地震勘探技术在矿产资源勘探的应用论文（精选19篇）
关键词：地震勘探技术；资源勘探；应用分析
虽然我国矿产资源总量较丰富，但人均占有量却是非常的低，伴随着这些年的不断开采，矿产主采资源也逐渐倾向于地下深部，也导致资源勘探工作面临着很大的困难性，因此必须要使用勘探精确度更高的地震勘探技术，地震勘探的工作原理是利用地下介质弹性和密度的差异，在通过具体的观察和分析大地对人工激发地震波的各种反应，以此来推断出地下岩层的形态和具体性质，起到勘探的作用。
1地震勘探技术的特点
①地震勘探是目前地球物理勘探中最重要，也是最有效的一种方法，目前运用非常的广泛，不仅在矿产资源勘探中运用非常的多，其也被常用于天然气和石油钻探前的勘探工作。②可利用专门的仪器按照特定的方式掌握和了解地下层的地质情况。③地震勘探技术的准确率和回报率相对较高，目前的很多企业都使用地震勘探技术来开展相关工作。④地震勘探技术具有高质量和高密度等特性，特别是三维地震勘探，可提供详细的地质情况，为后续工作的展开奠定了良好的基础。
2资源勘探中应用地震勘探技术的必要性
2.1符合资源勘探的实际需求
伴随着我国社会的不断发展，各项科学技术也在不断革新，勘探技术的不断完善，是推动资源勘探工作的顺利进行的重要举措，尤其是三维地震勘探技术的推广和使用，可使得地下目标图像看得更加清晰，位置的预测也更具有可靠性。目前矿产资源勘探主要使用的就是地震勘探技术，合理的使用地震勘探技术，可提升资源勘探的精确度，同时对于提升矿产企业的经济效益也有积极的作用，符合资源勘探的实际需求。
2.2可以提高工作效率，增加安全性
地震勘探是通过人工激发出地震波，地震波在地层传播的过程中，在遇到波阻差异分界面时会产生一定的反应，也可称之为反射信号，反射信号再传送到地面上，通过接收到的反射信号，可对地下的一些地质的实际情况有一定的了解和掌握。在资源勘探中使用地震勘探技术，可使探测深度进一步扩大，同时还可进行分层详细的探测，不但可以提升其勘探工作的效率，同时还能够增加其工作的安全性，具有非常重要的现实意义。
2.3可提升企业的经济效益
在资源勘探中合理的使用地震勘探技术，可以提升企业的经济效益，对促进矿产企业的可持续发展也有积极的作用。地震勘探技术内部包含有DMO叠加数据，DMO使用起来相对灵活，而且在提升分辨率方面具有良好的优势，能够切实反应出地震勘探的特征，也可以更加清晰的反应出地质的信息，可满足高密度状态下的工作要求。
2.4结果相对准确
在资源勘勘查的过程中，分辨率的高低非常的重要，若分辨率太低，会使得地质区域的图像清晰度低，就无法给工作人员提供有效的科学依据，因此对于资源勘探来说，其对于分辨率也是有一定要求的，而地震勘探技术具有非常高的分辨率，能够通过回转波以及绕射波等多种方式对特殊地质环境进行了解，对于地质信息的了解可以更加的直观化和清晰化，对于在地震道和地震波中的微小变化也能够在数据中体现来，所得数据的结果也更加的准确。
随着煤矿综采技术提高, 矿井生产对采区内地质条件掌握情况要求提高, 随之而来对勘探方法要求也越来越高。采区高分辨率三维地震勘探技术作为目前针对构造进行勘探的重要技术手段, 其在查明采区地质构造及主采煤层赋存情况, 给矿井生产提供有力地质保障的过程中具有重要促进作用, 被很多煤矿列为必须采用的地质勘探手段。
1 地质概况及地球物理特征
1.1 地质概况
本文以山西宁武榆树坡煤业有限公司中南部采区为研究对象进行具体分析。研究区域大面积为黄土覆盖, 基岩出露在沟谷山梁处, 为半裸露区。太原组为该区主要含煤地层, 各可采煤层均分布于该组, 太原组平均厚109.84 m, 含煤8层, 编号自上而下依次为2#、3#、4上#、4下#、5上#、5#、5下及6#煤层, 其中2#、3#、5#煤层为可采煤层, 其余为不可采煤层。其中2#、5#煤层为全区稳定可采煤层, 3#煤层为基本全区稳定可采煤层。本区总体为一轴向NE的背斜构造, 地层倾角变化较大, 为5°~20°。在此基础上发育着次一级的褶曲和断裂构造。
1.2 地球物理特征
1.2.1 表层地震地质条件
研究区域地处晋北山区, 呈现为黄土覆盖的丘陵地貌, 地形比较复杂, 最大相对高差174.9 m。地面坡度变化, 不仅使反射波双曲线形状发生畸变, 还造成反射点离散。区内有村庄及多条电力线、铁路线通过, 宁武火车站位于采区西南边界。这些地表条件给地震勘探野外施工测量、布线、成孔造成较大困难, 且给静校正参数测定及资料处理增加了难度, 村庄内各种机电、人文活动对数据采集产生干扰。
1.2.2 浅层地震地质条件
区内大部为黄土覆盖, 占全区面积60%以上, 岩性以含砂粘土和粘土为主, 不含水, 波速极低。黄土层结构疏松、速度低, 地震波吸收衰减严重、次生规则强干扰发育, 给地震波的激发、传播及接收带来极大困难, 并将产生强烈面波干扰。
1.2.3 中深层地震地质条件
2#、5#煤层为本次三维地震的主要勘探目的层, 埋深约150 m~500 m左右。可采煤层基本稳定, 与其围岩物性差异较大, 可形成较好波阻抗界面, 是本次勘探主要目的反射波和地质解释的主要依据。
综上所述, 本区表浅层地震地质条件较差, 中、深层地震地质条件较好。
2 三维地震野外施工方法
2.1 试验工作
施工前先进行低速带调查, 并进行各种参数试验, 具体参数如下:a) 基岩出露区用风钻钻进成孔, 孔深3 m, 药量选为1 kg~1.5 kg;b) 薄黄土覆盖区风钻成孔, 孔深至基岩面下1 m~2 m, 药量选为1 kg~1.5 kg;c) 厚黄土覆盖区机械钻 (机械钻到达不了的地方用洛阳铲) 成孔, 孔深至基岩面, 药量选为2kg~3 kg;d) 本区干扰波主要有面波、声波和一些随机干扰, 采取埋闷井和压土袋, 压制干扰较为明显。
2.2 观测系统的确定
2.2.1 覆盖次数选择
覆盖次数选择取决于与信噪比有关的因数:随机噪声强弱、压制多次波、保证速度分析精度和表层静校正量求取质量[1]。本区地震勘探的覆盖次数选为4×5=20次。
2.2.2 最大炮检距Xmax选择
最大炮检距选择要考虑的因素包括:大入射角入射时对反射系数稳定性的影响、动校拉伸畸变对信号频率的影响、速度分析精度要求等。为防止大入射角入射时反射系数不稳定的影响, 最大炮检距应近似等于主要目标深度, 即:Xmax≈目标深度。
本次勘探的最大主要目的层5#煤层的深度约450m, 最大炮检距应在360 m~500 m附近较为合理, 这同时也避免了因动校正引起的拉伸畸变、接口曲率变化引起的反射点弥散现象。
2.2.3 镶边宽度
镶边宽度选择主要考虑:目的层埋深及勘探边界岩沿X、Y方向的最大倾角。
本区地层总体走向南北, 倾向西, 倾角一般为3°~10°。5#煤层在西部埋藏深度约480 m, 垂直西边界最大倾角10°左右, 其镶边宽度应为84 m, 本次镶边宽度为95 m。
2.2.4 检波器及组合选用
依据完成地质任务所需主频及频带, 由检波器频率特征分析, 选用自然频率为60 Hz的数字检波器可以兼顾。考虑本区地形复杂等特点, 拟采用3串组合检波器同坑、无组内距的检波器组合方式。
2.2.5 观测系统
观测系统参数见表1。
2.3 本区施工 技术难点及针对性措施
a) 由于本区表、浅层地震地质条件极为复杂———黄土覆盖层较厚及基岩风化岩出露, 为获得较好单炮记录、完成地质任务, 必须改善激发条件。根据在邻区的三维地震勘探施工经验, 采用不同成孔工具, 包括:机械钻、洛阳铲、风钻等。在区东南部黄土较厚地区, 井深达到30 m。在炮井下药后埋井闷井, 使震源药柱与炮井孔壁最佳耦合, 对于<5 m的炮井还在上面加压沙袋, 压制面波及声波干扰。针对本区刮风对记录有较大影响, 采用了挖坑埋实和去掉检波点周围附近杂物的方法, 保证检波器附近没有干扰源;
b) 本区施工过程中另一个不利因素是村庄等建筑物。测区内有多个村庄, 村庄部位采用三维观测系统变观软件进行变观, 具体方法为采用大排列接收, 增加炮点。检波器尽可能沿设计位置翻墙越户铺设, 遇到房屋可偏移布置, 但要通知施工员。对村内及周边所有炮点、检波点进行复测;
c) 三维测区内有多条电力线通过, 主要分布在西边界处, 西部边界附近有北同蒲铁路线, 车流量较大, 其方向与三维测线垂直。多种干扰同时影响地震采集工作, 对地震单炮记录有一定影响。针对此情况, 在该部位采取了以下应对措施: (a) 加强放炮时的背景噪音监控; (b) 增加接收道数, 提高该部分叠加次数, 保证叠加剖面质量;
