王靜

摘 要：在地震勘探中，近地表調(diào)查是一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)工作，對(duì)地震采集工程設(shè)計(jì)和施工具有重要的指導(dǎo)作用，其結(jié)果好壞直接影響制約著地震勘探的總體效果。由于地震勘探目標(biāo)越來(lái)越小，越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)近地表探測(cè)技術(shù)的精度要求越來(lái)越高，形成了各種精細(xì)近地表探測(cè)技術(shù)。該文結(jié)合國(guó)內(nèi)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，綜述了7種主要的近地表探測(cè)技術(shù)，闡述了其基本原理和主要步驟，并根據(jù)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)分析了不同近地表調(diào)查技術(shù)的適用性，對(duì)于地震勘探工作具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：地震勘探 近地表探測(cè) 地震采集設(shè)計(jì) 適用性

中圖分類號(hào)：P31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）12（a）-0066-02

隨著油氣勘探開(kāi)發(fā)的精度要求越來(lái)越高，常規(guī)的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查方法已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)前地質(zhì)需求。要提高資料品質(zhì)，就必須獲得準(zhǔn)確的表層數(shù)據(jù)，尋找最佳的激發(fā)巖性，才能對(duì)地震資料品質(zhì)的提高起到巨大推動(dòng)作用。該文對(duì)目前應(yīng)用較多的7種近地表探測(cè)技術(shù)進(jìn)行了介紹，并結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況分析了不同探測(cè)方法的適用性，可用于指導(dǎo)地震勘探野外調(diào)查技術(shù)選型，具有較大的參考價(jià)值。

1 現(xiàn)代近地表探測(cè)技術(shù)

1.1 動(dòng)力巖性探測(cè)技術(shù)

動(dòng)力巖性探測(cè)技術(shù)是利用特制的鉆頭，通過(guò)鉆取深井取上來(lái)的巖心確定表層的巖性以及不同巖性的厚度和深度。該方法能非常準(zhǔn)確地得到一個(gè)點(diǎn)的表層資料，是表層調(diào)查中作為點(diǎn)調(diào)查的最直觀的一種方法。對(duì)巖心解釋時(shí)，是根據(jù)巖心巖性柱的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，確定地表不同深度巖土的物理化學(xué)性質(zhì)及巖性成分，準(zhǔn)確標(biāo)定巖土性質(zhì)及厚度。

1.2 靜力巖性探測(cè)技術(shù)

靜力巖性探測(cè)采用的是專用設(shè)備，主要由觸探主機(jī)、反力裝置、探頭、探桿及測(cè)量系統(tǒng)構(gòu)成，以及其他儀器及配套工具等[1]。施工時(shí)先使場(chǎng)地平整化，將反力裝置地錨對(duì)準(zhǔn)孔位后用下錨器旋轉(zhuǎn)進(jìn)入土中，然后安裝測(cè)量系統(tǒng)，直至進(jìn)入滿足工程設(shè)計(jì)要求的相對(duì)較硬的深度。

巖性探測(cè)的主要應(yīng)用之一是劃分地層。通過(guò)自動(dòng)記錄儀繪制出貫入阻力隨深度變化曲線，該曲線代表土層力學(xué)性質(zhì)的變化。根據(jù)以往在粘性土，粉土及砂性土中進(jìn)行的巖性探測(cè)與鉆孔資料的對(duì)比，分別分析曲線形態(tài)、錐尖阻力qc、側(cè)摩阻力fs、摩阻比Rf等具有的明顯不同特征，作為劃分巖土類型的基本標(biāo)志。

1.3 小折射技術(shù)

小折射技術(shù)是表層結(jié)構(gòu)調(diào)查中用于劃分速度層位的常用方法。該方法的原理是在地面人工激發(fā)地震波，地震波在近地表介質(zhì)中傳播時(shí)發(fā)生折射，根據(jù)儀器記錄的折射波到達(dá)檢波器的時(shí)間，可以獲得地下介質(zhì)的空間分布。小折射資料的解釋首先是準(zhǔn)確讀取小折射記錄中每道的折射波初至，然后根據(jù)小折射的觀測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，繪制出時(shí)距曲線，該曲線為淺層折射波的時(shí)距曲線，根據(jù)其斜率可以獲得各層的速度和厚度。

