地震勘探的原理篇（1）

在地震勘探工作中，检波器主要的作用为接收地震信号，属于对地震信号进行接收的前段环节，投入应用能够以直接的方式感知大地质点振动。但是，从实际工作来看，倘若不能了解地震勘探检波器的原理和特性，那么在使用过程中将会出现一些问题，从而影响地震勘探效果[1]。基于地震勘探工作的效率提升角度考虑，本文便有必要对地震勘探检波器原理和特性及有关问题进行分析。

1.地震勘探检波器原理及特性分析

1.1地震勘探检波器原理

对于地震勘探检波器来说，属于一种振动传感器，其工作原理和振动传感器相同，为一个单自由度的振动系统。以感应振动信号的物理量差异，可细分为三类传感器，即：位移传感器、速度传感器以及加速度传感器。但是，不论哪一类型的振动传感器，均对当中的一个物理量感应，切主要以输出的电信号和哪个物理量成正相关为准则[2]。此外，从地震检波器的机电转换来看，其主要作用为把振动系统感应的振动信号等比例地转换成电信号。根据转换原理角度来看，涵盖的检波器较多，如：电磁感应检波器、电容检波器以及压电检波器等。

1.2地震勘探检波器特性

从地震勘探检波器的特性来看，主要有两类：其一为动态特性；其二为静态特性。两方面的特性对检波器的品质有非常重要的影响。对于动态特性参数来说，涵盖了固有频率、阻尼系数、频率响应范围以及频率特性等等。对于静态特性参数来说，涵盖了有线性度、灵敏度、分辨率以及稳定性等。

检波器动态特性，指的是检波器对随着时间改变输出量的响应特性，其由传感器自身决定，同时和被测量的改变方式也存在相关性。深入分析，动态特性是由检波器的振动方程与力学特性决定的，经解振动方程能够获取系统的频率响应函数，进一步将幅频响应与相频响应函数求解出来，而决定响应特性的参数主要包括检波器的自然平率以及阻尼比。

2.地震勘探检波器相关问题及排除方法分析

在上述分析过程中，对地震勘探检波器原理及特性有了初步了解。但在实际应用过程中，地震勘探检波器还涉及相关问题。为了地震勘探检波器的应用价值得到有效提高，有必要对其问题及排除方法进行分析。

2.1常规检波器问题

基于地震勘探过程中，将20DX作为代表的检波器统称为常规检波器，其自然频率通常为10Hz。此类检波器虽然能够在常规地震勘探中发挥作用，但是也存在一些较为明显的问题，主要包括：（1）指标参数允差偏大，检波器一致性差，进而使地震资料的分辨能力下降。为此，处于高精度地震勘探过程中，需使用性能参数允差较小的检波器。从现状来看，允差在±2.5%的检波器已投入市场，但成本费用相对增多。（2）存在较大的失真度，会对动态范围造成影响，进一步发生信号畸变。为此，需将常规检波器的失真度控制在合理范围内，使其动态范围满足勘探要求，进一步避免地震信号畸变的发生。（3）假频低，会对频带范围造成影响，进而使横向干扰产生较大的影响。因此，有必要控制假频，消除造成的横向干扰，进而使勘探效果增强。

2.2自然频率问题

对于自然频率来说，属于地震勘探中一大关键的检波器参数，如果检波器的自然频率偏高，将会使地震信号的频宽降低，这是一大问题。倘若无特殊的抑制低频干扰，或者无增强某高频段信号，可使用频带比较宽的检波器。总而言之，对于检波器来说，具备比较宽的频带范围为宜。

2.3Ρ仁匝槲侍

检波器对比试验主要问题包括：其一，试验目的不够明确，在选取检波器过程中，存在一些个人方面的因素，当检波器人对检波器不够熟悉的情况下，试验便会出现问题。其二，试验内容不够具体；其三，试验资料分析针对性不够强。针对上述问题，需明确检波器对比试验的目的，同时明确试验内容，采取合理、科学的分析方法，进一步提升检波器试验的效果。

3.结语

通过本文的探究，认识到地震勘探检波器在地震探勘过程中的应用价值较高。为了正确使用地震勘探检波器，需了解地震勘探检波器的原理及特性，进一步对其实际应用问题进行分析，并采取有针对性的解决方法。相信在正确使用地震勘探检波器，并结合地震资料采集成果分析的条件下，地震勘探工作的效率及质量将能够得到有效提高，进一步为地震勘探的发展奠定基础。

参考文献：

地震勘探的原理篇（2）

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：

地震勘探的原理篇（3）

1.引言

中国煤矿采区地震勘探技术历经将近 50 年的发展，出现了三次重大的技术飞跃，现已成为煤矿高效安全开采前构造勘探的首选技术，回顾煤矿采区地震勘探技术的发展历程，预计三维多波地震勘探技术的发展成熟，有望成为煤矿采区地震勘探技术的第四次技术飞跃，这还有待于在现有三维地震勘探技术不断发展完善的基础上，以期早日得到实质性的突破。

2. 三维地震勘测的原理

2.1 三维地震勘测原理

三维地震采是用高密度的、各种形式的面积观测系统，所以三维地震又叫面积勘探法。它是在二维地震勘测技术上发展而来的。与二维地震勘测相比，三维地震勘测获得的信息量非常丰富，且地震剖面分辨率高。

2.1.1 面积测量系统反射波时距

根据物理地震学的原理，地震波从炮点激发后，将会以球面波的形式向下继续传播。根据惠更斯原理，波遇到反射界面后，可以把反射界面上每一点看做是一个新震源，每个质点都激发球面波向前传播。对地面某个接收点 S 来说，它所接受的反射波，就是一系列来自反射界面的波的总和。

2.1.2 折曲测线观测系统反射波时距

有的地区由于地表条件限制，为了完成地震勘探任务，往往把测线布置成折曲测

线、波状测线及环行测线。这类测线的基础是弯曲测线，时距方程为 ：

（2.1）

式中，V：介质速度；H：反射界面埋藏深度； ：地震波垂直反射时间；l：炮检距。若已知激发点 和接收点S的平面坐标，则

（2.2）

（2.3）

其中， 表示激发点O的坐标， 表示接受点的坐标。可以看出，弯曲测线反射波时距曲线是一条与激发点和接收点的平面坐标有关的、复杂的空间曲线。但是，不管曲线多么复杂，只要能用数学公式模拟，就可通过解方程的方法把反射界面确定下来。