d) 针对本区地表高差变化大, 地表地震地质条件复杂等实际情况所设计的10线8炮观测系统, 具有共面元道集内炮检距分布均匀, 反射方位角分布均匀等特点。既可保证同时接收浅、中、深各个目的层信息, 又能提高速度分析精度;同时, 均匀分布的较广反射方位角可真实显示三维地震反射波的射线特点, 提高成像精度;
e) 本次施工采用60 Hz高灵敏度检波器, 尽量提高高频反射信号。检波器挖坑埋置, 清除周边杂草, 以减少外界高频干扰。
3 地震资料处理和解释方法
3.1 资料处理
在本次数据处理中, 结合勘探区地质任务和勘探区浅、深层地震地质条件, 在试处理基础上, 选择了适合本区特点的处理模块及处理参数, 针对性地制定处理流程, 做好每一个处理环节的质量监控, 确保了处理成果的质量和效果。
主要流程包括:静校正处理、真振幅恢复和压制干扰波的处理、速度分析、剩余静校正处理及三维保幅叠加、叠后处理、偏移等。
3.2 资料解释
a) 搜集整理工区内钻井资料、测井资料、生产和测试资料等, 分析区内地质构造规律, 对所有资料归类、统计并建档, 以备随时调取使用;建立解释工作数据库, 加载所有必要资料;
b) 利用三维可视化 (旋转、光照、透视) 技术及动态演示功能, 了解工区构造特征及地层接触关系等背景;
c) 快速提取反射波属性, 对工区构造特征, 特别是断层展布规律作进一步认识;
d) 收集工区的井曲线及以往地震资料, 认识、分析并借鉴以往所标定的各主要目的层波组特征, 并应用于工区标定;
e) 资料解释时, 任意向时间剖面和水平切片、层拉平切片及各种属性分析相结合, 先用大网格进行层位闭合及大构造解释, 之后逐步加密作详细解释。同时运用三维可视化、水平时间切片、属性解释等技术进行综合解释研究, 最终形成精细解释方案[2];
f) 根据解释成果, 进行各种图件的制作。
4 勘探结果及验证情况
经过野外数据采集及室内资料处理、解释, 全区共揭露断层16条、陷落柱1个。该公司在勘探区范围内进行地面钻探, 对区内个别大断层进行了验证, 在生产过程中所揭露断层对勘探确定断层进行进一步验证。如在2#煤首采工作面掘进中, 遇见了地震所圈定的断层4条, 位置在允许偏移范围内。但落差小于5 m的断层在回采过程中有时没有, 该处仅有岩性变化, 且落差判断不准确。
5 结语
三维地震勘探对大于5 m的断层及主采煤层赋存情况探测起到很好效果, 根据地震勘探成果对原矿井采区设计进行了优化修改, 确保了煤矿投产后顺利施工。高分辨率三维地震勘探对于综采矿井是很有必要推广的一项探查手段。
参考文献
[1]熊翥.高精度三维地震 (I) :数据采集[J].勘探地球物理进展, 2009, 32 (1) :1-11.
关键词：地质构造；三维地震勘探；效果
前言：三维地震勘探技术是是一项集物理学、数学、计算机学为一体的综合性应用技术，它能将地下图像更加清晰的、直观的展现出来。其应用目的是为了使地下目标的构造图像更加清晰、位置预测更加可靠。同时，三维地震勘探技术具有横纵向分辨率高、成本低、周期短等突出优点，已经成为矿石能源构造勘探必不可少的手段，它大大提高了我国能源勘探的效率，对降低能源勘探成本、缩短勘探开发的周期、使经济效益最大化具有重要意义。
1、概况
1.1地质条件。工作区位于内蒙古自治区鄂尔多斯市境内，矿区大地构造为华北地台鄂尔多斯台向斜、东胜隆起的东南部，构造较简单，为一单斜构造，倾向W-SW w。倾角1～20。构造较简单。区内为全隐蔽含煤地层，含煤地层为中生界侏罗系，主要含煤段为侏罗系的中下统延安组。
1.2地震地质条件。工作区地形起伏较小，海拔标高为+1195～1314m，地表多被风积沙、沙土覆盖，人烟稀少，干扰因素少。区内表层被第四系风积沙和沙土覆盖，无基岩出露，无潜水面。根据实地踏勘全区覆盖层均为沙土，速度横向变化小，激发条件一般。本矿区内煤层储存比较稳定，煤层厚度大，煤层的特征与其他岩层的差别比较大，在这种情况下有利于地震反射波的形成。因此工作区地震地质条件良好，各煤层反射波波形突出，能量强，信噪比高，煤层之间的波组关系稳定、清晰，分辨率高。
2、三维地震勘探方法及效果
2.1三维地震野外采集仪器。工作区使用目前世界最先进的仪器设备，法国产428x1多道遥测数字地震仪，该仪器具有灵活、机动的特点。24位模数转换，动态范围大，频带宽，抗干扰能力强，稳定性好，信号采集不失真等优点。
2.2野外数据采集方法。采用规则束状观测系统14线3炮（中点激发）接收线垂直地层走向布置，全区采用42道点的反应为同相轴错断、分叉、强相位转移、振幅变弱等。落差小的断层多为扭曲。根据观测系统收集的数据，褶曲通过水平时间切片进行分析。根据褶曲形态及走向、倾向，来分析推断矿床的断层分布情况、以及小断裂带的分布等地质现象。落差较大的断点表现为反射波同相轴的明显错断、扭曲、分叉合并等现象。进而确定断点的存在及落差的大小。
2.3地震资料的解释方法。三维地震时间剖面的对比和二维一样即利用时间剖面的同相轴、波形、振幅强度、波组特征等进行综合对比在解释时，充分利用解释系统的局部放大及多种显示功能对资料进行多次反复对比，来控制煤层的构造发育。
由钻孔资料确定标准反射波与地质层位的对应关系
T2波的对比：T2波是分别来自2煤层组的复合反射波。该波组能量强，连续性好，能全区连续追踪。T2波是控制煤系构造形态的主要反射波。
T3波的对比：T3波是来自3煤层组的复合接收24次覆盖（横向4次、纵向6次）、CDP网格5m×10m，炮点网格20m×40m，检波点网格1 0m×20m，采样率0.5ms，采样长度1.5s。野外测量工作采用GPS全球卫星定位系统进行，经有关部门验收，认为本次测量工作方法正确，施工精度高，成果可靠，完全满足三维地震勘探要求。
2.4地震资料解释原则
资料解释就是将地震收集的资料转变成勘探成果的过程，它是一个综合技术的结合，包括物探知识、地质规律解释经验等技术。通过工作人员对三维地震的资料进行分析，可以充分体现其优越性，工作人员根据三维的成像特点和高精度数据包的信息，对三维地震勘探处的矿床资料进行精确的分析和解释，能够充分体现三维地震勘探的优越性和精准度。
（1）利用区内钻孔资料与过孔的时间剖面对比来确定反射波的所表示的地质意义。（2）煤系地层的起伏和次级褶曲的控制。追踪煤层反射波同相轴，勾绘出各煤层的形态。（3）以选定的标准反射波为主要对象，根据反射波同相振幅、波形、波组特征和时差进行综合对比追踪。在垂直剖面上构造变化和利用区内钻孔资料与过孔的时间剖面对比来确定反射波的所表示的地质意义。（4）煤系地层的起伏和次级褶曲的控制。追踪煤层反射波同相轴，勾绘出各煤层的形态。（5）以选定的标准反射波为主要对象，根据反射波同相振幅、波形、波组特征和时差进行综合对比追踪。T4波的对比：T 4波是来自4煤层组的复合反射波。T5波的对比：T5波是来自5煤层组的复合反射波。
构造解释：①断点解释：时间剖面上，煤层反射波能量强波形特征明显，连续性好，在有效波的追踪对比解释中，同相轴的中断等异常显示是断点解释的依据。②新老构造对比：三维地震勘探后对本区小构造进行了严密的控制，对原勘探发现的断层进行了修改，地震勘探前后，总体构造形态变化不大。
依据《煤碳煤层气地震勘探规范》，工作区共解释断点138个，组合断层7条。在参与评价的6条断层中：可靠断层4条，较可靠断层2条：按性质分类：7条断层全部为正断层。按落差分类：落差大于10m的断层2条，落差在5～10m的断层2条。工作区整体构造简单，大部分区域分布的小构造，矿区东南边界地质构造复杂，通过三维地震的勘探可以发现该区域断裂构造发育，三维地震勘探对矿区的建设提供了地质参考。矿井设计部门及时修改了采区设计，调整了采区采煤工作面的布置。
結论：通过上述三维地震勘探技术在矿井勘探设计中的应用，可以得知三维地震勘探技有助于矿井设计，三维地震勘探技的勘探成功将会为采区和工作的设计布局提供参考，同时缩短了建井时间，三维地震技术的应用效果非常好，并为生产取得了良好的效益。
地面地震是一项成熟的技术手段,如何将地面地震技术成功地移植到煤矿井下,仍是世界各国一直探索和研究的问题.为此,回顾了国内外煤矿井下应用槽波探测工作面内部构造、利用瑞雷波进行独头巷道超前探测、利用声发射技术预报煤与瓦斯突出危险区和利用微震观测确定“三带”发育高度等技术的应用现状,指出了煤矿井下地震勘探技术存在的`理论问题和工程应用难题,展望了煤矿井下地震勘探技术今后的发展前景.
