王晶，姜飛，李京濤，李金輝，陶二勇

(山東省煤田地質(zhì)局物探測(cè)量隊(duì),山東 泰安 271021)

三維地震勘探在野外是面積勘探，開動(dòng)的采集道較多較密集，施工時(shí)參與的各班組人員和使用的設(shè)備也較多。對(duì)三維地震勘探野外施工影響最大的就是地表地震地質(zhì)條件，所以施工方案要根據(jù)地震地質(zhì)條件、設(shè)備條件、目的任務(wù)、自然條件等因素，通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)來(lái)確定施工防范[1]。對(duì)于地形地物都十分復(fù)雜山區(qū)，尤其是地表山路稀少，沖溝極度發(fā)育，巖石高度風(fēng)化，黃土覆蓋、基巖出露以及沖積物、坡積物并存的山區(qū)，施工難度非常大。采用一般平原施工方法效率低、成本高，而且難以采集到較好的地震第一手資料，而野外數(shù)據(jù)采集直接影響后期地震處理效果和報(bào)告的編制質(zhì)量。根據(jù)多年山區(qū)施工經(jīng)驗(yàn)針對(duì)復(fù)雜山區(qū)野外現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，各個(gè)施工流程采用一些特殊的施工方法能起到事半功倍的效果。

1 現(xiàn)場(chǎng)踏勘

在野外施工前，不能照搬類似平原戈壁沙灘等簡(jiǎn)單地形那樣的一般施工方法，盲目追求施工進(jìn)度，讓全部施工人員和各種設(shè)備快速進(jìn)駐現(xiàn)場(chǎng)。對(duì)于復(fù)雜山區(qū)的地震項(xiàng)目，施工前期項(xiàng)目經(jīng)理要組織該項(xiàng)目的項(xiàng)目負(fù)責(zé)、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指導(dǎo)、測(cè)量人員進(jìn)入工區(qū)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地踏勘，了解區(qū)內(nèi)地形地物、人文地理情況，尤其是核實(shí)好區(qū)內(nèi)沒有明顯標(biāo)志但隱藏在地下的一些古文物及地表一些暗墳，防止在施工炸藥爆炸時(shí)帶來(lái)工農(nóng)關(guān)系賠償問(wèn)題，更嚴(yán)重的是要防止觸犯國(guó)家文物相關(guān)法律。通過(guò)到現(xiàn)場(chǎng)踏勘和當(dāng)?shù)卮迕窠涣鬟€可以有針對(duì)性的了解區(qū)內(nèi)地表村莊、樹木、山井(包括水庫(kù))、溝坎等障礙物以及一些經(jīng)濟(jì)作物分布情況，為后續(xù)整個(gè)施工隊(duì)伍進(jìn)駐現(xiàn)場(chǎng)尤其是技術(shù)上觀測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和野外成孔方法、設(shè)備做好準(zhǔn)備。

2 觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

觀測(cè)系統(tǒng)是野外施工的技術(shù)核心[2]，習(xí)慣性的觀測(cè)系統(tǒng)往往能解決技術(shù)問(wèn)題，卻不能適應(yīng)山區(qū)的施工條件，導(dǎo)致野外施工難度加大，施工效率緩慢，成本急劇上升等問(wèn)題，而且更重要的是難以獲得較好的第一手野外資料，同時(shí)觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理還會(huì)導(dǎo)致野外施工人員的安全問(wèn)題。

