地震勘探的应用范文

导语：如何才能写好一篇地震勘探的应用，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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1．1有效叠加次数弯线地震勘探中的叠加次数是由CDP面元内反射点的数目来决定的，它受测线的弯曲程度控制，即叠加次数等于共反射面元内具有有效叠加性的炮检中心点的个数。而所谓有效叠加性是指CDP面元叠加遵循的空间条件、时间条件。因此，弯线地震勘探中的叠加次数是一个统计数字，叠加次数是不均匀的。为保证弯线勘探中的叠加次数，在设计时需对CDP面元中的反射点密度进行估算，在测线弯曲度较大地段，叠加次数得不到保证时，应在转折处适当加密炮点和检波点，适当缩小道距和排列长度，用减少中心点分散度的办法来增加叠加次数。

1．2道距直测线地震勘探中道距选择的一般要求满足:时间剖面上反射波不出现空间假频、偏移时不产生偏移噪声、叠前二维滤波要求野外记录不出现空间假频和满足横向分辨率的要求。弯线地震勘探中道距的选择，除参照直测线的要求外，还应考虑弯线叠加特点。面元沿测线方向的边长(Dx)，一般取道距的一半，因此，道距的选择应主要考虑影响叠加的时间条件、空间条件及叠加次数，同时也要考虑地下地质条件的复杂情况和压制多次反射的效果以及施工效率。

1．3炮检距近炮检距接收的信息，各种干扰较强，而较大炮检距所接收的信息干扰较弱，具有较高的信噪比。因此，最大炮检距的选择要综合考虑以下因素:最深目的层的埋深、有效“地震窗”、满足动校拉伸、满足速度分析精度的要求、接收排列内反射系数应相对稳定和有利于减小共反射面元内反射点的离散度等。最小炮检距主要考虑满足接收到最浅目的层足够的反射信息，同时尽可能地避开声波、面波强干扰区及可能产生折射波及浅层折射波的干涉等影响因素。

2弯线地震资料采集应用实例

勘探区位于鄂尔多斯聚煤盆地东缘，河东煤田中南部，勘探程度较低，断裂构造发育情况不详，仅知东部有紫荆山断裂。总体为近南北走向，西倾的单斜构造，构造相对简单。区内主要可采煤层为山西组2号煤和太原组9号煤，其层间距70m～110m，2号、9号煤层在勘探区内埋深约为1000m～1500m，煤系地层基底为奥陶系中统灰岩。勘探区为典型的黄土高原地貌，浅表层地震地质条件复杂多变，常规的直测线地震勘探无法满足本次勘探的要求，为此，在本区采用了弯线地震勘探技术。

2．1多方法联合弯线设计技术为了进一步解决弯线地震反射点离散、覆盖次数不均匀、共反射面元内炮检距分布不均匀等问题，采用多种方法联合设计的采集施工流程。1)用正、反演模型确定叠加面元的大小。设计厚度50m，在500m范围内尖灭的楔形构造，其正演剖面分别用宽度为50m，100m，200m，500m四种面元叠加，再用道积分方法反演计算其厚度和范围的变化，反演结果表明，随着叠加面元的增大，误差加大。当叠加面元宽度小于200m时，最大厚度误差约3．3m，最大误差范围约50m，故确定叠加面元宽度不大于200m。利用美国绿山公司MESA野外设计软件，精确设计野外炮点位置，使共反射点集中于最小范围，并优化了CDP面元属性，使各面元间有效覆盖次数尽可能分布均匀，面元内炮检距分布尽量合理，方位角变小。2)野外施工步骤。野外施工分踏勘、初测、调整、采集、二次测量等步骤。a．踏勘。开工前，首先组织物探、地质、测量、成孔、放线人员对测线进行详细实地踏勘，选好测线，确定出炮点。b．初测。按照踏勘时实地确定的测线和炮点，测出初选炮检点的坐标及高程。c．调整。将初测的炮检点坐标输入计算机，采用MESA野外设计软件进行模拟放炮，得到地下CMP反射点分布图。在此图上做解释线，调整炮点，使解释线上各CDP面元内的有效覆盖次数分布均匀，且方位角变小，炮检距分布较均匀，既有近炮检距，又有远炮检距。d．采集。野外严格按照室内设计调整后的炮点打井(一般排列不再调整)放炮。e．二次测量。野外测量紧随排列实测炮检点坐标与高程，保证偏移后的炮检点成果真实可靠。3)灵活多变的观测系统。黄土源沟梁区由于受地形、地物和表层地震地质条件等限制，常规观测系统难以满足勘探要求，只能根据不同地表条件，因地制宜采用灵活多变的观测系统。本次资料采集采用单边观测系统，所选参数分别为:道间距10m、最大炮检距1230m、最小炮检距40m、覆盖次数30次。在资料采集中，除使用单边观测系统外，还使用了对称观测系统、不对称观测系统、在测线转角两侧采用加密炮点观测系统、测深点(段)观测系统。

2．2弯线地震资料采集的技术措施经过对弯线地震勘探技术基础和重要采集参数的分析可知，在施工中应采取如下技术措施:1)测线沿沟谷底部布设测线，转折角一般不超过30°，测线转折点尽量位于炮点距或检波点距处。2)在测线弯度较大的地段，根据野外实测的拐点坐标，计算出炮检中心点的平面散点图，在实地成孔条件简单的情况下进行炮点加密的方法，提高炮检中心点密度，增加覆盖次数;在实地成孔条件复杂困难的情况下，采取变观的方法，达到增加覆盖次数的目的。3)采用小道距、小偏移距、高采样率、高频检波器、中高爆速炸药、适中药量、单深井、组合深井等高面激发等技术措施。

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【关键词】煤田勘探；高分辨地震技术；应用

随着我国煤矿业的飞速发展，我国对煤矿企业煤矿生产开采等多项工作质量也有了更高的要求。因为我国大多数煤田地质构造较为复杂，在煤田地区进行各项工作具有一定的危险性。为了保证工作人员的生命安全，近年来煤矿企业纷纷开始进行煤矿勘探工作。当然要达到煤田勘探的最终目的，还有赖于功能性较强的高分辨地震技术。

一、煤田地区构造概述

本文所选取的煤田地区构造的整体走势为：地层走向总体呈北西分布、部分倾向于北东方向，地层倾斜角二维区与三维区分别在15°、20°左右。其中该煤田断裂构造主要以正断层为主，与断层区相邻的三维控制区内部分布主要以南北向正断层为主，煤田中的其他地区分布则主要是以北西向正断层为主。该煤田总体面积为38.26km2，断层在10m以上的有76条。其中北西向的断层有10条、南向北的断层有12条、二维区的断层有23条、三维区则有11条，南北向断层14条、北西向断层6条。

二、我国煤田勘探工作常用的勘探方法及勘探现状分析

1.煤田勘探工作常用的勘探方法

对于一些构造细小、老窑巷道、采空区及陷落柱等地区常采用地震勘探的方法；对于煤田工作面以及与其相邻的水文地质、老窑地区、煤矿水文地质补充地区、火烧区、含水陷落柱及采空区主要采用健地面电磁法进行勘察；而矿井全方位电磁法主要应用于勘测巷道顶底板含水层的深度、煤矿回采工作面顶底板富水区所在区域、掘进工作面超前看勘测等。这三种勘探方式是我国企业在以往勘探工作中的常用方法，但是这三种方法在实际应用中没有解决煤田勘探中的问题。无法满足煤矿企业对煤矿生产的高效与安全要求。高分辨地震技术正是在这一形势下应运而生的，该技术具有较强的功能性，在煤田勘探工作中起着重要作用，是确保煤田勘探工作良好开展的关键技术。