2.2 观测系统设计原理

三维观测系统主要有两大类：线束状观测系统和面积观测系统。

面积观测系统：接收点以网格形式全区密集采样分布，炮点是以较稀疏网格分布，或以相反的形式分布，它完全满足 3D 对称采样的观测系统，但缺点是费用太高，在实际生产中无法实现。线束型观测系统：接收点以一定采样间隔以一条或多条平行线的方式分布，激发点沿着炮线分布的观测系统。

2.3 叠加原理

2.3.1 水平叠加剖面

在用多次覆盖的方法采集得到的地震资料处理过程中，把共同反射点的许多道的记录经动校正并叠加起来，以提高讯噪比，压制干扰。用这种方法处理所得到的地震剖面叫水平叠加剖面。

水平叠加剖面是地震构造解释的主要是时间剖面，同时又是地震地层解释中应用最广的资料。

2.3.2 倾斜界面偏移归位的基本原理

首先，如图1所示，自激自收得到的反射信息对应的反射点位置可能来自以 1/2Vt 为半径，以自激自收点 O 为圆心的圆弧上的任一点。

根据上图可知，如果只有一道自激自收记录，而没有其它的资料来配合，那么就无法确定反射点在地下的准确位置。事实上，可以用反向射线追踪的方法来确定反射界面的位置。

3.总结

三维地震勘探是当今地震勘探的新领域和新技术，从设计、采集、处理到解释，都需要认真地分析研究各个阶段的主要矛盾，以科学、严谨的态度、务实的工作方法、保质保量地完成勘探地质任务才会取得好的地质效果。

参考文献

地震勘探的原理篇（4）

一、煤田地区构造概述

本文所研究的煤田从整体的走势上为西北方向，煤田的倾斜度为15°左右。煤田的断裂带主要为正断裂层，断裂层的走向为西北走向，煤田的总面积为40平方千米，断层的长度在10米以上。

二、我国煤田勘探工作常用的勘探方法

当煤田周围存在水系、老窑、火烧区、含水带时，通常采用健地面电磁法进行勘探。在进行巷道顶板含水层的探测时则采用全方位电磁法。这三种勘测技术是在煤田的勘探中最常使用的，但随着煤田开采的规模不断扩大，这三种勘探方式已经无法满足实际的煤矿开采，高分辨地震技术有效的弥补了以上这三种勘探方式的缺陷和不足，在功能的全面性上有了进一步的提升，在煤矿的勘探中有更好的效率和质量，成为了煤矿勘探中使用最为广泛的技术之一。

三、煤矿勘探工作现状分析

我国的煤田勘探技术从无到有只经历了十几年的发展历程，从二维的勘探方式到三维的勘探方式，在数据的收集、处理和分析技术上已经有了明显的提升，尤其是三维勘探技术的应用，对煤田开采的安全性有了显著的提升，因此受到了许多煤矿开采企业的重视。但是，当前的煤田勘测中仍然存在一些缺陷，例如工作面的布置不合理，巷道、矿井安全性能差等，这些问题都对勘探结果的精度造成了一定的影响，采取新的勘探技术保障勘探精度已经迫在眉睫。

当前，我国的煤田勘探存在一些明显的问题。首先，在观测系统的设置上，没有充分的数据支持。许多煤矿企业套用固定的观系统，在进行野外勘测时没有对相关的设备和技术进行调整，导致许多勘探设备无法真正发挥作用。其次，测量资料的准确性没有保障，在设备放置完成后时常受到随意的移动，资料的收集完成后没有进行及时的分析和处理。在激发点的布置上也缺乏合理性，许多勘测点设置在人口密集的地区，给当地人民的正常生活造成了不便。在纵横分辨率上存在很多断层和缺陷，偏移成像中反射点偏射现象严重。

四、高分辨地震技术在煤田勘探中的应用分析

（一）地震勘探数据频率决定地震采集观测技术的应用。煤田勘探技术的应用原理是根据煤田地震勘探过程中获得的数据进行地震纵横波的确定。观测区域的直径决定了地震勘测带的分辨率，而地质的厚度则决定了勘探的纵向分辨率。因此可以说煤田勘探数据对地震纵横向的分辨率起到了直接的决定作用。根据调查结果显示，煤田地震勘探数据的频率越高，地震纵横带的分辨率也越高。此外，煤田地震勘探的频率还会对数据采集系统的工作效率产生较大的影响。

（二）准确认识煤田中各种形态的采空区。与传统的勘探技术相比，高分辨率的勘探技术能够更好的区分煤田中各种形态的采空区。在煤田的勘探过程中利用高分辨地震技术能够快速的识别煤田中的断层和中间层，还能对长度大于20米的陷落带也进行有效的识别。通过对收集到的图像和信息进行辨认，可以对采空区的形态有更好的掌握。

（三）大量的接收地震波场的有效信号。高分辨率的地震技术能够结合单个频率的电磁波，接收大量的地震波信息，并通过电磁波的形式将这种信息再传递出去，再次获取煤田中的原始信息。通过这样的过程，可以确保数据的客观性和有效性。高分辨率的地震技术在煤田的勘探过程中可以对地质状态的相关信息进行充分的掌握。

（四）查明煤层中的小断层。煤田地震勘探技术的主要作用是对煤田的地质状况进行勘探。高分辨的地震勘探技术能够有效的扩大观测的范围，真实的反映出煤田的地质结构，并显示出煤田地质的三维特征。利用高分辨地震技术可以对煤田上细小的断层和走向变化进行分析，提高了地质分析的精度。在较浅的煤田或平原地区的煤田中，应用高分辨地震勘探可以使勘探的精度达到95%以上，在山区或地质较为复杂的地区，勘探的精度也可以达到70%以上。

（五）圈定陷落柱及采空区的范围。陷落柱是由于非构造变动而产生的一种地表形态。在陷落柱内存在较多破碎的石块和泥浆。当地震波穿过陷落柱时，反射波的传播速度会明显的降低，从而发生时间上的延迟。可以通过时间上的延迟来判断陷落柱的形态和范围。当前，地震波对于陷落柱的勘探还有一定的大小限制，通常只有当陷落柱的长轴大于25米时才能通过地震波检测出来。

