厚砾石层覆盖区二维地震勘探方法

发布时间：2022-10-05 10:03 热度：

　　河南焦作煤田二维地震勘探区内砾石层分布面积广、厚度大。厚砾石层区地震勘探数据采集时成孔难度大，地震波能量衰减严重，向来被认为是地震勘探的禁区。通过对表层岩性结构进行了深入细致的研究，因地制宜，选取合理的激发方式，最终取得了良好的地震勘探效果。

　　关键词：厚砾石层;地震勘探;能量衰减;激发成孔

　　无论在找煤阶段还是在查明采区构造方面地震勘探与钻探相比具有独特的优越性。主要表现在费用需求少、工作周期短，尤其是勘探精度高、矿区构造解释精细。但受浅表层地震地质条件影响，厚砾石勘探区地震勘探由于存在成本高、资料品质差等因素导致该类地区被视为“禁区”。河南焦作煤田属太行山山前洪积扇的前缘，地表为洪积平原。区内砾石层分布面积广、厚度大。厚砾石层勘探成孔难度大，能量衰减严重，向来被认为是地震勘探的禁区。通过对表层岩性结构进行了深入细致的研究，因地制宜，选取合理的激发方式，最终取得了良好的地震勘探效果。

　　1概况

　　本区位于太行山南麓的平原地带，地势平坦，地形坡度小于5°，地面标高90~98m，相对高差8m，区内地表为第三、四系洪积物，表层除厚度数米不均的黄土外，其下为厚达百米的厚卵砾石层及薄层含砾粘土，卵砾石直径一般十几厘米甚至几十厘米，当地居民打水井难度也非常大，不少机井附近能够看到由于砾石坍塌形成的大坑。区内地层由老到新为奥陶系上统马家沟组(O2m)、石炭系上统太原组(C3t)、二叠系下统山西组(P1s)、下统下石盒子组(P1x)、上统上石盒子组(P2s)及第四系及新近系(Q+N)地层。主要可采煤层(二1煤)位于山西组下部，全区稳定可采。

　　2主要难点及解决办法

　　(1)测区内厚卵砾石层分布面积广、厚度大。厚砾石层及薄层含砾粘土造成炮孔成孔困难，即使勉强成孔后也会造成塌孔严重。(2)厚层松散砾石对地震波有强烈的吸收、散射作用，地震反射波能量衰减严重。由于存在以上2个难点，区内属于地震勘探工作、钻探工作空白区，没有以往的钻孔资料和地震资料可以借鉴使用，开展二维地震勘探有必要性与紧迫性。针对内厚卵砾石层分布面积广、厚度大，首先对全区砾石层及地下水埋深进行初步调查，利用人工钻机在全区试成孔，初步绘制砾石层埋深变化趋势图，分析区内砾石层分布规律，制定成孔方案。经调查，全区地下水埋藏深度9~12m，由南向北埋藏深度变大。卵砾石层埋藏深度变化较大，范围在0.5~15m左右，总体变化规律是由南向北埋藏深度变浅。根据调查结果，对全区成孔方式采取钻机成孔与可控震源激发相结合的方式。针对区内卵石层较厚造成地震波能量衰减快、接收条件差这一难点，主要解决原则为大药量、高覆盖次数(30次)、小道距(10m)。

　　3工作方法与工作量

　　根据砾石层埋深变化趋势，砾石层埋深0.5~5.0m范围采用2台18t可控震源组合激发,砾石层埋深大于5.0m采取钻机成孔激发。最终确定主要采集参数：覆盖次数：30次;接收道数：120道;道间距：10m;炮点间距：20m;偏移距：15m;最大炮检距：605m;采样间隔：1.0ms;记录长度：2.5s;检波器：60Hz检波器组合接收。

　　4采集效果分析

　　野外采集获得的原始记录面貌较好，信噪比及分辨率较高，目的层层次分明，同相轴特征较突出。经对采集数据进行精细处理，最终叠加时间剖面整体上质量良好，反射波信噪比较高，断点清晰(图1)。根据二维地震勘探时间剖面解释成果布置钻孔，所有钻孔全部成功揭露煤层，主要煤层二1煤层二维地震解释底板埋深与区内实际施工钻孔见煤深度误差较小(见表1)。

　　5总结

　　厚砾石层覆盖区勘探主要难点在于成孔激发难度大，而且能量衰减严重。需要在采集前充分调查论证，对表层岩性结构进行了深入细致的研究，因地制宜，选取合理的激发方式，最终能够取得了良好的地震勘探效果。

　　参考文献：

　　[1]钱荣钧.复杂地区地震勘探所面临的主要技术问题及对策[J].勘探家,1997,2(4):51-54.

　　[2]杨贵祥.复杂山地地震采集理论与实践[D].成都理工大学,2006.

　　[3]陈洪恩.厚砾石层覆盖区地震勘探技术与效果[J].中国煤炭地质,2000,12(2):55-56.

　　作者：束双伟 王仁齐 单位：安徽省煤田地质局物探测量队