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[關(guān)鍵詞]金屬礦 地震勘測 技術(shù)探究
[中圖分類號]P631.4 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2013)-9-129-2
世界各國對金屬礦的探測技術(shù)多年來僅限于非地震勘測技術(shù),比如說重力法、電磁法等等,但是這些方法比較適用于金屬礦的淺質(zhì)層,但是隨著勘探的縱向區(qū)域的加深,傳統(tǒng)的勘測方法在能力和精確度方面的可靠性逐漸下降,所以,金屬礦的勘測方法傾向于地震勘探技術(shù),其不僅可以代替非地震勘探技術(shù)在深層金屬礦中作業(yè),更重要的是其在精度、分辨率以及勘探結(jié)果上顯示出不可取代的地位。
1金屬礦地震勘測現(xiàn)狀
目前地震勘測技術(shù)仍處在前期發(fā)展的狀態(tài),其在金屬礦勘測中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩個方面,一是對金屬礦上的巖石進行物理特性的分析,通過礦石與巖石的物理特性,分析是否具有金屬礦勘探的意義;二是分析散射波場的特性,散射波長的特性與金屬礦體是有相關(guān)關(guān)系的,對其進行分析得出金屬礦是否具有有效的勘探性,因此地震勘探技術(shù)還存在很大的研究和提升的空間。
2金屬礦地震勘測的技術(shù)分析
基于對金屬礦地震勘探國內(nèi)外現(xiàn)行使用技術(shù)的分析可得,常用地震勘測方法有五種,分別是散射波法、折射波法、反射波法、井中地震方法以及地面地震層析成像法。
散射波法。散射波發(fā)在地震勘測中屬于是比較高等的技術(shù)種類,主要是用于勘測非均勻分布的地下介質(zhì)的地質(zhì)條件,例如對塊狀硫化物礦床的探測,一般情況,被探測的金屬礦床在與周圍巖石之間存在的速度差和密度差會形成散射波場,在差異較大時,地震勘探技術(shù)中的散射波對金屬礦的散射波場進行探測,可及時有效的發(fā)現(xiàn)與礦體關(guān)系密切的非均勻體。比如位于我國東部地區(qū)的銅陵冬瓜山-銅礦以及我國西部地區(qū)的云南錫礦,都是通過散射波法對礦區(qū)進行高質(zhì)量成像,基于數(shù)據(jù)的模擬發(fā)現(xiàn)金屬礦區(qū)。
折射波法。折射波法在地震勘測中是應(yīng)用比較早期的技術(shù)種類,其主要對礦區(qū)中的含金屬礦的基巖、基底以及控礦構(gòu)造進行研究,一眼就結(jié)果作為標(biāo)準(zhǔn)進行填圖,并且確定金屬礦的風(fēng)化殼,例如位于烏茲別克西部地區(qū)的金屬礦區(qū),即是利用折射波法對低速區(qū)域的異常條帶進行劃分,主要是對金屬礦部分的形態(tài)背景進行分析,原因是烏茲別克礦區(qū)局部異常的界面低速區(qū)域與該礦區(qū)的礦床有直接的關(guān)系,所以首先需要利用折射波法對低速異常的條帶進行劃分。在地震勘探技術(shù)中,折射波法雖然投入使用比較早,但是其在應(yīng)用上是受到一定限制的,比如低速層覆蓋在高速層下方或者是被勘測的地形結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
反射波法。反射波法在地震勘探中屬于比較常用的技術(shù)種類,其主要對和金屬礦有關(guān)聯(lián)的地質(zhì)構(gòu)造進行探測,對金屬礦中的斷層進行標(biāo)注,大致反饋金屬礦中含礦地質(zhì)的構(gòu)造,包括形態(tài)、基底和基巖起伏狀態(tài)、相似沉積金屬礦以及沉積金屬礦等,便于有效金屬礦的探尋和發(fā)現(xiàn)。例如反射波發(fā)對礦區(qū)的二維或三維層面兩千米以內(nèi)60°-70°傾角處以及裂縫處進行地質(zhì)構(gòu)造上的成像。此方法運用的成效體現(xiàn)在位于澳大利亞的北部地區(qū)的Mount Isa金屬礦區(qū),清楚可圈定出金屬礦取的涉及范圍以及構(gòu)造形態(tài)。
井中地震方法。井中地震方法是地震勘測技術(shù)中比較精細(xì)的技術(shù)種類,其在金屬礦勘探中所涉及到的井中地震方法包括垂直地震剖面、跨孔地震層析成像和“井-地”地震層析成像,當(dāng)金屬礦發(fā)育地區(qū)的陡傾角大于65°時,屬于高難度勘測種類,由于受限于野外采集與處理方法,導(dǎo)致部分地震探測方法的使用效果不是特別明顯,因此利用井中地震方法的垂直剖面技術(shù)可在井中接受來自陡傾角的各種數(shù)據(jù)信息以及參數(shù),有效的代替其他地震勘探技術(shù),但是在金屬礦區(qū)中大部分的井并不是呈現(xiàn)垂直狀態(tài)的,所以發(fā)展為井下地震方法,有利于獲取地下速度的詳細(xì)信息,優(yōu)化各個地層與界面之間的關(guān)系。例如位于加拿大大安大略地區(qū)的Kidd Greek金屬礦和加拿大魁北克北部地區(qū)的Bbitibi金屬礦區(qū)中的勘探井,前者是利用井中地震方法,發(fā)現(xiàn)陡傾角褶曲處火山巖層中包含硫化物礦體,并對此控礦構(gòu)造進行成像;后者是利用井中地震方法,對一支礦體進行二次勘探,通過對其陡傾角的火山巖進行成像,勘探到具有高波阻抗特性的輝綠巖礦脈分布。