五、高分辨地震技术对煤矿建设与生产的作用

高分辨地震技术扩大了对煤田的勘探范围，为煤田的开采提供了有效的数据保障，能够更好的指导煤矿开采工作的进行，对于煤田开采的优化有着极大的作用，还能提高煤田开采的效率和质量。通过应用高分辨地震技术，还可以对矿井开采过程中的数据进行更好的分析，从煤田的地质构造，深度等方面进行分析，确定断层、陷落柱、采空区等的位置，从而对工作面的设置进行适当的调整，是综采面的设计更加的科学，提高煤矿开采的产量。

六、煤田高分辨地震技术的发展前景

当前，煤炭仍是我国使用最为广泛的资源，在未来的30年时间里，我国的能源结构不会发生明显的变化，这意味着煤矿仍将作为我国的主要能源，这也给我国的煤矿采矿行业带来更多的挑战和机遇。煤田勘探的高分辨地震技术主要应用于浅层的煤矿勘测，能够为煤田的开采提供更全面的地质信息。未来，高分辨地震技术将获进一步的发展和完善。首先从设备方面，高分辨地震技术将逐渐实现仪器设备的数字化。与之相配套的数字化程序软件也将得到设计和使用。未来还将重点对山区构造勘探的精度和煤层的分辨率进行完善，将勘探的误差控制在15米以内，勘探的精度提高到90%以上，并且对老窑采空区、古河床、岩浆层等地质构造也进行有效的勘探。高分辨地震技术还将应用于岩性的分析中，将岩性进一步划分为发育带、富水带等。

结语：高分辨地震技术是一种以地面电磁勘探为基础的矿井全方位勘探技术，能够对媒体中的断层、陷落柱、采空区等进行有效的勘探，符合当前煤矿产业对煤田勘探的要求，能够有效的提高煤矿开采的效率和质量，并确保煤矿开采的安全，是煤矿企业在未来发展过程中应当进一步发展和重视的勘探技术。

地震勘探的原理篇（5）

地震勘探法,就是利用地下密度的差异与介质弹性,通过观测和分析地质对人工激发的地震波的响应,采集相关数据,并推断地下岩层的性质和形态。人工激发的地震波在地下岩层中传播过程中,随着时间延长,其形态展现出某种动态特征,如时间与空间的关系,以及振幅、频率、相位等的变化规律。其中前者是地震波对地下地质体的构造响应,后者则更多是地下地质岩层的岩性特征。根据地震波的动力学参数以及时间场理论和费马原理,就可以探究地下岩层的具体组成,并分析其结构,如岩石弹性、岩性、密度、构造历史与地质年代、埋藏深度、孔隙率和含水性、温度和频率等。将这些分析结果与煤田的固有性质进行对比,就可以初步判断煤田的埋藏深度、储量、分布位图等特征。目前常使用的勘探仪器是第三代勘探仪器即数字记录地震勘探仪,它由地震检波器、放大系统、记录系统等三部分组成。

2、地震勘探法在山西省郭庄找煤勘探中的实际应用

2.1　地质概括及地震地质条件

郭庄煤矿位于太行山中段西侧,长治盆地西部,主体结构位于武乡一阳城NNE向断褶带中段,晋获断裂带西侧,区内主体构造线向西缓倾,发育两翼宽缓的褶曲。利用地震勘探法勘探的区域位于郭庄井田的北东部,底层走向为NNW-SSE,倾向E,地层倾角一般小于10度,局部达到15度以上,构造相对简单。其地震地质条件如下所述:(一)表层地震地质条件。郭庄煤矿秉承太行山特色,地表少植物,土层为褐黄、棕黄色亚粘土。在较深处(5米)细砂层较多,空隙较大。在这种地表环境下,地震波的波速一般为300-700m/s,地震波损失较大,高频信息严重衰减,因此该勘探区表层地震地质条件较差。(二)浅层地震地质条件。根据地质资料及以往勘察结果,勘探区域属于第四系中的中更新统,其厚度大约在30m-150m,平均厚72.33m。岩土性质较表层差别不大,主要由亚粘土构成,同时夹带中、细砂层,这构成了一层较好的隔水层,且潜水面深度在18m-28m。根据小折射资料可知潜水层地震波速在1200-1800m/S之间。该层地震波衰减不严重,而且可以取得相对理想的目的层地震反射波组,因此该勘探区浅层地震地质条件较好。(三)深部地震地质条件。勘探区煤层埋深350-500m左右,其中煤层、砂岩、泥岩的地震波速分别为2000-2300m/S,3300m/S、2600’3200m/S,波阻抗较小,密度适中,地震地质条件较好。

2.2　地震资料采集

地震勘探所使用设备如下:GQ Z240型地震仪,采样间隔1ms,采样长度2S,采集道数128道,检波器为kx60型垂直检波器。另有浅层sWS-IAT_程数字地震仪1台,无线遥控SDB2000爆炸机3台,以及若干采集站、交叉站、电源站、地震电缆。采集过程如下:(一)获取最佳激发、接收参数。由于地质条件的不可预知性,需要通过实验获取相对较好的激发以及接受参数。对于地震勘探法而言,激发孔深、药量及组合孔数一般是最为重要的参数。郭庄煤矿地震勘探之前,设置了以下物理试验点:激发孔深15m、18m、20m、25m、28m,激发药量:1kg、2kg、2.5、3kg、3.5kg。对实验记录进行分析,确定须将激发点定在潜水层以下,避免有效波频率的降低。为此将孔深定位于在18-28m.炸药量2.5kg。其他主要参数如下:炮间距为20m,道间距为lOm,横向覆盖4次,纵向覆盖4次,横向最小偏移距5m,横向最大炮检距210m。(二)利用瞬发雷管和炸药引爆后,采用SN388多道遥测地震仪512道全频带接收地震波信号。为了全面掌握勘探区内表浅层低速带的纵横向变化情况,还进行了低速带调查工作。根据预测目的层的埋深和观测位置等条件,利用公式求第一界面深度:其中为为折射波曲线的延长线与时间轴交点之时间值。

2.3　资料处理与分析

地震勘探的原理篇（6）

[中图分类号] TD82 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-5-171-1

0 前言

改革开放以来，我国的经济取得了傲人的成就，工业和民用资源需求日益膨胀，为了适应新时期下新的需求，有很多的新型资源应运而生，但是相比于煤矿、石油等不可再生资源，新的能源也有一些弊端，不能够完全替代前者。因此，人们开始将目光转向能够发现更多资源的技术上面，三维地震勘探技术可以精确的找到自然界贮藏的煤矿资源，大大提高了勘探效率和准确率，为我国煤矿勘探贡献巨大。笔者从事煤矿勘探行业，对三维地震勘探技术有着深入的认识，就以下三个方面入手，对三维地震勘探技术的应用谈谈自身看法。