作 者：程建远 李淅龙 张广忠 杨辉 Cheng Jianyuan Li Xilong Zhang Guangzhong Yang Hui 作者单位：程建远,张广忠,杨辉,Cheng Jianyuan,Zhang Guangzhong,Yang Hui(煤炭科学研究总院西安研究院,陕西西安,710054)
李淅龙,Li Xilong(西安科技大学地质与环境工程系,陕西西安,710054)
刊 名：勘探地球物理进展 英文刊名：PROGRESS IN EXPLORATION GEOPHYSICS 年，卷(期)： 32(2) 分类号：P631.4 关键词：煤矿井下 地震勘探 技术现状 发展前景
以包含丰富地下信息的地震资料为基础,综合地质、地震、测井等各类信息,建立三维煤层特征模型,进行测井约束反演应用研究,提高了煤层分辨薄层的能力.测井约束地震反演的基本思想是依据地质模型及煤层地质特点来迭代修改反演的波阻抗模型,将优化所得合成地震道与原始地震道进行比较,残差最小的反演结果即为最终反演的波阻抗结果.通过对实际煤田反演的研究表明,该结果既包含了地震资料的`中频信息,又包含了测井资料的高低频信息,通过提取切片能够得到煤层的岩性信息,有效地提高煤田的勘探精度.
作 者： 作者单位： 刊 名：能源技术与管理 英文刊名：ENERGY TECHNOLOGY AND MANAGEMENT 年，卷(期)：2009 “”(4) 分类号：P631.4 关键词：煤厚 测井 波阻抗反演 三维地震
针对川东北区复杂山地、深层勘探、碳酸盐岩层系的复杂地质条件,以面向礁滩储层的.地震采集、处理和解释一体化攻关思路,在复杂山地高精度地震资料采集、高保真地震资料处理与深层碳酸盐岩优质储层预测等方面开展方法技术攻关与实际应用研究,形成了复杂山地高精度地震采集工艺技术(其中面向储层的采集设计技术、高精度定位、高密度采样和饱和激发为关键)、高分辨率储层成像技术系列与礁滩储层地震综合预测技术系列,提高了地震资料的信噪比与分辨率,有效地支撑了区内天然气勘探的发现与高效探明.
作 者：杨贵祥 郑天发 敬朋贵 高林 Yang Guixiang Zhen Tianfa Jin Penggui Gao Lin 作者单位：中国石油化工股份有限公司,南方勘探开发分公司,云南,昆明,650200 刊 名：石油与天然气地质 ISTIC PKU英文刊名：OIL & GAS GEOLOGY 年，卷(期)： 27(6) 分类号：P61 关键词：山地高精度地震 礁滩储集岩 有效储层预测 一体化地震攻关 普光气田 川东北
1初探MSE技术
MSE技术本质上与观测系统、检波器和相应的震源三者之间具备较为紧密的内在关系,因为在实际石油勘探环节中需要对转换波以及相应横波予以激发并良好接收。相较于以往勘探中纵波激发与接收而言,MSE技术无论是对观测系统还是检波器又或者是震源均具备较高要求。一般多波勘探会在陆地上依托于震源实施横波激发,而震源则包含了倾斜气枪以及水平和排井三种类型,但是这些震源实际耗费较高成本,此外作业环节中还对周遭相应环境带来较大影响,即使进行横波激发,由于较短的维持时间也无法真正、准确的获取勘测结果。因此现今MSE技术主要是建立在转换波以及横波两种波形激发上,其中转换波还是由纵波转换而来,依托于检波器对纵波以及横波予以检测记录。近些年微电子方面技术良好发展促使新型电缆产生,该种新型电缆为4COBC型号,能够与检波器同时下放进海底,促使MSE技术准确对转换波以及横波信息予以全面接收。
2探析MSE技术于国内以及国外石油勘探具体应用
2.1国外石油勘探应用
国内对于MSE技术的应用经历了早期阶段,早期国家将MSE技术试验在工业区中,这些工业区均分布在不同陆地区域,但由于MSE技术应用于陆地时有着较低信噪比等不足,加之当时MSE技术涉及相关设备比较落后,因此MSE技术在陆地上的勘探发展并没有进行下去,此后众多研究学者开始将MSE技术尝试应用在海上石油勘探中,率先应用该技术的南海石油勘探,初步尝试便取得了成功。具体来讲,我国在1999年海洋石油相关总公司依托于MSE技术在南海获取到了第一批地震数据,该批地震数据为四分量二维数据,此后在2000年更是获取到了第二批地震数据,在经过石油勘探人员长达两年的努力研究探索之后终于取得南海石油初步研究成果[1]。除了应用在南海之外,20世纪90年代国家还制定了相应的“九五”计划,该计划主要是针对科技攻关相关项目制定,选定攻关区域为东海,经过深层次研究之后同样取得了良好的研究成果,并实现了较好的经济效益。
2.2国外石油勘探应用
国外对于MSE技术的实际应用相较于我国较早,此外国外普遍在应用MSE技术的同时添加了电缆采集方式,而电缆采集对于海底勘探的发展也起着重要的影响作用。
英国在1980年将MSE技术应用于其AIBA北海石油开采工作中,依托MSE技术能够对海底油田实现横波以及转换波两方面剖面的良好测量,一般转换波能够测量出海底岩层实际地震响度,而横波则具备较强反射特性,在转换波以及横波的双重作用下则能够确定海底油田具体状况,除了英国将MSE技术良好应用在海上油田实际开采项目之外,发达国家美国等也均将MSE技术实现了较早应用,从多个国家对于MSE技术应用来讲效果较为良好[2]。
3探析MSE技术未来发展
现今MSE技术的发展趋势集中在两方面:其一是向数字化MSE技术迈进。从上文中不难看出MSE技术现今由于技术局限还不能够较好使用在陆地上勘探工作,这对其长远发展无疑带来了较大的阻碍,而数字化MSE技术则可以说是为MSE技术掀起了发展新篇章,依托于数字化的资料模拟以及地震数据采集,能够从地震勘探模拟层面转化为地震勘探数字化层面,属于MSE技术一项重要改革。
此外计算机还能够对地震波形予以资料数字化分析研究,尤其是对离散数据具备较强处理能力,而建立在上述技术基础上的数字化MSE技术将不仅应用于海上石油方面,而且还能够应用在陆地古墓的精确勘探,这对于国家历史文明勘探发展将起到重要影响作用;其二是向三维化MSE技术迈进,以往MSE技术均是建立在二维勘探基础上,而三维化的发展将为MSE技术未来长足发展奠定坚实基础。所谓三维化MSE技术主要是基于二维基础上,先通过二维技术将陆地或者是海洋地质构造予以数据获取,之后进行探井布置,依托于三维技术对油气储集层实际变化予以观测研究,进而促使钻探具备较高成功率,可以说三维化MSE技术不仅是勘探工作予以了重新流程上的设计,更加多勘探过程予以了丰富,而勘探后获取到的数据也将更加多元化[3]。
综上分析可知,在时代发展以及科技进步背景之下,关于石油方面的勘探开采技术也将会进一步提升,MSE技术也会在未来更加的成熟,这对于石油深层次良好开采提供技术保障,而本文将石油勘探中MSE技术应用作为研究核心旨在为后续石油勘探优化发展献出自己的一份研究力量。
摘要：随着我国国力以及综合水平的提升,社会对于石油能源在使用量方面呈现出逐渐增长趋势,而这也促使石油相关勘探部门对于石油量丰富区域加大了集中开采力度,如东部油田等,但是集中开采区域中层以及浅层石油已经远远无法满足社会的需求,在该种环境背景下无论是政府还是勘探部门均将目光集中在深层油田上,而要想对深层油田予以良好勘探就需要应用多波地震勘探采集(Multiwave seismic exploration,简称MSE)技术,本文基于此就MSE技术进行着手分析,之后对MSE于国内以及国外石油勘探具体应用予以研究,最后探讨MSE技术未来发展,以期为后续关于MSE技术方面研究提供理论上参考依据。
关键词：多波地震勘探采集技术,石油勘探,应用
参考文献
[1]撒利明,甘利灯,黄旭日,等.中国石油集团油藏地球物理技术现状与发展方向[J].石油地球物理勘探,2014,03:611~626+420.
[2]张树林,张懿.海上多波多分量地震勘探技术现状及应用展望[J].海洋地质前沿,2014,11:58~65.