地面地震層析成像法。地面地震層析成像法是地震勘探技術(shù)中比較復(fù)雜的技術(shù)種類,其是以地震勘探的記錄為基礎(chǔ),通過對首波的動態(tài)進行分析,對地下的速度進行反演,此方法以80%以上的準(zhǔn)確性探測金屬礦區(qū)底層速度的分布,雖然地面地震成像法的探測準(zhǔn)確性比較高,但是其在縱行方位上的分辨率不高,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于橫行方位上的分辨率,所以,地面地震層析成像法只能用于介質(zhì)速度有差異的金屬礦區(qū),比如隱伏礦體、斷層處以及礦體與周圍巖石的接觸地帶等,通過對介質(zhì)波速進行勘探,分析其對應(yīng)巖石的特性,同時為地震的數(shù)據(jù)處理提供精確的校正資料,例如位于加拿大地區(qū)的Sudbury金屬礦區(qū),利用地面地震層析成像法對大型塊狀主要為硫化物的礦體進行地震反射的勘探,對于金屬礦區(qū)地下的巖性界面的構(gòu)造和形態(tài)進行探測,以便對地下深處的金屬礦體進行圈定。
3地震勘測技術(shù)有待改善的問題
金屬礦地震勘探技術(shù)在應(yīng)用中暴露出諸多關(guān)鍵性的問題,并且此類問題有待提出具有針對性的解決方案,實現(xiàn)關(guān)鍵性問題的突破和改進。首先是基于金屬礦床地質(zhì)背景的限制,此限制可分為三個層面,第一是金屬礦體的不規(guī)則分布,而且金屬礦體在幾何形態(tài)上的分布尺度是非常小的,不利于勘探;第二是金屬礦床的地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜多樣而且具有不穩(wěn)定性,其地層處的傾角陡峭,巖石層以巖漿巖和變質(zhì)巖為主,加大了勘探上的難度;第三是金屬礦的表面層次的構(gòu)成條件非常負(fù)責(zé),不僅其地形的起伏變化比較大,而且表層的潛水面和風(fēng)化層很深,促使地表處的巖石以的狀態(tài)存在,影響勘探的準(zhǔn)確性。
其次是金屬礦資源對比其他的資源勘探,其涉及的地質(zhì)和地震條件以及地質(zhì)中需要解決的問題是多種多樣的,條件和問題的多樣表現(xiàn)為:第一在金屬礦地震勘探中,目的層缺少比較深的深度,而且其背景的速度相對較高,再加上信號方面有效頻寬的限制,與之進行對比,例如勘探技術(shù)在油氣勘探中的環(huán)境條件為目的層最深深度可至數(shù)千米,信號有效的頻寬在1-120赫茲,金屬礦的頻寬則為30-200赫茲;第二是金屬礦地震勘探中目的層在界面上的波阻抗差非常小,致使有效的地震信號幾乎檢測不到,在進行有效波的分離和識別上極其困難,而且金屬礦大部分為結(jié)晶巖,其不均勻性的分布特點造成變化多樣的波場圖形;第三是形態(tài)各異且規(guī)模較小的金屬礦床,其底層界面在橫向上是呈現(xiàn)不連續(xù)性的,很難采取合適的地震勘探技術(shù)對其進行勘探,缺乏地震勘探方法所需要依據(jù)的基本條件,而且當(dāng)?shù)卣鸩ǖ牟ㄩL與金屬礦體的尺度相當(dāng)時,地震波會產(chǎn)生散射現(xiàn)象而無法精確的對金屬礦床進行探測;第四是金屬礦底層縱行方向上的密度差較小,波阻抗差的獲得主要是依據(jù)金屬礦地質(zhì)的密度差,但是其地址中的各層速度非常接近而且速度非常高,導(dǎo)致垂直方向的速遞比較小,只有在不同烈性的巖石之間才會顯現(xiàn)出密度的變化,所以嚴(yán)重影響到勘探的順利進行。
最后金屬礦地震勘探技術(shù)無論是在理論基礎(chǔ)上還是在技術(shù)實踐上,都存在需要改善提高的地方,對于地震勘探技術(shù)尤為需要謹(jǐn)慎的考慮,綜合金屬礦區(qū)的地形特點,進行正確的選取。
4地震勘探技術(shù)的發(fā)展前景
目前金屬礦地震勘探技術(shù)已提出多個新型的研究課題,其中最具代表性的是地震波散射技術(shù),近幾年更是加強了對此技術(shù)的研究力度,其以地震勘探技術(shù)的磁法、電法勘探技術(shù)為基本,以地震波散射為研究理論,確立了新領(lǐng)域技術(shù)的研究方向,未來金屬礦地震勘探技術(shù)的發(fā)展前景是非常廣泛的。
5結(jié)束語
地震勘探技術(shù)在金屬礦勘探中的應(yīng)用是具有不可估量的潛力的,而且地震勘測技術(shù)在國內(nèi)外都備受關(guān)注,最重要的原因是地震勘探技術(shù)均可運用在金屬礦勘探的各個階段,而且其對淺層與深層的質(zhì)地構(gòu)造的反應(yīng)精確度非常高,有利于獲取金屬礦的空間分布狀態(tài),基于對地震勘探技術(shù)的不斷研究,其在未來金屬礦勘探中的重要性會越來越大。
參考文獻
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[3]李戰(zhàn)業(yè),尹軍杰.地震散射波模擬成像在金屬礦勘探中的應(yīng)用[J].地質(zhì)與勘探,2011(02).