1 什么是三维地震勘探

三维地震勘探技术分为三个内容，这三个内容都是需要计算机和相关软件来进行的，这三个内容主要分为：野外地震数据资料采集、室内地震数据处理以和地震资料的解释，只有将这三个内容完全的实施好，才能说够对煤矿勘探起到重要效果。

三维地震勘探技术在提高煤矿勘探准确率和效率上面有着杰出的效果，对于我国经济发展而言，起着十分重要的推动作用。

2 三维地震勘探技术的应用

作为目前寻找煤矿使用率极高的一种技术，三维地震勘探技术的应用已经成为了一种行业趋势，它在拥有精确定位煤矿田的同时，还能够对区域寻找煤矿的工作起着指导性作用，达到提高企业经济的效益和社会价值的效果，因此，勘探企业必须做好三维地震勘探技术涉及到的三个内容。

2.1 三维地震勘探技术应用的基础之科学的野外地震数据采集管理

三维地震勘探技术的野外地震数据采集是三维地震勘探应用的基础，其对三维地震勘探技术应用的准确性有着重要的影响，同时，三维地震野外数据采集是一种面积接收技术，它在单位面积上的工作量较多、成本较高，所以，如何确定三维地震观测地点与区域是三维地震勘探的重要工作，在确定三维地震勘探区域后，要对其地震数据采集工作进行科学的施工设计，由于工区面积大小与地下地质构造大小、埋藏深度和倾角有关，地下地质构造越大地面工区面积就越大，深度和倾角越大地面工区面积也越大。野外资料采集是三维地震工作的基础，它直接关系到三维资料的处理效果通过严格的测量工作定好测线、爆炸点与接收的位置；通过钻井工作准备好炸药埋放浅井等工作使爆炸后产生的地震波经岩层棉结反射后准确的被检波器接收，获得煤矿埋藏情况的地震记录。

2.2 室内地震数据处理之三维地震勘探技术应用的重点

对于整个三维地震勘探技术而言，野外数据的处理是非常重要的，会对整个技术产生质量上的影响。采集来的野外数据将被录入到专用的电脑中，会有专用软件对数据进行处理运算，并把不同的数据进行归类操作，取出来有效数据，摒弃无效数据或者一些对有效数据有干扰作用的数据。最后会对数据进行叠加，得出最终的结果，最终结果将会被显示成剖面图，呈现在工作者眼前。

在这个环节中，预处理方面扮演着对资料解编、对振幅进行恢复等工作，预处理工作是常规处理工作的基础工作，只有做好了预处理工作，常规处理才能达到精确的目的，而三位水平叠加作为三维偏移的基础性工作，也对三维偏移起着至关重要的作用。因此，在进行三维地震勘探数据的处理时，一定要重视这三个工作的进行，为后续工作打好基础。

2.3 开展单点地展勘探技术的应用

单点地震勘探技术是近年来提出来的一项勘探技术，其核心就是是在野外实行高密度空间采样，即点源激发、单点接收、小道距或小面元观测，对信号和噪声实行“宽进宽出”，

避免采集过程中因对付噪声而使反射信息受到污染，然后利用计算机中的数字分析方法将信噪分离，在室内进行组合，最后达到压制噪声的目的，保持反射信号原始性和丰富性。

单点地震勘探技术重要的一项核心技术就是室内组合处理技术，室内组合处理可以避免检波器组合误差，理论分析和实际数据验证单点接收、室内计算组合是提高数据质量的良好手段。

组合是限制数据质量的一个主要原因，组合可以压制噪音但也限制了动态范围。单检波

器室内组合有两个主要优点：（1）可实施适当的空间去假频滤波，校正检波器的差异、静校正问题等引起的误差。消除了高程、静校正等因素后的道集组合可以减少相邻道时差在组合时的滤波影响，由于激发接收点的密度增大，静校正的精度计算精度会提高。（2）高密度勘探炮检点不采用组合或采用小基距组合，由于高密度采集采用点激发、点接收，各个方向的信号都被真实的记录下来避免了普通采集各向组合滤波特性不同的问题，因此，更有利于解决各向异性问题。

3 地震资料的解释

地震资料解释是把经过处理的地震信息变成地质成果的过程，其是通过运用波动理论和地质知识，对勘探所在地综合地质、钻井等各项资料的分析，作出构造解释、地层解释、岩性和烃类检测解释及综合解释，并绘出有关成果图件，对工作区域作出含煤矿评价，提出钻探井位置等。这就需要三维地震勘探企业不仅要加强对勘探技术过程的严格管理与控制，同时还需要数据处理人员对数据的分析以及资料解释人员的综合分析情况，对勘探结果进行复核与审查，发现可能引起误差的数据或过程，及时进行纠正，确保勘探结果的准确性。

4 小结

综上所述，三维地震勘探技术在目前的煤矿开采工作中，得到了普遍的应用，大大的提高了煤矿勘探开采工作的准确率和效率，对我国煤矿开采行业做出了巨大的贡献，同时，间接性的推动了我国经济的发展，但是，三维地震勘探技术对技术人员有着严格的要求，只有拥有高技能水平的人员，才能够深切的认识和运用好这项技术，对此，企业应当培养和吸收这类人才，为我国经济发展做出自身应有贡献。

参考文献

地震勘探的原理篇（7）

根据以往工作成果资料分析认为,井田内断裂构造格架尚不清楚,勘探区内及附近各有一个钻孔可供利用,首采区的选择依据不充分,虽然三维地震勘探要比二维地震勘探获得高数十倍的数据量,但单位面积上的勘探成本较高,所以,目前三维地震工作多是在经钻探证实确有开发价值而二维地震勘探又难以查清地下地质情况的煤田采区使用。若在盲目进行三维地震勘探,可能造成费用的浪费或达不到预期的勘探目的。以常规的二维地震勘探方法要完成本勘探任务,需要设计物理点约3000个；而以3线1炮制线束状规则观测系统的伪三维地震勘探方法只需要物理点约700个就能达到勘探的目的。

