煤田二维地震勘探炸药震源和可控震源的对比研究

２０１１年第６期　中州煤炭　总第１８６期　

可控震源地震勘探在厚砾石层覆盖区深部　

找煤中的应用　

张　琳　，景喜林　，于增宝　，董　杰　，张慧利　，蔡兰花　（１．河南省地球物理工程勘察院，河南郑州４５００５３；２．河南　省水文地质工程地质勘察院，河南郑州４５００４５）　

摘要：阐述了可控震源地震勘探原理，分析了应用可控震源激发在浅、表层存在较厚砾石层的某煤普查区地　震勘探中的激发参数试验、数据采集参数、取得资料质量及找煤效果，应用表明：可控震源在厚砾石层覆盖区　进行地震勘探中具有良好的激发效果。　关键词：地震勘探；可控震源；炸药震源；厚砾石层　中图分类号：Ｐ６３１．４　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００３—０５０６（２０１１）０６—００３７—０２　

地震勘探的激发源多以井炮炸药震源激发为　主，但在潜水位较深、浅层卵砾石发育、松散层较厚　

的浅层地震地质条件复杂区，井炮激发困难很大，效　果不佳，甚至无法施工。但可控震源因具有激发波　

形精确可控、自行运载通过性高、效率高、可在人口　

和建筑物稠密处使用等优势，可以在不宜使用炸药　震源的地区使用，尤其是在于旱缺水和钻井困难地　

区使用时，因其施工效率高、效果好的优点比较突　出，受到地球物理界的普遍欢迎，成为地震勘探的主　

要激发设备…。本文以某勘探区找煤勘探为例，对　

浅、表层具有较厚砾石层覆盖的地区应用可控震源　激发勘探的具体方法进行介绍。　

１勘探区概况　

某煤普查区面积１９　ｋｍ　，设计地震剖面勘探线　

６条，总长３２　ｋｍ，物理点１　６００个。该普查区位于　太行山东麓，为丘陵向平原过渡地带，地形比较复　

杂，高差较大，冲沟、陡坎发育，地表多为松散沙土、　

卵砾石层或钙质胶结泥岩，浅部不同深度也多存在　较厚卵砾石层，潜水位较深（５０　ｍ左右），而且目的　

层也较深。在这种地震地质条件比较复杂的地区进　行地震勘探工作，钻井比较困难，经过充分试验，决　定采用可控震源激发进行地震勘探工作。　

I 第一章 绪论

1.地球物理勘探的概念及分类

概念：利用物理学原理和相关技术获取某些地质参数、特征及变化规律, 从而对地质问题经行切实合理的分析和解释的油气勘探手段。

分类: 地震勘探、电法勘探、重力勘探、磁法勘探

2.地震勘探的概念

利用人工激发的地震波来定位矿藏, 确定考古位置, 获取工程地质信息的勘探方法, 它是地球物理勘探中最重要、解决油气勘探问题最有效的一种方法。

3.地震勘探的基本原理

人工激发的弹性波在岩石中传播时, 遇到岩层的分界面便产生反射波或折射波, 在它们返回地面时用高灵敏度的仪器记录, 根据波的传播路程和旅行时间, 确定发生弹性波反射或折射的岩层界面的埋藏深度和形状, 从而认识地下地质构造, 寻找油气圈闭。

4.地震勘探的三个环节

野外资料采集、室内资料处理、地震资料解释

第二章 地震波运动学理论

1.基本概念

●各种介质的概念

（1）均匀介质与非均匀介质

均匀介质: 介质内每一点的物理特性参数均相同

非均匀介质: 介质内的物理特性参数随空间位置的变化而变化

（2）弹性介质与非弹性介质

弹性介质: 介质卸载后能够完全恢复到加载前状态

非弹性介质: 卸载后不能够完全恢复到加载前状态

（3）各向同性介质与各向异性介质

各向同性介质: 介质参数与方向无关

各向异性介质: 介质参数随方向变化而变化

（4）单相与双相、多相

单相: 固体、流体（油、气、水）

双相: 固体骨架以及孔隙内的流体

实际地下介质的特征: 非均匀、非弹性、各向异性、多相

●波动、弹性波、地震波、波前、波后、波面、振动曲线（地震记录）、波形曲线（波剖面、波场快照）

波动: 振动在介质中传播形成波动；

弹性波: 振动在弹性介质中传播形成弹性波；

地震波: 地层中传播的弹性波；

波前: 在某一时刻, 介质中刚刚开始振动的点连接起来形成的面；

波后：在某一时刻, 介质中刚刚停止振动的点连接起来形成的面；

波面: 介质中同一时刻开始振动的点连接起来形成的曲面；

一、交底目的

为确保可控震源作业过程中的安全，提高作业人员的安全意识，现将可控震源作业的安全技术要求进行交底，要求所有参与作业人员认真学习并严格遵守。

二、可控震源简介

可控震源是一种非炸药激发设备，主要用于地震勘探。其工作原理是通过产生可控的振动波，激发地下介质，从而获取地下结构信息。可控震源具有激发能量可控、波形可控、环保等优点。