關(guān)鍵詞:地震勘探 物探技術(shù) 發(fā)展趨勢
中圖分類號:P631 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)05(b)-0237-02
物探技術(shù)是一門應(yīng)用性為主的學(xué)科,不言而喻,它的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。在地質(zhì)找礦、軍事工程、工程物探、工程質(zhì)量檢測等方面發(fā)揮著重大作用,對于保障國對民經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展有著重大意義。在工程方面,物探技術(shù)更是和工程如影隨形,在工程選址、工程質(zhì)量檢測方面,都應(yīng)用十分廣泛。
在礦產(chǎn)資源勘查過程中,我們首先需要對各種物探方法和儀器有著充分地了解,再根據(jù)具體的工作目的選擇合適的物探方法和儀器,這樣才能更好更準(zhǔn)確地完成勘探任務(wù),因此各種物探方法的特點及適用范圍以及所采用的物探儀器,我們都要進行認(rèn)真地比較研究。地震勘探作為一種主要的物探方法我們更要加以重視和研究。在實際工作中,經(jīng)驗的積累對于工作的展開也是有很重要的指導(dǎo)意義,所以,要在掌握理論方法和儀器設(shè)備使用的基礎(chǔ)上,注重實踐經(jīng)驗的積累。
1 地震勘探技術(shù)的發(fā)展歷程
地震勘探技術(shù)隨著現(xiàn)代相關(guān)技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展,取得的成就也進一步豐富。事物是運動發(fā)展的,運動是絕對的。就像我們的宇宙,時時刻刻都處于之中。隨著中國的崛起強大,國家對于科學(xué)技術(shù)的需求越來越高,其中也包括地震勘探技術(shù)。
回顧地震勘探技術(shù)的發(fā)展歷程,地震勘探技術(shù)始終處于不斷創(chuàng)新、飛速提高的過程之中。至今它已經(jīng)形成了一個復(fù)雜、龐大而完整的科學(xué)體系。數(shù)學(xué)、物理、計算機以及地質(zhì)學(xué)的各個分支都滲透到這個領(lǐng)域之中,因此,地震勘探變成了一門綜合性的科學(xué),它的發(fā)展可以按如下時間進行劃分。
30年代,地震勘探技術(shù)第一次飛躍,由折射地震法改進為反射法;50年代,地震勘探技術(shù)第二次飛躍,出現(xiàn)多次覆蓋技術(shù);60 年代,地震勘探技術(shù)第三次飛躍,出現(xiàn)了數(shù)字地震儀及數(shù)字處理技術(shù);70年代初期,地震勘探技術(shù)第四次飛躍,出現(xiàn)了偏移歸位成像技術(shù);70年代后期,地震勘探技術(shù)第五次飛躍,出現(xiàn)了三維地震勘探技術(shù);90年代,地震勘探技術(shù)第六次飛躍,出現(xiàn)了高分辨率與三維地震結(jié)合。
2 地震勘探儀器的發(fā)展
地震勘探儀器主要是記錄地震波,按地震波的記錄方式,地震勘探儀器的發(fā)展已經(jīng)歷了6代。
第一代是電子管地震儀,一般稱模擬光點記錄地震勘探儀。這代地震儀大多數(shù)由電子管制成。由于光點感光方式的限制,其動態(tài)范圍小,僅有20 dB,頻帶寬約10 Hz,采用自動增益控制,記錄結(jié)果不能作數(shù)字處理。第二代是晶體管地震儀,一般稱模擬磁帶記錄地震勘探儀。大多數(shù)采用晶體管電路,利用磁帶記錄,可多次回放,并可作多次疊加和數(shù)據(jù)處理。動態(tài)范圍達(dá)50 dB,頻帶寬為15~120 Hz,采用公共增益控制或程序增益控制。第三代是集成電路地震儀, 一般稱數(shù)字磁帶記錄地震勘探儀器。這代地震儀采用二進制增益控制方式和瞬時浮點增益控制。它把檢波器輸出的信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字化信息,記錄在磁帶上。其動態(tài)范圍為120~170 dB,頻帶寬為3~250 Hz以上,記錄的振幅精度高達(dá)0.1%~0.01%。第四代是大規(guī)模集成電路地震儀,一般稱早期遙測地震儀。遙測地震儀由許多分離的野外地震數(shù)據(jù)采集站和中央控制記錄系統(tǒng)組成。第五代是超大規(guī)模集成電路地震儀,通常稱為新一代遙測地震儀,為多種數(shù)據(jù)傳輸模式的地震儀。第六代是全數(shù)字遙測地震儀,采用是全數(shù)字化地震數(shù)據(jù)傳輸與記錄系統(tǒng)。從21世紀(jì)初(2002年)開始,主要標(biāo)志是采用微機械電子技術(shù)成功制造數(shù)字地震傳感器,從而從技術(shù)上解決了傳統(tǒng)模擬地震檢測器制約地震勘探發(fā)展的瓶頸問題。包含地震勘探技術(shù)的物探技術(shù)與經(jīng)濟發(fā)展始終處在互動的良性循環(huán)之中,工業(yè)化的生產(chǎn)需求推動著物探技術(shù)不斷創(chuàng)新,物探技術(shù)的進步極大地促進了工業(yè)的發(fā)展。目前,地質(zhì)勘查的難度越來越大,重大實際問題正在促進地球物理極限的延伸,向物探技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。