2.煤田勘探工作现状分析

地震是制约煤矿企业在煤田地区开展各项工作的主要因素，并且在很大程度上还会威胁矿上工作人员的生命安全，基于地震这一危害力，煤矿企业不仅要全面开展煤田勘探工作，同时还要重点进行煤田地震勘探工作。就目前我国煤矿地区对煤田地震勘探工作的实施现状而言，煤田勘探工作还存在一定弊端，例如矿井工作面布置不合理、煤田中部分矿井遇到地质构造变化时，矿井及巷道突然被水淹没等情况，安全效益较低。由此可见，在煤田勘探工作中全面提高煤田勘探以及生产矿井地质勘探的详细数据及精度迫在眉睫。

三、高分辨地震技术在煤田勘探中的应用分析

1.地震勘探数据的频率决定地震采集观测系统技术的应用

依据煤田地震勘探原理来看，煤田地震勘探所得数据的频率能够决定地震纵向与横向分辨率的大小，菲涅耳带直径能够确定地震勘探偏移前的横向分辨率，而其厚度则可以决定地震勘探偏移前的纵向分辨率。由此可见煤田地震勘探数据对地震纵横向分辨率大小起着决定性作用。据相关总结得知，煤田地震勘探数据的频率越高，那么地震纵横向的分辨率也会相应增高，反之则低。不仅如此，煤田地震勘探数据频率高低还影响着煤田地震采集观测系统的选择以及接收处理过程中的相关技术应用。

2.准确认识煤田中各种形态的采空区

高分辨地震技术与以往煤田勘探技术相比，具有较强的分辨能力。在煤田勘探工作中正确应用高分辨地震技术能够及时快速的识别以及解释煤田中层间距在2m以上的断层，同时还能够识别出长度大于20m的陷落柱，通过这些识别数据对煤田中各种形态的采空区有一个较为清晰准确的认识。

3.能够大量接收地震波场的有效信号

在煤田勘探中应用高分辨地震技术，并利用单个数字检波器加以辅助，能够大量接收地震波场的有效信号，通过信号的方式获取煤田地区丰富的原始资料信息，大大保证了煤田原始资料的准确性与真实性。高分辨地震技术在煤田勘探中具有重要作用，它是识别煤层多种地质状况的有效手段。

4.高分辨地震技术在煤田勘探中的实际应用效果

本文所选取的该地区勘探程度偏低，可以钻探并看见煤点的地区较少，要想快速对该地区的地震构造及地质实际状况做出准确分析具有一定的难度。在地质复杂的煤田地区勘探中，合理利用高分辨地震技术，能够快速获取煤田地区的第一手资料，为后期煤田地区其他项目的有效开展提供真实可靠的资料依据。据勘察资料可知，该地区第四系煤层相对较薄，对第三煤层的影响较小；侏罗系煤层的厚度比较稳定，不易发生变化，且速度影响力较小，二维煤层产状则相对比较缓慢等等，这些信息资料都可以利用高分辨地震技术得到，由此可见高分辨地震技术在煤田勘探中的应用效果及其所获取的地震勘探资料的精确度。另外，根据利用高分辨地震技术所获取的地震资料能够对钻探孔进行科学定位，有效确定钻孔的深度，避免了钻孔错位或者在钻探过程中遇见障碍物等问题，对煤田储量圈定提供了精确度较高的资料基础，避免了煤田勘探及其他项目施工中的人力财力物力浪费，提高了煤田地震勘探工作效率，对煤矿企业而言具有一定的经济学意义。

四、总结

综上所述，高分辨地震技术是继地面电磁勘探法、矿井全方位电磁勘探法之后的一种地震勘探创新技术，其能够有效识别和解释断层在2m以上的断层，符合煤田勘探的多种要求，可以快速为煤矿企业获取第一手煤田地震勘探资料，并且能够确保煤田地震勘探资料的质量与精度，具有良好的地质勘探效果，是煤矿企业在煤田生产建设中不可或缺的勘探技术手段。

参考文献

[1]张宏，王松杰，赵，王宝贵.用高分辨地震勘探确定煤田构造复杂区的构造特征及断裂构造发育规律[J].城市建设理论研究（电子版），2010，11（37）.169-171

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【关键词】三分量地震勘探技术 地震仪器 数字三分量检波器 MEMS 动态范围

中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）35-255-01

引言

地震数据采集是地震勘探工作的重要环节，采集资料的好坏直接影响勘探成果。三分量数字检波器技术是最新型全数字地震数据采集系统的关键技术，因此开展数字三分量地震勘探技术研究及其在海拉尔油田的应用，一是探讨利用数字检波器采集的三分量地震资料能否进一步提高海拉尔凹陷油层分辨率的潜力；二是探索利用数字检波器采集的三分量地震资料识别地质构造的潜力，提高储层岩性识别以及含油气储层预测的精度；三是要形成一套细致详实的数字三分量地震资料采集、处理、解释方法并制定相应的技术流程，同时，为大庆、海拉尔探区及其它地区油气勘探开发进行技术准备。

数字三分量检波器基本原理

三分量数字检波器由三个部分构成：电源支持和数据传输部分；接收垂直地震信号分量的电路以及接收两个水平分量地震信号的电路部分[3]。三分量数字检波器的数字检波电路部分都是基于微机电系统（Micro Electro Mechanical System简称MEMS）和用于力反馈用途的集成电路（ASIC）构成的。

MEMS系统是由单晶硅制成的惯性质量块电极系统。MEMS本质上是由两对固定电极和一块可移动的质量块电极构成的，可移动的质量块电极和固定电极之间形成了两个动态电容，当检测到信号时，可移动的质量块电极就会沿着工作轴的方向来回加速度运动，那么电极之间形成的电容间隙就会发生变化，产生不同的电容量，电容量变化的信息反馈到ASIC电路中，从而使ASIC电路产生一个力来平衡可移动质量块电极的运动，迫使质量块电极返回到零位置。这个平衡力在ASIC电路中被转换成一个电压值信号来阻止可移动质量块电极的运动，用于力反馈用途的集成电路主要用于伺服控制回路和∑ 的变换并输出24位数字信号[4]。

贝39井地区三分量设计关键思路

通过2008年的乌南三维资料分析，找到适于本区地震采集的技术方法，新采集资料频带较以往提高了15～20Hz，基本能满足地质任务要求。利用数字检波器接收，动态范围大，接收频谱宽，有利于进一步提高目的层资料的分辨率。在以上分析的基础上，对地震采集参数进行优化，采取以下具有针对行的采集设计思路，最终取得满足地质任务的地震资料。

