地球物理勘探中的地震勘探方法研究

王彦波

[摘要]地球物理勘探（物探）是间接勘探技术，利用地球物理场获取勘探信息，综合了材料科学、系统科学、电子学科及物理学科等理论，分为深层勘探、中深层勘探、浅层勘探与超浅层勘探，可用于监测环境污染、检测工程质量、预测地质灾害、研究地下构造与地球动力、勘探及开发地下矿产能源。地震勘探是地球物探方法的核心，勘探深度大、技术理论体系成熟、发展迅猛，勘查原理为医学领域的X射线理论，利用地震波信息反演物性属性，物理测量点位置多元化，可描述复杂构造、深层构造、复杂地表信息，有效压制干扰与改善分辨能力，储层成像、构造成像、波场成像精度与质量高。本文研究了地震勘探的相关问题，旨在获取高品质的物探资料。

[关键词]地震；地球；勘探；物理

一、勘探关键环节

（一）采集

采集地震数据时应使用具有强大软件与硬件功能，融合了MEMS技术、△∑技术，可实现万道采集、数字存储、光纤通讯、网络遥测等功能，数据采集及预处理功能完善，采集速度较快，单道采集成本较低的地震仪。采集数据时需坚持高保真、小线距、小道距、高密度、单道与单点原则，合理选用矢量地震、时延地震、三维地震或二维地震采集方法，优化论证采集方案、强化分析资料品质、合理设计定向照明及强化现场监控。为压制与衰减地震资料中的采集脚印，采集数据前需对观测系统属性进行充分论证，尽量均匀布设炮检距的方位角、小炮检距，论证采集方案时注意对比不同采集方案的偏移响应、DMO响应、叠加响应情况。

（二）处理与解释

处理隐蔽性强、条件困难、埋藏深及信噪比低的资料时应把握好非均质介质动校正、倾角偏移与叠加、复杂地表静校正、约束反演、AVO技术、叠前偏移与叠后偏移等方法，运用高效处理机，缩短资料处理时间。进行静校正时可选用ProMAX系统，对于风化层、地形因素引起的传播时差，可采用高程校正法与折射校正法，同时利用模型法校正微测井及小折射等求出的校正量。进行叠前处理时注意运用去噪技术、偏移真振幅、偏移DMO、矫正方位角、插值偏移距、重建覆盖次数等方法减弱采集脚印造成的影响，避免叠前同时进行去噪处理及分离地震波场，结合频域处理、偏振滤波、f-k滤波等方法分离顽固噪声与有效信号，或结合频域、时域、CMP域、炮域处理地震信号，力保不丢失有效信息。

二、应用

（一）概况

某山地矿区属于丘陵地貌，地势南高东底，地表覆盖有黄土，地形条件与地下结构形态复杂，有二叠系、石炭系、三叠系出露地层，存在硅质岩、白云岩、灰岩、泥岩、砂岩、碳酸盐岩、碎屑岩、火成岩、玄武岩、元古及太古变质岩系，印支期、海西期、加里东期的海相层序相对完整，多个构造层相互叠合，中生代与古代层序局限分布，岩性多变、断裂发育、构造破碎、沟壑纵横、起伏剧烈。山体小而陡，未出露或出露裂缝、溶洞发育，高度差约为200m。勘探區上围岩与下围岩的矿产资源密度存在较大差距，可形成地震波反射界面及PSPPSP波，且广角反射波能量较高，高速层中可出现s波，因此决定采用反射勘探法，利用反射波动校拉伸、动力学及波场特征分析浅层地质构造。

（二）勘探过程

1，采集

采用固定接收、多次叠加型观测系统，地震仪为ARIES数字仪，两炮激发，两条宽线共同接收，非纵距宽线间距，三条排列线组成单边宽线，面元为15.4mx680m。震源主频能量适中，余震衰减速度快，频带合适，具有良好的脉冲特性，主频为200Hz～1800Hz，均匀分布炮检距，以压制随机噪声、面波。采样间隔≤V/（2fm·sina），公式中的α表示地层倾角，fm代表目的层地震波有效信号最高频率，V代表地震波在地层中的平均传播速度，经计算后得出采样间隔为1ms。反射波的临界角度=sin-1（V1/V2），V2表示下层速度，v1表示上层速度，本研究临界角度43.01°。采样点为2054，固定增益为-25～-28，1809道接收，道距23m，药量12kg～15kg，井深15m～22m，覆盖次数为150次～190次，炮检距103m，记录长度为8s，可控震源为MinVibT2500型震源，每个点可激发3次～6次。检波器频率为60Hz，检波器的组合形式与排列方式为品字形。

2.处理与解释

处理内容包括偏移、叠后去噪、动校正、速度分析、振幅补偿等，采用F—K滤波消除干扰波，进行成像处理时需通过集CMP道建立RMS速度场，分析RMS速度场与CMP道集异性速度，优化异性介质地震波参数，动校CMP道集。从纵向与横向进行静校正，提高信噪比，对能量吸收衰减进行补偿处理，叠加地震波场时采用DMO分析法进行交互式分析。解释地震资料时主要依据反射波的波组错断与同相轴错断，追踪对比反射波，加密解释断层处、高点或低点局部构造，解释密度为5.5m×5.5m，构造解释包括断层解释、褶曲解释，建立地表模型时采用速度分析、层析反演法。结合多属性综合对比地质构造，采用JASON软件或Geoframe软件解释构造与反演地震波，硬件支持包括PC服务器、CPU工作站，2T硬盘，内存>8G，CPU>4个，操作系统为LINUX或UNIX。解释三维资料时运用c3算法，采用27ms时窗、3×3子体，进行精细解释时选用的基函数为Morlet，利用小波数据提取剖面，可解释落差<5m的构造剖面。

三、结语

应用地震勘探方法时，要注重选择效率高、分辨率高、密度高、精度高的采集技术，优化设计勘探系统，减少信号丢失、偏移成像问题，以满足勘探目标成像要求，拓宽勘探思路，科学解读地质指标与地震参数的关系，充分挖掘流体、岩性、地层、地下构造等地质信息，最大化利用地震资料。endprint