時(shí)間：2024-01-19 15:08:23
序論：在您撰寫地震勘探的基本原理時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
[關(guān)鍵詞]地震資料解釋 構(gòu)造解釋 巖性解釋 教學(xué)實(shí)踐
[中圖分類號(hào)] G942 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2013）17-0141-03
地震勘探主要由采集、處理和解釋三大環(huán)節(jié)組成，其中地震資料解釋是地震勘探工程的最終環(huán)節(jié)。隨著地震勘探技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及成像技術(shù)的飛速發(fā)展，地震資料解釋的內(nèi)容也日益豐富和深化。目前，地震資料解釋主要包括盆地分析、構(gòu)造、地層、沉積以及油氣勘探等多方面內(nèi)容，成為盆地基礎(chǔ)地質(zhì)研究和油氣勘探活動(dòng)中不可缺少的重要方法。地震數(shù)據(jù)采集、處理、解釋一體化、全三維解釋、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，使地震解釋技術(shù)更加復(fù)雜、深入、有效。為了滿足石油勘探過程中地震資料解釋的要求，必須做好該課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的設(shè)計(jì)。
一、地震資料解釋的任務(wù)
西安石油大學(xué)是以石油勘探與開發(fā)為主的工科院校，是培養(yǎng)未來石油工程師的搖籃。馬在田院士認(rèn)為“當(dāng)前最缺少的是知識(shí)全面，系統(tǒng)掌握地震理論、方法，有相當(dāng)石油地質(zhì)知識(shí)水平的能夠解決實(shí)踐問題的領(lǐng)軍型人才”。地震資料解釋課程作為地球探測(cè)與信息技術(shù)專業(yè)的必修課程，幾乎涉及所有基礎(chǔ)地質(zhì)和石油地質(zhì)研究領(lǐng)域。在學(xué)生修完地震勘探原理、地震資料處理、測(cè)井原理與解釋、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、沉積學(xué)、石油地質(zhì)學(xué)等相關(guān)專業(yè)課基礎(chǔ)上開設(shè)本課程。目前，在油氣勘探領(lǐng)域，地震資料解釋是結(jié)合鉆、測(cè)井資料以及計(jì)算機(jī)成像技術(shù)將地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為地質(zhì)術(shù)語，根據(jù)地震資料確定地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)和空間位置，分析層間接觸關(guān)系，推測(cè)地層的沉積環(huán)境、巖性和厚度，預(yù)測(cè)地層的含油氣性，進(jìn)行有利區(qū)評(píng)價(jià)和井位部署。在油氣勘探過程中，地震資料是內(nèi)容最為豐富、綜合分辨率最高的鉆前原始信息源。地震資料解釋為地質(zhì)家提供分析地下地質(zhì)現(xiàn)象的“眼睛”。在開發(fā)過程中由于其突出的平面空間分辨率而具有重要意義。地震資料解釋貫穿油氣勘探開發(fā)的所有環(huán)節(jié)：盆地評(píng)價(jià)、含油氣系統(tǒng)評(píng)價(jià)、成藏組合帶評(píng)價(jià)、有利目標(biāo)評(píng)價(jià)、開發(fā)方案的確立以及開發(fā)后期方案的調(diào)整。
許多重要的地質(zhì)理論都離不開地震資料解釋的發(fā)展，地震資料解釋已成為一些新興邊緣學(xué)科的重要生長點(diǎn)。盆地分析的一些基本原理建立于早期對(duì)二維地震剖面解釋的基礎(chǔ)之上。地震地層學(xué)和層序地層學(xué)這2門學(xué)科也是建立在對(duì)沉積盆地地震解釋的基礎(chǔ)之上。[1]隨著三維地震采集、處理、解釋以及計(jì)算機(jī)技術(shù)水平的不斷提高，研究人員可以利用三維地震的解釋技術(shù)刻畫沉積盆地的地形特征、沉積體系的三維幾何形態(tài)及其沉積演化過程，從而誕生了新的學(xué)科――地震沉積學(xué)、地震地貌學(xué)。[2][3]
二、地震資料解釋的內(nèi)容
高等學(xué)校既是教學(xué)中心又是科研中心，教學(xué)與科研應(yīng)協(xié)調(diào)發(fā)展?？蒲惺墙虒W(xué)的基礎(chǔ)，是提高師資隊(duì)伍素質(zhì)和培養(yǎng)高素質(zhì)人才的必由之路。教學(xué)的內(nèi)容與教師的知識(shí)結(jié)構(gòu)，必須及時(shí)更新，這樣才能跟上時(shí)代的步伐。教學(xué)內(nèi)容應(yīng)根據(jù)科學(xué)研究的進(jìn)展、實(shí)際情況的變化不斷進(jìn)行修訂，將眾多優(yōu)秀的科研成果吸收進(jìn)去。