三、安全注意事项

1. 作业前的准备工作

（1）作业人员应熟悉可控震源设备的操作规程和作业流程，了解设备性能及安全注意事项。

（2）检查设备是否完好，电源、电缆、振动器等部件是否安全可靠。

（3）确认作业现场安全，包括场地平整、排水畅通、交通标识明确等。

2. 作业过程中的安全措施

（1）操作人员应穿戴符合要求的防护用品，如安全帽、防护眼镜、防尘口罩等。

（2）作业人员应按照操作规程进行操作，不得擅自更改设备参数。

（3）作业过程中，注意观察设备运行状态，如发现异常情况，立即停止作业，并及时上报。

（4）设备运行时，非操作人员不得靠近设备，避免误操作。

（5）设备振动时，注意周围环境，防止振动对周边设施造成损害。

3. 作业后的安全工作

（1）作业结束后，对设备进行检查，确保设备无损坏，电源、电缆等部件安全可靠。

（2）清理作业现场，确保场地整洁，无安全隐患。

（3）对作业人员进行安全总结，总结经验教训，提高安全意识。 四、应急措施

1. 作业过程中，如发生人员伤害事故，立即停止作业，采取紧急救护措施，并及时上报。

2. 如发生设备故障，立即停止作业，采取必要的安全措施，防止事故扩大。

3. 如发生火灾、触电等事故，立即切断电源，采取相应的灭火、救护措施，并及时上报。

五、交底人及接受人

交底人：[姓名]

接受人：[姓名]

[日期]

六、附件

1. 可控震源操作规程

2. 可控震源安全注意事项

3. 应急措施

[注：以上模板仅供参考，具体交底内容可根据实际情况进行调整。]

地球物理勘探技术中的地震勘探技术

2山东省地质矿产勘查开发局第五地质大队 山东 271000

摘要：利用地下介质弹性和密度的差异，通过观测和分析大地对人工激发地震波的响应，推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法叫作地震勘探。地震勘探是钻探前勘测石油与天然气资源的重要手段，在煤田和工程地质勘查、区域地质研究和地壳研究等方面，也得到广泛应用。作为人类历史上一项重大技术，地震勘探的出现无疑受到了天然地震的启发。

关键词：地球物理勘探技术；地震勘探技术

引言

地震勘探的出现与人类对地震波的认识密切相关。通过长期以来对地震现象的观察，科学家们认识到，地震是由地层发生断裂或位移而引起的，地层断裂或位移会产生振动，振动会从地震发生的地方向四周传播，形成地震波。利用地震波可以了解地下地质构造的特征。

1.反射法与折射法

地震勘探技术的发展与人类科学技术的进步密切相关。地震勘探的每一次技术进步都是人类科学技术发展的体现，这从地震勘探的发展历史中可以清晰地看到。最早应用于地球资源勘探的技术是反射法地震勘探。但是由于当时人工地震所产生的地震波能量很弱，地震反射波的能量更弱，常常与自然界的噪声混杂在一起难以分辨，在技术上尚未能进行实际应用。后来，随着机械设备制造技术的进步，地震记录设备精度和灵敏度得到了显著提高，反射法地震勘探初步具备了实用化的基础。1921年，美国地球物理学家卡切尔(J.C.，Klarcher)把反射法地震勘探应用于生产实际，在俄克拉荷马州首次清晰地记录到人工地震造成的反射波，这是地震勘探在石油工业领域的首次尝试。1930年，根据反射法地震勘探的结果，在该地区发现了3个油田，从此反射法进入了工业应用的阶段。折射法地震勘探的实际应用开始

于德国明特罗普(Ludger Mintrop)，他于1919年申请到折射法地震勘探的专利。从1924年开始的几年内，明特罗普利用折射法在墨西哥湾沿岸地区发现了很多盐丘，其中有不少盐丘所在地后来成为高产油田。1930年末，苏联地球物理学家甘布尔采夫（1903—1955）等吸收了反射法的记录方式对折射法做了相应的改进。早期的折射法只能记录最先到达的折射波（直达波），而改进后的折射法能够记录各时段的折射波，可以更细致地研究地震波的传播特征。