引言

近年来随着煤田三维地震勘探范围的逐渐扩展,浅表层地震地质条件越来越复杂,尤其是山地黄土塬区的三维地震勘探工作面临着诸多技术难题。山西中西部煤田为典型的山地黄土塬区地貌。针对勘查区特点,结合地震施工条件,重点对激发和接收因素的选取进行讨论和论述

1地震地质条件

1.1表层地震地质条件

勘探区为典型的黄土高原地貌，地形复杂，切割剧烈，沟谷纵横，高差变化较大，最大高差269.4m。由于勘探区内沟谷十分发育，沟坡陡峭和沟底基岩这给地震激发和检波线的布设带来了很大的难度。勘查区内有村庄（郭家塔等）以及零星村庄以外的房屋、路等,这些都对地震野外施工的测量选点、测线布置及检波器的埋置等带来诸多不便，所以本区表层地震地质条件较差。

1.2浅层地震地质条件

勘查区内第四系厚度及覆盖层分布不均匀，给地震激发层位的选择带来了很大的难度。另外，黄土层对地震波的吸收衰减极为强烈，对其向下传播极为不利。因此本区浅层地震地质条件亦较差。

1.3深层地震地质条件

根据区内钻孔揭露的实际情况，4号煤层埋深209～543m，8号煤层埋深302～699m。太原组(C3t)以K1砂岩为底连续沉积于本溪组之上，厚度78.60～109.92m，平均92.49m。含煤4层，其中8、9号煤层厚度大，稳定可采。山西组（P1s）与下伏地层太原组呈整合接触，以K3砂岩为底，厚56.00～84.75m，平均73.85m。含煤5层，其中4（3+4）#煤层厚度大，稳定可采。可见煤层与围岩之间有较大的物性差异，是一个较好的波阻抗界面，能产生较强的反射波。所以深层地震地质条件良好，具备地震勘探的前提。

2技术难点

2.1地形复杂

勘探区沟深坡陡、地形起伏大。塬上密集分布有村子、果树和农田等，还有废弃的窑洞，使得大线的铺设和检波器的埋置成为难题。同时，地表沟壑纵横、给通行带来很大困难，导致野外生产缓慢。

2.2黄土地层较厚

研究区的地表被第四系黄土覆盖，厚度不均，如塬顶处黄土厚度可达200m，沟谷处却有基岩出露。黄土非常厚，不仅会强烈吸收衰减地震波，还使多次波、面波、侧面波等干扰波发育，降低了深层反射波的信噪比，模糊成像，给资料处理带来困难，并增加了地质成果解释的难度。

2.3速度横向变化大，静校正困难

研究区地表起伏大，表、浅层地震地质条件横向变化剧烈，导致地下介质的不均匀，从而难以得到准确的静校正量，并增加了基准面选择的困难，因而存在严重的静校正问题。若静校正解决的不好，最后得到的地震底板平面图，与目的层的褶曲形态差异较大，偏移后的形态扭曲、断层位置会有较大的平面摆动，会给解释带来很大困难。

2.4潜水面深，激发困难

黄土具有垂直裂隙发育、湿陷性等特征，同时研究区年平均降水量少、蒸发量大等因素，造成塬区很深的潜水面，从几十米到上百米，难以达到要求潜水面以下3-5m的激发条件。研究区塬、梁和峁发育，沟壑纵横，沟谷基岩出露，塬上为厚黄土覆盖（多数含砾石层或黄土层夹结核），造成地震激发条件横向变化大。

3技术对策

3.1资料采集

（1）针对勘探区的地形条件、障碍物分布情况和目的层埋深等情况，塬上采用单井激发，激发层位进入密度较大的粘土层，药量2kg，提高炮井激发的地震波有较高的能量。沟谷成孔采用人工推磨钻，激发层位为进入潜水面以下5m，药量1kg。野外采用全频带接收录制参数，尽最大可能地保留地震波反射信号中的高频。经过充分的试验总结后，观测系统最终采用8线12炮制，中间激发。观测系统参数为12线接收，道距15m，线距60m，接收道数112道，覆盖次数28次（横向4次，纵向7次）。束距240m。（2）由于黄土塬区地形地表条件复杂，所以踏勘非常详细，试验相当充分，根据结果确定的激发井深和激发层位，按照“避高就低、远离崖边等选择好的激发位置”的原则选择激发点。塬上的激发点，井深必须打到试验要求的层位和深度。半坡的激发点，选择就近进行变观，把激发点变到塬上或者沟谷中。（3）根据地质任务，结合卫星影像图和实地踏勘，熟练掌握障碍物分布情况和工区地表情况。通过设计和模拟软件，先进行设计与模拟，确保全区均匀覆盖。由于地表条件复杂影响了初至和地震反射波的形态，干扰太强影响了目的层的面目情况，按常规规范很难对野外单炮进行质量评级，因此实际工作中通过现场处理，监控现场单炮的质量。依据现场处理的剖面，指导野外资料采集，保证得到高信噪比的一手原始资料。

3.2资料处理中的特殊技术

在资料处理时，通过初至折射静校正解决地形校正问题，采用地表一致性振幅补偿、地表一致性反褶积方法克服由于激发接收条件横向变化给地震波带来的影响，利用高速层顶界面的平滑，建立全区统一基准面，作为处理中间参考面，消除低降速带对后续处理的影响，改善叠加剖面质量。勘探区地形复杂，根据取得的低速带资料进行常规静校正的同时，结合层析静校正完成静校正处理工作。层析成像静校正方法，在岩石裸露地区可以得到较稳定的近地表速度，从而得到稳定的静校正量。于浅、表层地震地质条件差，随之带来的面波、声波、次生干扰等噪音会增加，使资料的信噪比降低，分辨率下降，为此必须在资料的处理中提高信噪比。

3.3资料解释中的特殊技术

认真分析勘探区的已知资料，按照常规的方法拟定初步解释方案外，还要考虑到由于本区地形复杂多变造成非正常偏移量的存在，可能引起局部反射波同相轴变弱或不连续，极易与小型构造的特征相混淆的现象，因此要根据地形图和叠加次数分布图反复修正解释方案，并结合时间切片和相关数据来确定解释方案。解释中在对三维地震数据进行目的层和构造常规精细解释基础上，应用方差体相干技术、地震属性技术等新技术对区内陷落柱、小断层及其他地质异常体进行细致的解释。解释过程中必须与地质人员紧密配合，充分结合地质填图资料，确保高质量地完成本次三维地震勘探任务。

结语

黄土塬三维地震勘查区,地震资料采集难度极大,需要对激发与接收因素进行因地制宜地选取不同成孔方式,合理选择激发井位置和激发层位,采用高覆盖,多线长排列和组合检波的观测方法能获得相对较好的第一手资料。本文为黄土塬三维地震勘探提供了有益的思路,仅供参考。

参考文献

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