（一）與地震資料解釋相關(guān)的地震勘探原理
地震資料解釋是地震勘探3大基本生產(chǎn)環(huán)節(jié)（采集、處理和解釋）的最后環(huán)節(jié)。采集和處理環(huán)節(jié)需對(duì)野外采集的地震資料進(jìn)行預(yù)處理、濾波、反褶積、速度分析、動(dòng)-靜校正、疊加和偏移等過程，為解釋人員提供真實(shí)反映地下地質(zhì)構(gòu)造、地層、沉積環(huán)境的剖面或數(shù)據(jù)體。因此，為了做好地震資料解釋，必須討論地震記錄的形成、褶積模型、有效波識(shí)別的主要標(biāo)志、地震剖面特點(diǎn)、地震勘探分辨率等與地震資料解釋關(guān)系密切的基本概念和理論問題。
（二）地震構(gòu)造解釋
20世紀(jì)70年代之前，由于地震資料和計(jì)算機(jī)技術(shù)的限制，地震資料主要用于構(gòu)造解釋為主，即利用地震資料提供的反射波旅行時(shí)、速度信息，查明地下地層的構(gòu)造形態(tài)、埋藏深度和接觸關(guān)系等。地震構(gòu)造解釋是地震資料解釋的最初的，也是最基本的研究?jī)?nèi)容。因此，必須使學(xué)生掌握相關(guān)的基本概念和基本原理、基本方法。相關(guān)的概念、原理和方法如下：合成記錄標(biāo)定原理及方法，地震同相軸對(duì)比方法，斷層剖面和平面識(shí)別方法、技術(shù)、解釋方法及平面組合（如相干體技術(shù)、切片技術(shù)等），T0圖的繪制、時(shí)深轉(zhuǎn)換方法及構(gòu)造圖的繪制，拉張、擠壓、剪切以及底辟構(gòu)造背景下的典型構(gòu)造樣式的地震識(shí)別，地震剖面上的構(gòu)造活動(dòng)時(shí)期分析方法。
（三）地震巖性解釋
由于構(gòu)造油氣藏的日益成熟，油氣勘探與開發(fā)目標(biāo)逐漸由構(gòu)造油氣藏轉(zhuǎn)移到非構(gòu)造油氣藏。隨著地震資料采集、處理以及計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展，20世紀(jì)70年代末，地震資料解釋內(nèi)容日益豐富，開始了地震資料巖性解釋。地震巖性解釋主要包括地震地層學(xué)、地震相分析和巖性預(yù)測(cè)三方面的內(nèi)容。
1.地震地層學(xué)解釋
地震地層學(xué)是以反射地震資料為基礎(chǔ)，把地層學(xué)和沉積學(xué)特別是巖性、巖相的研究成果，運(yùn)用到地震解釋工作中，進(jìn)行地層劃分對(duì)比、判斷沉積環(huán)境、預(yù)測(cè)巖相巖性的地層學(xué)分支學(xué)科。地震地層解釋需要向?qū)W生講授地震反射界面的類型和對(duì)比方法，地質(zhì)界面的類型，地震反射界面的地質(zhì)成因，各種地震反射界面的區(qū)分，地震反射界面的年代地層學(xué)意義和地震地層單元，地震層序劃分的原則、級(jí)別、方法，地震界面與地質(zhì)界面的橋式對(duì)比方法等基本原理、基本方法。
2.地震相分析
地震資料為勘探階段提供極其重要的鉆前原始信息，除了包含豐富的構(gòu)造信息，還包含了豐富的地層和沉積信息。地震相分析是指根據(jù)地震反射的面貌特征進(jìn)行沉積相的解釋和推斷。為了使學(xué)生掌握地震相分析技術(shù)，必須向?qū)W生講授地震相的概念，主要的地震相參數(shù)，反射結(jié)構(gòu)的類型及地質(zhì)意義，幾何外形的類型及地質(zhì)意義，地震相劃分與編圖過程，地震相模式的概念，典型沉積體的地震識(shí)別，地震相向沉積相轉(zhuǎn)換的思路、方法、原則、步驟。
3.巖性預(yù)測(cè)及流體識(shí)別
目前，巖性預(yù)測(cè)和流體識(shí)別屬于儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)主要研究?jī)?nèi)容，也是地震地質(zhì)綜合解釋的重要內(nèi)容。地震資料解釋課程主要讓學(xué)生了解利用速度信息和振幅信息解釋巖性的一般原理、方法和步驟，并介紹目前國內(nèi)外油氣預(yù)測(cè)常用的烴類直接檢測(cè)指數(shù)（DHI），如AVO、亮點(diǎn)、平點(diǎn)技術(shù)等。
（四）開發(fā)地震解釋
開發(fā)地震技術(shù)是因油氣田開發(fā)的需要而興起，是勘探地震技術(shù)向油田開發(fā)階段的延伸。隨著油氣田開發(fā)程度的提高，開發(fā)地震的重要性將更多地顯現(xiàn)出來。開發(fā)地震技術(shù)總體上仍處于發(fā)展階段，現(xiàn)有的一些方法，或因成像處理及解釋手段不夠完善，或因信噪比、分辨率及精確度不夠高，只能應(yīng)用于油氣田早期開發(fā)。[4]開發(fā)地震學(xué)需要以高信噪比、高分辨率、高保真度資料（即所謂“三高”地震資料）為基礎(chǔ)，地震資料處理、解釋和研究一體化是開發(fā)地震學(xué)發(fā)展的重要方向，[5]開發(fā)階段地震技術(shù)主要用于提高分辨率、提高儲(chǔ)層描述和烴類檢測(cè)精度、建立精細(xì)三維油氣藏模型。[6]
