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可控震源在新疆库车地区资源勘查中的应用

时间:2016-05-03来源: 作者: 点击: 211次


刘松

摘要:勘探区地表为松散卵砾石层,未固结,砾石成分复杂,砾径巨大,不适合地震勘探钻井施工,激发方式适合为可控震源。针对勘探区情况,生产前通过试验确定了可控震源的具体参数,包括震动次数,扫描频率、扫描长度、驱动电平等。最终取得了较好的地震资料,为本地区下一步的开发提供了宝贵的地质资料。

AbstractThe surface of the exploration zones is covered with the loose gravel, which is unconsolidated. The gravel composition is complicated, with huge gravel size, which is not suitable for drilling in the seismic exploration. Vibroseis is a better way for the seismic exploration. Through the site test, we acquired the specific parameters of the vibrator, including vibration frequency, scanning frequency, scanning length, drive level. Finally we obtained the good seismic data, providing valuable geological data for the development of the region.

关键词:可控震源,砾石层,二维地震勘探,库车

Key wordsVibrator, Gravel Layer, 2D Seismic Exploration, Kuqa

1 工区概况

勘查区地处天山南麓山前地带,隶属于库车县。地形地貌属山前洪积扇,海拔1330-1750米,南东高,北西低,勘查区切割较弱,地形较平坦。本勘探区地质资料较少,在工区中部,有过油田勘探的痕迹,并有一口正在施工的油田钻井,初步推测本区侏罗系煤田的存在。

2 可控震源的应用

       地震勘探在石油,天然气,煤田以及金属矿的勘查中得到广泛的应用。其最大优点就是对环境的破坏和污染小,组合方便,可以人工调整激发子波的频带。但由于施工灵活性差,要求工区地表平坦、开阔,而且激发能量小,一般多用于较大的城区,以及戈壁和荒漠地带。

可控震源施工时,一般由多台震源同时振动数次来完成一个物理点的激发工作。影响地震资料信噪比的一个重要因数是震源向地下输送的能量,该能量的大小与震源的大小、出力、台数、扫描次数、扫描长度等参数有关,可根据目的层埋藏深度和地表条件来选择震源的大小和台数。对于目的层埋藏较深的地区要选择大吨位的震源,扫描台次也要相对增多;对于地表疏松的地区,可降低震源的出力,采用增加震源扫描台次,缩短扫描长度的方法施工。

2.1 可控震源原理

       可控震源是通过电子信号,液压信号转为机械振动的震源。利用气体或水力驱动土壤上钢板,使其振动而产生一种频率可控制的波列,成为地震震源,震源波形是已知的。在扫描期间采用连续变化的正弦振动,升频扫描时,频率开始是低的,并随时间而增大;降频扫描时,首先发生最高频率,随时间而降低。由许多这样长的波列叠加构成的野外记录与扫描信号相关,相关的记录就与由脉冲震源产生的普通地震记录类似。这种装置抗干扰能力强,在陆地上对地面和农作物的损坏轻微,可在居民稠密区工作,但要有专门的运载设备和较好的交通条件。

2.2 可控震源的参数选择

       地震勘探试验的主要目的是为了验证设计论证的正确性;选择最佳的生产因数;也是检查所有采集设备能否正常投入生产的最佳时机。限于篇幅,本文仅讨论生产因数中的激发因数,也就是震源参数的确定。主要包括震动台数,扫描长度,震动次数和驱动电平等参数。

1)震动台数试验。试验工作首先进行震动台数试验,以保障足够的震源能量,其它参数为震动次数6次,扫描长度12s,扫描频率10Hz-110Hz,斜坡0.3,驱动电平75%。从震动台数来看,2台震源激发,其能量已达到饱和(图1)。