关键词：工程物探；三维地震勘探；经济效益
作者简介：夏书兵(1976—)，男，江苏省姜堰市人，河南省煤炭地质勘察研究院工程师。
中图分类号：P65 文献标识码：A doi:10.3969/j.issn.1672-3309（s）.2012.02.37 文章编号：1672-3309（2012）02-88-02
引言
工程物探主要是对地表及地下100米左右的介质，通过相应的物理仪器和数字信号转换，以数据的分析和处理为手段，全面掌握目标体的物理特性和状态。一般情况下，工程物探主要以二维地震勘探为主，但其存在着地质信息假设过于苛刻等明显缺陷，相比之下，三维地震勘探技术则有着数据完整、信息量丰富等优势，因而在近些年来的勘探工作中得到了广泛的应用。本文对三维地震勘探技术的发展进行系统梳理，总结实践应用中的经验教训，为该技术的进一步发展和应用奠定基础。
一、三维地震勘探技术及其基本原理
地震勘探通过人工方法（例如炸药等）形成人工地震，并以科学仪器记录震动详情，从而估算地下构造的特点。三维地震勘探技术作为地震勘探的重要技术之一，是从二维地震勘探衍生而来，同时融合了物理、数学和计算机等的综合性应用技术，其主要包括地震数据资料采集、地震数据处理以及地震资料解释三个环节，各环节之间既相互联系又相互独立，从而构成了在计算机软硬件支撑下的系统工程。
三维地震勘探技术的基本原理与二维地震勘探技术相似，主要是通过地面上各沿线的地震勘探施工，使人工产生的地震波在地下传播，地面上的仪器开始同步记录地震波的传播和返回时间，再通过计算机进行数字信号处理得出目标物深度，综合测线的观察处理结果，从而得到直观反映地下岩层分界面起伏变化的地震剖面图。由于其勘探对象是地下半空间的三维地质体，因而在工程物探中具有显著优势，表现在：数据量相对丰富，包含了地震波的各种信息，有利于使用正反演技术以及岩性研究；数量完整性好，准确性较高，在通常地震波分辨率范围内，可基本查明相对复杂的地质构造；充分发挥了高科技装备的先进性能，有利于数据解释的自动化及人机联作的发展，可以大大减少人为因素的影响，具有较高的投入产出比。
二、三维地震勘探技术的国内外研究进展
三维地震勘探技术的优势，引起了国内外学者的广泛关注，促进了相关技术方法的快速发展。例如Andreas Cordsen[1]等学者，详细阐述了三维地震观测系统的设计以及施工要领，介绍了三维采集参数、三维观测系统的类型，并对其优点和缺陷进行了对比。Vermeer[2]深入研究了正交块状三维观测系统的地球物理参数配置，优化了MKB方法和LUG方法，减少了决策变量和约束条件。我国学者钱荣军[3]等以目标层信息为出发点，通过对表层结构地球物理模型和地下结构地球物理模型的分析优化，设计了地震采集参数。尹成等利用带约束条件的数学规划模型计算目标函数，实现了线束状三维观测系统的优化。
总的来看，由于三维地震勘探技术所具有的低成本、高精度和短周期等优势，使其在实践中得到了普遍应用和快速的发展。受技术力量以及设备投入等因素的影响，国外不仅在三维地震勘探技术的研究方面具有较大优势，而且在软件设计方面也处于领先地位，例如，著名的绿山地震设计软件、OMM软件等，而我国近年来在观测数据参数论证方面，虽然也取得了一定的成就，但在观测系统优化设计方面，仍然尚需进一步的研究。
三、三维地震技术的经济效益
三维地震技术的广泛应用不仅提高了地质勘探的精准性，而且取得了令人瞩目的经济效益。
（一）有效促进了我国地质矿藏开采等行业的深入发展
我国地形多样，地质状况复杂，对地质的精确勘探造成了困扰。三维地震技术的应用，提高了查明细微地质问题的能力。通过该技术的运用，可以提高矿业开采的利用率，不少多年开采的老矿区通过三维勘探技术，甚至发现了新的资源，从而为行业的发展注入了新的活力。
（二）有效缩短工程周期
三维地震勘探技术具有高精度和高分辨率的特点，其探测结果能提供较为精准的地质构造信息，因此大大提高了钻探成功率，有效缩短了工程周期。例如，在东濮地区的地质勘探过程中，通过三维地震技术的应用，勘测150km2地区的复杂地质问题仅需要原计划的一半。因此，三维地震技术的运用加快了地质勘探与开发，有效降低了地质勘探费用，为煤炭、石油开采等行业的繁荣发展提供了坚实的工程技术基础。
（三）三维地震技术有效降低了勘探成本
三维地震技术的不断发展，使其在勘探精度与效率等工程效益方面不断提高的同时，技术应用成本在不断降低，为工程单位节省了大量资金。以单位勘探成本为例，二维测线单位成本为6200元/ km ，而采用三维测线，其成本则仅需810元/km，降低了7.5倍，而且勘探效果更加完美。因此，对该技术的采纳与有效应用，极大减轻了相关企业单位的资金压力，提高了经济效益。
四、三维地震勘探在实践中存在的主要问题及原因
（一）三维地震勘探实践的局限性
三维地震勘探虽然在构造勘探方面有着其他勘探方法不可比拟的优势，但在实践中也存在种种局限。一方面，探测结果准确率有待提高。在大多数地震勘探任务中，一般要求其断层落差为5m，平面位置误差范围是±15m。然而，调查显示，既使在地质条件较好的华东地区，对落差区间5-10m之内的的断层进行的探测，其准确率尚不及70%。另一方面，存在着地震信息的缺失，所观测系统搜集到的信息难以有效显示落差较小的断层。同时，由于信息解释的不准确，导致所勘探出的断层位置与实际位置相比差距较大，这一点在断层落差较大或倾斜角度较大的地层中表现的尤为明显。另外，由于难以有效识别距离较近的断层，经常会把两条倾向相同的断层解释为一条大落差断层，甚至也会将两条角度完全相反的断层解释为一打小落差断层或无断层。这些情况的出现，严重影响了物探工作的科学性和可靠性。
（二）原因解析
三维地震勘探作为一种间接的勘探方法，除了技术上的局限之外，实际工作中的质量控制以及技术应用失当，是影响其准确性的重要因素，主要包括以下几个方面：
1、野外勘探质量控制以及观测系统设计缺陷。受当前排列分布面积大以及质量控制点较多等观测方式的影响，观测系统设计规范性较差，在客观上增加了质量控制的难度。特别是频频照搬或套用既定的观测系统，或是随意进行野外变现，极易造成炮距分布不均匀以及系统复杂多变等问题，严重拖慢了数据分析速度，最终影响偏移效果。
2、技术应用与地质条件的匹配问题。我国大多数地区的激发条件复杂多变，但是地震成孔工具较少，由此街面的成孔激发问题使原始资料的信噪比较低，从单炮甲级率来看，其效果很不理想。其他技术应用方面，例如，纵、横分辨率问题造成的构造遗漏、长波长静校正方法不理想造成的假断层探查结果、偏移成像问题等，都成为提高三维地震勘探效果的“拦路石”。
3、仪器设备的升级更新与实际应用未能做到协调一致。先进的仪器设备未必都能取得理想中的效果，例如，现在常用的集中逻控型数字地震仪，虽然其排列布置和处理技术更加合理、先进，理论性能得到了很大提升，但是由于很少考虑勘探过程中对可操作性以及可靠性等的实际需求，在应用中的效果却不甚理想，有时勘查效果甚至不如旧式的16位A/D转换遥测地震仪。
五、提高我国三维地震勘探经济效益的对策
地震勘探技术已进入了成熟阶段，短期内产生技术飞跃的条件尚不具备，因此，要提高三维地震勘探水平，就要抛弃“唯技术论”，以全新的视角和细致入微的工作来提升勘探水平。
（一）以体制创新为重点，全面提升勘探质量
技术趋同条件下，管理水平以及人员素质等非技术因素，成为提高三维地震勘探的突破口，而良好的工作体制是决定这一问题的关键。特别是强调实际工作中的权、责、利的辩证统一，就成为物探企业必须解决的重大现实问题，尤其是在物探这样一个国有企业处于优势地位的行业，更应该把体制创新作为重中之重，最大限度的实现“人尽其才、物尽其用”，为地震勘探工作创造坚实的制度环境。
（二）优化物探工作流程，对各环节进行严格的管控
三维地震勘探工作集数据收集、处理以及解释为一体，因此，在实际工作中必须从成本控制、人员配备、人机优化组合等环节着手，重视施工人员培训以及相关试验和生产过程的流畅有序，做到工作管理的动态化和监管适时化，全面保障各项细则落到实处，从而实现质量控制与施工成本的平衡，在确保地震勘探效果的同时，实现经济效益的提升。
（三）强化成熟技术的融合与集成研究
当前，三维地震勘探技术已相当成熟，各种仪器和软件配备都已做到了系统化，要在技术层面上提升地震勘探效果，就必须走集成化的道路，尤其是做好三维地震技术中采集、处理和解释三环节技术上的衔接和融合，形成实用的一体化技术，使各环节之间相互监管，实现立体化、综合化和动态化的勘探能力，从而快速锁定勘探目标，有效提高问题解决能力，全面提高勘探效益。
参考文献：
[1] Andreas Cordsen, Johnw.peire.陆上三维地震勘探的设计和施工[M].石油物探地球物理勘探局出版，1996.