三、教學(xué)手段與方法
地震資料解釋既有復(fù)雜及系統(tǒng)的理論性，又有很強(qiáng)的實(shí)踐性，既是一門科學(xué)，也是一門藝術(shù)和技術(shù)。[7][8]針對(duì)該課程具有專業(yè)面廣、知識(shí)點(diǎn)多以及實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，該課程的教學(xué)應(yīng)理論和實(shí)踐并重。注重培養(yǎng)學(xué)生的基本理論和動(dòng)手能力，為社會(huì)培養(yǎng)受用人單位歡迎的物探專業(yè)人才。
（一）課堂教學(xué)
在教學(xué)中，可采用板書和多媒體教學(xué)相結(jié)合的方式，向?qū)W生講授地震資料解釋相關(guān)的基本原理、基本方法和技能。板書總結(jié)重要知識(shí)點(diǎn)，起到提綱挈領(lǐng)的作用。多媒體可以在整個(gè)教學(xué)中引入大量地震剖面、平面圖實(shí)例，更好地吸引學(xué)生的注意力，幫助學(xué)生迅速而準(zhǔn)確地理解重要知識(shí)點(diǎn)。多媒體在一堂課中可以大容量地豐富當(dāng)堂內(nèi)容，擴(kuò)大學(xué)生知識(shí)面，而板書把大量?jī)?nèi)容的精髓展示到黑板上，以突出本節(jié)的重點(diǎn)，也能讓學(xué)生在復(fù)習(xí)時(shí)有據(jù)可依。
（二）實(shí)踐教學(xué)
知識(shí)、能力和技能的培養(yǎng)均來自于實(shí)踐。各種實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)于地球探測(cè)與信息技術(shù)專業(yè)的學(xué)生成長至關(guān)重要，有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。要培養(yǎng)高素質(zhì)人才，就必須重視實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。地震資料解釋課程的實(shí)踐應(yīng)從課堂實(shí)踐和課程設(shè)計(jì)兩個(gè)方面入手。
1.在課堂教學(xué)中，給學(xué)生一定測(cè)網(wǎng)的、能涵蓋構(gòu)造、地震層序、地震相等重要知識(shí)點(diǎn)的地震紙剖面，做好課堂知識(shí)點(diǎn)講授和實(shí)踐。利用大量實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生實(shí)現(xiàn)新舊知識(shí)的銜接，引導(dǎo)學(xué)生在對(duì)學(xué)過知識(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)的同時(shí)聯(lián)系新的知識(shí)點(diǎn)投入學(xué)習(xí)，通過互動(dòng)增強(qiáng)學(xué)生的對(duì)地震資料解釋的感性。對(duì)于一些重要的概念結(jié)合實(shí)際地震資料，讓學(xué)生自己分析、自己解決，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維意識(shí)。
2.地震資料課程設(shè)計(jì)是本課程的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。力求使學(xué)生能夠理解地震資料解釋的基本原理和概念，掌握合成記錄標(biāo)定、斷層剖面解釋、層位閉合解釋、斷層組合、等T0圖編制、時(shí)深轉(zhuǎn)換、構(gòu)造圖的編制、地震相剖面分析、地震相平面圖的編圖、地震相轉(zhuǎn)化沉積相的基本方法原理以及沉積相圖的繪制等基本地震解釋技能，初步具備利用地震資料獨(dú)立開展含油氣盆地地質(zhì)分析的能力。