2、数据采集方法

根据本勘探区的地质条件及仪器设备等特点,施工前开展了广泛的试验工作和低速带调查工作,较全面的了解了区内的地震地质条件和有效波、干扰波的发育情况、表浅层低速带的纵横向变化情况,最终确定以3线1炮制线束状观测系统进行施工,观测方法采用中间放炮法。观测系统的主要参数筱盖次数12次,CDP网格,5m×100m,接收道数3×96=288,接收线距200m,接收道距10m,炮点距40m,仪器采用SN388多道遥测地震仪288道全频带接收,采样间隔为1.0ms,记录长度为1.0s,检波器采用SJ60HZ检波器,组合形式:3个检波器串联。地展波的激发采用高爆速成抗水环保型震源药柱,药量一般为3Kg。激发孔均为单孔浅井,深度一般为8～15m。雷管采用地震勘探专用瞬发雷管。由于工区内断裂构造以北东东向和北东向为主,二维地展勘探

图1伪三维地震观测系统示意图

线束沿东西方向布设,共布置伪三维勘探线束10束,二维勘探测线30条,联井剖面1条,完成物理点658个。从获得的野外原始单炮记录可见,初至波组清晰,勘探目的层波组出现在400～500ms左右,有3～4组波组,其波组频率较高,波形较稳定,连续性较好,能量强。干扰波主要有声波和面波,主测线的声波和面波较发育,对有效波组造成了影响,但对目的层波组面貌并未形成较强干涉,旁测线的声波和面波出现在600ms以后,对目的层波组没有造成丝毫影响。经初步处理后,目的层波组齐全、能量强,信噪比较高,总体而言单炮记录质量良好。为以后的资料处理和解释工作提供了良好的第一手资料,同时也说明施工中采用的工作方法是可行的。

3、资料处理与解释

在数据处理过程中采用的具体流程为:①预处理,主要是空间属性的建立和道编缉；②原始资料分析,确定原始资料的有效频带约为20～150HZ,目的层有效频带50～90HZ；③静校正处理,本勘探区地形平坦,覆盖层较厚,低速带速度变化相对较大,利用初至折射静校正软件进行处理,剩余静校正通过地表一致性剩余静校正计算；④干扰波去除,对各种规则或随机噪音的去除采用两种手段,即剔道和去除规则噪音；⑤反褶积测试,采用了地表一致性反褶积法,提高了资料的信噪比和分辨率；⑥精细速度分析,得到较准确的速度场；⑦叠后偏移成像,采用一步法偏移软件OUTMIG进行,由于全区地质构造复杂,地层起伏幅度大,仅有两个钻孔,进行全区叠后偏移处理难度较大,出现局部波组复杂化,故未进行全区偏移处理；⑧修饰性处理,叠加模块获得的地震时间剖面尚残存一些水平多次波等规则干扰波和随机干扰波,利用去噪模块(FXYNAT)进行去噪,其效果良好。

4、勘探成果及勘探前后资料对比

4．1勘探成果

①查明了主可采煤层的展布特征,顶底板埋深及其起伏形态,总体表现为斜穿勘探区的向斜构造,轴向NE,两翼基本对称,此平面展布特征在各剖面图中表现亦十分明显。如LJ联井剖面该剖面由东西向测线和南北向联络线组成,穿越了康1和85～26两钻孔,其煤层的垂向分布特征清晰可见,地震地质剖面的成果与钻孔成果吻合较好,与勘探区内煤层平面展布特征相一致。

②共解释断层7条,断层展布特征以NE向为主,NW向次之,近SN向断层1条。其展布特征与区域构造基本吻合,其中落差最大的两条断层DF2、DF7。DF2。断层位于勘探区南部,最大落差达265m,断层产状:1350～1670∠750～840,区内延伸长度1700m,向南、向西延出勘探区。DF7断层位于勘探区北部,最大落差达476m,断层产状:2900～3400∠770～850,区内延伸长度3300m,向东、西延出勘探区。另外,DF1、DF3、DF4、DF5、DF6断层的最大落差分别为20m、22m、40m、30m、115m。按断层的性质分类:正断层4个,逆断层3个。按控制程度分类:可靠断层3条,较可靠断层2条,不能评价断层2条。图2为DF6断层在时间剖面上的反映,时间剖面上显示清晰,同相轴错断明显。

③主可采煤层剥蚀无煤区1处。

4.2勘探前后构造对比

勘探前,3#煤层展布形态为NE向展布,背斜构造,等高线变化均匀,两翼对称,勘探后3#煤层展布形态为NE向展布向斜构造,等高线变化扭曲相对剧烈,两翼对称。由此看来不仅勘探前后构造特征相差较大,而且局部构造亦相差甚远,说明经伪三维地震勘探后局部地质构造表现的更为清晰、直观、详细。

勘探前后断层对比,勘探后DF2与勘探前二岗

图2 DF6定断层在时间剖面上的显示

山南正断层基本吻合,勘探前确定断层落差210m,勘探后断层落差226～265m,仅在该断层的西部展布位置略有差异。勘探后DF7与勘探前正断层对应,勘探前断层落差250m,勘探后断层落差为201～463m,勘探前后DF7平面分布特征整体向东南方向偏移约300m左右,断层展布形态也略有差异。另外,在勘探后新解释断层5条,断点3处。3#煤层剥蚀无煤区1处。从以上分析可以看出,地震勘探前后3#煤层的展布特征和断裂构造发生了巨大变化,局部的细微构造特征信息更为丰富,说明伪三维地震勘探的地质效果良好。

地震勘探的原理篇（8）

中图分类号：P631.46 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）007-125-02

1 引言

随着勘探难度的增加和对岩性勘探要求的日益提高，以纵波勘探技术为依托的传统三维地震勘探已经难以应对勘探过程中遇到的诸多新问题。在这样的背景下，多波多分量地震勘探技术在近年来得到了迅速的发展。所谓多波多分量勘探是指利用三分量检波器同时记录地震纵波（P波）、横波（S波）和转换波（P-S波）信号，并进行相应的资料处理和解释工作。相比以记录纵波为主的传统勘探方法，该技术能够获取更丰富的波动信息，在描述储层参数和空间展布、预测裂缝发育程度、研究储层含气性等方面表现出明显的优越性。

2 多波多分量地震技术发展历程和应用现状

针对多波多分量地震勘探的理论研究最早始于前苏联，而相应的勘探实践则自20世纪70年代以来先后在前苏联、美国、法国等国家展开。这一时期的勘探主要着力于利用横波速度低于纵波从因此在理论上能实现更高的分辨率这一特点，试图获取分辨率更高的地震资料。但由于横波在速度低于纵波的同时，其频率也低于纵波在因此传播的过程中衰减严重，采集到的横波地震资料信噪比过低，因此多波多分量勘探在该阶并未取得显著进展。