[2] Vemreer Gijs J O、3D seismic survey design optimization[J].The Leading Edge[M].2003，(10):934~941.
[3]钱荣钧.对地震资料野外采集工作中一些问题的讨论[M].石油工业出版社，1993.
膨胀管技术可应用于钻井、完井及修井等作业过程,被认为是当前石油钻井行业的核心技术之一.结合生产实际情况,在介绍膨胀管技术和地质勘探应用该技术的基本要求的.基础上,着重分析了地质勘探领域应用该技术的关键问题及其可行性,探讨性地提出膨胀管技术将在地质勘探领域得到推广应用.
作 者：姚彤宝 于好善 夏柏如 杨甘生 YAO Tong-bao YU Hao-shan XIA Bai-ru YANG Gan-sheng 作者单位：姚彤宝,夏柏如,杨甘生,YAO Tong-bao,XIA Bai-ru,YANG Gan-sheng(中国地质大学《北京》工程技术学院,北京,100083)
于好善,YU Hao-shan(中国地质大学《北京》工程技术学院,北京,100083;中国地质科学院勘探技术研究所,河北,廊坊,065000)
胜利滩海地区地理地质条件特殊,勘探程度低、难度大.通过对滩海及极浅海地区采集方法的研究,在改进采集设备的.同时,进一步完善了野外观测系统设计,总结了各种激发因素和接收因素,形成一套完整合理的有利于滩海及极浅海地区地震勘探方法,使地震资料的信噪比和分辨率得到了很大提高,从而为地下构造形态研究、油藏描述提供了可靠的基础资料.
作 者：谭绍泉 黄芳 徐锦玺 Tan Shaoquan Huang Fang Xu Jinxi 作者单位：谭绍泉,Tan Shaoquan(中国地质大学,北京,100083;胜利油田地球物理勘探开发公司,山东,东营,257100)
黄芳,Huang Fang(胜利油田物探研究院,山东,东营,257100)
徐锦玺,Xu Jinxi(胜利油田地球物理勘探开发公司,山东,东营,257100)
关键词：地球物理技术;页岩气;微地震技术;AVO叠前反演
1 概述
页岩气是非常规天然气资源的一种，属于自生自储油气藏，且在世界范围内储量丰富，因此得到世界各国研究者的注意。而美国页岩气勘探技术的发展，使得页岩气的工业生产成为了可能，若进一步利用地球物理技术提高页岩气勘探的精准度和成功率，将在很大程度上缓解世界能源紧缺的问题。
2 地球物理技术在页岩气勘探中的应用
2.1 页岩气测井评价
2.1.1 测井识别。页岩气具有导电性差、密度较小、含氢量低、传播速度慢等物理性质，而且含气页岩中有机含量和放射性元素铀含量较高，因此测井通常表现为伽马高、电阻大、高声波时差、中字孔隙度高、低密度、光电效应差的特点。
2.1.2 有机碳含量及热成熟度指标。页岩气中放射性元素铀
含量较高，其伽马曲线也高。自然伽马测井技术和ECS技术的联合使用，可为钾、铀、钍等元素的丰度分析提供技术支持，从而确定有机碳的含量;而中字—密度法则能对热成熟度的确定具有指导意义。
2.1.3 页岩裂缝参数评价。天然缝、诱导缝、断层的分辨需要依靠微电阻率扫描成像技术和核磁共振技术，而压裂后裂缝高度计长度的识别评价就需要借助井温测井技术、同位素测井技术或偶极横波测井技术。
2.1.4 页岩储层物性参数评价。页岩气储层物性评价的参数主要包括页岩的孔隙度、渗透率和含油饱和度。页岩孔隙度测定需要依靠补偿声波和长远距声波、体积密度以及补偿中子，并在ECS技术的支持下，利用换算有关骨架参数的方法，对含气页岩的孔隙度进行计算和评价;渗透率的评价需要用自然电位、自然伽马能谱、CMR核磁共振、微电极技术;含气饱和度的估算就要在CMR核磁共振技术、感应测井技术以及双侧向技术的帮助下完成。
2.1.5 页岩岩矿组分的确定。页岩岩矿组分的确定主要使用ECS探测技术，主要原理是利用中子感生的俘获自然伽马能谱，进而对岩矿中的硅（Si）、钙（Ca）和硫（S）含量进行进行准确的测定，从而确定岩矿的属性。
2.1.6 页岩岩石力学参数计算。岩石力学参数的任务是对岩石的地层应力和最大主应力方位进行确定，这就需要声波扫描技术、中子密度以及成像测井技术。
2.2 页岩含气性检测
2.2.1 叠后波阻抗反演。叠后反演以褶积为模型，将子波的反褶积进行压缩处理，使地震数据转换为反射系数序列，进而得到波阻抗剖面。页岩层含气量越丰富，储层体积密度和测速度降低越快，使波阻抗值降低。根据页岩层地质模型拾取页岩层波阻抗数据，可对含气量的确定提供可靠的数据支持。
2.2.2 AVO叠前反演。页岩气含量越多，储层体积密度越小，弹性波速也降低，严重影响了弹性模量和泊松比等参数。AVO叠前反演能根据岩石物理学相关理论、振幅与偏移距离的关系理论，对泊松比、拉梅常数、杨氏模量等弹性参数进行准确推导，从而得到页岩储层中的含气量。
2.2.3 叠前弹性阻抗反演。叠前弹性阻抗反演是在弹性阻抗函数和声波阻抗的基础上发展起来的一种特殊的技术，当弹性阻抗入射角为0°时，被称为声波阻抗，这种特例不仅具有叠后波阻抗反演的优点，还能有效弥补叠前AVO反演技术的不足。弹性阻抗反演能获得更多的岩性和物性信息，提高了反演技术的预测能力和对页岩气储层的描述能力。
2.2.4 频谱分解技术。波频分解技术的应用原理是含油气储层的吸收频率较高，这是因为地震波中的高频成分在含油气储层中能量衰减较快，而在非含油区的高频成分能量衰减较慢。该技术与AVO反演技术相结合，发展成了新的分频AVO技术和频变AVO技术。
2.3 页岩裂缝预测
2.3.1 多属性裂缝检测技术。曲率是对曲线或曲面弯曲程度的定量描述，页岩的曲率大，其曲面弯曲程度就大，裂缝产生的概率就高。相干和方差技术则主要用于对地震信号的解释，当相邻地震信号出现相似或不连续等异常现象时，可通过相干和方差技术对其进行科学解释;曲率、相干、方差技术能对含气页岩裂缝的强度、方位、位置等要素进行准确预测。
2.3.2 各向异性检测技术。沉积地层的骨架颗粒的定向排列和颗粒间的裂隙发育度有关，这就造成了沉积地层在地震波尺度上会表现出不同程度的各向异性，且研究表明，裂隙发育越完全，表现出来的各向异性越强。根据叠前地震道数据，对页岩气储层裂隙的发育方向和密度进行检测，检测技术可使用方位角速度分析技术。方位角变化时，地震反射振幅随之改变，为裂隙分布的预测提供了依据;方位AVO技术是利用AVO技术对不同方位角范围内的地震资料进行分析，然后根据分析结果计算出地层的裂隙发育程度。
2.3.3 转换横波分裂技术。转换横波进入裂缝介质的方位不同，其分裂情况也不同，并且裂缝走向也对波的分裂造成一定影响，因此分裂波的特征能反映裂缝的强度。多波多分量地震勘探技术和相对时差梯度法的结合对页岩气储藏裂缝的方向和发育程度的测定，具有极为重要的作用。
2.4 页岩气井中地震技术
2.4.1 微地震监测技术。微地震监测技术的检测效果要高于测井监测技术，其监测原理是在壓裂施工过程中，在井下或地面布置检波器，对地下岩石的破裂研发的微地震进行实时监测，并对传播情况进行记录，以此作为判断压裂施工过程中裂缝产生位置、大小、延伸方向的依据，从而为后期开采方案的优化提供指导。
2.4.2 其他井中地震技术。VSP技术经过多个发展阶段，已经成为相当成熟的井中地震技术之一，而3D VSP技术与微地震监测技术的联合使用更是极为普遍的一种做法;而与P-P和P-S成像技术的联合使用，可在高分辨率的情况下对陆上构造进行解释;四维地震技术还能实现对页岩气随温度变化而改变的监测，这对于优化页岩气的开采方案是极为有利的。
3 总结
页岩气作为一种非常规能源，其勘探和开采技术要求虽不同于普通的油气勘探，但对于各项物理勘探技术的需求是相同的。地球物理勘探技术和分析技术对于页岩气的勘探开采具有极为重要的指导意义，我国应加大在该领域的创新应用方面的研究，使新型的勘探技术更好地服务于我国页岩气的开采工作，以缓解我国能源紧缺问题。
参考文献：
[1]刘振武，撒利明，杨晓，李向阳.页岩气勘探开发对地球物理技术的需求[J].石油地球物理勘探，2011（05）：810-818+836+667.
