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        三維地震勘探技術(shù)在深部礦產(chǎn)預(yù)測中的應(yīng)用研究

        2019-05-11 03:00:22張全紅
        世界有色金屬 2019年4期

        張全紅

        (甘肅煤田地質(zhì)局綜合普查隊,甘肅 天水 741000)

        2018年6月28 日,“十二五”863計劃資源環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域重大項目“深部礦產(chǎn)資源勘探技術(shù)”在北京通過驗收,標志著我國深部(2000米)礦產(chǎn)勘查技術(shù)體系全面形成,解決了傳統(tǒng)勘探技術(shù)存在的預(yù)測準確性較低的不足,本文以三維地震勘探技術(shù)為例,提出了三維地震勘探技術(shù)在深部礦產(chǎn)預(yù)測中的應(yīng)用研究。野外資料的采集是三維地震勘探的基礎(chǔ),只有得到高信噪比、高分辨率、高保真度的原始資料,才能保證地質(zhì)任務(wù)的完成。確定勘探區(qū)的最佳激發(fā)因素、接收因素、為生產(chǎn)提供合理的技術(shù)參數(shù)。為保證本文提出的深部礦產(chǎn)預(yù)測有效性,模擬不同深度存在不同礦床,進行仿真試驗,與傳統(tǒng)礦產(chǎn)預(yù)測方法進行對比,試驗結(jié)果表明,提出的深部礦產(chǎn)預(yù)測應(yīng)用具有較高的有效性。

        1 三維地震勘探技術(shù)深部礦產(chǎn)預(yù)測準備

        三維地震勘探技術(shù)深部礦產(chǎn)預(yù)測準備處理主要包括塬上試驗分析以及半坡試驗分析兩部分。在塬上試驗分析過程中,固定井組合,固定井間距,固定藥量的情況下,隨著井深的增加,有效反射波同相軸越清晰,連續(xù)性越好[1]。通過克朗軟件對以單炮據(jù)進行能量和信噪比分析在主頻為30Hz~70Hz。單炮記錄信噪比均較高,有效反射波發(fā)育在900ms左右,同向軸連續(xù)性均較好。在黃土層較厚區(qū),井深至12m左右,可以滿足施工需求,能夠較好的完成各項地質(zhì)任務(wù)。

        單井藥量為2kg和3kg的原始單炮記錄信噪比均較高,有效反射波發(fā)育在900ms左右,同向軸連續(xù)性均較好,遠道干擾均得到有效壓制,無明顯差異。通過克朗軟件對以單炮據(jù)進行能量和信噪比分析,對目的層頻譜掃描分析得出主頻為30Hz~70Hz。井間距為3m的單炮,激發(fā)能量,信噪比較強,能夠?qū)Ω蓴_波進行有效的壓制[2]。在黃土層較厚區(qū),井間距為3m時,激發(fā)效果較好。

        半坡試驗分析過程中,固定井組合,固定井間距,固定藥量2kg,隨著井深的增加,有效反射波同相軸越清晰,連續(xù)性越好。通過克朗軟件對單炮據(jù)進行能量和信噪比分析,對目的層頻譜掃描分析得出主頻為30Hz~70Hz。井深在10m以深的單炮,激發(fā)能量、信噪均比較強,無明顯差異。在黃土層較薄區(qū),井深10m左右,可以滿足施工需求,能夠較好的完成各項地質(zhì)任務(wù)。一般認為在基巖區(qū),5井組合,井間距3m,藥量1kg,井深打穿黃土等松散覆蓋層至堅硬巖層,激發(fā)效果最好,能夠較好的完成各項地質(zhì)任務(wù)。

        2 三維地震勘探技術(shù)深部礦產(chǎn)預(yù)測的實現(xiàn)

        三維地震勘探技術(shù)深部礦產(chǎn)預(yù)測實現(xiàn)過程是基于三維地震勘探技術(shù)深部礦產(chǎn)預(yù)測準備處理,依托檢波器選擇、干擾波調(diào)查、低速帶調(diào)查實現(xiàn)的。

