三维地震勘探技术及其工程应用.pdf

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1、第44卷第5期人民长江VOl_44．NO．52013年3月YangtzeRiverMar．，2013文章编号：1001—4179(2013)05—0040—04三维地震勘探技术及其工程应用熊永红，张建清，陆二男(长江工程地球物理勘测武汉有限公司，湖北武汉430010)摘要：随着工程勘探要求的提高，如要查明地层结构的细微变化及地质构造等，采取常规二维地震勘探，在观测手段、信息、数据处理分析技术等方面受到制约。而高分辨率的三维地震勘探是在一定的面积上，以面的方式采集地下地震波信息。经数据处理后形成三维数据体(三维立体空

2、间)进行多角度、多方位分析和解释，并可以多角度、多方位切片方式显示目的层，使成果分析和解释更加充分、详实。针对工程地球物理勘探的特点，介绍了三雏地震勘探的相关技术，并通过某调水工程防渗线路探测的成功案例，证明该技术方法可在水利水电工程地质勘察中推广应用。关键词：三维地震勘探；观测系统；镶边宽度；分辨率中图法分类号：TV698．14文献标志码：A三维地震勘探技术兴起于20世纪70年代末，与角、地层岩体波速以及反射波的动力学特征等，并应明二维地震勘探相比其优点突出，主要表现在：①在原确下列基本问题。①勘探深度。②要求分

3、辨的最小理上更接近于工程实际；②具有面积勘探、高密度采地层厚度(垂直分辨率)，它决定了地震数据中所应保集、信息量丰富，大大提高了分辨率；③野外施工有较留的最高频率成份⋯或最短信号波长A⋯。③水平大的灵活性，能适应许多复杂的地表条件；④三维图像分辨率(菲涅尔带半径)，它与地震波到达反射界面显示灵活多样。因此，三维地震勘探在石油、天然气、平均速度、垂直双程旅行时间、反射波主频有关；高频煤炭等地下天然矿产资源勘探中得到了广泛的应用，成分菲涅尔带小、分辨率高，低频成分菲涅尔带大、分而在工程地球物理勘探领域的应用才刚刚起步，

4、目前辨率低。因此提高水平分辨率的主要办法之一亦是提还没有可借鉴的技术和经验。本文针对工程地球物理高反射波的频率。勘探的特点，简要介绍三维地震勘探的相关技术及在1．2野外工作设计水利工程中的应用。1．2．1三维测区施工面积的确定1工程三维地震勘探技术(1)确定地下勘探面积(也就是满覆盖面积)，叮三维地震勘探主要由野外地震数据采集、室内资根据已知资料，然后考虑其它影响因素，最后确定地下料处理、地质解释3个环节组成，三者之间既相互独满覆盖面积。立，又相互影响。因此，只有精心设计、严谨施工、合理(2)计算偏移范围(即四周镶

5、边宽度)，偏移范围解释才能获得满意的地质效果。是倾斜地层在偏移处理时，使其恢复到正确的地下位1．1资料收集置所应移动的水平距离(图1)。野外工作实施前应充分收集测区的地形、地质、地(3)确定地面施测面积，地下勘探面积和偏移范球物理参数等，如地层、构造、最大勘探深度、地层倾围确定后，即可确定地面施测范围。收稿日期：2012—08—27基金项目：水利部“948”项目资助(201128)作者简介：熊永红，男，高级工程师，主要从事水利水电工程地质物探工作。E—mail：xiongyonghong@cjwsjy．tONI．c

6、n第5期熊永红，等：三维地震勘探技术及其工程应用411．2．2观测系统算。三维数据采集中，观测系统的类型和参数设计非1．2．4采集参数的设计常重要，它关系到整个数据采集的质量。因此在设计(1)最大炮检距的设计。最大炮检距的设计值与时，应根据任务要求，结合考虑地形、地物、交通条件以多种因素有关，并受多种因素制约，应根据测区地质条及装备等各种因素，选择最优化参数来合理设计观测件和有关地球物理参数综合考虑。系统。三维地震的炮检距，要用它在纵向(沿测线方向，一般称方向)和横向(垂直于测线方向，一般称l，方向)的投影来确定，

7、其计算式为X=√+y2横(1)式中，纵为+(B一1)AX；L为纵向偏移距(最小炮检距)；B为纵向排列接收道数；AX为纵向接收道距；Ya为非纵距。当计算最大炮检距时，y横应等于最大非纵距(即横向最大炮检距)。设计三维炮检距时，应使道集(面元)内各道炮检距分布均匀，覆盖次数稳定。(2)最小炮检距的设计。最小炮检距(偏移距)的选择应使反射波不受强面波干扰，同时考虑所需最图1反射偏移与镊边宽度大炮检距对偏移距的要求。三维观测系统的类型很多，大体可分为规则型和(3)空间采样距离的设计。空间采样距离是采集不规则型两大类。三维资

8、料时对地震波进行接收(采样)的空间间隔。(1)规则型观测系统。规则型观测系统是指炮点当地质体空间3个正交方向(、Y及时间t)的采样密网格和检波点网格按一定的规律规则分布的观测系度均满足采样定理要求时，得到的数据体才能有较完统。基本类型有：①最简单的有十字型观测系统、L整的频率。因此，为了保证所有有意义反射波的完整型观测系统、T型观测系统等；②组合型观测系统，