沟谷弯线采集技术在许家塬二维地震项目中的应用

刘 磊

甘肃煤炭地质勘查院，甘肃兰州 730000

2016年，我们在许家塬勘查区进行了地震勘探工作，在黄土高原上进行了少量的直线试验，效果较差，最后在沟谷地带进行弯线地震勘探试验工作，根据试验结果确定修改施工设计，在该区进行弯线野外施工，取得了良好的成果。

1 沟谷弯线地震数据采集技术

由于受地形条件的限制，沿沟布置的测线不能成网，测线密度稀疏，沟谷弯曲、两侧陡立，无法按常规的直线布置测线。因此，在施工时采用弯线数据采集技术，我们认为在黄土塬沟谷地带采用弯线数据采集是该区地震勘探施工的最佳选择。

弯线采集时，存在着反射点离散、覆盖次数不均匀、共反射面元内炮检距分布不均匀等问题，为了尽量解决这些问题，施工前的弯线设计尤为重要。在施工中采取的措施如下：

（1）现场踏勘；（2）测线初测；（3）画观测系统图；（4）调整施工方案；（5）施工。一般情况下，在拐点两侧加密炮点，使共反射面元内的覆盖次数尽可能均匀。

1.1 观测系统的选择

许家塬勘查区，存在自然条件造成的测网密度稀、无法成片、没有闭合点等问题。由于受地形、地物、表层地质条件的限制，常规直线观测系统很难满足煤田地震勘探技术上的的要求，因此只能根据不同的地表地质条件，因地制宜地采取灵活多变的观测系统，主要是检波器线性组合组内距大小的选择，对于弯度较大区域增加接收道数。

1.2 激发方式的选择

本次施工的地表条件，主要有基岩出露区、河漫滩区、淤泥区、卵砾石区等几种类型。通过试验和生产成果表明，不同类型的地表条件，宜采用不同的激发方式。基岩裸露区主要采用3井小药量水中激发，河漫滩区、河床淤泥区、河床卵砾石区采用3组合浅井激发。

（1）基岩出露区激发方式：一般采用水中激发，图1为水中激发试验监视记录。可以看出，水中反射波的频率很高。图（a）显示单井药量1kg的试验记录，从图中可以看出，有效波的信噪比较低，干扰波相对发展，尤其是声波干扰严重，连续信道的数量较少。图（b）为3井组合、从单井药量0.5kg的测试记录中可以看出，有效波的信噪比较高、压制干扰波效果好、连续道数多。

图1 水中激发试验监视记录

（2）河床卵砾石、淤泥及沟脑黄土覆盖区激发方式：主要位于沟谷弯曲严重部位。覆盖层一般在2～10m，激发方式主要以浅井为主，井深1.5～2m，多井组合（通常3井效果较好）、单井药量一般1～2kg，井距为10m，图2为黄土覆盖区试验，左图为3井组合、单井药量1kg；右图为3井组合、单井药量2kg的试验记录，从图上可以看出，单井药量1kg和2kg取得的试验记录有效波性噪比差别不大，单井药量2kg压制干扰波效果略好。

图2 黄土覆盖区试验监视记录

1.3 接收方式

（1）检波器组合：一般采用5串2并检波器拉开的形式，检波器中心与桩号对齐。当组合形式与地形高差产生矛盾时，只能遵循一致的高程原则。黄土塬沟谷地区检波器的组合应以不同的地形特征为基础，采用不同的组合形式，而不是固定组合：沟谷地形相对平坦，采用线性组合；地形复杂地段采用堆插方式。

（2）通过反复试验得出沟谷地区区迁移距离的选择：由于声波的干扰，偏移量不能太小，面积选择80m，有效波连续性好、有效通道数多。

1.4 效果

通过在沟谷地区弯折线施工，根据地形和地质条件选择不同的激振方式和接收方式，提高了采集地震记录的质量，同相轴连续性可靠、信噪比高，得到较好的时间剖面（如图3）。

图3 沟谷地带地震时间剖面

2 数据处理技术

对于弯曲测线资料的处理，除和直线资料一样进行处理外，其处理的关键是：高精度动、静校正，合理的共反射面元的叠排，最佳叠前去噪、拓频和提高保真度。

2.1 合理的共反射面元选排

对于弯线来讲，没有严格意义上的共反射点或共深度点，它是把若干个邻近反射点集合起来，作为一个共反射点面元，通常讲的共反射道集也就成了共反射点面元道集，关键是解释线（即叠加剖面位置）的选取和共反射面元大小的确定。

2.2 处理效果分析

沟谷弯线地震资料处理采用静校正、能量（振幅）补偿和干扰波的压制、反褶积、二维地表一致性剩余静校正和保幅叠加等处理技术，抑制了剖面的低频干扰，高频信号得到补偿，补偿了高频信号，拓宽了频带，波组特征较好，同性轴连续，层次清楚。大大提高了数据的信噪比和分辨率，也明显提高了剖面的质量。

3 资料解释技术

由于沟谷弯线布设的地震测线无法成网，地震有效反射波就不能直接形成闭合解释。因此，反射波的对比追踪显得尤为重要，在解释时，我们主要采用人工形成闭合回路的办法进行波的对比追踪，其主要思路为：

（1）将反射波能量强、在全区范围内基本能连续追踪的波组确定为标准波。

（2）从钻孔的角度，通过钻孔综合记录和横孔剖面进行间隔标定和横向跟踪，形成区域上的空间大闭合，用于指导和监控全区的对比解释。

（3）先对同相轴连续性较好的剖面进行标准波、目的层相位识别及强相位追踪。

（4）不同沟谷之间采用波形特征、波组、波系间的时差关系进行闭合和联络。

通过上述四个基本步骤，形成沟谷弯线地震时间剖面的人工闭合方法，确定区内有效波间的关系及对应的地质层位，然后根据这一对应关系，进行地震地质现象解释，能够较好的完成地震地质任务。

4 结语

本次施工，在实验的基础上，修改施工设计，避开了在黄土层中激发，生产中采取了针对性的技术措施，针对该区施工难点，采用沟谷弯线采集技术，保证了原始数据的质量。基本确定了勘探区的构造与形态，圈定了无煤区的边界区和煤层赋存形式，顺利完成了地质任务。