1 煤田勘探现状与问题
经过十几年的大力发展, 中国煤炭地震勘探从无到有, 从二维到三维, 地震采集、处理和解释技术有了大幅度提高, 成为煤炭资源综合勘探不可或缺的重要手段, 特别是三维地震勘探技术的推广应用, 地震勘探的精度和分辨率大大提高, 三维地震取得的地质成果得到了广大煤炭企业和社会的一致认可, 成为我国煤炭生产、建设、安全所必须的重要手段。但是受地质报告精度的影响, 一些矿井工作面布置不合理、个别矿井遇地质构造后, 巷道、矿井突水被淹, 安全效益差。因此提高新建矿井及生产矿井地质勘探的精度, 成为煤田地质勘探迫在眉睫的课题。
1.1 常用勘探方法
地震勘探主要应用于细小构造、采空区、老窑巷道、陷落柱;地面电磁法主要用于工作面及相邻区域水文地质条件探查、老窑勘察、采空区探查、煤矿水文地质补充勘察、含水陷落柱勘察、火烧区勘察;矿井全方位电磁法用于掘进工作面超前探测、巷道顶底板含水层深度及富水范围探测、回采工作面顶底板富水区域探测。但在实际应用过程中仍有许多问题没有解决, 不能很好地满足煤矿生产安全及高产高效的要求, 同时煤炭生产企业对这项技术又提出了更高的要求。这就需要我们继续进行深入研究。为此提出了精细地震勘探技术, 以满足煤炭资源勘探和煤矿建设、生产、安全日益增长的需求和地震勘探技术发展的需要。
1.2 煤田勘探的技术需求
(1) 预测煤层埋深、厚度及厚度变化趋势。
(2) 分辨褶皱、向斜、背斜及煤层的分叉、合并区域形态。
(3) 识别和描述小断层, 小断块及其构造形态。
(4) 探测地下老窑、废弃巷道位置。
(5) 识别采空区、岩溶塌陷区、陷落柱。
1.3 煤田勘探存在的问题
(1) 观测系统设计问题。观测系统设计依据不充分, 套用或延用固定的观测系统现象较多, 野外变观随意性强, 炮检距分布不均匀。
(2) 测量资料的准确性问题。施工炮检点位移较多, 后续成孔激发、接收工作跟不上, 最终测量资料的准确性值得思考。
(3) 激发点布设及成孔问题。很多勘探区工农业较发达, 工农矛盾突出, 各种障碍物影响激发点合理布设和实施。
(4) 纵、横向分辨率问题。纵、横向分辨率低, 小断层、小陷落柱等构造存在遗漏现象。
(5) 偏移成像问题。有些地区构造、煤层复杂多变, 煤层倾角大, 共中心点道集反射点散射问题严重。
我国聚煤盆地类型多样、构造十分复杂, 煤田地质工作的难度很大, 而对地质报告精度的要求却日益提高。
2 高分辨地震技术在煤田勘探的应用
根据地震勘探原理, 地震数据的频率决定了纵向和横向分辨率。菲涅耳带的直径决定了偏移前的横向分辨率, 而菲涅耳带厚度决定了偏移前的纵向分辨率。
地震勘探数据的频率对分辨率起着决定性作用。频率越高分辨率越高, 反之则越低。频率的高低也决定着地震采集观测系统的选择、接收方式及处理时的技术运用。所以, 地震勘探数据的频率是一项基础性、决定性指标。
图常规三维勘探与高分辨三维勘探的效果对比
3 室内模型模拟煤田勘探能力
3.1 横向模型分析
(1) 设计高度2.5米的巷道在地震模拟记录上是可以识别的。
(2) 从射线追踪的模拟记录看, 2.5米道距模拟结果比5米道距明显。
(3) 对于巷道中充填水或空气, 对模拟结果没有明显影响。
(4) 在波动方程正演结果中, 10次覆盖与15次覆盖的模拟结果基本相当。
3.2 纵向模型分析
(1) 设计长度100米的斜巷道在射线追踪的模拟记录上识别比较困难的。
(1) 从射线追踪的模拟记录看, 2.5米道距模拟结果比5米道距相当。
(2) 对于巷道中充填水或空气, 对模拟结果没有明显影响。
结语
目前的地震勘探技术可以较有效地识别、解释断距大于2米的断层, 可以识别长轴长度20m以上陷落柱, 对各种形态的采空区有较准确的认识。采用单个数字检波器采集, 可以尽可能接收地震波场全部有效信号, 以获取更丰富的原始资料信息。使用点源小药量高速层激发, 保证低噪声环境接收, 对保证原始资料品质有较大的益处。采用高密度、宽方位、正交、对称采样观测系统, 满足室内各种噪音压制处理技术的使用。精细的预处理、高精度动静校正、提高分辨率处理等技术对地震资料细节的体现起到至关重要的作用。地震多属性分析是地识别煤层各种地质现象的有效手段。
摘要：我国聚煤盆地类型多样、构造十分复杂, 煤田地质工作的难度很大, 而对地质报告精度的要求却日益提高。三维地震勘探是一项非常复杂的系统工程, 任何一个环节出现一点问题, 都可能导致地质认识上的误差甚至错误。要提高勘探成果的准确性, 最主要也是最基本的是保证原始资料的质量, 然后在保证真实性的前提下, 使用各种处理解释方法来提高地质认识的精度和准度。
关键词：三维地震勘探,煤田勘探,地质现象
参考文献
[1]刘俊友.浮动基准面DMO叠加处理山区高分辨地震资料[J].中国煤田地质.2002 (01) .
[2]黄永平.夏代学.高分辨率三维地震勘探技术在莫北油田的应用[J].CT理论与应用研究.2002 (02) .
[3]吴有信.综合物探方法在煤矿采空区及其含水性勘察中的应用[J].工程勘察.2005 (04) .
浅谈地震勘探野外施工绩效管理
地震勘探野外施工需要投入大量的人力、物力,人员构成复杂,设备众多给管理带来一定难度.为了克服这些问题,在野外推行分工考评惩罚分明的.绩效管理可以有效的提高野外施工效率.
作 者：王晶 作者单位：山东煤田地质局物探测量队,山东,泰安,271021刊 名：山东煤炭科技英文刊名：SHANDONG COAL SCIENCE AND TECHNOLOGY年，卷(期)：2009“”(3)分类号：P631.4关键词：地震勘探 绩效管理 质量 成本 安全生产
在中国的大部分煤田,奥陶系灰岩中的水是煤系地层水的主要来源,因此奥灰水的研究对井田煤层开采顶、底板突水问题的解决具有重要的`意义.由于煤层与周围介质间较大的波阻抗差形成对下伏奥灰系地层反射的屏蔽作用及煤系地层与奥灰系间的较小间距,使得目前煤田高分辨率地震勘探对奥灰顶界面及其内部结构的识别存在一定的难度.应用三维高分辨率目标地震勘探,已成功地解决了塔里木轮南地区深目的层(5 500 m)奥灰风化剥蚀面的喀斯特岩溶地貌问题.如果将这项技术推广应用到煤田地震勘探中,在煤田地震数据的野外采集和室内处理解释上精心设计、特殊处理,对煤田奥灰水的研究也会起到启发的作用.