在普通的工區(qū)習(xí)慣性地在目的層埋藏較淺的地方采用8線4炮，20m線距，橫向10m、縱向20m或40m炮距集中式的觀測(cè)系統(tǒng)；一般中等深度地方采用8線8炮，40m線距，橫向20m、縱向60m或80m炮距集中式或分散式的觀測(cè)系統(tǒng)；目的層較深的地方采用8線10炮，20m線距，橫向20m、縱向80m或100m炮距分散式的觀測(cè)系統(tǒng)。但在復(fù)雜山區(qū)施工的時(shí)候不能簡(jiǎn)單地選擇以上觀測(cè)系統(tǒng)，要根據(jù)復(fù)雜山區(qū)的地形特點(diǎn)，選擇便于放線班組布線，運(yùn)輸設(shè)備導(dǎo)線及爆炸班組激發(fā)的觀測(cè)系統(tǒng)。選擇合適的山區(qū)觀測(cè)系統(tǒng)可以節(jié)約野外很多時(shí)間，可以更好地尋找勘探點(diǎn)樁號(hào)，提高放線班組查號(hào)效率和爆炸班組報(bào)號(hào)準(zhǔn)確性。8線8炮，40m線距，橫向20m、縱向40m至80m集中式的觀測(cè)系統(tǒng)往往適用于復(fù)雜山區(qū)目的深埋藏不深的工區(qū)，對(duì)于埋藏較深的工區(qū)可以采用8線12炮，60m線距，橫向20m、縱向80m至100m集中式的觀測(cè)系統(tǒng)，可以有效地解決三維地震勘探的布線和炸藥激發(fā)的困難。同時(shí)采用不低于24次高疊加的覆蓋次數(shù)，可有效地保證山區(qū)地震資料的信噪比[3]。

在內(nèi)蒙古板子廟石墨礦和河南崔廟煤礦三維地震勘探采用了8線8炮集中式的觀測(cè)系統(tǒng)取得了很好的地震效果，而在濟(jì)源郭溝采用了8線10炮分散式的觀測(cè)系統(tǒng)給野外施工帶來(lái)極大難度，爆炸班組很容易因?yàn)榈匦螐?fù)雜難于尋找而把炮點(diǎn)樁號(hào)報(bào)錯(cuò)，給數(shù)據(jù)處理帶來(lái)了很大麻煩，野外工期進(jìn)展也十分緩慢。而在此工區(qū)北部相距較近豫晉交界處的晉城長(zhǎng)平煤礦在后期施工中吸取了濟(jì)源郭溝教訓(xùn)采用8線12炮集中式的觀測(cè)系統(tǒng)使得野外施工進(jìn)展十分順利。

3 成孔和激發(fā)方法

在經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)踏勘后，測(cè)量人員大概圈定工區(qū)內(nèi)各種淺層的地震激發(fā)層位，根據(jù)地表和淺層地震地質(zhì)條件往往要選擇多種不同的成孔設(shè)備，甚至選擇不同的激發(fā)震源。

新疆鐵烈克煤礦三維地震勘探根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況在巖石出露地表的基巖區(qū)域采用空壓鉆機(jī)鉆進(jìn)巖石4～6m中進(jìn)行激發(fā)，取得了很好的單炮記錄；對(duì)于一些覆蓋層較厚的地方采用機(jī)械山地鉆機(jī)鉆到地表以下7～11m進(jìn)行激發(fā)也取得了較好的效果，對(duì)于有黃土覆蓋區(qū)利用人工鉆機(jī)鉆到地下12m以上井深，激發(fā)效果理想，為后期高質(zhì)量報(bào)告編制奠定了基礎(chǔ)。在山西晉城長(zhǎng)平煤礦，新密裴溝煤礦采用山地鉆機(jī)、人工鉆機(jī)和在一些坡積物、沖積物聚集的區(qū)域采用雙井和三井組合坑炮(挖坑后再利用洛陽(yáng)鏟鉆進(jìn)2～3m)等因地制宜的多種成孔方法有效的解決了復(fù)雜山區(qū)成孔難得問(wèn)題。新鄉(xiāng)輝縣張村礦山區(qū)由于淺層都是巨厚礫石層，試驗(yàn)時(shí)候使用炸藥震源激發(fā)難以得到品質(zhì)高的單炮記錄，在經(jīng)過(guò)專家討論和現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員交流，進(jìn)行炸藥震源和可控震源對(duì)比試驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)可控震源比較適合復(fù)雜山區(qū)巨厚礫石層的資料采集，雖然可控震源設(shè)備大，對(duì)地形要求高，但通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)鋪路和專人引導(dǎo)的方式最終有效的完成了野外地震采集任務(wù)。