采集思路：

（1）增大采集排列长度：提高主要目的层陡坡带的成像精度

（2）增加覆盖次数：提高目的层资料信噪比

（3）缩小面元：提高采样精度

（4）激发技术：追踪岩性逐点设计井深

（5）接收技术：采用数字检波器接收，提高分辨率

该区地势平坦，地表条件相对简单，但地下局部构造复杂，总的构造走向为北东向，主要断层的发育方向多为北东向。根据以往采集经验，沿倾向、尽量垂直断层和构造方向观测，地震信息丰富，对于准确落实构造形态较为有利。综合考虑地表及地下地震地质条件，观测方位角确定为129°，即垂直大断层和构造走向方向观测。线束观测系统野外施工、质量控制、资料处理都较为简单易行，考虑到本区静校正问题相对简单，因此本次勘探可以采用线束式。本区对速度分析精度要求较高，对岩性研究要求更均匀的方位角和偏移距分布，当炮排距较大时，为改善炮检距和方位角分布，应采用斜交式观测系统。斜交观测系统炮线间的转换是渐变的，有利于提高方位角和偏移距分布的均匀性。该区构造复杂，主要目的层埋深差异变化大，为保证对各个方向波场采样的对称，宜采用对称排列观测。该区断裂复杂，纵横向倾角均较大，速度变化较快，束线间排列滚动距离不宜过大，考虑到三维叠前偏移对空间采样的要求以及保证横向具有一定的覆盖次数，本次拟采用较多的接收线数。

根据地质任务中对采集的要求，运用求取的地球物理参数进行分析论证，分别计算出不同目的层所能达到的纵横向分辨率和要求的最高保护频率。

通过分析可以看出，达到本次采集对频率的要求，通过后期的处理，基本可以完成地质任务。

面元大小一方面直接影响资料的品质，另一方面对于勘探成本、勘探效益均有重要影响。由于该区地层倾角较大，断裂非常发育，局部构造复杂，绕射波和侧面波较为发育，而较小的面元尺度是提高资料纵横向分辨率的保证，有利于落实断裂细节特征，同时考虑到本区局部构造轴向特征不明显，纵横向地层倾角均较大，横向小断裂也较为发育，为提高资料纵横向分辨率、有效落实断裂位置，面元边长不宜过大。另外，基于对岩性的研究依赖于较高的横向分辨率，同样要求较小的面元。

根据以上的分析和论证，结合本次采集的地质任务主要目的层为T2-2及其以下地层，目的层倾角较大、断裂发育，对采集资料横向分辨率要求较高，不大于20m的面元可满足本次采集要求。

结束语

虽然我们对数字三分量检波器的应用取得了一定认识，但必须认识到应用数字检波器应该着眼于信噪比和分辨率的问题，为此需要对模拟检波器的组合方法进行认真的思考，避免因为组合而对最终资料产生不利影响；要重点考虑施工方法的进一步更新，尝试使用高采样率，使得在采集阶段能采集到更高频率的地震波，同时进行单炮和剖面处理综合分析。相信随着地震检波器的改进，影响地震勘探进一步发展的因素将会很大改观，必将为提升资料品质和提高勘探效益提供坚实的技术保证[35]。

参考文献：

[1]刘光林等.地震检波器的发展方向.勘探地球物理进展，2003，26（3）

[2]董世学，张春雨.地震检波器的性能与精确地震勘探[J].石油物探，2000，39（2）：124-130

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关键词：水上；浅层地震勘探；水电站；应用研究

0引言

在水利水电工程勘探中经常采用水上地震勘探方法，应用浅层地震勘探方法能较好地解决以下两个问题：（1）划分水底淤积层、强弱风化层，确定新鲜基岩界面埋深及其规模。（2）确定区域稳定性，了解水域中有无断层及其他小地质构造存在或分布情况。但是水上浅层地震勘探受水流、水上交通、水底淤泥、细砂等因素的影响，水面和水底之间的地震多次波干扰、爆炸震源的气泡脉冲及震源能量弱等因素使得水上地震资料的品质降低，进而影响到地质推断解释的可靠性。水上浅层地震勘探在外业数据采集到内业资料处理及解释都有其独特的特点，本文提出水上浅层地震折射波法勘探和数字滤波技术综合运用，同时根据测区工程地质条件和任务要求，充分利用折射波方法的优点，对观测系统和采集参数进行了精心设计，对资料进行了精细处理，取得了满意的地质效果。

1工区地震地质条件概况

工程区位于老挝西部湄公河及其沿岸平原至中低丘陵地区，属于横断山系的南端，南邻銮山山脉，出露的地层为古生界浅变质岩系，以板岩夹变质粉砂岩为主，局部夹有变质灰岩、千枚岩，或伴有花岗侵入岩株。变质砂岩夹板岩纵波速度为3400～4300m/s，水层纵波速度为1500m/s，饱水细砂层的纵波速度为1570～1950m/s。可见，水层与基岩面、细砂层与基岩面有明显的波阻抗分界面，水层与细砂层波阻抗分界面不明显，为了划分水层和细砂层，采取对每个检波点测量水深的方法来精确划分水层和细砂层。但是，由于水与基岩之间的物性差异大，而在水面和水底之间产生较强的多次反射波；水底淤泥对地震波吸收较大，导致深层反射能量弱，水中爆炸震源的气泡脉冲均会降低地震资料的品质。

2水域环境干扰因素分析

水上地震有利方面是激发条件好，能量损失小，水的波速稳定，对下伏地层、构造解释有利。其不利方面是干扰多，主要有船只、水底（顶）界面多次反射、水流、爆炸震源的气泡脉冲及其携带物等的干扰。因此，在外业采集时，需对这些干扰予以识别并加以压制，以获得较高倍噪比的外业资料。依其干扰源性质不同，主要分为：（1）机械振动干扰。这类干扰主要产生于过往船只及附近某些大型动力振动。这类干扰能量很大，主频低，一艘船仅有20～30Hz，它随振动源的远离而迅速衰减。在施测中，提高低截滤波档和避开大型动力振动源，能有效的将其压制。（2）水底（顶）界面多次反射。在水深较大的水域，用漂浮电缆施测时，水底（顶）界面会产生严重的多次反射干扰（见图一）。在折射波法勘探时，多次反射干扰影响不大。但在外业施侧中，采用水底检波办法具有一定的压制效果；内业资料处理时，目前对这种干扰主要是通过数字信号处理技术来加以压制。（3）爆炸震源的气泡脉冲影响。在水上地震勘探中，震源在水中形成的气泡受周围水介质的压力作用而产生反复多次的膨胀和收缩的现象，这种脉冲能量比较大，是一种干扰（见图二）。重复冲击在地震记录上的出现，严重影响有效波的识别。使用炸药震源时采取增大炸药量或减少沉放深度，使一次气泡逸散于空中等方法可消除重复冲击。（4）水流及其携带杂物的影响。在水流急的江（河）中，水流及其所携带的砂砾等杂物均会形成背景干扰。这类干扰能量小且无规则性，对地震记录影响较小。采用多次迭加或适当提高滤波参数能很好的获得压制。

3水上浅层地震勘探在工程中的具体应用

3.1外业资料采集

（1）测线布置及观测系统设计。根据本次工程物探工作的任务：在上坝址区上游100米至下坝址区下游100米范围内绘制基岩面等值线图。本次使用的仪器为吉林大学生产的MinSeis24型浅层数字地震仪，采用漂浮电缆，压敏检波器主频为10Hz，道间距10m，接收道为12道，震源为爆炸。折射波法工作时采用单排列布置测线，双船工作，由于河面比较宽，水流缓慢，将主船抛锚固定在河水中，仪器采集站安置在主船上，电缆固定于主船船尾，并将电缆顺河流向自然漂直，并将电缆尾端抛锚固定，再用GPS测量排列的端点坐标，震源为水中炸药爆炸，每个炮点由GPS定位。

