李建洲

摘 要：湖南花垣地區(qū)地表極其復雜，橫向巖性變化大，區(qū)內(nèi)大小礦場、礦洞星羅密布;地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)復雜，多個大型斷裂帶分布在區(qū)內(nèi)，局部地層產(chǎn)狀陡，正、逆斷層發(fā)育。針對這種“雙復雜”地區(qū)，在對區(qū)內(nèi)地表障礙物、干擾源調(diào)查的基礎上，探索優(yōu)化檢波器埋置、下藥、激發(fā)等施工方法，為今后類似條件下頁巖氣勘探地震資料采集項目部署和實施提供借鑒。

關鍵詞：南方山地;“雙復雜”地區(qū);頁巖氣勘探;地震資料;采集方法

湖南花垣地區(qū)及其周邊，在上世紀七十年代進行過一些地調(diào)和其它礦產(chǎn)地質(zhì)工作，頁巖氣基礎地質(zhì)工作尚未開展，至2013年以前，未進行頁巖氣或其它地震勘探開發(fā)工作，地震資料尚處于空白狀態(tài)。隨著國土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心對頁巖氣勘探力度的增大，經(jīng)過對區(qū)內(nèi)油氣資源潛力的評價和分析，迫切需要通過二維地震落實斷層、構(gòu)造，優(yōu)選有利區(qū)帶。

1 概況

1.1 地理概況

工區(qū)屬典型的山地地形地貌，地表起伏大，植被茂盛，區(qū)內(nèi)分布有錳礦、鋅礦等工廠，大小水庫零星分布。工區(qū)南部主要為寒武系灰?guī)r、奧陶系灰?guī)r，中部為震旦系灰?guī)r并有少量的中元古界砂巖，北部為寒武系灰?guī)r。

1.2 地質(zhì)概況

區(qū)內(nèi)向斜寬緩，背斜相對緊閉，北部發(fā)育竹子寨-大雅堡背斜、南部發(fā)育叭巖向斜。主要斷裂有與褶皺軸線近乎一致的北東向逆斷層和與褶皺軸線略斜交的北東向-北東東向正斷層、張扭斷層。目的層為黑色炭質(zhì)頁巖、黑色頁巖，目的層與圍巖物性差異大，密度、速度差異明顯，波組坑較大。

2 采集方法

2.1 建立地質(zhì)模型

勘探區(qū)經(jīng)歷多期構(gòu)造運動，地下構(gòu)造復雜，局部地層產(chǎn)狀陡，正、逆斷層發(fā)育。部分地層缺少，且目標層寒武系的牛蹄塘組埋深變化大。因而在獲得深層資料的同時如何獲取淺層資料是勘探區(qū)技術關鍵。通過建立地質(zhì)模型，根據(jù)地質(zhì)模型為選取適當?shù)挠^測系統(tǒng)與施工參數(shù)提供依據(jù)（圖1）。

2.2 干擾波調(diào)查

采用“L”型排列進行規(guī)則干擾波調(diào)查，沿測線方向擺放150道排列，垂直測線方向50道排列，道間距1m，采用固定排列，炮點追逐法方式進行施工，炮點距150m，共5炮，通過規(guī)則干擾波調(diào)查，了解工區(qū)存在的干擾波波形、發(fā)育情況及其特征，為優(yōu)選檢波器組合方式提供依據(jù)（見圖2）。

2.3 基于干擾源調(diào)查的炮點優(yōu)化布設

對每條線上的礦廠、工廠、城鎮(zhèn)等進行調(diào)查，確定具體干擾源的具體位置、影響規(guī)模（圖3）。炮點優(yōu)化設計時，在系統(tǒng)試驗選取的最佳施工參數(shù)的基礎上，采取“逐炮選點、盡量逼近、深井小藥量激發(fā)”的原則，保護淺層有效信息，同時確保激發(fā)安全。在大型礦場、工廠周圍，采取將理論炮點在障礙物區(qū)域外合理變觀設計，并進行適當加密，改善障礙物區(qū)疊次，盡量保證疊次均勻。

2.4 基于表層結(jié)構(gòu)調(diào)查的井深設計

嚴格遵守微測井指導井深設計，井深設計充分考慮微測井解釋成果的低速帶厚度、藥柱長度以及爆炸半徑，同時結(jié)合地形高程變化情況及試驗結(jié)論的最低井深，逐點動態(tài)設計每口井的激發(fā)深度，保證了單炮的激發(fā)條件相對穩(wěn)定（圖4）。

