三维地震勘探技术在水体覆盖区域的应用策略

三维地震勘探技术在水体覆盖区域的应用策略

徐国峰

中国石油东方地球物理勘探公司大庆物探公司 （黑龙江省大庆市 163000）

摘要：本文主要分析了水体覆盖区域地质勘探中的三维地震勘探技术应用策略。包括勘探方案设计策略、水体覆盖区域内的数据采集策略以及原始资料效果分析策略等。希望通过本次的分析，可以为此项技术的合理应用与水体覆盖区域地震勘探工作质量的提升提供有力支持。

关键词：水体覆盖区域；地质勘探；三维地震勘探技术；勘探设计；数据采集

前言：在现代煤矿资源地质勘探工作中，三维地震勘探技术属于一项不可或缺的技术形式。为实现此项技术的合理应用，工作人员一定要结合勘探区域的基本情况，采取合理的策略来应用此项技术。这样才可以充分发挥其技术优势，获取到足够科学准确的勘探结果。

一、勘探区域基本概况

    本次所研究的是某煤矿找矿区域内的地质勘探项目，该矿区处在水体覆盖区域内，其可采煤层主要由三层，但却有冲刷剥蚀情况存在。基于此，在此次地质勘察中，为实现该矿区煤层赋存范围的科学圈定，从而为其后续的采矿工作提供参考依据，煤矿企业决定通过三维地震勘探技术对其进行勘探。经该矿区现场实地勘察发现，整个区域属于第四系覆盖，其下部第三系、二叠系、侏罗系、志留系、元古界、三叠系、泥盆系以及白垩系都存在缺失情况，二叠系中的山西组以及石灰系中的太原组属于该矿区范围内的主要煤层。经进一步勘察与分析可知，该矿区的采煤施工需要在鱼塘水面上进行，其表层具有十分复杂的地震地质条件，深部煤层具有较大变化，整体构造十分复杂。基于此，在通过三维地震勘探技术进行该矿区地质勘探时，工作人员一定要结合实际情况，采取合理的策略来进行勘探。

二、三维地震勘探技术的主要应用策略

（一）勘探方案设计策略

    在水体覆盖区域的煤矿地质勘探中，三维地震勘探技术的一个首要应用策略就是勘探方案的合理设计。基于此，煤矿企业与工作人员一定要对此做到足够重视，并结合勘探区域现场的实际情况，对其勘探方案加以合理制定。本次项目中，工作人员主要结合现场实际情况，按照与地层垂直的走向进行三维地震勘测线布设，并顺着鱼塘的实际分布走向，沿着鱼塘岸边布设检波线[1]。最终共设计了6条西北东南走向的测线，通过12线8炮以及中点发炮的形式，设计了整体三维地震勘探系统。通过这样的方式，便可为后续的三维地震勘探奠定坚实基础，从而为此项技术的合理应用提供有力支持。