（2）参数选取。通过现场试验选取合适的激发接收参数。①激发能量：经过试验，震源炸药量为150g～300g。激发深度应在水深0.5米，这样可减少因爆炸引起的气泡脉冲干扰。②采样间隔（t）：t小到不使预期的最高有效频率假频化为原则，t≤500/fmax（奎斯特理论）。③滤波参数：压敏检波器沉放深度0.5米，在压制干扰的前提下，一般采用60～500Hz带通。

（3）多次复盖。为了能有效地压制干扰，提高倍噪比，一般复盖次数应不少于3次。对固定排列方式是通过复合开关移动排列实现多次复盖观测，运动式施测可通过同一剖面上多次重复施测实现。

3.2内业资料处理

与其他地震资料类似，常规处理流程有预处理、频谱分析、速度谱分析、动（静）校正、滤波、迭加及修饰性处理等过程。水上浅震资料由于其受各种干扰较多，因此，在资料处理中应结合测区特点，加强关键环节的处理和分析。下面以全带通方式采集的波形为例（见图三），并对全部通道进行频谱分析（其中第二通道的频谱如图四所示），确定爆炸产生的气泡脉冲频段。测试结果表明，应用浅震技术进行水域工程基础勘探，只要对各种干扰认识充分，选取合适的采样参数和施测办法，采用有效的数据处理方法，其勘探效果是良好的。

4结束语

通过实践应用表明，浅层地震勘探方法在解决研究区地层、岩性划分、古河道及砂体识别以及断裂构造精细解释等问题方面效果明显，对后期的钻探工程布置有较好的指导作用。具体注意事项有以下几个方面：（1）水上地震勘探采用的震源类型应根据勘探方法、勘探效果和勘探效率来确定，炸药震源是最方便、最实用的震源，但必须用GPS确定炮点位置，药量取决于勘探深度和炮点位置。（2）水上采用浅层地震折射法勘探，可以提高勘探效率和断层的解释精度。实际工作时，可先用全频段模式采集波形，然后分析有效波形所在频段，最后设置相应参数进行正式施测。

参考文献

[1]金维民，等.浅层地震勘探在滑坡勘查中应用[J].中国煤田地质，2004，（05）：91-93.

[2]徐国仓，等.浅层地震勘探在砂岩型铀矿勘查中的应用研究[J].铀矿地质，2013，29（01）：37-46.

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关键词：RTK测量；地震勘探；放样；

中图分类号：P631.4文献标识码： A 文章编号：

1．引言:本文通过在C区煤详查的应用实践，对RTK技术在坐标转换参数的求解、放样测量及测量的精度等方面进行了探讨。

2．RTK的组成及技术原理

2.1 RTK的组成

RTK(Real Time Kinematics)实时动态差分技术是一项以载波相位观测为基础的实时差分GPS测量技术，它是利用2台或2台以上的GPS接收机同时接收卫星信号，其中1台安置在已知坐标点上(也可在未知点上)作为基准站，其它作为移动站。RTK 测量系统一般由以下三部分组成：(1) GPS 接收设备。(2) 数据传输设备： 即数据链，是实现实时动态测量的关键性设备。(3) 软件解算系统：对于保障实时动态测量结果的精确性与可靠性，具有决定性作用。

2.2 RTK的技术原理

GPS RTK 技术采用差分 GPS 三类( 位置差分、伪距差分和相位差分) 中的相位差分。GPS RTK 的工作原理是将一台接收机置于基准站上, 另一台或几台接收机置于流动站上, 基准站和流动站同时接收同一时间相同 GPS 卫星发射的信号, 基准站所获得的观测值与已知位置信息进行比较, 得到GPS差分改正值。然后将这个改正值及时地通过无线电数据链电台传递给流动站以精化其 GPS 观测值, 得到经差分改正后流动站较准确的实时位置。利用相对定位原理，将这些观测值进行差分，削弱和消除轨道误差、钟差、大气误差等的影响，使实时定位精度大大提高。由此可知，RTK技术是建立在实时处理两个测站的载波相位基础上的。与其它差分不同的是，基准台传送的数据是伪距和相位的原始观测值，用户移动接收机利用相对测量方法对基线求解、解算载波相位差分改正值，然后解算出待测点的坐标。

3．在煤田地震勘探中的应用

3.1测区概况

测区属丘陵－平原区，地形稍有起伏，地势北高南低，西高东低，较为平坦，海拔标高80～130m。区内以农作物种植为主，地表基本无高大植被，为RTK作业有利条件；另外，区内村庄等地物变化较大，为RTK作业不利条件。

由于RTK具有可进行全天候， 全方位作业；放样精度可达到厘米级；实时提供测点三维坐标，并能及时对观测质量进行检查；放样误差不累积；改变了常规测量要求站站之间通视要求等优点，因此决定使用美国产Trimble5800 GPS定位仪2台（1+1），来完成测区测量任务，其标称精度为：静态载波相位差分定位5mm+1ppm，实时载波相位差分定位10mm+2ppm。

3.2 控制测量

使用Trimble GPS静态定位仪在测区内布设24个GPS控制点。GPS控制点布设在视野开阔的地方，距离高压线不小于100m，采用三台GPS定位仪组成同步环，同步观测卫星，各组观测时间为0.45～1小时，用专用钢卷尺量仪器高至毫米。

使用专用平差软件进行计算，基线质量合格，环闭合差全部通过检验后在WGS-84坐标系下进行平差，平差后将坐标转换到北京54坐标系下进行约束平差。平面误差最小0.001m，最大0.008m，高程误差0.379m。平差结果满足E级精度要求，可以作为本区施工的平面和高程的起算依据。

3.3 测线布设

参考站设在测区中部视野开阔的GPS控制点上，实时差分流动站距参考站的距离不超过10公里。根据求定的本工区的地方坐标和WGS-84坐标的转换参数。在每日施工前和搬至新的参考站前，使用求定的坐标转换参数对该工区的控制点进行了RTK差分放样检核，最大X=0.132m，最大Y=0.111m，最大Z=0.069m。其精度完全满足规范要求。

在流动站手簿（控制器）中输入设计好的测线的两端端点坐标，仪器自动计算出线上需放样桩号的坐标，并实时显示出当前位置与放样点的间距和方位，当到达放样点位置后，在设定限差范围内自动记录该点的坐标和高程(设定的限差范围是最大X=0.30m，最大Y=0.3m，最大H=0.50m)。依次完成整条线上的测点布设，实测每个桩号的坐标和高程。

3.4 求取测区坐标转换参数

本区利用GPS控制网求取WGS-84至北京54坐标转换三参数，使用该工区的GPS3、白沙塔、GPS5、GPS15、GPS17、GPS24等6个GPS控制网点求取三参数。使用Trimble5800 GPS定位仪在3个GPS控制点组成同步环同步观测卫星，观测时间为一小时，用专用钢卷尺量仪器高至毫米。

使用GTO专用平差软件进行计算，基线质量合格，环闭合差全部通过检验后在WGS-84坐标进行平差，获得控制点相应的WGS-84坐标。本区求取的坐标转换三参数值为：X =14.344 ，Y=132.030，Z=59.712，高程异常值在高程异常图上量取为41.8。