1.4 微測(cè)井

微測(cè)井是利用多次激發(fā)產(chǎn)生的透射波時(shí)距曲線的拐點(diǎn)和折射段的斜率來(lái)劃分低速層、降速層速度和厚度[2]。微測(cè)井是一種比較準(zhǔn)確的近地表速度分層方法，能較為精確地獲得近地表的厚度與速度。有時(shí)為了提高近地表探測(cè)的精度，需要采用雙井微測(cè)井方式。雙井微測(cè)井是打兩口較深的井，其中一口作為激發(fā)井、一口作為接收井，接收井按一定間隔放置一串檢波器，激發(fā)井中每隔一定間距放置一個(gè)雷管，檢波器保持不動(dòng)，雷管自下而上激發(fā)，根據(jù)虛反射界面的反射波確定虛反射界面。這種方法對(duì)求取虛反射界面是相當(dāng)準(zhǔn)確的，根據(jù)虛反射界面的深度可以合理地選擇激發(fā)井深，使得激發(fā)產(chǎn)生的地震波不受虛反射的影響，使大部分能量向下傳播，能提高深層地震反射波的頻率。

1.5 面波法

面波法是利用瑞雷面波的頻散特性研究表層結(jié)構(gòu)的方法。在水平層狀介質(zhì)中，不同頻率的瑞雷波有不同的波長(zhǎng)，其相速度的變化反映了不同深度內(nèi)介質(zhì)的平均速度的改變。從觀測(cè)的瑞雷波資料中，提取出瑞雷面波的頻散曲線，由此確定出表層介質(zhì)的厚度、速度參數(shù)。同時(shí)由于面波速度與橫波速度有一定相關(guān)性，它在解決橫波或轉(zhuǎn)換波校正問(wèn)題方面有一定優(yōu)勢(shì)。

1.6 地質(zhì)雷達(dá)方法

近年來(lái)地質(zhì)雷達(dá)方法發(fā)展較快，它是一種利用電磁波傳播特性，進(jìn)行地下電性反射界面的探測(cè)，確定地下介質(zhì)分布的新技術(shù)。電磁波的傳播理論與地震波的傳播理論類似，其采集與速度求取方法與陸地聲納法相同，只是探地雷達(dá)法求取的是電磁波速度[3-4]。

1.7 地震映像方法

地震映像是一種單道連續(xù)小偏移距地震反射直接時(shí)間成像的方法，采用的是地震反射波的共偏移距單道接收技術(shù)，即針對(duì)不同的地質(zhì)情況，選擇合理的較小固定偏移距。野外數(shù)據(jù)采集時(shí)，采用單點(diǎn)放炮單點(diǎn)接收或多點(diǎn)接收方式，每激發(fā)一次就記錄一道，激發(fā)點(diǎn)和接收點(diǎn)沿著測(cè)線不斷地同步移動(dòng)，最后將記錄存儲(chǔ)，得到一張由多次觀測(cè)得到的多道等偏移距的地震映象剖面。由于所選偏移距較小，因此它是一張近似于自激自收直接成像的地震反射時(shí)間剖面。另外一種方法是在室內(nèi)利用計(jì)算機(jī)程序?qū)才邳c(diǎn)記錄進(jìn)行自動(dòng)選排，這種方法也可以獲得各種偏移距的共偏移距剖面即地震映像剖面。

2 不同探測(cè)方法適應(yīng)性分析

通過(guò)對(duì)以上7種方法的研究與實(shí)際應(yīng)用，總結(jié)了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)和適用性（表1），總體上認(rèn)為：動(dòng)力探測(cè)與雙井微測(cè)井精度高，同時(shí)成本高，效率低下，難以進(jìn)行大面積和高密度使用，但可作為精度標(biāo)定手段進(jìn)行質(zhì)量控制；小折射施工方便、成本低，但受地形及近地表速度特征影響較大；單井微測(cè)井、巖性探測(cè)成本適中，受地形影響小，可以進(jìn)行大面積、高密度使用；橫波微測(cè)井可有效獲取地震橫波信息，但成本較高，同時(shí)受地形影響限制較大；面波法施工方便、成本低，但其有效探測(cè)深度仍需要進(jìn)一步攻關(guān)試驗(yàn)；地震映像法施工效率較低，同時(shí)在處理與解釋方面仍舊需要更深入地研究。

在我國(guó)東部地區(qū)，具備大面積、高密度推廣使用可行性較高同時(shí)較為成熟的方法主要有小折射、單井微測(cè)井、巖性探測(cè)等方法；動(dòng)力探測(cè)與雙井微測(cè)井可作為輔助標(biāo)定方法進(jìn)行質(zhì)量控制。

3 結(jié)語(yǔ)

在實(shí)際地震勘探工作中，必須根據(jù)想要獲取的參數(shù)優(yōu)選表層探測(cè)技術(shù)，通過(guò)多種技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，進(jìn)行全區(qū)三維探測(cè)，才能最終全面、準(zhǔn)確掌握工區(qū)近地表的表層結(jié)構(gòu)變化情況，為激發(fā)井深的設(shè)計(jì)提供有效的指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)

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