3 地震勘探技術(shù)的現(xiàn)狀
3.1 地震勘探儀器設(shè)備現(xiàn)狀
諸多的勘探新技術(shù)對勘探儀器和設(shè)備提出了越來越高的要求。寬方位角采集在成像分辨率、相干噪聲衰減以及辨識定向斷裂等方面的優(yōu)點已經(jīng)越來越引起大家的重視。數(shù)字檢波器振幅校正、溫度變化、時效性、可靠性和穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于常規(guī)的機械式檢波器,而且它為全數(shù)字輸出,有較好的電磁兼容性能,動態(tài)范圍大、信號畸變小,具有優(yōu)異的矢量保真度。對于目前的地震勘探的應(yīng)用已經(jīng)非常成熟,軟硬件的開發(fā)水平隨著科技水平的提高也越來越高。其中地震勘探的儀器和設(shè)備也逐漸趨向于智能化、高速化、輕便化和特色化。
3.2 地震勘探技術(shù)現(xiàn)狀
近幾年來,隨著物探裝備的發(fā)展,地球物理勘探技術(shù)特別是地震勘探自從在石油工業(yè)中應(yīng)用以來,始終處于不斷的發(fā)展和改進中。以高分辨率地震、高精度3D地震、疊前偏移成像、山地地震、高精度重磁等為代表的勘探地球物理技術(shù),以約束反演、屬性分析、4D地震、井中地震、多波多分量地震等為代表的油藏地球物理技術(shù)正躍上新的臺階。特別是隨著近些年來,電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)等相關(guān)學(xué)科的飛速發(fā)展,地震勘探已經(jīng)從最初的一維勘探到現(xiàn)在的三維甚至是四維勘探。從單分量到現(xiàn)在的多分量,從簡單的構(gòu)造勘探到尋找隱蔽巖性油氣藏。
地震相干解釋技術(shù)、地震相分析技術(shù)、波阻抗反演技術(shù)、三維可視化技術(shù)等為代表的一系列新技術(shù)的出現(xiàn),以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在數(shù)字處理中的應(yīng)用,在實際工作中得到了全面推廣應(yīng)用和發(fā)展。用于地震數(shù)據(jù)處理和解釋的軟件,在后期的數(shù)據(jù)處理解釋的過程中是必不可少的。常見的數(shù)據(jù)處理軟件有Geocluster、Seimic等,常用的解釋軟件比如:Landmark、Jason等一些著名的解釋系統(tǒng),并且在實際應(yīng)用中,很多功能都在不斷的擴展,以適應(yīng)地震數(shù)據(jù)處理。總之,隨著相關(guān)學(xué)科的發(fā)展,科學(xué)技術(shù)的進一步提升,地球物理所應(yīng)用的軟硬件也在進一步提高。
4 地震勘探技術(shù)的未來發(fā)展趨勢
4.1 地下探測趨勢
科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,使得地震資料的處理和解釋的水平有了更進一步的發(fā)展。新技術(shù)和新方法層出不窮,并將投入到實際的生產(chǎn)和應(yīng)用中。隨著油田勘探開發(fā)的深入,地球物理正從一種勘探工具向油藏描述和檢測工具過渡。大量的地震數(shù)據(jù)和地下的VSP測井和鉆井緊密結(jié)合,使我們能夠從地面數(shù)據(jù)中挖掘越來越多的地下信息。地球物理將伴隨著人們對地下資源的不斷需求而不斷發(fā)展。
4.2 高分辨、高可靠性、實時成像趨勢
在工程物探巨大市場需求的帶動和計算機技術(shù)的推動下,未來幾年工程物探技術(shù)與新儀器的開發(fā)將呈現(xiàn)良好的勢頭,開發(fā)水平將大大提高,新儀器將以高分辨、高可靠性、實時成像儀器為主流。
4.3 靜態(tài)向動態(tài)過渡趨勢
精確的油藏表征是油藏管理及生產(chǎn)最大效率的關(guān)鍵步驟。油藏的靜態(tài)表征數(shù)據(jù)是地震數(shù)據(jù)孔隙度等,用作標(biāo)定的數(shù)據(jù)主要是VSP測井、鉆井等獲取的地質(zhì)數(shù)據(jù),油藏的開發(fā)是一個動態(tài)過程,因此靜態(tài)表征須向動態(tài)表征過渡。在整個油田的開采過程中,靜態(tài)油藏特性如孔隙度、滲透率等和動態(tài)數(shù)據(jù)都將會得到更新。油藏模型已從最初的簡單模型不斷優(yōu)化,指導(dǎo)整個油田的合理開采。
4.4 新技術(shù)勘探趨勢
5 主要物探技術(shù)比較
5.1 磁法勘探
以巖、礦石間的磁性差異為基礎(chǔ),通過觀測與研究天然及人工磁場的變化規(guī)律來解決地質(zhì)問題的方法。用途:尋找磁鐵礦(直接找礦);尋找含磁性礦物的各種礦產(chǎn);地質(zhì)填圖;地質(zhì)構(gòu)造等。特點:理論成熟,輕便、快速、成本低,但應(yīng)用范圍不夠廣。
5.2 電法勘探
以巖、礦石間的電性差異為基礎(chǔ),通過觀測與研究天然及人工磁場的時空變化規(guī)律來解決地質(zhì)問題的方法。用途:地質(zhì)構(gòu)造;尋找油氣田、煤田;尋找金屬與非金屬礦產(chǎn);水、工、環(huán)地質(zhì)問題等。特點:三多:參數(shù)多,場源多,方法多;二廣:應(yīng)用空間廣,應(yīng)用領(lǐng)域廣,但受地形及外部電磁場干擾大。
