等建筑物、城区外围工厂厂房、住宅楼房较多。县城四周村庄密布，金水河河流穿过本区。复杂的地表条件不利于测线的铺设和激发点的选择，对施工有很大影响。因此表层地震地质条件复杂。
勘查区浅层为第四系沉积地层，以沙粘土、黑泥和黄泥为主，成孔比较困难；潜水位较深，最深的地方达到七十多米，对激发和接收均造成很大影响，因此浅层地震地质条件复杂。
（二）中、深部地震地质条件
本区含煤地层为石炭、二叠系，煤层与围岩的波阻抗差异较大，具备形成较好的反射波的条件。分析本区深层条件，主要的反射波有：
1、TKZ波
本区主要煤层2号煤层沉积稳定，与围岩物性差异明显，可形成T2反射波，波形较稳定，全区大部分能连续追踪。9号煤较稳定，但受上层强阻抗屏蔽影响，波形不很稳定，全区部分能够追踪。T2波和T9波是研究本区地层起伏形态及控制断裂构造的主要反射波。所以深层地质条件一般。
2、T2波和T9波
本区主要煤层2号煤层沉积稳定，与围岩物性差异明显，可形成T2反射波，波形较稳定，全区大部分能连续追踪。9号煤较稳定，但受上层强阻抗屏蔽影响，波形不很稳定，全区部分能够追踪。T2波和T9波是研究本区地层起伏形态及控制断裂构造的主要反射波。所以深层地质条件一般。
4 试验工作技术思路
1、本区地震工作的难点
（1） 目的层埋深大，试验时应该兼顾深浅层，采用多道数长排列接收，以确定不同地段偏移距大小。
（2） 区内复杂的地表条件不利于测线的铺设和激发点的选择，对施工有很大影响。
（3） 浅层为第四系沉积地层，以沙粘土、黑泥和黄泥为主，成孔比较困难；潜水位较深。
2、技术思路：压制干扰，提高信噪比。
（1）激发井深试验，选择最佳激发层位激发，以压制干扰；
（2）检波器挖坑埋置；
（3）对环境噪音进行监视。
（4）采用高次覆盖技术；
（5）煤层埋深大，试验时兼顾深、浅层，采取多点试验，长排列接收，以确定不同地段接收时窗大小。
5 试验内容与方法
具体的试验工作内容如下：
1、干扰波调查
主要是了解区内，干扰波的类型、发育情况及压制方法。采用坑炮或浅井激发，录制面波、声波等干扰波记录，调查其频率、波长、振幅等，对其进行地震分析。从理论上谋求对其压制的方法，然后通过试验验证其效果。
2、井深试验
井深（m）：、16、20、22、24
3、药量试验
试验1kg、1.5kg 、2kg、3kg、3.5kg 、4kg药量，药型均为高爆速炸藥。
4、偏移距及排列长度试验
主要是了解区内，最佳时窗范围及大小。
6 试验效果分析
本次试验主要针对激发井深、激发药量为主进行试验，下面对试验情况分析如下：
克朗软件分析图表
下图是试验点一，文件号1-5资料分析，5个物理点相同药量不同井深的分析：
经分析可以看出在相同药量不同井深的因素下18米井深得到的能量较强，信噪比较高，道集间频时、道集间频率比较好；在不同药量相同井深的因素下3公斤药量得到的能量较强，信噪比较高，道集间频时道集间频率较好。
下图是试验点文件号6-10的资料分析，5个物理点相同井深不同药量的分析：
经分析可以看出在相同药量不同井深的因素下18米井深得到的能量较强，信噪比较高，道集间频时、道集间频率比较好；在不同药量相同井深的因素下3公斤药量得到的能量较强，信噪比较高，道集间频时道集间频率较好。
6 试验结论
经分析可以看出在相同药量不同井深的因素下18米井深得到的能量较强，信噪比较高，道集间频时、道集间频率比较好；在不同药量相同井深的因素下3公斤药量得到的能量较强，信噪比较高，道集间频时，道集间频率比较好。
通过试验分析：对不同药量的对比试验，当药量为3kg井深18m时所得资料有效反射波的能量适中，记录面貌较好；当药量大于3kg时所得资料反射波的能量太强，影响了浅层的有效反射波。当药量为小于3kg时所得资料反射波的能量稍弱，干扰较大。因此采用药量3kg药量井深18m进行施工。
野外根据具体情况如遇到建筑物，机井等障碍物可以适量酌减药量或加大井深。
（三）接收参数分析
1、仪器因素试验工作：前放增益进行24dB和12dB的对比试验，当前放增益为24dB时所得资料较好，能量较强。
2、检波器组合对比试验：做了不同组内距检波器对比试验，5m组合干扰较少，决定采用5m组合。
3、根据对比，决定采用80m的偏移距。
7 试验结论
综合考虑各方面因素及本区的实际情况，并参照以往地震勘查参数，为了兼顾得到深层资料，确定了本区施工参数为：
（一）观测系统
接收道数：端点上倾（大号）激发，72道接收
覆盖次数：36次
道间距：20m
炮间距：20m
偏移距：80m
（二）采集参数
1、激发参数
单井激发、成型柱状炸药
井深：18m
药量：3kg
当遇见村庄、建筑物等特殊情况时药量可适当减少。
2、接收参数
仪器类型： G3i数字地震仪
检波器类型：自然频率为60Hz的地面检波器
组合方式：6串线性组内距5m
采样间隔：1ms
记录长度：3S
前放增益：24dB
记录格式：SEG-Y
通过本次试验工作，使我们对该区地震地质条件有了大致的了解。由于勘查区面积大，在地震数据采集过程中，及时进行现场处理及质量监控，在现场根据资料情况及时调整参数，以保证野外采集工作方法的正确性，参数使用的最佳性，获得高信噪比、高质量的第一手资料，圆满地完成设计规定的地质任务。
作者简介
王刚（1972-），男，四川省射洪县，河北省煤田地质局物测地质队，高级工程师，大学学士。