图1 震动台数试验

2)扫描长度试验。试验的扫描长度分别为8s10s12s14s16s,其它参数震动台数2台,震动次数6次,扫描频率10Hz-110Hz,斜坡0.3,驱动电平75%。从扫描长度来看,扫描长度越长,能量越强,但是主要考虑两个方面,一是满足仪器的最大扫描速率,即t1≥|fh-flKK为可控震源所限定的最大扫描速率值,由震源液压伺服系统所限定,二是避免相关虚像对记录质量的影响。在满足这两个条件下,可以增加扫描长度。14s的扫描长度,所生产的记录已经达到要求。

3)震动次数试验。分别进行了4次、6次、8次的不同震动次数试验,其它参数震动台数2台,扫描长度14s,扫描频率10Hz-110Hz,斜坡0.3,驱动电平75%。从震动次数来看,震动次数越多,信噪比越高,但是有效波的主频也随之下降,4次的震动次数,已经达到生产要求(图2)。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


a 4次激发

 

 

 

 

 

 

 

 


b 6次激发


图2 震动次数试验

4)驱动电平试验

根据震源情况,分别采用驱动电平为60%65%70%75%进行试验,其它参数震动台数2台,震动次数4次,扫描长度14s,扫描频率10Hz-110Hz,斜坡0.3。从驱动电平来看,野外生产中,地表为松软的土层时,由于耦合较好,一般选择大些的驱动电平。当地表较硬的时候,与大地耦合较差的时候驱动电平不宜过大。结合本区情况,地表为松散的不含水的砾石层时,70%-75%的驱动电平效果较好。当地表为冰面,耦合较差的时候,65%-70%的驱动电平效果较好。

2.3 效果分析

本次二维地震勘探,初步掌握了覆盖层厚度及其变化情况;本勘探区没有发现埋深较浅的含煤地层;基本查明了区内构造发育情况。

1)覆盖层

调查区北边为库车前陆盆地的天山南坡山麓(库车大峡谷所在地),南边为确尔塔格山,著名的盐水沟风景区坐落其中,属于典型的山间盆地。整体表现为北部海拔高、南部海拔低,全区覆盖层的底界面为库姆格列木群,上覆着吉迪克组,康村组(Tk2)和库车组(Tk1)。整个新生界非常厚,据相关资料仅库车组和康村组就达2500m,地震时间剖面仅能够反应第三系中的一部分地层。

2)褶曲

本次调查区地层整体为一走向北东东,倾向北北西的向斜X1,在北部发育一背斜B1


TK2

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 


图3 背斜在剖面上的反应

3)断层

本次地震勘探共解释断点18个,其中A级断点15个,B断点3个,共组合断层7条,6条为逆断层,1条正断层。按照不同的分类标准,对这7条断层按照可靠程度分类:可靠断层4条,较可靠断层3条。


DF1

 


 

 

 

 

 

 

 

 


图4 断层在剖面上的反应

4)含煤分析

根据地震剖面上常见典型的含煤段特征对地震时间剖面进行解释,最终确定未在本区发现符合特征的含煤地层。主要有以下三个方面的依据:

1)若其中含有煤系地层,因为其波阻抗差异较大,地震波反射应该非常明显,而其它岩性地层的反射波波阻抗差异相对较小,反射波也比较弱,因此会出现比较强的煤系地层反射波和相对较弱的其它地层界面反射波。本区不符合这种情况。(图5,图6

bzpm

 

 

 

 

 

 

 

 

 


图5 含煤地层在剖面上的反应(邻区)

叠后去噪后.jpg


对于地表条件较平整,但是激发条件较差,有较厚的砾石层覆盖地区,可控震源可以很好的解决地震波激发的问题,同时通过调整参数可以较好的解决地震波在砾石层中传播衰减的问题。本次项目,基本完成了地质任务,初步了解了调查区的构造轮廓,初步了解了区内覆盖层的厚度变化情况,基本确定了本次勘探区内没有发现深度较浅的含煤地层。

 

参考文献

[1] 王建军,地震勘探中可控震源参数的选择,科技传播,20134):104

[2] 薛海飞,董守华,陶文朋,可控震源地震勘探中的参数选择,物探与化探,20104):185

 

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