综合地质勘查二维地震勘探研究

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【摘要】伴随东盟经济的崛起，柬埔寨地方经济也有了长足的发展，但是当地综合地质勘探的技术手段还未跟上经济的发展，特别是汉森地区，目前该地区地质构造和煤炭资源的资料都是空白。文章通过在柬埔寨汉森地区采用二维地震勘探技术，从测线的选择到测试数据的校正和数据解释及取得高质量的地震剖面基础上，通过对地震资料解释，最终获得了真实、可靠的地震地质解释成果，避免了勘探的反复性，在节省大量成本的同时，可以提高企业的经济效益。

【关键词】柬埔寨汉森地区；综合地质勘查；二维地震勘探

伴随东盟经济的崛起，柬埔寨地方经济也有了长足的发展，但是由于当地综合地质勘探的技术手段远远跟不上经济的发展，特别是汉森地区，所以本地区地质构造和煤炭资源的资料还属于空白。广东中煤江南工程勘测设计有限公司收到该地区煤炭资源地质勘探的任务，为当地今后经济的发展填补这一空白。在物探勘查过程中，采用二维地震勘探技术，在取得高质量的地震剖面基础上，通过对地震资料解释，最终获得了真实、可靠的地震地质解释成果。

1柬埔寨汉森勘查区概况

柬埔寨汉森勘查区南距首都金边450km，西距暹粒（吴哥）150km，北距柬泰边境15km，南部有暹粒至柏威夏的一级公路经过，南北向的67号公路通过勘查区，把勘查区分为东、西两个块区，区内地形低缓。本勘探区地质属于东部印支断块区的暹粒下中新生代盆地的一部分，该地区地壳基本处于相对稳定状态，但是其张裂构造与剥蚀作用相对强烈，被测区域为褶皱构造，并沿西北走向呈现向背斜轴。断裂不发育。勘查区未发现大的构造断裂、岩层连续。通过对勘查区主要出露地层分析发现，这里地质由新到老分别为第四系（Q）和侏罗系下统门口三组（J1m）地层。其中，第四系（Q）地层分布广泛，大部区域为残积层并呈现风化状态，顶部为红色砾石和灰白色或土黄色砂质黏土层，下部为黏土层，其成分大致与顶部相同，上下部的黏土层主要成分为高岭土，本应为灰白色，但其部分含有锰、铁离子而呈现红色或褐红色，内含少量石英细砂及粉砂，黏结性较强。层厚1～5m；溪河附近为冲积堆积区，砂砾含量大，透水性强，层厚不等。侏罗系下统门口三组（J1m）地层为一套海湾泻湖沉积建造，岩石完整，呈整合接触。走向近东西，主要有细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩、炭质页岩和煤层等组成，层理发育，为波状～水平层理，系煤系地层。

2野外勘探数据采集

2.1试验及测线准备工作

在勘查过程中，由于柬埔寨政府没有地震勘探的相关技术规范，因此在勘查时依据我国《煤炭煤层气地震勘探规范》作为勘查标准。在勘查设计时，为尽可能多地获得地震波的数据，根据勘探地的地震地质条件和勘查地的3个分区的控制条件，在设计测量走向时，将测量主线按照南北主方向布设3条地震主测线，东西向布设2条地震联络测线，各测线间距约4000m。在后来实际测量中，介于被测地区越柬战争残留的地雷影响，测量主线根据测量数据的收集情况，对测线的局部位置进行了适当调整。1#测线南端靠近路边北侧，河流3次穿1线而过，炮孔成孔难度大。检波点沿设计已扫过雷的路径直接穿过，炮点向东做技术偏炮调整，偏移距离控制在10～50m；2#测线北部穿过多片木薯地，青赔难度大，无法正常施工，测线沿已有道路布线。3#测线位置多次穿过河流和多片木薯地。为此，3#测线整体向西移动约400m，向南移动约300m，测线沿已有道路布线。