20世纪70年代末至80年代中期的多波多分量勘探开始转为综合利用纵波、横波的联合勘探，其应用主要集中于求取包括泊松比在内的岩石弹性信息和鉴别含气亮点的真伪等方面。但由于多波勘探相较于单一的纵波勘探成本过高，且在当时尚有诸多相关基础理论和技术问题未能得到妥善解决，因此多波地震勘探在岩性勘探方面的应用最终被以AVO为基础的纵波岩性勘探所取代。

多波多分量勘探近年来的再次兴起始于20世纪90年代海上多波地震勘探的成功。海上多波多分量地震勘探先于陆上取得成功的原因主要来自两个方面：（1）一定深度的海床相比于陆地环境噪声更低，采集到的横波资料信噪比较低；（2）海洋地震勘探面临着诸如硬海底、气柱等用传统纵波勘探难以解决的问题，这些问题的提出促进了海上多波勘探的发展。此外，海底多分量电缆接收系统（OBC）的研制成功为海上多波勘探排除了资料采集方面的障碍。

自20世纪90年代末期以来，陆上多波多分量勘探再次受到关注。基于微电子机械系统（MEMS）的三分量数字检波器的广泛应用为多波多分量勘探的实现提供了有力的技术保障。相比传统的检波器，三分量数字检波器的优越性表现在动态范围大，输出的信号频带平坦，具备较大的频带宽度，抗干扰能力强等方面。近年来的多波多分量勘探以利用P-S转换波为主，这是因为激发横波需要专门的震源而导致成本升高。相比之下转换波利用传统的纵波震源即可激发，并且同横波一样能够反映岩性和各向异性等地下信息，尽管成本仍然高于普通的纵波勘探但低于专门的横波勘探。因此，目前工业界应用较多的多波勘探方法是利用纵波激发，同时采集纵波和转换波的地震资料。

目前，海上多波多分量地震勘探正逐渐趋于成熟，而路上勘探受限于低信噪比、静校正复杂等问题尚不能完全实现商业化应用。北海地区的Alba油田是应用多波多分量进行勘探取得良好收益的典范，对P-S转换波的地震解释发现了以往纵波难以识别的含油饱和砂岩，进而从根本上改变了对该区域的油藏构造认识。我国多波多分量勘探应用较为成功的案例是南海西部的莺歌海盆地多波地震勘探，应用转换波地震勘探成功解决了纵波勘探面临的“气云”问题，在中深部地层的岩性识别和含气预测方面也取得了较大进展。

3 多波多分量地震勘探相关技术

3.1 采集技术

与采集相关的技术主要包括震源、检波器、观测系统三个方面，由于需要激发并接受到横波或转换波以及纵波，多波多分量地震勘探对上述三个方面提出了比传统纵波勘探更多的要求。

目前陆上多波勘探用来激发横波的震源有三排井震源、水平可控震源、倾斜气枪震源等，但这些方法存在的共同缺点在于成本过高对周围环境影响较大，且激发的横波衰减较快观测效果并不理想。因此采用纵波激发对，对转换波观测仍是目前多波地震勘探的主要方式。海上多波地震勘探震源则同纵波勘探一样采用空气枪震源。

早期的陆上多波地震勘探采集使用双检波器，即除设置用于记录地面震动垂直分量的检波器外再沿水平方向设置一个用于记录水平震动的检波器，近年来微电子机械系统（MEMS）的发展使三分量数字检波器成为主流。海上多波多分量采集目前主要采用4C OBC电缆（由四个检波器组成，其中三个记录速度分量，一个记录压力分量），将检波器组内置或外挂在电缆上铺设于海底。相比陆上作业海上多波勘探面临着更复杂的定位问题。

陆上和海上多波勘探都面临着数据量增多的问题，由于要在记录纵波信息的同时记录横波或转换波的信息因此多波勘探的观测系统记录道数相比于纵波勘探成倍的增加。此外，考虑到纵波和转换波传播特点的不同，在设置偏移距时要兼顾对二者的接收，要实现这一目的就要在施工前进行波场特征调查。

3.2 处理技术

当前针对多波多分量地震资料的处理技术根据处理流程的不同大体上可以分为两类，一类是基于标量波场理论的波场分离处理方法；另一类是基于矢量波场理论的多波联合处理方法。其中波场分离处理方法是目前应用的主流，而多波联合处理方法由于相关技术不够完善目前尚处于理论研究阶段。

转换波地震资料处理的思路大体上同纵波地震资料相同，但考虑到其传播路径的非对称性这一特点又不能完全照搬纵波资料处理中的成熟方法。目前基于波场分离理论的多波地震资料处理基本流程是首先进行波场波场分离，然后分别处理纵波和转换波。对转换波的处理主要涉及到不对称抽道集、确定转换点、噪声压制、静校正、动校正、转换横波速度分析、转换横波偏移、求取纵横波速度比等。其中，横波静校正问题是转换波资料处理面临的主要难题之一。这源自横波信噪比低、对应的低速带更加复杂，且受到各向异性的影响等方面。

3.3 解释技术

多波多分量地震资料解释的基础是做好纵、横波地震资料的层位对比，这也是其主要难点之一。在此基础上要结合VSP和测井资料等进行纵、横波联合反演。正确解释的多波地震资料可用于分析地下介质的岩性及其含油气性、识别真假两点，利用横波分辨率高的优势可识别小断层、薄互层、尖灭等微小构造，通过横波分裂现象研究地下介质的各向异性进而发现裂缝油气藏。此外转换波资料还可以用于改善地震成像质量，在对饱含气的油藏和波阻抗差异较小的储层其应用效果尤为明显。综合多种资料信息进行综合解释是多波多分量地震资料解释的主要发展方向。

4 多波多分量地震勘探技术面临的主要问题及发展趋势

4.1 多波多分量地震勘探技术面临的问题

尽管对多波多分量地震勘探的研究迄今已经取得了较大的进展，并实现了一系列成功的商业应用，但这项新技术仍然面临着诸多尚未解决的问题，这里对其中较具代表性的几个方面进行总结：