作 者：杨道庆 接铭训 王 作者单位：杨道庆(河南油田研究院,河南,南阳,473132)
接铭训(中联煤层气公司,北京,100011)
王(中国科学院地质与地球物理研究所,北京,100101)
一、深层勘探中面临的问题分析
地震资料的收集记录主要是由三个环节组成:激发、传播和接收, 深层一般是指深度超过4000m的前新生代地层和新生代地层组合。地震波信号因过长的传播路径而受到地层较大的影响, 使得传播过长变得非常复杂, 各种干扰波会破坏、干涉反射信号, 得到的地震资料品质较中层差, 且随着深度的增加, 变差的程度加剧。综合分析, 深层地震资料主要存在能量弱、分辨率低、信噪比低一级较差的成像和可描述性四个方面。
能量弱主要是因为随着传播距离的加大, 地震波在传播中会出现严重衰减, 在到达地震反射界面后只能返回很微弱的地震信号, 且因越深的地层会有更大的压实作用, 使得地层界面的反射系数会很小导致了反射界面无法形成强反射。
随着传播距离的加大, 浅、中地层会吸收高频地震弹性波能量而使其衰减, 降低了信号的主频, 频带更窄, 从而降低了分辨地质目标体的能力。能量较弱的信号特征也不明显, 在噪音和干扰波的影响下就降低了信噪比。
二、深层勘探中的地震资料采集内容和技术探讨
油气勘探的过程是从间接寻油到直接预测, 从浅、中层看台到深层勘探, 这个过程对地震勘探的精度提出了更高的要求。鉴于深层反射信号的诸多问题, 就需要做好针对性的解决方案, 以此来提升勘探精度。提升的方面主要包括激发、接收和记录、观测方式设计以及施工方法几个方面。
1. 采集内容分析
地震勘探资料的采集是最基础的资料, 直接影响到地震处理、解释以及相关研究的结果。地震资料的品质提升就有着很重要的意义, 其实地震资料采集的直接依据, 施工需严格按技术章程来进行, 以此来获得高质量的地震资料。
地震波是机械波的一种, 也具有相位特性、频率和振幅三要素, 对于波的描述可按下列数学表达式:
式中f为地震波, A为振幅, X为角频率, U为初相位。
2. 激发
对于浅、中层的勘探, 震源采用非炸药和炸药激发的子波都会存在延续时间, 从而导致了频带的变窄, 为提升勘探精度就需要有着较高的激发频率, 较宽的频带以及较强的下传能量。可以从激发的药型药量、激发井深、激发方式以及激发耦合问题几个方面来进行提升。
对于激发药型药量, 需要结合深层地震条件, 综合分析采集难点地区差异后确定。激发井深为保证较强的下传能量, 激发可在常规浅水面下高速层, 同事保证至少大于虚反射与初次下船P波同向叠加所需的距离;在研究表层结构和速度变化规律时综合分析探地雷达、微测井和小折射等资料, 寻找强虚反射截面, 对低速度带厚度进行划分, 合理选取井深。
在研究爆炸理论和分析深层地震勘探特征后可得出比较可靠的激发方式为单井多级延迟震源。对级间延迟时间进行调整来保证震源爆速进行围岩速度, 使炸药能量朝弹性波能量转换程度提升, 使得下传能量加强而减弱了次生干扰。激发耦合的确定需要在实验的基础上, 综合分析激发岩性与药型药量之间的关系来提升初始激发地震波的能量和频率。
3. 接收和记录
收低通滤波效应影响, 地震波传到地表附近时其反射信号的高频成分损失更严重, 噪声和低频成分组成了深层资料, 而高频信号会被淹没或是非常弱的能量。在对地震波进行接收和记录, 检波器的作用是对信号进行接收并往记录仪器传输, 记录仪器是以特定方式对信号进行记录和存储。深层信号的分辨率、信噪比以及成像质量都会受到干扰噪音的影响, 这就需要在采集阶段对信号进行去噪, 但同时也会滤去有效信号, 深层信号的损失更严重。为保证最大限度的接收宽频带、高频率信号, 就需要通过高保真接收和大动态范围记录;对资料成像质量提升可通过高时、空采样和观测记录来实现。对于有效信号的损伤处理如去噪等操作课在资料处理阶段进行。
保证地震波资料的高质量, 需要检波器具有快速传输和高保真, 记录仪器的动态范围大。随着地层深度加大, 激发地震波下传能量出现耗散和转化, 有效能量减弱, 双程波由于其中深层能量的减弱而需要接收记录器具有较大的动态范围, 以此提升记录能力来保证深层信噪比和分辨率。
如果AD转换器为N位, 其动态范围为
其中, DAD为动态范围, N为AD转化器的位数
检波器多采用低频、高灵敏度类型, 再根据其抗干扰性和林敏度来对加速度型、速度型、数字mems或磁悬浮型进行合理选择。在选择检波器埋置方式上, 为保证接收反射信号的保真度, 要保证其与大地具有良好的耦合;同时, 良好的耦合也可降低地面附近和地下的噪音影响;在保证信号的高保真方面, 可采取单点埋置, 但小组合距方法在保证信号的同时还起到一次压噪作用, 其压制对象主要是高频率部分, 对主频范围的有效信号影响不大。为提升深层高频信号的记录能力, 通过一定程度低频信号损失的方法是可接受的。
4. 观测方式的设计
要想获得成像精准的目标体就需要保证地震数据的高质量采集。在实际施工中, 观测体系为激发点和接受点间的相互关系, 其体现了采集参数的综合作用, 经过在空间域连续多次观测和采集地震反射波数据, 以得到满足一定覆盖次数的多次观测数据。通过数字化地质模型的建立, 对深层地震波的传播过程进行模拟, 可对传播规律进行分析, 再加以验证后可对深层地震波场认识体系进行不断完善。通过正演模拟技术来优化观测系统参数, 提供面向目标的采集观测系统设计、评估和优化理论根据和方法, 以此方法来提升勘探精度。
5. 施工方法探讨
要想在同等条件下提升采集资料的质量, 可通过提升野外采集施工精度的方式来实现, 如果野外采集施工精度能在现有水平上得到提升, 就能很好的保证采集资料质量。这就需要地震资料采集设备具有较高的精度, 设备和仪器能适应野外条件, 在进行施工的过程中, 严格按照施工制度进行, 操作过程遵循地震采集技术设计的要求。这些都是提升深层采集精度的有效方式。
摘要：本文主要是分析了深层储层勘探中存在的问题, 针对此类问题从技术方面来进行提升, 如激发的药型药量、激发井深、激发方式以及激发耦合等, 以此保障高效勘探。
关键词：深层储层,激发,地震波
参考文献
[1]任岐山王大光地震数据采集系统常见问题技术性分析[J]内蒙古煤炭经济2014.3.
关键词：测绘技术；地质勘查
地质测绘是为进行地质调查和矿产勘查及其成果图件的编制所涉及的全部测绘工作的总称，主要包括控制测量、地形测量、勘探网测量、勘探线剖面测量、勘探坑道测量、钻孔及地质点的定位测量、矿区勘界测量。在20 世纪90 年代以前大地测量和地形测量主要采用经纬仪、测距仪、平板仪等光学和机械仪器，20 世纪90 年代后，GPS定位技术被广泛应用于各种测绘工作之中。本文就常规测绘方法和GPS定位技术地质勘查中的应用进行了分析和探讨。
1控制测量
地质测绘中的控制测量任务将主要是在局部地区进行控制点加密，建立能满足地形测量和地质勘查工程测量的工程控制网。控制测量从内容上分为常规控制测量和GPS控制测量，具体内容如下：
1．常规控制测量。首先在全测区范围内选定一些控制点，构成一定的几何图形，用精密的测量仪器和精确的测量方法，在统一的坐标系统中，确定他们的平面位置和高程，再以这些控制点为基础，测算其他碎部点的位置，这就将控制测量工作分为平面控制测量和高程控制测量两种。
2．GPS控制测量。GPS之所以能成为建立各级平面控制网的主要手段之一是因为其具有全天候作业、测站之间无需通视、观测时间短、定位精度高、操作简便、提供三维坐标等优点。目前多数用GPS作为首级控制。多数用全球定位卫星系统GPS或一级导线作为二级控制。GPS网的设计除了测角、边角同测和测边网等的传统要求，它不需要点间通视，对图形强度要求也不高，亦不需要设置在制高点上，因此，GPS网的设计非常灵活，只要在测区内的适当位置安置GPS，就可以进行观测。
2地形测量
地形测量是地质测绘工作重要的任务，大比例尺地形图是进行地质勘探和矿山规划设计所必需的基础图件资料，地质勘探和规划设计能否科学顺利地进行取决于能否快速准确地获得高质量的现势地形图。地形测量的加密图根控制，常规方法是在矿区基本控制点下布设测角图根线形锁及测角交会点，现在占主导地位的已经是全野外数字化测量，采用导线测量、GPS- RTK模式，极大地减少工作量，也提高了精度。
1．常规地形测量。用常规的测图方法（如用经纬仪、测距仪等）通常是先布设控制网点，这种控制网一般是在国家高等级控制网点的基础上加密次级控制网点，再利用加密的控制点布设图根点。最后依据加密的控制点和图根控制点进行碎部测量，测定地物点和地形点在图上的位置并按照一定的规律和符号绘制成平面图。所需仪器多为经纬仪、测距仪、大平板仪、绘图板、塔尺、全站仪、棱镜等设备。
2．地形测量。采用GPS- RTK测量技术，不需要进行加密控制，在首级控制网建好后即可进行碎部测量，基准站可以设置在已知控制点或者设置在接受卫星信号和无线电信通讯条件好的未知点上，流动站经已知点进行校准和检查平面坐标和高程满足限差要求时就可进行数据采集作业。一个基站可以支持多个流动站进行作业，一个流动站只需要1 个人就可以操作，在沿线碎部点上只需停留几秒钟，就可以获得每点平面坐标、高程（固定解）。
3工程测量
地质勘查工程测量包括勘探网测量、勘探线剖面测量、勘探坑道测量、定位测量、矿区勘界测量等。
1．常规工程测量。采用常规测量方法，勘探线端点、工程点、剖控点，由其附近的控制点用光电测距极坐标法、经纬仪视距极坐标法布设于实地。布设后的勘探线端点(即剖面线端点)及剖控点的定侧，用光电测距经纬仪极坐标法、侧角交会法等施测，作业程序繁多，精度差，特别是采用经纬仪视距极坐标法进行测量精度无法控制。钻孔、槽探端点、坑道近井点等工程点的定测一般采用测角交会法、光电测距极坐标法进行定测。野外测量完成后还需要进行复杂的计算、检核，然后进行手工展绘勘探线剖面图、实际材料图、勘探工程布置图及地形地质图等。由于地质点大部分采用视距极坐标法测定，误差大，粗差出现率高，在制作地形地质图时地质点和地形图矛盾重重，解决起来非常麻烦。
2．GPS 工程测量。在GPS和GPS- RTK技术在测量方面得到应用后，使原来比较_复杂的地质勘探工程测量变得简单，精度大幅度的提高。一个基准站可以支持多个移动站进行放样或者定位测量，特别是RTK的线放样功能在勘探网、勘探线剖面的施测中更是游刃有余，彻底摆脱了常规的勘探线测量中勘探线上障碍物的对测量的影响。RTK灵活的测量方法使得勘探网的布设、勘探线剖面测量以及工程点的定位等测量能够同时开展。
4地质测绘发展方向
地质矿产勘查开发的基础就是地质测绘，地球信息学和测绘学的技术体系和工作模式是以3s一体化或集成为主导空间信息技术体系，发展方向是：高科技、自动化、实时化和数字化，以及多功能化等方向。控制测量也逐渐发展成为GPS、ISS最终实现技术换代；地形测绘则要发展加速投影和摄影测量以及遥感应用的结合，还有多种遥感手段和数据信息的处理技术，以有效的提高地质遥感的水平；勘探工程测量应逐渐矿大和吸收卫星源射电干涉系统、惯性测量系统和全球定位系统技术的应用，大规模的应用现代数据处理技术，以提高地勘工程测量的速度和精度，普及电磁波测距仪和电子速測仪的应用。
5结论
综上所述，地质测绘是地质勘探的一项重要的基础性工作，包括控制、地形、勘探、勘探线泡剖面、勘探坑道、钻孔以及地质点、矿区勘界等工作的测量。因此，发展高科技、实时化、自动化、多功能和数字化的地质测绘技术是未来我们需要做的工作，也是未来的发展趋势。
对岩溶和洞穴研究正在成为地质科学关注的热点之一.在中国,岩溶的地位更加突出,岩溶的发育程度在油气资源勘探、地下水资源勘探、地质灾害以及其它矿产资源勘探中都是研究的.热点.由于岩溶发育区通常都和构造关联,与围岩之间存在明显的电性差异,因而电法勘探在岩溶地区勘查中被广泛应用.随着岩溶勘探目标向深层逐步转移,直流电法和高密度电法已经很难发现深层分布的岩溶,而利用交变的电磁法勘探技术日渐成为岩溶勘探主要方法之一.本文通过两个勘探实例,介绍了电磁法在岩溶勘探中的应用.