4 測(cè)量和放線工藝

復(fù)雜的山區(qū)地形，地表灌木林覆蓋，稀少的山路給三維測(cè)量和放線放炮工作帶來(lái)極大的難度。在一般地形簡(jiǎn)單的地區(qū)，測(cè)量人員每隔一段距離只要將樁號(hào)標(biāo)志清楚就行，但在復(fù)雜的山區(qū)工區(qū)，測(cè)量人員的樁號(hào)標(biāo)志往往被各種樹木山體擋住難以識(shí)別。通過(guò)對(duì)復(fù)雜山區(qū)地形地貌的特點(diǎn)分析，測(cè)量人員采用雙重標(biāo)識(shí)的方法，在測(cè)線經(jīng)過(guò)的地方采用木板竹條筷子插入地表，或者用粉筆或油性筆寫在巖石上，同時(shí)在樁號(hào)上方高處用紅布等鮮艷的標(biāo)識(shí)物系在一些樹木上，讓放線班組和放炮班組能夠醒目的看到。同時(shí)在容易迷失方向的復(fù)雜叢林中采用長(zhǎng)竹竿(竿頭刷上紅漆)豎起來(lái)高出叢林的方法提高各班組隊(duì)對(duì)樁號(hào)的尋找、校對(duì)。放線班組除了按照測(cè)量樁號(hào)準(zhǔn)確地把檢波器插入地下以外，還要在施工前按照山區(qū)地形和激發(fā)的特點(diǎn)，選擇適用于該區(qū)頻率的檢波器，尤其是要打破煤田上習(xí)慣性使用的兩串兩并的組合檢波器。由于山區(qū)激發(fā)干擾因素較多，尤其是面波干擾，所以檢波器串并組數(shù)要適當(dāng)增加以便壓制干擾。新疆鐵烈克煤礦三維的第二期工程在第一期工程基礎(chǔ)上增加了檢波器組數(shù)，野外單炮記錄得到了明顯的改善。同時(shí)山區(qū)由于經(jīng)常用到路由，放線班組在準(zhǔn)備設(shè)備的時(shí)候要帶足延長(zhǎng)大線數(shù)量，減少使用檢波器大線路由，從而減少導(dǎo)線的次數(shù)。

5 變觀和特觀選擇

復(fù)雜山區(qū)往往會(huì)遇到一些如寺廟、文物、居民房、灌溉設(shè)備，各種高傾角山坡，特殊的經(jīng)濟(jì)作物等無(wú)法施工的障礙物，為了不降低資料的覆蓋次數(shù)和防止數(shù)據(jù)體出現(xiàn)天窗，需要在野外通過(guò)不規(guī)則觀測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行變觀施工，獲得障礙物下的地震時(shí)間剖面[3]。變觀分為2種情況，第一種情況是對(duì)那些檢波線通過(guò)相對(duì)較容易，但炮點(diǎn)無(wú)法布設(shè)的障礙物，可采用“雙邊加密炮點(diǎn)”觀測(cè)系統(tǒng)，即在障礙物兩邊加放炮點(diǎn)來(lái)增加障礙物下的覆蓋次數(shù)；另一種情況是2個(gè)障礙物之間的空白地段較寬，若障礙物下采用雙邊加密炮點(diǎn)，受此限制，障礙物下均是遠(yuǎn)炮點(diǎn)，易造成覆蓋次數(shù)較低甚至出現(xiàn)空白段，因此，可采用中間加密炮點(diǎn)的方法以提高覆蓋次數(shù)。濟(jì)源郭溝煤礦三維地震復(fù)雜山區(qū)變觀的時(shí)候采用專人負(fù)責(zé)記錄變觀炮點(diǎn)的實(shí)際樁號(hào)，統(tǒng)一統(tǒng)計(jì)報(bào)送給測(cè)量人員輸入電腦，在施工前打印出實(shí)地炮點(diǎn)的位置分布圖發(fā)給爆炸班組，以減少爆炸班人員在野外尋找炮點(diǎn)時(shí)間和提高儀器記錄樁號(hào)的準(zhǔn)確性，對(duì)提高施工效率效果明顯。