（1）横波在传播过程中衰减严重，接收到的信号信噪比低。如何有效的去除其中的噪音，并正确认识其传播规律进行有效的静校正是利用多波地震资料的基础。

（2）当前缺乏针对转换波和横波的精确速度建模方法。由于横波和转换波的传播规律比纵波更加复杂，且缺乏相应的岩石物理实验数据，因此对这两种波尚不能进行精确的速度建模。精确的速度模型是对相应地震资料进行一系列处理的基础，对深度域成像和纵、横波联合层位对比等工作也有着重要的意义。

（3）对横波分裂不能实现准确的分析。横波在传播过程中遇到各项异性介质时会分离为极性正交的两类横波。该现象有助于认识裂缝的发育情况，进而预测裂缝油气藏。但目前对各项异性的分析在各向异性层位较多时便会出现较大误差。

（4）对多波多分量地震资料的综合解释在理论和技术上不够健全。

4.2 发展趋势

多波多分量地震勘探被认为是地震勘探领域的第四次革命。尽管该技术从基础理论层面到技术层面都还面临着诸多尚未解决的障碍，但随着勘探工作对复杂油气藏和岩性勘探要求的提高，以及对各向异性问题认识的深入认识，多波多分量勘探有着广阔的发展空间和应用前景。

在可预见的未来，多波多分量地震勘探仍将以转换波勘探取代直接针对横波的勘探，而与转换波特点相适应的处理技术将是研究的重点。现有的多波资料处理方法基本是以波场分离技术为基础，但该方法很多情况下仍然难以解决纵、横波场的耦合问题，很多情况下难以是两种波的波场真正分离开进而影响成像精度。相比之下，多波地震资料联合处理方法从理论上能根本性的避免波场耦合对成像精度的影响，但该方法目前尚在理论研究阶段且对计算能力要求较高，投入实际应用尚需时日。

目前的多波勘探更多的关注对勘探本身在采集、处理、解释方面的研究，而在多波勘探资料与其他勘探和地质资料的结合方面研究较少。事实上，转换波资料与纵波资料、VSP资料、测井资料等其他资料的综合运用将对其解释工作具有重要意义。

此外，目前尚无针对多波多分量资料进行综合处理、解释的专门商业软件，这种情况也从一定程度上制约了多波多分量勘探技术的快速发展。此类软件的开发将随着多波多分量勘探商业价值的日益凸显而受到更多的重视。

除了自身理论和方法上的完善，多波多分量勘探也将与AVO、时移地震、全波形反演、逆时偏移等技术实现更加紧密的结合，在微小构造解释、岩性勘探等方面发挥优于传统勘探手段的作用。

参考文献：

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[3] 刘海波，全海燕，陈浩林，等.海上多波多分量地震采集综述[J].中国石油勘探，2007，（3）：52-57.

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[6] 黄中玉.多分量地震勘探的机遇和挑战[J].石油物探，2011，40（2）：1312-1371.

地震勘探的原理篇（9）

用人工的方法，如爆炸、冲击等方式来激发、引起地壳的震动而产生地震波，通过研究地震波在地壳内的传播规律，达到查明地下地质构造和寻找有用矿藏的目的，这种人工地震方法称为地震勘探。地震勘探按照激发方式分类主要为炸药震源和非炸药震源[1]。在野外数据采集中，由于炸药震源具有能量强、干扰弱、信噪比高等优点倍受人们的青睐，因此爆破激震是地震勘探野外数据采集的重要保证。

1孔位布置

地震勘探的炮孔布设依照设计的观测系统进行，下面以卡姆斯特煤炭资源预查二维地震为例，简述孔位的布设情况（如图1所示）。本次的观测系统为:观测方式为纵波反射波中点激发，接收道数为120道，覆盖次数为30次，道间距为10m，炮点距为20m，最小偏移距为10m，最大偏移距为1190m。为获得优质的地震原始资料，对野外工作方法及采集参数要进行充分试验，以选择最佳施工方案。本区仪器开动120道，道距10m，中点激发。先进行井深试验：药量2kg，井深为3m、5m、6m、7m、8m、9m、11m、13m、15m的试验；再进行药量试验：选择最佳井深，药量分别为1、2、3和4千克。经过试验论证，最终确定为7m井深，2kg激发药量，地震反射波效果最好。

2钻具、爆破器材选择

依据工作区的地质情况，大部分区域为残丘状的剥蚀平原，因此主要采用大型车载钻机成孔，在丘陵地段采用山地钻机，煤田地震勘探一般使用50mm孔径。采用连续装药结构，每个炮孔从孔底向上连续装入2个药柱（一个药柱1kg），用正向起爆[2]，起爆药包装于靠近孔口的附近，雷管聚能穴朝向孔底，充分利用其能量以便地震反射波的向下传播的更远。为了保证成孔质量,在打孔前钻机要安置稳固，钻头应与地面保持垂直，局部地段存在流砂层，有塌孔现象,采用了边成孔边下药的方法，保证要求的孔深。地震勘探大多采用成品震源药柱，煤田地震勘探一般采用中密度、低爆速震源药柱[3]，药包底部留有一个聚能穴，使得激发能量具有方向性。采用8号电雷管（瞬发电雷管）激发震源药柱，采用SGD-SB专用爆炸机。

3爆破安全技术

在地震勘探中，装药和封孔的质量是取得良好激发效果的重要保证。由专人监孔，保证激发孔深严格按设计要求，不允许无故变动。装药开始前，爆破区要警戒，不准许无关人员进入爆破区。先进行验孔，检查孔深、孔向、水位等，每打好一个孔由监孔人员验收，合格后才允许下药；装药时震源药柱之间的丝扣要拧紧，轻拿轻放，电雷管与爆炸线的应用防水胶带缠好，电雷管插入雷管穴后用玻璃胶封死后下药。封孔一般选用带有一定湿度的矿土混合物或黄土。井炮的孔顶最好用水泥填充，封实封严。以便改善爆破效果和提高炸药利用率，来满足地震勘探闷炮激发的要求，避免发生冲天炮，使井口的土块或沙石飞溅。一切工作准备就绪后，爆破人员进入施工现场，仔细检查起爆网络的连通情况；起爆前，确认安全警戒工作完成情况；将爆破点附近的人员、设备转移到爆破安全距离，起爆由负责人员发出口令，爆破人员拉出足够长的爆破引线，连接爆炸机，完成起爆。爆破结束后检查爆破效果，是否全爆或存在盲炮，并进行相应的处理。

4小结

综上所述，可知在地震勘探野外数据采集中要获得优质的地震原始资料，爆破激震承担着重要的角色，是取得地震勘探地质成果[4]的重要前提；因此，在爆破施工过程中必须严格按照《地震勘探爆炸安全规程》运输、存储、使用有关的爆炸物品，消除安全隐患的同时，应该做到以下几点:首先，炮孔布设非常重要，保证安全第一，合理设计孔位，通过试验选择合适的孔深和药量，保证成孔质量；其次，根据地质情况的不同选用与之相适应的钻机，平原地貌一般采用大型车载钻机成孔，在丘陵、山地主要采用山地钻机；再次，封孔材料选择要合理，保证炮孔封实封严；最后，起爆程序严格按照要求进行，保证人员和设备的安全。

参考文献:

[1]%王鹏,姚和清,等.地震勘探资料采集技术[M].北京:石油工业出版社,1999(9):22-23.