3.5 基准站的设置

由于RTK数据链采用超高频(UHF) 电磁波，其频率约为450～470MHz，它的传输属于准光学传输，其传输距离取决于接收机天线的高度、地球曲率半径、大气折射等因素。因此

基准站的选择应在地势较高、四周开阔，有利于卫星信号的接收和电台的发射，最好在交通便利，附近没有强电磁波干扰的高等级已知控制点上；将基准站接收机安置在基准点上，并正确连接电台与接收机及电源线。开机并进行必要的系统设置：已求得的转换参数、基准站的地方坐标、无线电设置及天线高等；然后进行流动站的设置和初始化工作。通常先选取已知点进行检测，与其当地坐标进行比较，若检测高等控制点点位互差一般应 ≤5cm，若检测同高等控制点点位互差一般应 ≤7cm，差值在误差范围内方可进行测量。

3.6 RTK放样测量

在流动站手簿（控制器）中输入设计好的测线两端点坐标，仪器自动计算出线上需放样桩号的坐标，并实时显示出当前位置与放样点的间距和方位，当到达放样点位置后，在设定限差范围内自动记录该点的坐标和高程(设定的限差范围是X=0.30m，Y=0.30m，H=0.50m)。依次完成整条线上的测点布设，实测每个桩号的坐标和高程。其效率可比拟手持GPS机，而其精度是手持GPS机远远达不到的。

3.7 RTK测量精度检验及质量控制

目前地震勘探工程测量的精度要求是1m，放样坐标和理论设计坐标差值限定一般为0.3m，静校正对高程的要求为0.5m，这对RTK测量来说是很容易达到的。但RTK作业中缺乏检核条件，个别点可能出现粗差。因此，作业过程中进行了成果的复核，在每日施工前和搬至新的参考站前，使用求定的坐标转换参数对该工区的控制点进行了RTK差分放样检核，最大限差X=0.132m，Y=0.111m，H=0.069m，其精度完全满足规范要求。本测区施工复测检核点占总点数的1.25%。采集的坐标和高程数据利用Excel 2000检查，输入的数据经100%核对后，进行点距检查、点位检查，高程数据生成高程剖面曲线与实地对比，发现错误及时纠正，从而保证了成果的准确性。

根据测区重复观测的坐标，计算的点位中误差为MX=±0.083m，MY=±0.071m，MH=±0.125m，满足规范对中误差的要求。

4．结束语

与传统的光学测量方法相比，RTK作业观测速度较快，能够提供精度为厘米级测量成果，可以满足勘探测量的技术要求，非常适合于煤田地质勘探工程中的测量，可以减少大量的工作强度，大幅提高工作效率，更能使我们工作的成果可信性及测量成果的及时性都得到了大量的提高，从而带来更大的经济效益。

参考文献

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[关键词]三维地震勘探；防治水患；水文动态监测

中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）23-0001-01

1、前言

石屏一矿为古叙矿区第一对规模化建设的大型矿井，设计生产能力120万吨/年，设计建设工期40个月，由于多种因素（主要是水灾事故）的影响，致使投产日期一再推迟，一直到2012年8月才正式竣工投产。从2008年至2011年，先后出现过四次较大的水患事故。水患不仅给石屏一矿造成了巨大的经济损失，这些损失包括直接经济损失、设备损失和误工损失，总计至少损失了三千多万元，还使矿井建设进度推迟三年以上。因此，探索防治水患的综合治理技术意义重大。为了治理水患，石屏一矿采取了三维地震勘探等多项技术，取得很好的效果，现以石屏一矿其中一次采用三维地震勘探技术防治水患为例加以说明。

2、石屏一矿水文地质概况

（1）地形、地貌及河流

石屏井田位于古蔺复式背斜北翼水文地质单元的东段，石亮河与万家河之间的河间地块.。区内河流属山溪小河，沟谷纵横，平面上呈树枝状展布。地形坡度比较大，地表水迳流较为畅通，河水湍急，两岸切割较强烈。

（2）与采掘活动相关的直接充水含水层

石屏一矿的主要运输巷道均设置于龙潭组下部的茅口组灰岩中，茅口组岩溶含水层无法避免的成为了对矿井有直接充水影响的含水层。

3.三维地震勘探防治水患技术

3.1地震地质条件及工作方法

（1）浅层地震地质条件

井田位于四川盆地与云贵高原的过渡地带，主要为构造剥蚀地貌，山峦叠嶂，沟谷纵横，地形崎岖。地震测区内总体地形南高北低，金堂沟自西向东贯穿于整个测区中部，形成“V”字型地貌。测区内地形条件差，地表植被发育，地表地质情况复杂，对地震勘探的激发及接收均不太有利，浅表层地震地质条件较差。

（2）中、深层地震地质条件

本次三维地震勘探的目的层是龙潭组C13、C19、C25煤层。除C13外煤层较稳定，全区可采。

3.2.观测系统选择

（1）道间距选择

根据采样定理，时间上的采样间隔应满足。本区保存的地震信号最高频率=300Hz，则ms，因此采样间隔选为1ms。但为了不产生空间假频，地震信号沿测线方向空间采样间隔要小于、等于视波长的一半。结合试验资料分析，本区接收道距采用5m，完全满足采样定理要求。

（2）检波点线距选择

检波点线距选择与地下数据点网格密度、勘探精度直接相关。本区三维地震勘探检波点线沿倾向方向排列，取道距的4倍即20m线距，保证对断层落差5m，波幅大于20m褶曲，直径大于20m陷落柱及采空区的探测精度。

（3）炮点网格密度

炮点网格密度由接收排列道数、纵横向叠加次数、纵横向炮点移动道间距决定。本次施工采用排列道数N=80道接收，纵向叠加次数=5，则纵向炮点距40m。在横向CDP网格距为10m的情况下，横向炮点距40m。则本区炮点网格密度为40m×40m，CDP网格为2.5m×10m。

（4）覆盖次数选择

三维地震勘探的总覆盖次数由纵向叠加次数与横向叠加次数的乘积决定。依据本区道间距、检波点线距及炮点网格的选择，构成纵向叠加次数=5次，横向叠加次数=4次，则三维地震勘探总的覆盖次数为20次。保障了三维地震勘探记录的信噪比。

（5）排列长度的确定

1）最大炮检距的确定

根据煤炭地震勘探的实践经验，最大炮检距Xmax大致等于最深目的层深度时，就可以保证一个排列范围内完整地记录煤层反射波，确认多次反射波及其它相干噪音。最大炮检距的计算公式为：Xmax=（0.7～1.5）×h。在探测目的层埋深约300～600m的情况下，炮检距可以在210～900m之间变化。但为了提高纵横向勘探精度，保证完整记录浅、中、深层反射波，在充分分析试验资料的基础上，石屏区三维地震勘探的最大炮检距选择为475m。

2）最大非纵距的选择

最大非纵距限定值可用下式计算：YmaxV×（2×t0×δt）/ 2 / Sinψ。式中：ψ：地层倾角；V：平均速度；t0：双程反射时间。一般情况下，δt为有效视周期的1/8即可满足对资料质量的要求。本次施工采用80m偏移距，最大非纵距为170m，满足以上要求。