5.3 地震勘探
以巖、礦石間的彈性差異為基礎(chǔ),通過觀測與研究地震波的時空變化規(guī)律來解決地質(zhì)問題的方法。用途:地層分層;地質(zhì)構(gòu)造;尋找油氣田、煤田;工程地質(zhì)問題等。特點:探測深度大,精度高,但要放炮,工作難度大,破壞環(huán)境。
5.4 放射性勘探
5.5 物探新方法
6 結(jié)語
隨著中國的崛起強大,國家對于科學(xué)技術(shù)的需求也越來越高,其中也包括地震勘探技術(shù)??傊?,地震勘探技術(shù)是一門以應(yīng)用為主的學(xué)科,它是以不同巖、礦間物理性質(zhì)的差異作為基本的和必要的前提條件,以各種設(shè)備儀器為重要手段,應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛,對國民經(jīng)濟和國防有重大影響的一門技術(shù)科學(xué)。技術(shù)的進步將推動地震勘探技術(shù)的革新,現(xiàn)今存在的諸多問題也將會被解決,而且對于地震勘探技術(shù)的投入也在不斷地擴大,新的技術(shù)也將會不斷的被應(yīng)用,我們相信新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用將會帶來更多的經(jīng)濟效益。
參考文獻
[關(guān)鍵詞]石油勘探 多波地震勘探 采集技術(shù) 應(yīng)用
[中圖分類號] P315 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2015)-2-180-1
目前,我國絕大多數(shù)油田的淺層和中層油藏情況已經(jīng)被探明,部分已經(jīng)處于開發(fā)過程中。由于部分油區(qū)非常接近于高含水期,深度開發(fā)含油盆地深層,已經(jīng)成為迫在眉睫的大事。在這種情況下,多波地震勘探采集技術(shù)應(yīng)運而生。它成功解決了難以獲得深層地質(zhì)反射信號的難題,受到了石油勘探相關(guān)工作者的青睞。
1多波地震勘探采集技術(shù)
1.1觀測系統(tǒng)和特點
觀測系統(tǒng)的主要參數(shù)包括最大炮檢距、覆蓋次數(shù)、道間距、最小炮檢距等。下面將詳細(xì)介紹這些重要的參數(shù)
(1)最大炮檢距
目的層深度和轉(zhuǎn)波反射系統(tǒng)是影響最大跑檢距選取最為主要的兩個因素。轉(zhuǎn)換波需要在大入射角的情況下,才能擁有足夠強大的能量,因此,普通情況下的最大炮檢距離均大于縱波勘探最大炮檢距離。
(2)覆蓋次數(shù)和道間距
相關(guān)著作顯示,炮點和檢波點的相對位置關(guān)系在一定程度上影響了轉(zhuǎn)換波覆蓋次數(shù)的可靠性與穩(wěn)定性,并且常規(guī)面元大小并不適合轉(zhuǎn)換波。轉(zhuǎn)換波面元的大小和速度比值存在一定聯(lián)系。
(3)最小炮檢距
轉(zhuǎn)換波在距離炮檢距較近的區(qū)域內(nèi),反射能力會相對較弱。因此,一般情況下會把偏移距離加大。這里所說的偏移距離就是最小炮檢距。同時,由于需要接收縱波反射,最小炮檢距離不能過大。大多數(shù)情況下都以縱波觀測系統(tǒng)最小炮檢距為準(zhǔn)。
1.2采集設(shè)備
能夠產(chǎn)生橫波和縱波相關(guān)震源設(shè)備是多波地震勘探的必備條件。比較而言,縱波震源相關(guān)設(shè)備相對容易獲得。橫波震源相關(guān)設(shè)備大多會導(dǎo)致剪切力,因而需要具備能夠?qū)iT產(chǎn)生橫波的震源設(shè)備。但是,這樣的設(shè)備大多價格較貴且相對笨重,會對野外施工造成一定困難。目前,我國的多波采集設(shè)備在產(chǎn)品性能、產(chǎn)品質(zhì)量、采集資料質(zhì)量上還存在一定差距,有待進一步提高。
2當(dāng)前多波地震勘探采集技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀
2.1國外應(yīng)用實例
近年來,OBC(海底電纜采集技術(shù))被被廣泛應(yīng)用,促進了多波地震勘探采集技術(shù)的快速發(fā)展。SEG和EAGE相關(guān)專題研究表明, 地震勘探采集技術(shù)正在快速進步與發(fā)展中。
著名的北海AIba油田多波工作的重點是該油田某一側(cè)線橫波剖面相關(guān)對比分析圖??v橫波能使橫、縱波對巖層產(chǎn)生不同的地震響應(yīng)。分析圖顯示,轉(zhuǎn)換波在氣層中能夠產(chǎn)生極強的反射界面,影響縱波形態(tài)在氣層界面中的清晰度。通過測線縱、橫波剖面相關(guān)對比分析圖能夠看出氣對縱波具有一定影響。比如:導(dǎo)致縱波形態(tài)模糊,邊界不夠明顯等。但它對轉(zhuǎn)換波的反射不產(chǎn)生任何影響。轉(zhuǎn)換波剖面中氣層所在位置地層反射非常清晰,構(gòu)造形態(tài)也很明顯,有利于精確地確定構(gòu)造具置,了解構(gòu)造的大小和反射特點。
2.2國內(nèi)應(yīng)用實例