2.2参数选择

本次地震勘探根据汉森周边地区和该地区其他途径获得的地质资料，结合勘查人员对实地观测的经验，对勘探区选定了试验点，井深按照2m、4m、6m，药量按照0.5kg、1kg、2kg，通过对不同深度、不同药量测试结果的对比分析，最终确定了参数[1]。2.2.1观测系统勘探接收总道数设定为96道；每道间距为5m；炮间距设定为20m；激发方式为中间激发；覆盖次数为12次。在北方向布设3条主测线，东西方向布设2条联络地震测线，共设计5条地震测线，合计线长22km，生产物理点有1105个，设计试验点有15个，共计物理点1120个。生产物理点有1004，检测有40个，试验点有15个，共计物理点1059个，其他有55个，计价物理点有1114。完成测线长21.29km。记录甲级率达67.33%，合格率为99.72%。2.2.2激发因素根据试验点的试验数据发现，随着井深的增加，记录面貌逐步改善，单炮频率明显提高，有效波突出，信噪比高[2]。因此，采用6m单井深激发，在对药量试验过程中发现随着药量的增加，单炮频率逐渐提高，有效波突出，信噪比高，能量和频率都比较高，最终确定采用2.0kg药量激发。2.2.3仪器因素本次勘探采用法国产Sercel428XL高精度地震数据采集系统，仪器采样间隔设定为1ms；地震波记录长度为2s；前放增益为12dB；接收频率设定为全频段，记录格式设定为SEG-D；检波器类型选定的是60Hz检波器；组合方式为5个检波器点式串联组合；组合基距为0.5m；组合高差：道内高差小于0.5m。

3地震监测资料处理与解释

3.1资料处理主要技术措施及参数

地质勘查中关键在于对地震波采集数据的处理，在本次勘测过程中，为确保测试数据的准确，采用静校正法，主要是初至折射静校正、自动剩余静校正逐步细化的静校正应用两种[3]。在绿山逐炮拾取阶段初至折射静校正过程中，通过反复试验确定如下参数：替代速度使用3000m/s，基准面为90m。通过仪器将地震波分析出长波长分量及短波长分量，其中将短波长分量化解邻道间的地震波剧烈跳跃的干扰现象，在消除跳跃干扰后，其余波形用剩余静校正其余分量。在检测数据振幅时会产生4种原因的激烈变化，主要是地层吸收、球面扩散、振幅能量差异和振幅波动差异，根据这4种振幅干扰，采用增加地震波补偿、选定速度、振幅按其因子分解分别补偿的方式消除地层对地震波波幅的干扰[4]。消除干扰的过程中，研究发现不同的频率其效果也不同，在滤波为8～12、140～150，可以消除干扰波中的尖脉冲。在反褶积预测时主要先选定地表一致性，并在对地震波振幅进行补偿的基础上开展。采用频谱整形和地表一致性反褶积技术消除干扰。剩余静校正和速度分析是一个反复迭代的过程，在勘测过程由于波长和波速的不同，在进行波形分析时利用自动剩余静校正可以消除记录中存在的高频剩余静校正量，这样单单的静校正无法完全准确分析，必须叠加波速的分析，只有两项同时开展才能够获得较为精确的分析数据，有时为提高精度要进行多次叠加。在本次勘测资料后期分析过程中，先后进行了3次静校正和多因子的叠加才最终获得高精度的分析结果。

3.2地质资料的解释

本次二维地震资料解释采用Geoframe解释系统。该系统功能强、操作灵活，是快速、高效、全方位进行地震勘探综合解释的强有力的工具。解释工作以人工解释为基础、工作站人机联作解释为工具。3.2.1对时间剖面的解释在地震时间剖面上进行追踪对比，闭合测线交点，同时利用测线上已知钻孔的揭露的煤层深度进行波组对比，确定有效波与主要地质层位之间的对应关系。T6波：疑似6号煤层的反射波，由于钻孔揭示该区煤层埋深浅，地层倾角大，从全区地震反射时间剖面来看，地层背向斜褶曲导致T6波在背斜轴部缺失，背斜两翼T6波较难连续追踪。T11波：通过本次勘探发现，深部还有一组能量较强的反射波T11波，推断认为可能是石炭系地层的煤层（暂定为11号煤层）反射波。该波沿全部5条地震测线均可连续追踪。3.2.2断点和断层的解释在断点解释方面，主要在地震时间剖面上进行，通过分析同相轴上反射波的错断、突变，并在此基础上将断点绕射波和强相位投射到每条测线上，以此进行断点解释。断点在时间剖面上的显示特征，如果断点反射波清晰且断点对比可靠，则基本可以确定断层上、下盘[5]。但如果断点反射波连续性较差、有断点显示，可以确定断层为一盘或存在升降关系。在进行断点解释的基础上，可以进行断层解释，断层解释是通过断点解释和平面组合完成的，在断层的相邻剖面上的断点性质一致，断点落差接近或有规律变化；同一断层在相邻剖面上的表现特征相似；断层连接和组合应符合区域构造规律；对落差不大、相邻剖面上无显示的断点，结合钻孔成果，依据区域地质规律及区域断层走向情况，确定其延伸走向线。