3.3测网布置

本次三维地震勘探的地下控制面积为1.70km2，测区基本为一向北西倾的单斜构造，地层倾角为10？～25？，为了使地下反射层及构造能正确成像归位，在确定地表施工面积时，设计一个镶边面积，确保地质勘探面积完全位于满覆盖面积内。镶边长度γ用如下公式计算：γ=Z×tanΨ ，其中：Z为目的层埋深（m）；Ψ为目的层倾角（°）。当煤层最大埋深Z为400m时，γ值约为186m，所以在控制区的下倾方向镶边180m。加上附加段200m，在控制边界外400m布线即可。因此三维地震施工面积为3.98km2。全区共布设三维地震线束27束。线束垂直于地层走向。检波线140条，炮线135条，生产物理点3513个，试验物理点55个，总物理点3568个。

4、资料处理

三维地震资料处理一般可分为预处理、常规处理、特殊处理、和成果显示四个部分。结合本区特点和煤田三维地震处理经验，依据试处理资料的分析，确定了本次资料处理的流程。根据本区地形高差变化大、干扰因素多、勘探精度要求高的特点，资料处理中的主要思路是，以静校正和去噪为重点，全力保障同相叠加，在努力提高资料信噪比的前提下提高分辨率，采用高精度三维一步法偏移技术，实现反射界面及各种地质异常体正确的聚焦归位，保证地质信息位置的准确性。为资料解释提供了高质量的三维立体数据体。为此在资料处理中充分发挥了人机交互处理方便、灵活、适时及有效的试验和质量控制手段，以全三维处理技术，努力挖掘三维数据采集获得的丰富信息，通过精心试验，选择有针对性模块，合理搭配，优选参数，取得波组特征清晰，信噪比高、分辨率高、构造合理的三维资料处理成果。

5、结语

采用三维地震勘探技术防治煤矿水患在西南地区为首次应用，此技术为矿井安全提供了保障。到2012年12月，采用此技术不仅为矿井减少经济损失4500余万元，而且减少了巷道维修量，降低工人劳动强度，改善工人劳动环境，有较好的推广及应用价值。

参考文献

[1] 四川省古蔺县川南煤田石屏一矿三维地震勘探报告，四川省煤田地质工程勘察设计研究院，2009年11月

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关键词 实时动态测量（RTK）；山区地震勘探测线放样

中图分类号 P228 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)081-0165-01

在山区进行三维地震勘探测量作业，由于受到地形、气候、森林覆盖等诸多因素的影响，使测量精度、作业速度都受到很大限制，全站仪测量方法很难保证测量成果的质量及作业施工进度。河南省煤田地质局物探测量队在山西潞阳（长榆河煤业）有限公司三维地震勘探测量施工，采用RTK定位技术放样的方法在山区放样测线物理点，有效解决了在深山密林中测量放样难度大的障碍，总结出更适合山区地震勘探测量的方法。

1 RTK定位技术测量的工作原理

1.1 作业工作原理

GPS静态测量的方法是各个接收机独立观测，然后用后处理软件进行差分解算。对于RTK测量来说，仍然是差分解算，只不过是实时的差分计算。即，两台接收机（一台基准站，一台流动站）都在观测卫星数据，同时，基准站通过其发射电台把所接收的载波相位信号（或载波相位差分改正信号）发射出去；流动站在接收卫星信号的同时也通过其接收电台接收基准站的电台信号；在这两信号的基础上，流动站上的固化软件就可以实现差分计算，从而精确地定出基准站与流动站的空间相对位置关系。

1.2 测量坐标系统转换

GPS卫星观测的坐标系统为世界大地坐标系（WGS-84），而地震勘探中使用的是国家大地坐标系（BJ54坐标系）。由于WGS-84坐标系与国家大地坐标系之间存在着平移和旋转关系，在实际应用中，将BJ54坐标系的一些已知点纳入GPS控制网。利用这些公共点，它们同时具有WGS-84坐标和BJ54坐标，这样可以确定转换参数（3个平移量，3个旋转角和一个尺度比），并检核BJ54坐标系成果的相容性。

2 测区条件及工作任务

2.1 测区条件

山西潞阳（长榆河煤业）有限公司位于山西省寿阳县城北东约100，方向15 km处。土梁与冲沟发育，区内村庄稀少，大部被灌木覆盖，局部地区被林区覆盖，地势总体东高西低，最高点位于矿区东南角，标高为1454 m，最低点位于西北部沟谷中，标高为1210 m，最大相对高差244 m。由于山间冲沟发育，灌木丛生，车辆通行困难，交通极不方便，测量工作极为困难。

2.2 测量任务及精度要求

煤田地震勘探测量的主要任务是：依据地震勘探设计，采用卫星定位RTK技术将地震勘探测线的物理点放样到实地，为地震勘探野外施工、资料处理及解释提供符合要求的测量成果和图件。物理点平面精度≤0.5 m，高程中误差控制在±1 m以内，物理点放样误差沿测线方向不超过道距（两个相邻物理点间的距离）的1/10，垂直测线方向的偏差不超过±5 m，在此范围内，根据地震勘探的要求确定每一个物理点的具置；然后测定每一个物理点的坐标和高程。

3 施工过程

3.1 控制点布设情况

测区有由山西长榆河矿提供的CYH1、CYH2、办公楼三个已知点为起算点，平面采用1954年北京坐标系，6°带正形投影，中央子午线为东经111°，高程采用1956年黄海高程系。经现场踏勘，标石完好；经检验成果可靠，可以作为本区测量工作的起算依据。本次使用的GPS接收机是南方测绘仪器公司的灵锐S82型仪器。勘控点施测时，需在固定解状态下，PDOP值≤3时，进行5秒5次平滑处理并采集平面坐标以及高程。

控制点分布均匀，相邻点平均距离500 m，相邻点间相互通视，个别布点困难处也确保了一个方向通视。控制点布设合理，大都布设在视野开阔地，便于今后保存和使用。控制点上空10°～15°没有成片的障碍物，便于今后发展。测站200 m范围内没有强电磁波干扰源，如大功率无线电发射设施、高压输电线等。测区内施测勘控点36个，勘控点均用大木桩，并在周围做明显标志，每个勘控点旁边都用红油漆写上点号，确保实地点号与勘控点坐标对应统一。

3.2 施工作业方法

点校正采用室内加室外的方法进行。首先在室内输入已知点的北京54系坐标，然后到室外采集每个相应点的GWS-84坐标，取得两坐标系的转换参数，每采集一个点的数据及时校正查看校正残差，如果超限说明该点有问题，就及时舍弃。为保证校正精度，在采集数据时我们采取了以下措施：

1）采集数据时采用三脚架严格对中整平。

2）固定后采集历元不少于60个（约1分钟，记录频率为1秒钟）。

3）观测技术指标严格按照表1执行。

经检验所采用的首级控制点精度完全符合《全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范》中点校正的精度要求，可以进行后续工作。

3.3 施工放样

为提高施工放样的效率和精度，基准站采用就近选取的原则，校正点尽量能够控制所要施工的勘控线，每次校正的点都不少于4个。架设不同的基准站都进行了已知点检查，满足规范精度要求后再进行施工放样工作。放样时，当流动站取得固定解后进行放样工作，流动站采用2米固定长度的对中杆。为防止在施测过程中出现大的误差，手薄中参数设置好后在整个测区施工过程中严禁修改，其参数设置如表2。