2.5 優(yōu)化檢波器埋置條件

在巖石出露地段用土堆，并壓實，再埋置檢波器;在懸崖陡坎地段，采用粘膠劑或泥餅，將檢波器粘牢粘緊于巖石上;在城鎮(zhèn)區(qū)，盡量利用街心花園或者花壇埋置檢波器，或采用貼泥餅方式埋置;在礦渣區(qū)刨坑去除松散沙卵石、填土夯實，再埋置檢波器，最后回填土覆蓋檢波器的埋置;在河灘卵石或者基巖直接出露的河灘地段，采用“填粘土、夯結(jié)實”的方法扎堆埋置檢波器。盡力改善耦合效果，降低環(huán)境噪音干擾，提高新造不，保障資料品質(zhì)。

3 地震采集效果

3.1 單炮資料分析

在工區(qū)的北部、中部、南部的測線抽取典型單炮，對原始單炮和30-60Hz分頻記錄進行對比分析，從單炮記錄原始面貌來看，單炮整體能量較強，信噪比較高，可以從單炮記錄0.5-1.4s內(nèi)看出目的層牛蹄塘組一套反射波組連續(xù)性較好。在深層3s以下有多套反射波出現(xiàn)，波組特征比目的層要更加明顯，雖然不是目的層，但反映出單炮能量較強，資料品質(zhì)較好，從單炮頻譜圖分析，工區(qū)大部分單炮的頻譜特征較好，頻帶較寬，平均在90Hz左右（圖5）。

3.2 剖面資料分析

選取系統(tǒng)試驗時的線試驗L17線進行剖面分析。所獲剖面目的層反射波阻抗清晰連續(xù)、反射信息豐富，能夠連續(xù)對比追蹤，斷層位置清晰可見，剖面淺、中、深各地質(zhì)層位反射明顯，目的層波組特征清晰連續(xù)。與現(xiàn)有地質(zhì)調(diào)查所獲埋深變化和構(gòu)造特征對比，所獲剖面形態(tài)起伏與已有地質(zhì)形態(tài)大致相當，但是獲得的地震剖面形態(tài)更為有精確，且獲得剖面疑似斷點與已知斷層位置基本一致，存在一定擺動。更好的反映了地質(zhì)情況，為后續(xù)類似區(qū)域頁巖氣地震勘探工作奠定基礎（圖6）。

4 結(jié)論和認識

（1）在山地“雙復雜”地區(qū)，綜合考慮系統(tǒng)點試驗、干擾波調(diào)查、表層結(jié)構(gòu)調(diào)查、地表障礙物調(diào)查而優(yōu)選的觀測系統(tǒng)，激發(fā)、接收因素、以及炮檢點優(yōu)化布設尤為重要。合適的激發(fā)和接收因素及合理的炮檢點布設可以提高單炮資料信噪比;合適的道距可以有效減小目的層成像受高陡地層、斷面波、繞射波的空間采樣影響;合適的排列長度，能較好的得到各地層反射信息。

（2）采用“貼沙袋、貼泥餅”的檢波器埋置效果明顯。總結(jié)此次山地灰?guī)r區(qū)勘探經(jīng)驗，在礦區(qū)和采石場附近的松軟渣土地區(qū)、在城區(qū)或公路的硬化路面、在河邊的鵝卵石區(qū)域，采用“貼沙袋、貼泥餅”的檢波器埋置方式，可以增加檢波器耦合度，提高資料信噪比。

（3）單線設計中盡量減少較大離散點的炮檢點設計，較大離散點的CDP反射點不在CDP線上，會影響剖面成像。

（4）數(shù)據(jù)處理時，增加速度分析點，特別是在巖性變化地段和構(gòu)造變化地段增加速度分析點，目的層反射波組特征會更加清晰，地質(zhì)現(xiàn)象更加明顯。

參考文獻

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[2]李振春，張軍華.地震數(shù)據(jù)處理方法[M].東營：中國石油大學出版社，2004.

[3]SY/T5314-2011.陸上石油地震勘探資料采集技術規(guī)范[S].