4地质勘测的成果

4.1地震勘探地质成果

通过勘查发现被勘探区总体上为走向NE方向的褶曲构造，呈背斜—向斜—背斜相间的构造形态，褶曲两翼地层倾角较大，地层倾角为40°～60°。自南向北依次为B1背斜，X1向斜，B2背斜。本勘探共发现4个断点并对其进行解释，组合断层1条，其中1线上发现正断点1个，命名DF1，倾向南，落差约50m，4线上发现2个逆断点，分别命名为DF2、DF3，DF2断层倾向东，落差约300m，DF3断层倾向东，落差约750，2线上发现逆断点DF4，倾向北，落差约130m，DF3和DF4组合为1条逆断层，断层走向NNW向，倾向NEE向。

4.2钻探结果的验证

通过本次二维地震勘探时间剖面分析，结合已知的钻孔资料，预测煤层可能的赋存地段，即在X1向斜轴部附近，煤层赋存较好，B1、B2背斜轴附近煤层有局部缺失。6号煤底板标高为-250～50m，东北部最低，西南部最高。通过本次勘探还发现，深部有一组能量较强的反射波，推断认为可能是石炭系地层的煤层反射波（拟定为11号煤层），11号煤底板标高为-2000～0m，在中北部X1向斜轴部最低，南部边界处最高，整体呈单斜形态，局部发育宽缓的褶曲。区内缺乏已知资料，建议打孔验证。基本查明了勘查区的构造形态，控制了煤系地层的总体起伏形态；解释了大于50m的断裂构造，预测了煤层的赋存区域。勘查区总体上为走向NEE方向的褶曲构造，呈背斜—向斜—背斜相间的构造形态，褶曲两翼地层倾角较大，地层倾角为40°～60°。本次勘探共解释了4个断点，组合断层1条，其中1线上发现正断点1个，命名DF1，倾向南，落差约50m，4线上发现2个逆断点，命名DF2、DF3，DF2断层倾向东，落差约300m，DF3断层倾向东，落差约750，2线上发现逆断点DF4，倾向北，落差约130m，DF3和DF4组合为1条逆断层，断层走向NNW向，倾向NEE向。预测了煤层可能的赋存地段，即在X1向斜轴部附近，煤层赋存较好，B1、B2背斜轴附近煤层部分缺失。

5结语

二维地震勘探技术在经济相对欠发达的柬埔寨汉森地区的应用，对于了解当地的地质状况及煤炭资源的分布是最为经济的勘测手段。在勘探的野外工作中，根据被勘测地区的实际状况，采用最佳的勘测方法和最优的勘测布局是十分重要的，必要时要进行试验从中选出最佳方案。在取得勘测数据后，要选择适当的校正方法，这样不仅有利于对资料的准确分析，也可以避免走弯路。本次勘测中，我们开展各种试验工作，选择静校正法，这种方法可以提高短波长处理效果，可以显著增强波同相轴连续性，可以使信噪比和分辨率明显提高，通过利用干扰波与有效波的不同特征，分离、压制各种干扰，保护有效波信号；通过振幅补偿，使浅、中、深层波组间能量处在同一能量级上，波组特征清楚、强弱特征明显。实践表明，二维地震勘探技术在特殊地质条件下的应用，可以减少钻探工作的盲目性，有效减少勘探的反复性，在大量节省成本的同时，可以提高企业的经济效益。

参考文献

［1］陈耀，熊强青．二维地震勘探在页岩气勘查空白区的应用效果———以下扬子巢湖地区五峰组—高家边组下段为例［J］．科学技术与工程，2020（6）：18-23．

［2］王晓东．二维弯线地震资料处理技术在洪洞断裂地震勘查中的应用［J］．能源技术与管理，2019（12）：22-28.

［3］束双伟，王仁齐．厚砾石层覆盖区二维地震勘探方法与效果［J］．西部探矿工程，2020（5）：116-119．

［4］朱波，熊业刚，吴剑锋，等．黄瓜峁—茫东—黄石地区宽线二维地震采集技术探讨［J］．物探化探计算技术，2020（6）：104-105．

［5］刘国庆，张铁桩．二维地震勘探在睢县西部煤普查中的应用［J］．矿产与地质，2013，27（4）：342-346.

作者：易秋清 单位：广东中煤江南工程勘测设计有限公司