（二）水体覆盖区域内的数据采集策略

    对于水体覆盖区域内的煤矿地质勘探而言，水体覆盖区域内的数据采集也是三维地震勘探技术的一个主要应用策略。因为该矿区范围内遍布着鱼塘，超过80%的地面均为水面覆盖形式。相比较常规地面上的三维地震勘探而言，该矿区勘探中的野外施工具有更大难度。基于此，实际勘探中，为实现该区域范围内三维地震数据的科学、全面采集，工作人员主要采取了以下几项策略：1）对整体勘探区域做好实测，将实测结果作为依据，在工程布置图里明确标注出鱼塘水深以及能否进行打孔放炮等实际情况标明。然后再借助于MESA观测系统设计软件来实现设计该区域内无法实施打孔放炮的部分。具体设计时，工作人员可将炮点设置在上述区域的周边，以此来改变其排列与接收形式，使这些区域下方的勘探波覆盖次数与其实际叠加次数要求相符。通过这样的方式，便可为完整的地震资料获取以及有效波质量保障提供有力支持。2）通过GPS全球定位测量仪进行区域内的水上测量，与传统形式的全站仪相比，该设备更加灵活、便利，且具有更高的测量精度。此次水上测量主要按照分组的方式进行，每一个测量小组共设置两艘测量小船。在小船进入到水塘之后，一名专业测量工作人员会在小船上实施测量，另一名工作人员会将足够长度的竹竿插设到水里的测量点位置，并使其露出水面的高度超过1m，以此来为后续的识别提供便利。同时，工作人员需要将颜色不同的布条绑在竹竿上，以此来区分检波线和炮线，同时应做好桩号以及测线号设置，以便后续区分。3）通过类洗浴地面上的钻井设备在机船正中间位置打设一个孔洞，在打设到设计深度后，工作人员需通过塑料管罩住孔口，以便后续的成型TNT炸药下放，避免测区出现大面积空炮情况。4）由于鱼塘底部的淤泥厚度较大，所以此次勘探中，工作人员将检波器尾椎长度增加了50-80cm[2]。然后通过专用的插检波器工具将其垂直插入到水面下方的淤泥里，并将检波线和大线相连的一端从水面拉出，再系到竹竿上 ，以此来为后续的大线连接提供便利。5）通过工作站及时处理获取到的勘探资料，从而使实际施工效果以及施工中存在的问题得到随时发现和随时解决。

（三）原始资料效果分析策略

    在通过上述技术措施进行水体覆盖区域地质勘探之后，工作人员便可获取到足够科学、全面的原始地质资料。此时，科学合理的原始资料效果分析便是三维地质勘探技术实际应用中的一项重点策略。基于此，工作人员一定要对获取到的原始资料做到足够重视，并通过合理的策略来分析其原始资料效果。本次项目中，工作人员主要通过以下策略对原始资料进行了全面分析：1）通过原始弹炮识别与分析发现，虽然该项目勘探区域内的地形比较复杂，局部区域内的炮点不能均匀分布，探测波的覆盖次数也会发生变化，但是经上述方法勘探之后，该区域内获取到的原始资料整体质量比较高，初至波清晰度也比较好。整体勘探区域范围内具有较好的激发条件，原始单炮具有较高的信噪比，反射波也具有较为清晰、丰富的层次；但是该区域内的煤层却存在冲刷和变薄情况，其反射波能量也比较弱

[3]。2）通过分析原始弹炮频谱发现，其有效频带在10-120Hz之间，目的层中的主频在20-80Hz之间。由此可判断出，该区域内的原始资料具有较宽频带。3）该勘探区域内的原始弹炮干扰波主要为随机噪声、面波以及声波形式。对于这些主要干扰因素，在具体的处理过程中，工作人员可通过叠前多域组合去噪加强的方式来处理。而对于某些品质不够好的弹炮，工作人员可通过低频压制模块和保幅随机噪音等的方式来单独实施净化处理，以此来获取足够好的勘探效果。

结束语：

    综上所述，三维地震勘探技术是当今煤矿区域地质勘察工作中的主要技术措施。尤其是在水面覆盖区域内的煤矿地质勘探中，此项技术更是具有非常显著的应用优势。基于此，煤矿企业需要将其勘探工作现场的实际情况及其具体勘探需求等作为依据，对三维地震勘探技术加以合理应用。通过这样的方式，才可以获取到足够科学、准确、全面的地质勘探结果，从而为后续的采矿施工及其地质问题解决提供参考依据，尽最大限度确保此类区域煤矿开采工作的安全有序进行，促进现代煤矿企业的良好经营与发展。

参考文献：

[1] 康杰杰. 基于三维地震勘探的煤矿采空区及煤层异常区分析[J]. 中国科技信息,2023(23):58-63.

[2] 刘兴金,王有智,宋琳,等. 电火花震源在煤矿采区三维地震勘探中的应用[J]. 山东国土资源,2023(10):51-55.

[3] 苏海龙,李江,秦晓军,等. 应用地震技术在济宁矿区预测岩浆岩侵入范围[J]. 矿产与地质,2023(5):1046-1050.

作者简介：徐国峰，男，1979年10月出生，大学，现就职于中国石油东方地球物理勘探公司大庆物探公司，从事陆地地震勘探工