3.4 施工中存在的问题和解决

1）由于受山区复杂地形的限制，电台信号传输距离有限，有时还会出现电台信号盲点，在施工中将基站架设在较高地段，升高天线高度。

2）深沟险壑、灌木林等地段能接收到的卫星数目有限，注意卫星预报，选择最佳观测时间。

3）在山区由于植被茂密GPS卫星信号被遮挡情况多，容易造成信号失锁， 观测时段采集历元数不低于60个（约一分钟），适当延长数据采集时间。

4）由于测区地形比较复杂，控制点间距离较近，RTK测定控制点时要将对中杆气泡居中。

3.5 应用体会

通过本次GPS-RTK在山区地震勘探测量放样中的应用，结论如下：

1）GPS-RTK作业自动化，整个作业过程电脑控制，自动记录，自动数据预处理，自动平差计算。

2）GPS-RTK技术受到基准站传播差分改正数有效范围的限制，在大区域实施作业时，应注意其控制的有效范围，RTK的范围尽量不超过10 Km为原则，否则解算速度和精度都大受影响。

3）GPS-RTK作业不受通视条件影响，特别适合山区森林，灌木覆盖复杂地形的测量，测量控制范围广，操作简单，极大地降低了劳动作业强度，减少工作量，提高作业效率。

参考文献

[1]煤炭、煤层气地震勘探规范[J].MT/T898—2000.

[2]全球定位系统(GPS)测量规范[J].GB/T18314—2001,国家质量技术监督局,2001,3.

[3]测绘产品质量评定标准[J].CH 1003—1995.

[4]许绍铨等.GPS测量原理及应用[M].湖北:武汉大学出版社,2008.

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关键词：地质勘探采集技术，石油勘探，应用

中图分类号：t939 文献标识码：A

地震勘探就是利用地下介质弹性和密度的差异，通过观测和分析大地对人工激发地震波的响应，推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法。地震勘探是地球物理勘探中发展最快的一项技术，也是钻探前勘测石油的重要手段。随着我国对石油的需求越来越多，石油对我国的重要性越来越明显。而我国石油开采量偏低，石油勘探技术尤其是海上石油勘探技术与勘探仪器相对落后，很大一部分石油依赖进口，因此石油开采技术尤其是深层地震采集技术，对我国石油产业的发展非常重要。

一、地震勘探采集技术分析

（一）采集设备

多波地震勘探首先要有能产生纵波、横波的震源设备，这样才能更好的对石油储藏位置和石油含量进行测定。同时产生的纵波和横波可以更准确的反馈出震源信息，技术人员需要及时统计出资源资料，最后通过对震源信息内容的分析，确定此区域是否具备石油开采的价值。在这些采集设备中，纵波震源设备比较容易获到，在实际勘探中也更容易被捕获。但是横波震源设备一般会产生剪切力，会影响到震源信息的结构，所以在实际应用的过程中，技术人员需要设置专门能产生横波的震源设备，这样才能弥补震源信息的缺陷，保持地震勘探的准确性。专门设置的横波震源设备一般较笨重且昂贵，非常不利于应用在野外施工中，也加大了施工的难度，经过技术的研发和革新，目前，国外采用的石油勘探多波地震勘探采集设备和技术更加先进和简便，设备还具有非常优良的性能和质量，可以针对不同地域、不同难度、不同地质层结构的石油层进行勘探，大大提高了采集资料的准确性。

（二）处理技术

目前，依据对多波多分量地震资料不同的的处理流程可以把相应的处理技术分为两类：第一种是以标量波场为基础的波场分离处理方法，另外一种就是以矢量波场理论为基础的多波联合处理方法。第一种方法现在已经被广泛应用，第二种方法因为其相关的技术不够完善现在仍然处于研究阶段。转换波地震资料的处理方法类似于纵波地震资料的处理方法，但是因为转换波的传播路径是不对称的，所以有些纵波资料的处理方法不能用到转换波资料的处理中。

二、地震勘探采集技术的在石油勘探中的应用

（一）数字地震勘探技术的应用

数字地震勘探技术的研究与应用掀开了地震勘探、数字石油勘探的新篇章，形成了模拟资料数字化处理、数字地震采集、数字资料处理等配套技术，在此基础上提出了三维数字地震勘探技术，并逐步创新形成了高精度、高分辨三维数字地震技术、全数字高密度三维数字地震技术、全三维数字地震技术，将地震勘探技术从模拟地震勘探转变到现实的数字地震勘探，是地震勘探的改革。不同于其他地震勘探技术连续的模拟波形，在用模拟计算机对连续的地震波形进行处理，野外记录数字化地震信息是数字地震技术的最大特点，资料处理是采用数字计算机对离散数据进行处理，因此，解决了地震勘探的很多瓶颈问题。

（二）三维地震勘探技术

目前应用最多的而且较为成熟的是三维地震勘探技术，先通过二维地震技术获得地质构造、布置探井并发现油气后使用三维地震勘探技术精细落实圈闭及储集层变化，以提高钻探成功率，其对表述油气藏和预测储层发挥着重要作用。三维地震勘探技术的运用过程需要勘探企业对勘探中设计、过程及勘探后的数据处及资料进行处理解释，并实行严格的控制与管理，以确保勘探结果数字的准确性。为了使三维地震勘探技术得到更好的运用，还要提高相关勘探技术人员的素质，勘探企业还需要对有关技术人员的进行培训与培养，提高综合技术水平，以提高勘探准确性。三维地震勘探技术的应用，有效的提高油气勘探的开发率与准确性，为能源勘探开发打下了坚实的技术基础，提高了石油供应量，为我国经济建设发展所需能源勘探提供准确的信息，促进我国经济的发展。

三、勘探开发中的主要物探技术

（一）高密度空间采样技术。我国高密度空间采样技术通过长时间的发展，目前在理论上已较完善，技术路线也较明确。要求野外采集使用小道距或小面元，对地震波场进行高密度的空间采样，野外激发和接收不组合或少组合，使噪声和信号都能如实地记录，不在采集时对信号进行改造，在资料处理时完成压制干扰、保护有效波的目的。其基本的理论依据是空间采样率与纵、

（二）时移地震技术。时移地震就是不同时间对油田进行的三维观测。时移地震是用来探明在开采中被忽略的油气分布，应用不同时间地震数据的差异研究储层流体物性变化，监测油气的流向和注入流体的推进，研究剩余油的分布，通过钻新油气井，调整注采方案，提高油气的采收率。地震成像包含储层特征的两类信息：储层的静态信息和储层的动态特性。时间推移地震就是要提取储层内流体特性的动态变化信息。

四、石油勘探技术的进展

随着物探技术装备要求的提高，石油勘探开发难度的增大，地震勘探采集技术已日益受到重视，并逐渐进入到工业化生产中。多波地震技术在非均质性的油藏的精细描述、储层含油量的预测与动态监测中所显示出的独特应用潜力与优势，必将是未来物探技术发展的方向。

多波地震技术应用的范围：

（一）运用横波信息能获得较好成像效果的特点，将避免高速碳酸盐岩、火成岩、硬石膏、硬海底及气云等对纵波能量的影响；

（二）运用横波速度较低特点进行获取更高分辨率的地震资料，精准地识别出小断层、小构造、薄层和地层尖灭等的地质现象；

五、结束语

总之，在石油勘探领域中，地震勘探采集技术发挥了重要的作用。随着科学技术的不断进步和发展，地震勘探采集技术逐渐向深层次应用、全面推广、进一步融合可视技术等方向发展，并在石油勘探领域中发挥更大的作用，进而最大限度的降低石油勘探成本和提高经济效益。

参考文献：

[1]雷云刚.多波地震勘探采集技术在石油勘探中的应用[J].中国石油和化工标准与质量，2011，04：228.