作 者：胡立强 高发中 伍校军 邵兆刚 何兰芳 Hu Liqiang Gao Fazhong Wu Xiaojun Shao Zhaogang He Lanfang 作者单位：胡立强,高发中,伍校军,何兰芳,Hu Liqiang,Gao Fazhong,Wu Xiaojun,He Lanfang(东方地球物理公司综合物化探事业部.河北涿州,072750)
邵兆刚,Shao Zhaogang(中国地质科学院)
径向基函数方法在南泥湾油田勘探中的应用
为明确利用奇特开发井网数据拟合地质曲面拟合的合理性和可靠性,选用多二次曲面函数进行插值计算.该方法具有数学算法简单、计算灵活、易于实现及结果比较准确等诸多优点,适合用于散乱数据的插值.通过实例的`分析验证,证明了该方法在建立散乱数据点地质曲面时具有良好的逼近效果,可以反映比较真实的地质现象.
作 者：张小浩 周鼎武 ZHANG Xiao-hao ZHOU Ding-wu 作者单位：西北大学地质学系,西安,710069刊 名：地球物理学进展 ISTIC PKU英文刊名：PROGRESS IN GEOPHYSICS年，卷(期)：22(1)分类号：P631关键词：地质曲面 径向基函数 Multiquadric 方法 参数 R 南泥湾油田
运用三维地震勘探技术, 能够有效的解决煤田勘探中:褶曲、断层、陷落柱、煤层变化等地质现象[2]。三维地震勘探概念是在1970年由地球物理学家沃尔顿提出, 经过四十多年的发展, 三维地震勘探技术已经形成包括野外资料采集、室内资料处理和成果解释的一整套技术体系。
1 三维地震勘探的原理
地震勘探一般是通过炸药或者可控震源来形成地震波, 在地震波向下传播的过程中, 因为不同地层岩性差异, 导致波阻抗不同, 从而在界面处产生不同的反射和折射, 在地面上用专门的采集装置接收, 从而记录下了地下反射波的信息。上述讲述的是地震勘探的基本原理, 我们通常对二维地震勘探反射波法比较熟悉, 其实三维地震勘探和二维地震勘探在基本原理和实用技术方面有很多相似之处[3]。
2 地震地质条件
勘探区位于新疆西部的准噶尔盆地东部北缘地带, 表层地震地质条件较差, 地貌为呈北西-南东向多垅沙漠, 沙垅相对高差5~15m, 对野外施工造成了一定的困难。勘探区浅层被第四纪、新近纪地层大面积覆盖, 且新近纪地层与下伏地层呈角度不整合接触, 有良好的波阻抗界面, 能够产生能量较强的反射波。中、深层地震地质条件较好[4], 煤层赋存条件较好, 构造简单, 地层倾角较平缓, 煤层顶底板岩性、岩相组合特征清楚, 物性特征突出, 以致形成较强反射波。
3 三维地震勘探的技术要求
3.1 观测系统
设计的三维观测系统是否合理会直接影响勘探效果和精度, 根据勘探区的地震地质条件和实验资料分析, 选择如下观测系统 (图1) 。
排列方式:束状8线10炮制, 中点发炮;接收道数:8×48=384道;接收线距:40m;接收道距:20m;接收炮距:80m;纵向偏移距:20m+20m;最小非纵距:10m;最大非纵距:310m;排列长度:480m+480m;最大炮检距:571.4m;CDP网格:10m (横向) ×10m (纵向) ;覆盖次数:6次 (纵向) ×4次 (横向) 。
3.2 施工方法
激发条件:单井6m井深, 1.0kg TNT高速成型炸药填土闷孔激发;成孔设备:戈壁钻机;接收方式:采用4个100Hz检波器2串2并组合接收, 检波器挖坑用土埋置且引线掩埋60cm以上;仪器型号:408UL多道遥测数字地震仪;记录长度:1.5s;记录格式:SEG-Y;采样间隔:0.5ms;接收道数:384道;仪器频带:全频带接收。
4 资料处理与解释
4.1 资料处理
主要处理的参数:带通最小相位、零相位滤波: (20/30~140/150Hz) ;地表一致性预测反褶积:预测步长8ms;时窗0~1000ms, 因子长度100ms;叠后滤波: (20/30~120/130Hz) ;初至折射静校正参数:水平基准面+650m;低速带速度600m/s;替代速度2100m/s。
采取的主要措施包括:建立空间属性、道编辑、叠前单炮净化、静校正、反褶积、精细的NMO、DMO速度谱分析、剩余静校正、三维偏移等一系列处理。
4.2 资料解释
资料解释依据的是处理后得到的三维偏移数据体, 具体解释方法以垂直时间剖面为主。
4.2.1 褶曲解释
经过三维空间偏移校正后的三维地震资料, 速度变化平稳的情况下, 其经过时深转换后, 地震数据由时间域可变为空间域, 此技术使得偏移剖面更加接近真实构造形态。本勘探区地层基本为一轴向北西-南东的宽缓背斜形态, 局部发育着次一级褶曲。褶曲形态可通过时间剖面得到直观的解释 (图2) 。
4.2.2 断层解释
在地震资料解释中断层解释占据着十分重要的地位。三维地震勘探对于断层解释有其独特的优点, 它以三维地震数据体为基础, 利用的最主要的技术手段是地震相干技术[5], 利用其对断层非常敏感的特性, 可利用Landmark解释系统在相干体上直接解释断层。
4.2.3 煤层厚度解释
煤层厚度可根据煤层顶、底板反射波时差以及反射波振幅等动力学参数解释煤层厚度, 每层厚度的变化, 直接影响着反射波的能量强弱以及信噪比的高低。
本勘探区B3煤层较厚, 根据煤层顶、底板反射波时差 (图3) 与钻孔揭露煤层厚度制作δh/δs转换曲线 (图4) 解释厚煤层区煤层厚度。
5 结束语
本次三维地震勘探是在本矿区的首次应用, 通过实例证明, 三维地震勘探技术能够很好的实现煤田勘探的任务且获得的时间剖面信噪比、分辨率较高, 丰富的三维资料信息为解释工作奠定了可靠基础。
摘要：三维地震勘探作为我国西部煤田勘探的重要技术方法[1], 为现代资源勘探提供了技术保障。文章通过阐述三维地震勘探基本原理并结合实际矿区的地震地质条件, 分析了三维地震勘探技术的施工方法及资料处理过程, 利用处理后的勘探资料, 对褶曲、断层、煤层厚度做了详细的解释。
关键词：三维地震勘探技术,煤层,观测系统,资料解释
参考文献
[1]印兴耀, 等.地震技术新进展[M].中国石油大学出版社, 2006:76-79.
[2]杨德义.煤矿三维地震勘探技术发展趋势[J].中国煤炭地质, 2011:42-55.
[3]刘明.三维地震勘探技术的应用分析[J]中国新技术新产品, 2010:1-2.
[4]张秀红.深层三维地震勘探数据采集技术[J].石油地球物理勘探, 2003:358-365.
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