我國最早接觸多波勘探的相關(guān)研究是在陸地一些工業(yè)區(qū)開展比較分散的實驗。由于資料有限,設(shè)備落后等因素的制約,陸地上的多波勘探研究還未能進入商業(yè)化勘探領(lǐng)域。但可喜的是,在我國南海等海域開展的多波勘探已經(jīng)取得初步成功。
(1)1998年我國海洋石油總公司成功采集了第一批次的二維四分量相關(guān)地震數(shù)據(jù)。經(jīng)過相關(guān)科研工作者的不斷努力與探索, 2000年又成功采集到了第二批二維四分量相關(guān)地震數(shù)據(jù)。
(2)二十世紀(jì)九十年代,我國石油天然氣集團公司開始致力于多波勘探相關(guān)研究實驗。裂縫性氣藏多波勘探技術(shù)的研究與應(yīng)用是“九五”科技攻關(guān)項目的重要內(nèi)容,其選址于四川盆地。通過國家地震局、四川地調(diào)出、石油大學(xué)、清華大學(xué)等多方的共同努力與研究,終于取得了一定成績并在2001年6月順利通過集團公司的測試與驗收。
(3)在我國第十個五年計劃期間,中國石化和中國天然氣兩大集團公司確立了我國東部深層地震攻關(guān)技術(shù)項目。在該項目的深層資料相關(guān)解釋方面,技術(shù)人員努力提高深層資料質(zhì)量,詳細(xì)解釋并提出了鉆探目標(biāo),促進該項目的順利完成,積累了豐富的經(jīng)驗,獲取了豐厚的經(jīng)濟效益。
3石油勘探技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展
近年來,石油勘探難度日益增大,對物探技術(shù)和相關(guān)裝備也提出了新要求。多波地震勘探憑借其獨特優(yōu)勢越來越受到人們的歡迎,被逐漸應(yīng)用工業(yè)化的生產(chǎn)過程中。多波地震勘探技術(shù)在動態(tài)監(jiān)測顯示、非均質(zhì)性儲層含油量預(yù)測、油藏詳細(xì)描述等方面具有很大的優(yōu)勢和潛力。這些優(yōu)勢與潛力正是二十一世紀(jì)物探技術(shù)發(fā)展的前景與方向。
多波地震技術(shù)應(yīng)用范圍包括以下幾個方面:第一,采用多波資料研究地下介質(zhì)方向,探測裂縫、研究各項異性等。第二,充分利用橫波速度較小的特征,取得分辨率更高的地震資料,從而準(zhǔn)確的判斷小構(gòu)造、地層尖滅、薄層、小斷層等較小地質(zhì)現(xiàn)象。第三,充分利用橫波信息成像效果較好的優(yōu)勢,有效減少和避免高速碳酸巖、硬海底、火成巖等對縱波能力產(chǎn)生的不良影響。第四,多波資料信息量較大,可以提出更多的物性相關(guān)參數(shù),從而精確預(yù)測儲層線性,有時甚至能夠直接識別藏油情況。
另外,多波地震勘探技術(shù)在光纖傳感器和石油勘探遙測技術(shù)的應(yīng)用是其最新應(yīng)用進展,成功克服了傳統(tǒng)勘探技術(shù)的諸多不足之處,其特殊性、高可靠性和經(jīng)濟優(yōu)勢是我國石油勘探技術(shù)得以不斷發(fā)展的關(guān)鍵所在。
4結(jié)束語
綜上所述,多波地震勘探采集技術(shù)憑借其獨特的優(yōu)越性被成功應(yīng)用于石油勘探領(lǐng)域且取得了豐碩的成果。相關(guān)工作者應(yīng)當(dāng)在熟悉并掌握該技術(shù)的基礎(chǔ)上,不斷的進行研究與創(chuàng)新使多波地震勘探采集技術(shù)更好的發(fā)揮其優(yōu)越性,滿足不斷增大的石油勘探開發(fā)需求,促進我國石油勘探行業(yè)的健康快速發(fā)展。
參考文獻
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[2]李懷良. 復(fù)雜山地多波寬頻帶地震數(shù)據(jù)采集關(guān)鍵技術(shù)研究[D].成都理工大學(xué),2013.
本文對毛烏素沙漠地震勘探中的技術(shù)難點,提出了相應(yīng)的技術(shù)對策,在生產(chǎn)實踐中取得了較好的應(yīng)用效果。
關(guān)鍵詞:
地震勘探;技術(shù)難點;技術(shù)對策
內(nèi)蒙古某公司對巴彥高勒礦井11、12盤區(qū)進行三維地震勘探工程,巴彥高勒礦井位于呼吉爾特礦區(qū)的最南端,西南距烏審旗政府布察克鎮(zhèn)約30km,行政隸屬于鄂爾多斯市烏審旗烏蘭陶勒蓋鎮(zhèn)??辈閰^(qū)位于鄂爾多斯高原東南部,區(qū)內(nèi)地形總體趨勢北高南低。氣候特征屬于干旱~半干旱的大陸性高原氣候,太陽輻射強烈,日照豐富,干燥少雨,風(fēng)大沙多,無霜期短。本區(qū)屬高原沙漠地貌特征,大部分地區(qū)被第四系風(fēng)積沙覆蓋,多為新月形或波狀沙丘,連綿起伏高大的沙丘,對地震有效波的高頻信號吸收衰減作用較為明顯,地表沙層對檢波器埋置不利,致使有效信號能量變?nèi)酰o地震資料采集帶來了很大的困難。因此本勘查區(qū)屬于地震勘探地質(zhì)條件比較復(fù)雜類型區(qū)。本區(qū)主要含煤地層為侏羅系中下統(tǒng)延安組,其中2號、3號、4號、5號煤組較穩(wěn)定。
1施工技術(shù)難點