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关键词：多波多分量 问题 展望

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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篇10

[关键词]滩海油藏；三维地震勘探；地震勘探

中图分类号：P631.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）15-0038-01

在油气勘探中，地震勘探技术可获取全面的地质信息，为区块油藏勘探提准确的地质资料。三维地震勘探技术作为地震勘探的一种，可将地层情况进行直观、清晰的展现。在浅海滩涂等海陆过渡带油藏开发中，地震勘探存在一些技术难点，有必要对优化勘探技术应用的对策措施进行探究。

1 三维地震勘探技术在滩海油藏勘探中的应用难点

1.1 三维地震勘探技术工作原理

三维地震勘探技术集物理学、数学、信息技术于一体，是综合性地震勘探技术，可获取更加清晰的目的储层地质构造图，更加精准的进行目标储层位置预测，并具备多方向分辨率高、勘探成本低、探测快捷等优点，已成为构造勘探必不可少的手段。该技术基本理论与工作流程和二维地震勘探技术基本一致，但可获取三维数据体，数据更加精确，通过数据绘制地震剖面图，可直观反映地层构造形态、断层等。 其工作原理是通过在地下岩层以人工激发的方式激发地震波，通过地震波反射形成反射波，并对反射波进行回收和分析，确定岩层界面埋藏深度和形状，主要工作流程包括地震数据采集、数据处理、资料解释等。因为勘探分析流程比较复杂，所以要借助现代化软硬件系统和分析技术进行应用。

1.2 滩海油藏勘探难点

一是地质条件较差。滩海油藏处在海陆过渡带，包含陆地、水域和海滩等不同地表形态，水深随涨潮落潮存在较大变化，不同水深表层勘探介质存在差异，加大了勘探难度。滩海区域地质构造多褶皱和断层，二者相伴而生，单构造规模小，地层埋深也比较小，勘探目标层系较多，深层反射性能较弱，复杂地质构造不利于地震波激发和反射，地质成像比较困难。

二是勘探精度要求高。滩海地区不仅存在潮汐、风浪等自然环境下的信号干扰源，人工捕鱼等活动也增加了高频振荡和低频干扰，海沟等又会产生次生干扰，较强的噪音干扰造成信噪比较低。最浅反射层多在50m内，发射信息受干扰后成像和接受信息不连续，获取较好的T0连续成像需要较多有效覆盖次数，而水中检波器一般都在水上，发射后道距较小，不利于浅地层有效覆盖次数增加。

三是水域检波点定位比较困难。在平静水面可通过透置检波器定位，排列好后进行二次定位，但依然存在10m左右的误差，在潮流活动时，检波器定位更加困难，不利于信息准确采集。

2 三维地震勘探技术在滩海油藏勘探中的应用优化

2.1 应用优化技术措施

一是观测系统优化。要加强检测参数论证，根据具体区域水深、海况条件等，结合滩海特点，确保观测系统布置合理。加大高精度地震勘探仪器应用，增加有效覆盖次数，采取较长排列长度进行反射波激发，提高弱反射信号接收和记录，确保各层系地层反射信息都可接收。借助远道信噪比小的优点，增加远道应用次数，确保所有收集信号都具备一定信噪比。二是缩小信息收集单元。要根据滩海油藏地质构造复杂、构造单元较小的特点，对面元进行细分，提升收集资料的分辨率，确保准确反映地质构造断点和各类细节。同时，通过相邻尺寸各异面元资料对比，加深对区块地质信息的了解。

二是深水区域采用OBC海底电缆勘探技术。借助二次定位系统，获取更加准确的检波点位置。借助双分量接收信息特点，每个接收点都设置水中压电检波器和陆上速度检波器，通过信息叠加分析消除干扰，以及海水鸣震和多波混响造成的虚反射，提升信噪比。借助海底电缆较大自重，在潮汐活动中固定，防止因接收系统位置变化造成信息不准。借助电缆长期使用特点，在勘探中只需气枪放炮就可获取勘探信息，提高了勘探效率。

三是优化激发方式。在气枪激发中，要注重利用较大药量和气量激发，确保地震波在复杂多层系中具备较强穿透力，信噪比符合要求。一般要随着气枪沉放深度加大而加大激发能量，确保能提高地震资料信噪比和原始信息分辨率。要在勘探技术实施前对区域地表情况进行分析，有针对性的放置适用采集设备、优化采集参数。

2.2 应用系统设计

为确保适用不同滩海条件，可设计束状观测系统和PATCH观测系统，分别用于陆地和水下观测，前者具有有效覆盖次数多、炮间距均匀、方位角平滑、面元布局较好、适宜速度分析的优点，后者需要确保方位角和炮间距均匀，在此条件下可获取更大的炮间距和更多地覆盖次数，避免外在干扰，确保资料品质。束状观测系统，采用6L48S192P砌墙式细分面元，单个面元为25*25m，细分面元为12.5*12.5m，覆盖次数可达6纵12横的72次，细分后为18次，接收道数为6线*102道德1152道，道间距和炮点距均为50m，炮线距为175m，接收线距为400m，炮检距为5263m，其中纵向最大为4800m、最小为25m，束线滚动距离为1200m，横纵比为0.46。PATCH观测系统，采用PATCH细分面元，单个面元为25*25m，细分面元为12.5*12.5m，道距为50m，有4条接收线，每线有96道，接收线距为400m，有48条炮线，炮线距为175或225m，每条跑线有64个炮点。炮点距为50m，其中最大和最小分别为7426m和12.5m。

2.3 应用关键环节

一是把握激发因素。陆上和泥潭采用炸药震源，单井药量控制在1-6kg，深度为10m；水下采用气枪震源，通过多个气枪同时激发确保激发能量，并利用HYDRO软件进行实时定位，确保激发点准确，但要做好震源交替部位子波校正。

二是把握接收因素。陆上和泥潭利用沼泽检波器进行组合，横纵向要确保一定的组合基距，获取信号可抗干扰，组合参数设置中要尽量保护有效波、保留高频波。水下特别是水深2m以下部位，要利用压电检波器进行单点接收，注意做好二次定位工作，确保检波器偏移在3m以内，抑制DGPS坐标与浮球实际坐标差、检波器与测量标志间的误差以及潮水活动造成的检波器位移。在个别偏移误差较大区域，要对存在误差的资料通过分析软件纠正。

三是测量环节。要以GPS网作为基准，利用国家大地水准面数据建立野外测量控制点，通^RTK进行单个炮点位置的实测，确保各测量点位准确。

3 结论

综上所述，滩海油藏在三维地震勘探技术应用中存在技术难点，为发挥该技术优势，可通过采取优化措施、设计合理勘探系统、把握关键环节，确保勘探数据真实可靠。

参考文献：