        圖1 面波示意圖

        干擾波調(diào)查是勘探區(qū)存在的干擾波,主要有面波、其它隨機干擾兩種類型:

        面波的發(fā)育(圖1,均有由近道至遠道的帚狀低頻干擾)與表淺層疏松砂土形成的低速帶有關(guān)。分析單炮記錄可知,隨著激發(fā)井深的增大,面波能夠得到一定程度壓制,對提高信噪比有利,但效果不夠理想。面波與有效波在F~K域差異性明顯,資料處理中可以有效濾除。

        其它隨機干擾,來源于地面行駛的車輛、行人、羊群等造成的隨機干擾(圖1右上角)。放炮時應(yīng)做好警戒、把握時機。另外,各勘探線正在施工的鉆機,成為主要干擾。地震施工時必須做好協(xié)調(diào),待柴油機熄火停鉆后方可放炮。

        通過干擾波調(diào)查,了解其類型,分析其成因,以便采取相應(yīng)措施予以壓制,確保突出有效波。

        低速帶調(diào)查,采用428XL數(shù)字地震儀,采樣間隔1ms,記錄長度2s,接收道數(shù)26道,記錄格式SEG—D,采用相遇時距曲線觀測法,110m對稱不等距觀測系統(tǒng),最小炮檢距1米,排列兩端炸藥震源各放一炮。

        低速帶調(diào)查點在勘查區(qū)內(nèi)均勻分布,可以了解整個勘探區(qū)內(nèi)低、降速層的速度。采用不等道距、多道數(shù)接收的相遇時距曲線折射法觀測,排列長110m,26道接收對于小折射資料,將得到的初至數(shù)據(jù)整理成Microsoftexcel數(shù)據(jù)表格,便于運算、繪圖及分析,從而做出定量解釋。實現(xiàn)三維地質(zhì)勘探技術(shù)深部礦產(chǎn)預(yù)測。

        3 試驗驗證

        為了保證提出的三維地質(zhì)勘探技術(shù)在深部礦產(chǎn)預(yù)測應(yīng)用的準確性,進行試驗驗證,采用傳統(tǒng)勘探技術(shù)作為試驗驗證對比對象,利用仿真試驗的方式,進行對比試驗。

        試驗過程中,模擬2000m、3000m、4000m、5000m深度,存在輝銅礦、閃鋅礦、鋁土礦、菱鎂礦。為了模擬試驗方便,四種礦產(chǎn)結(jié)構(gòu)面完全相通同,其礦產(chǎn)結(jié)構(gòu)面積皆為復(fù)雜結(jié)構(gòu),模擬礦產(chǎn)儲量完全相同,分別為4589.1萬噸、3257.4萬噸、2248.9萬噸、1958.4萬噸。利用傳統(tǒng)探測技術(shù),以及提出的三維地震勘探技術(shù),分別對模擬位置進行勘探,得出勘探結(jié)論,將對輝銅礦、閃鋅礦、鋁土礦、菱鎂礦勘出結(jié)果進行平均值求解,得出試驗,結(jié)果對比表,如表1所示:

        表1 實驗結(jié)果對比表

        經(jīng)計算得出,傳統(tǒng)勘測技術(shù)礦產(chǎn)預(yù)測有效率為88.91%,提出的三維勘測技術(shù)礦產(chǎn)預(yù)測準確率為98.94%,得出應(yīng)用三維勘測技術(shù)在深部礦產(chǎn)預(yù)測中較傳統(tǒng)勘測技術(shù)預(yù)測準確率提高10.03%。適用于深部礦產(chǎn)的預(yù)測。

        4 總結(jié)

        本文提出了三維地震勘探技術(shù)在深部礦產(chǎn)預(yù)測中的應(yīng)用研究,基于深部礦產(chǎn)預(yù)測準備處理,以及參數(shù)的選擇,實現(xiàn)了本文提出的深部礦產(chǎn)預(yù)測應(yīng)用,試驗數(shù)據(jù)表明,提出的深部礦產(chǎn)預(yù)測應(yīng)用具有較高的有效性,希望本文的研究能夠為深部礦產(chǎn)預(yù)測技術(shù)提供理論基礎(chǔ)。

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