[2]%汪旭光.爆破设计与施工[M].北京:冶金工业出版社,%%%%%2011,5.

地震勘探的原理篇（10）

1前言

三维地震勘探技术就是一种采用一定的规律将地震测网布置成环状的地震勘探方法。利用该种技术可以使勘察得到的目标图形更加清晰，勘察方位更加准确。随着油田的不断开发，勘探区块越来越偏远，勘探难度越来越大。常规的二维地震勘探技术已经不能满足勘探任务了，在此基础上三维地震勘探技术成功研发出来并成为目前我国甚至全球石油、天然气以及矿产生产施工前最主要的勘探方式之一。三维地震勘探技术因其获得的信息量大对于炮点和检波点之间连成的共深度点具有一定的提高作用。处理地震资料时应该将地震道集中在一起。目前，该技术作为寻找油气资源的方法应用的越来越广泛，技术也越来越成熟，该技术不仅能够对勘查区块进行详细的信息描述，还能够高效的指导油气的开发生产。三维地震勘查技术主要从三个环节来实施:采集资料、处理资料以及解释资料。在具体的施工过程中，应该重视每一个环节的处理工作，只有这样才能实现高效高质量的勘探工作。接着笔者将对这三个环节分别的进行详细的介绍。

2三维勘探技术应用环节

2．1采集资料

在勘查区块进行野外施工前应该对该区块的地形地貌、地质参数等有很清楚的认识，比如地质构造、勘查最大深度、地层倾角、岩体波速及反射波的动力学特征等，除此之外，还应该对垂直分辨率以及水平分辨率有清晰的认识。垂直分辨率对于地震数据中应保留的最高频率成份或最短信号波长起着决定性的作用。水平分辨率又称作菲涅尔带半径E，该参数与垂直双程旅行时间和反射波主频等有一定的关系;频率成分越高，菲涅尔带半径越小，采取到的分辨率越高。所以要想提高勘察的水平分辨率最直接的办法就是提高反射波的频率。

2．2三维地震资料处理

三维地震资料处理主要分为几个步骤:预先处理、常规处理、地质解释以及显示成果四部分。其中，预处理是最基础所占比例最大的工作，这对于最终的勘查质量具有一定的影响力。三维地震资料的常规处理工作主要有三维偏移及三维水平叠加。三维偏移的主要任务是尽可能的将地下倾斜界面对反射波的影响消除掉，将所得到的图像真实的回归到反射界面上，这样能够将地下构造和岩性变化情况正确的反映出来。三维水平叠加阶段的主要工作是二维速度分析、三维速度分析、三维剩余静校正、三维动校正、三维最终叠加及叠加成果显示等项工作。

2．3地震资料的解释

地震资料的解释工作主要是将勘探得到的地震信息处理成地质成果反映出来，主要应用的是一些地质知识以及波动理论，分析出勘探区块的地质钻井测井的资料，并对该区块做出合适的构造解释，最终绘制出相关的成果图，这对于工作区块的油气评价具有一定的指导意义。

3三维勘探技术发展方向

目前，我国三维勘探技术成果应用于商业开采，取得了不错的成绩，但是随着勘探难度的逐渐增大，目前的三维勘探技术肯定不能满足未来的勘探要求。为此，需要各位研究者的进一步的努力从如下几个方面加大研究完善三维勘探技术:

3．1加大万道地震采集技术研发力度

万道地震采集技术是采用万道地震仪及数字检波器进行各项采集工作包括单点激发与接收、大动态范围、多记录道数、小面元网格、全方位信息、多分量地震等。

3．2进一步的完善数据处理和数据存储技术

数据海量处理技术的完善是提高勘察精度的必要措施，在此基础上需要同步发展相关的静校正处理、组合处理、叠前时间偏移、叠前深度偏移、全三维各向异性等处理技术，全方面的来提高地下成像精度、油气分析精度以及对储层的描述精度。数据的海量存储必须进一步加大大容量的磁盘以及自动带库的研究，达到存储大量数据的要求。

3．3加大高精度精细地震解释研究工作

随着计算机技术的不断发展，解释技术越来越完善，成本也越来越低，地震勘查解释技术也不断与计算机接轨，即可以用计算机进行地震勘察后的解释工作，这大大节约了技术人员的时间及精力，大大降低了勘察成本。

3．4属性解释技术有待于进一步的发展

三维地震勘探信息丰富，得到的资料中包含振幅、相位、频率等信息，利用这些信息可提取地下岩层的厚度、岩性、结构等信息，可帮助地质人员准确的认识地下地层，提高矿体的描述精度及含油气分析精度。

4结语

三维地震勘探技术的成功应用需要三个环节的统一协调操作，每个环节都需要勘查单位进行详细的设计施工以及处理工作，这样才能保证勘探结果的准确高效。目前，我国目前虽然已经成功将三维勘探技术应用到商业开发中，但是由于我国对于该技术的研究起步较晚，还有许多问题需要解决，相信随着科技的不断进步信息化水平的不断提高，我国在三维勘探技术方面的发展必将重上一个台阶。笔者通过调研阐述了我国三维技术的原理流程及发展的前景，对于我国勘探技术的发展具有一定的推动作用。

参考文献:

［1］罗春树．不断发展的三维地震勘探技术［N］．科学时报，2007．

［2］刘丽萍．三维地震勘探技术概述［J］．测绘与勘探，2008(11)．

［3］李金柱．石油勘探新技术应用与展望［J］．石油工程，2009(04)．