對(duì)于復(fù)雜山區(qū)范圍較大的村莊或者特殊經(jīng)濟(jì)作物等障礙物變觀也無(wú)法滿足資料的采集的情況，需采用特觀的方法，測(cè)量人員要提前做好障礙物的修測(cè)，然后把測(cè)量結(jié)果制成圖件提供給現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員針對(duì)障礙物的具體情況，布測(cè)檢波線路徑，計(jì)算儀器位置，采集道數(shù)量和四周炮點(diǎn)位置，最后形成特觀圖紙。在施工前打印后分發(fā)給各放線班組、爆炸班組以及儀器班組。由于復(fù)雜山區(qū)地形的特殊性，特觀的炮點(diǎn)往往不是在束線整樁號(hào)上，多數(shù)在不規(guī)則的隨機(jī)位置，需要測(cè)量班組對(duì)成孔后的樁號(hào)進(jìn)行復(fù)測(cè)，給每一個(gè)鉆孔編上不重復(fù)的序號(hào)，才能真正保證特觀的采集效果。

6 儀器和現(xiàn)場(chǎng)處理

由于復(fù)雜山區(qū)放線難度加大，路線增多，而且要經(jīng)常采用變觀特觀放炮激發(fā)，需要儀器操作員和放線、爆炸成員密切配合，隨時(shí)校對(duì)檢波點(diǎn)和炮點(diǎn)樁號(hào)。保證儀器班報(bào)的準(zhǔn)確性。儀器操作員是最先接觸監(jiān)視記錄的人員，所以也需要和現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員隨時(shí)溝通，及時(shí)發(fā)現(xiàn)激發(fā)條件的變化，隨時(shí)做好試驗(yàn)的準(zhǔn)備，及時(shí)調(diào)整井深藥量和儀器采集參數(shù)，保證山區(qū)野外數(shù)據(jù)采集質(zhì)量。

借助計(jì)算機(jī)處理技術(shù)，使野外資料顯示更加靈活，解釋效率大大提高[4]，復(fù)雜山區(qū)施工數(shù)據(jù)處理人員要到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行及時(shí)處理，以便了解野外施工情況，對(duì)每天的數(shù)據(jù)進(jìn)行當(dāng)日處理以指導(dǎo)野外第二天的施工?，F(xiàn)場(chǎng)處理可以更好地對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集的資料及時(shí)的監(jiān)控，防止盲目施工導(dǎo)致無(wú)法完成地質(zhì)任務(wù)的情況出現(xiàn)，數(shù)據(jù)處理人員要積極配合項(xiàng)目負(fù)責(zé)和現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員做好復(fù)雜山區(qū)野外勘探的“三邊”工作[5]，重點(diǎn)針對(duì)山區(qū)資料的特點(diǎn)做好折射靜校正、反褶積、速度分析等處理工作。輝縣張村山區(qū)三維地震勘探通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)處理員及時(shí)處理發(fā)現(xiàn)炸藥震源激發(fā)難以獲得有效的地震記錄，最終改為可控震源激發(fā)，及時(shí)防止了因盲目施工導(dǎo)致的幾百萬(wàn)元的損失，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)處理也節(jié)約了內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理時(shí)間，縮短了整個(gè)項(xiàng)目的工期。

7 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)多年復(fù)雜山區(qū)項(xiàng)目施工實(shí)踐應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，在此類地區(qū)施工，需要根據(jù)工區(qū)內(nèi)實(shí)際的地震地質(zhì)條件，選擇適合該區(qū)各個(gè)工種的施工方法，可以有效地解決復(fù)雜山區(qū)施工難度大，資料品質(zhì)差的難題。尤其是這些方法可以極大地節(jié)約勘探成本，避免野外盲目施工帶來(lái)的損失，縮短了勘探周期，保證了施工生產(chǎn)安全。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 陸基孟.地震勘探原理[M].北京：石油大學(xué)出版社，1993.

[3] 閆世信.山地地球物理勘探技術(shù)[M].北京：石油大學(xué)出版社，2000.

[4] 王紅娟，衛(wèi)學(xué)忠，許崇寶.三維地震勘探在構(gòu)造復(fù)雜區(qū)的應(yīng)用[J].山東國(guó)土資源，2001,17(5)：32-35.

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