本次勘探的地質(zhì)任務(wù)主要以提高空間分辨率為目的,解決煤層結(jié)構(gòu)、小斷層、陷落柱、煤層厚度變化趨勢等問題,主要存在以下幾方面難點:(1)眾所周知,沙漠區(qū)地震勘探最難克服的自然因素就是地表被新月形或波狀的沙丘所覆蓋,地震波在沙丘中傳播能量被吸收衰減非常劇烈,連綿起伏高大的沙丘對地震產(chǎn)生的入射下行波和反射上行波能量具有嚴(yán)重的吸收和衰減作用。如何克服沙丘對地震波能量影響,提高地震采集數(shù)據(jù)的品質(zhì)成為首要難點。(2)遍布于井田內(nèi)的是風(fēng)積粉細(xì)砂,厚度一般20m左右,近地表松散沙層不僅對地震波能量下傳具有吸收和衰減作用,對反射回到地表檢波器的反射波能量也同樣具有嚴(yán)重的吸收和衰減作用,采用什么激發(fā)方式,才能保證強激發(fā)能量,形成良好的地震反射波。(3)如何控制由激發(fā)引起的強能量面波、聲波及其他干擾波,提高記錄信噪比。(4)淺層低速帶變化劇烈,如何解決靜校正問題。(5)煤層層數(shù)多、煤層間距小,地質(zhì)任務(wù)要求解釋9個煤層的煤厚及變化趨勢,如何解決。(6)數(shù)據(jù)采集排列的縱向滾動問題,本區(qū)接收線距為40m,各班距離近,設(shè)備和人員難免造成混亂,使排列不穩(wěn)定性大大增加,影響采集數(shù)據(jù)質(zhì)量;排列縱向滾動距離太遠(yuǎn),沙漠無法行車,設(shè)備移動全靠人抱肩扛等等不適合沙漠地區(qū)快速作業(yè)因素如何克服。(7)本區(qū)松散層底部含水,潛水位3m-5m,富水性較好,不利于激發(fā)炮井的成孔,鉆進較易且速度亦快,但極易塌孔,造成護壁和下藥的困難。以上技術(shù)難點表明:要完成本次沙漠區(qū)的地震勘查任務(wù)必須采取一系列有針對性的技術(shù)對策來確保整個項目的質(zhì)量和精度要求。
2技術(shù)對策
(1)采用的反循環(huán)鉆機成孔方式,全部實現(xiàn)了潛水層以下激發(fā),確保了炸藥激發(fā)所產(chǎn)生的地震波能量的有效下傳,克服了連綿起伏高大的沙丘對地震波能量下傳的吸收和衰減,提高了地震數(shù)據(jù)采集質(zhì)量。(2)根據(jù)表層地質(zhì)特征,風(fēng)積砂層厚度分布特點,找準(zhǔn)最佳的激發(fā)層位,確保打至激發(fā)井的最佳深度,通過試驗和生產(chǎn)中的摸索,力求獲得最佳激發(fā)效果;在檢波器接收方面,主要采用避高就低和因地制宜偏移埋置檢波器,再結(jié)合炮點加密技術(shù),較好地改善了地震反射信號的接收效果。(3)通過試驗采用加大激發(fā)能量和檢波器面積組合的方法減小和壓制面波、聲波等干擾。同時采用高覆蓋次數(shù)的觀測系統(tǒng),充分壓制干擾、增加目的層的反射能量,從而提高資料的信噪比,確??v橫向覆蓋次數(shù)較為均勻,本次施工采用24次覆蓋的觀測系統(tǒng),即可以保證資料的信噪比,又可以保證資料的高分辨率。(4)處理時采用去噪、內(nèi)切等方法最大限度地消除各種干擾,使用初至靜校正、層析靜校正等多種方法進行對比確定最優(yōu)的靜校正方法,提高有效波的信噪比。(5)利用反演技術(shù),提高分辨率,達(dá)到能解釋煤層厚度變化以及小斷層解釋的效果,利用屬性體對小斷層及裂隙發(fā)育分布情況進行研究,提高解釋精度。另外,對沉積規(guī)律進行研究結(jié)合,使解釋成果更加合理。(6)數(shù)據(jù)采集排列轉(zhuǎn)變?yōu)闄M向滾動,由于本區(qū)施工方法線距和道距都很小,轉(zhuǎn)變排列為橫向滾動,可以使排列按塊狀面積就近管理,能快速靈活移動排列和快速查線,不至于設(shè)備混亂,整體有序地提高了排列的穩(wěn)定性,很大的提高了數(shù)據(jù)采集效率。(7)采用反循環(huán)鉆機成孔,適當(dāng)添加洗衣粉或凝固劑加固鉆孔,防止塌孔,保護孔壁并減少下藥的困難。
3工作方法
根據(jù)本區(qū)的地震地質(zhì)條件及地質(zhì)任務(wù)要求,本次勘探確定選用三維地震勘探的方法。
3.1三維地震觀測系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計激發(fā)因素:井炮激發(fā),井深14m,藥量2kg,單井激發(fā)。接收因素:①儀器因素:428XL數(shù)字地震儀0.5ms采樣錄制、記錄長度2.0S、前放增益12dB;②觀測系統(tǒng):960道接收,中點激發(fā),道距10m,偏移距20m,24次疊加;③檢波器組合形式:60Hz檢波器3串2并堆放埋。
3.2三維觀測系統(tǒng)的基本參數(shù)觀測系統(tǒng)類型:10線8炮制中點激發(fā)束狀;接收道數(shù):10×120=1200道;接收線數(shù):10條;接收線距:40m;接收道距:10m;激發(fā)線距:20m;炮點網(wǎng)格:20m×100m;檢波點網(wǎng)格:10m×40m;CDP網(wǎng)格:5m×10m;疊加次數(shù):6×4=24次(縱向6次,橫向4次)。
3.3組合參數(shù)檢波器類型:CDJ-60型檢波器;檢波器組合:3串2并6個檢波器;組合方式:堆放。
4勘探效果
(1)基本了解了巴彥高勒井田的基本構(gòu)造輪廓和構(gòu)造復(fù)雜程度,控制了可能影響礦區(qū)劃分的主要構(gòu)造。(2)初步控制了主要煤組的分布范圍和煤組的標(biāo)高及賦存形態(tài),提供了找煤孔和參數(shù)孔的孔位,并對鉆孔進行了主要煤層的埋深預(yù)測。(3)通過改變排列的縱向滾動到橫向排列滾動方式轉(zhuǎn)變,提高了排列的穩(wěn)定性,提高了生產(chǎn)效率。(4)全區(qū)連續(xù)追蹤侏羅系中下統(tǒng)延安組底界面反射波,并以此組底界面等高線平面圖作為參考,初步解釋煤層底板形態(tài)。(5)初步解釋斷層16條(其中5m≤H<10m的斷層12條,H<5m的斷層4條)和褶皺構(gòu)造。
5結(jié)論
通過這次毛烏素沙漠區(qū)的地震勘探,采取本文的技術(shù)對策,極大地改善了沙漠區(qū)地震勘探的激發(fā)和接收效果,經(jīng)過本次地震勘探證明只要選擇合理技術(shù)對策,復(fù)雜的沙漠勘探區(qū)一樣能取得較好的地質(zhì)勘探效果。
參考文獻:
隨著科技的快速發(fā)展,我國煤礦資源開采也應(yīng)用了許多技術(shù),尤其是現(xiàn)代物理計算機技術(shù)產(chǎn)物之一的三維地震勘探技術(shù),對我國現(xiàn)代煤礦勘探開采行業(yè)具有很大的現(xiàn)實意義,也得到了十分廣泛的應(yīng)用。通過三維勘探技術(shù)可以更好地獲取比較準(zhǔn)確的地質(zhì)數(shù)據(jù),他們使煤礦開采企業(yè)或單位獲取更加準(zhǔn)確的煤層厚度,進而更好地提升其鉆探成功率;三維地震勘探技術(shù)還可以更好地使地下圖像直觀地顯示在電腦上,更精確的對煤礦的礦層位置進行預(yù)測。使用先進物理技術(shù),即以二維地震勘探技術(shù)為基礎(chǔ)而發(fā)展的一種新的地震勘探技術(shù),它可以將地震測網(wǎng)按照一定的規(guī)律布置成方格,或是按照一定的規(guī)律布置成環(huán)狀對地面進行勘探,這對促進我國煤礦開采過程中的勘探具有很重要的作用。
2如何更好地促進三維地震勘探技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用
為了更好地促進三維地震勘探技術(shù)在我國煤礦開采中的應(yīng)用,獲取更加準(zhǔn)確的煤層厚度,從而更好地提升其鉆探成功率,降低開采成本,煤礦開采企業(yè)或單位首先就必須進行野外地震數(shù)據(jù)的采集。為了獲得更加科學(xué)的數(shù)據(jù),野外地震數(shù)據(jù)的采集要由煤田地面的專業(yè)數(shù)據(jù)采集人員進行,必須改進其地震勘探數(shù)據(jù)采集設(shè)備,從而可以使勘探的數(shù)據(jù)更加具有合理性和精確性;除了采用勘探技術(shù)之外,還要提高煤田地面的專業(yè)數(shù)據(jù)采集人員等專業(yè)技術(shù)人員的專業(yè)水平,這樣可以使他們在應(yīng)用三維地震勘探技術(shù)進行勘探時可以更好地保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤,而這有利于提高后期分析的準(zhǔn)確性,提高處理結(jié)果的準(zhǔn)確性;同時,煤礦開采企業(yè)或單位在進行三維地震勘探的時候還要注意在具體勘探區(qū)域的鉆孔地點進行彈藥的預(yù)處理,為后面更加準(zhǔn)確地勘探做準(zhǔn)備,相應(yīng)的工作人員要先將炸藥放置在已經(jīng)制定好的地點,再對爆點的位置做好詳細(xì)的記錄,同時還應(yīng)該對接受數(shù)據(jù)的位置進行詳細(xì)的記錄。為了更好地促進三維地震勘探技術(shù)在我國煤礦開采中的應(yīng)用,獲取更加準(zhǔn)確的煤層厚度,從而更好地提升其鉆探成功率,降低開采成本,煤礦開采企業(yè)或單位還要考慮煤礦開采區(qū)的表層和其相關(guān)的深層地震地質(zhì)條件。其次,必須通過不斷增加采集方位角的寬度,增加偏移距的均勻度,為此可以采用中間激發(fā),寬方位角觀測系統(tǒng);注重使單炮的占有率盡量大一點,覆蓋均勻一點,疊加的次數(shù)均保持在20次以上為好,從而更好地克服常規(guī)的束狀正交觀測系統(tǒng)其炮檢距分布不足的問題。煤礦開采企業(yè)或單位要加強對勘探數(shù)據(jù)的處理,對于其中的疊后處理可以采用初至折射靜校正方法、干擾波去除法,也可以采用DMO疊加與疊后隨機噪聲衰減法、振幅處理和疊后三維一步法、偏移成像法等常規(guī)處理方法進行更加科學(xué)合理的疊后處理;除此之外,煤礦開采企業(yè)或單位可以為三維地震勘探項目提供更多的資金不斷改進技術(shù),可以采用技術(shù)比較成熟的Kirchhoff疊前時間偏移處理方法解決煤礦開采野外數(shù)據(jù)采集過程中由于方位觀測系統(tǒng)過于復(fù)雜而帶來的諸多不便,使其變得更加具有針對性。我國煤礦開采企業(yè)或單位可以通過利用測線在30000道以上的萬道地震儀和數(shù)字檢波器來更好地實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的高精度化;可以采用海量機群并行處理和存儲技術(shù)以提高數(shù)據(jù)處理的精度;為了更好地實現(xiàn)室內(nèi)和室外數(shù)據(jù)的高效處理,可以通過應(yīng)用計算機的可視化技術(shù)或解釋軟件來增加室內(nèi)數(shù)據(jù)的處理,增加對室內(nèi)數(shù)據(jù)解釋的方法,并且相關(guān)專業(yè)的工作人員可以具有針對性地進行精細(xì)的地震解釋和選擇,從而大大降低其處理難度。
3結(jié)束語