近年來，隨著采集、處理以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，地震資料品質(zhì)和分辨率不斷提高，以及油氣勘探與開發(fā)程度提高，地震資料解釋所涉及的研究?jī)?nèi)容日益豐富，其研究?jī)?nèi)容從最初的構(gòu)造解釋到層序地層分析、地震相分析，然后再到巖性預(yù)測(cè)、物性參數(shù)預(yù)測(cè)、烴類檢測(cè)。地震資料解釋數(shù)據(jù)由疊后數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)到疊前數(shù)據(jù)。要求地震資料解釋人員既要具備扎實(shí)的地球物理基礎(chǔ)，又要掌握相應(yīng)的石油地質(zhì)知識(shí)。地震資料解釋專業(yè)課程的教學(xué)應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生的基礎(chǔ)理論、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提高教學(xué)質(zhì)量，為社會(huì)培養(yǎng)受用人單位歡迎的物探專業(yè)人才。因此，必須結(jié)合地球探測(cè)與信息技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及當(dāng)前和今后油氣勘探實(shí)際需求，積極引入地震資料解釋的科技發(fā)展新成果，合理規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容。與生產(chǎn)實(shí)際緊密聯(lián)系，注重從實(shí)踐中找問題，從專業(yè)知識(shí)中找答案，帶領(lǐng)學(xué)生從書本走向?qū)嵺`，以實(shí)踐充實(shí)教學(xué)。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
[1] Vail P R， Mitchum R M， Jr et al. Seismic stratigraphy and global changes in sea level， Parts 1-11[M]： AAPG Memoir， 1977， 26： 51-212.
[2] Posamentier H W. Seismic geomorphology and depositional systems of deep water environments： observations from offshore Nigeria，Gulf of Mexico，and Indonesia （abs.）[M]. AAPG Annual Convention Program， 2001， 10：160.
[3] Zeng H L， Hentz T F. High-frequency sequence stratigraphy from seismic sedimentology： applied to Miocene Vermilion Block 50 tiger shoal area offshore Louisiana[J]. AAPG Bulletin， 2004， 88（2）： 153-174.
[4] 許衛(wèi)平.關(guān)于開發(fā)地震技術(shù)發(fā)展的幾點(diǎn)思考[J].石油物探，2002（1）：11-14.
[5] 馬在田.關(guān)于油氣開發(fā)地震學(xué)的思考[J].天然氣工業(yè)，2004（6）：43-46.
[6] 劉振武，撒利明，張昕等.中國石油開發(fā)地震技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀和未來發(fā)展建議[J].石油學(xué)報(bào)，2009（5）：711-721.
【關(guān)鍵詞】地震檢波器；慣性傳感器；油氣勘探
1.國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
從80年代至現(xiàn)在，高分辨率地震、三維地震、發(fā)展開始成熟，而且井間地震、四維地震、多波多分量勘探等的新技術(shù)及方法方法開始應(yīng)用，和勘探技術(shù)對(duì)應(yīng)的檢波器的型號(hào)也不斷的發(fā)展，例如高性能壓電檢波器、四分量檢波器、渦流檢波器、四分量檢波器等。初步統(tǒng)計(jì)得出，當(dāng)前一共12個(gè)系列25種型號(hào)的檢波器在油氣資源地震勘探中使用。
國內(nèi)地震檢波器大約有五十多年的歷史。五六十年代國內(nèi)基本仿制蘇聯(lián)還有美國的檢波器；七十年代國內(nèi)自行研制地震檢波器；八十年代主要為引進(jìn)階段，例如西安石油勘探總廠等。90年代以后，以增加高分辨率勘探為目的，物探局儀器總廠、西安石油勘探儀器總廠推出了一系列檢波器，是的地震檢波器的勘探得到擴(kuò)展。近年來，MEMS技術(shù)發(fā)展很快，采用MEMS技術(shù)的數(shù)字地震檢波器開始出現(xiàn)。ION公司以及SERCEL公司在2000年前后分別推出地震檢波器，并且具有全數(shù)字的特點(diǎn)，開始在野外不斷應(yīng)用。數(shù)字檢波器實(shí)質(zhì)上是分辨率很高的微加速度計(jì)，國內(nèi)對(duì)其研究還處于開始階段。
2.高分辨率地震勘探對(duì)地震檢波器的要求
2.1 地震勘探的基本原理
地震勘探基本原理如圖1所示，激發(fā)之后地震波在遇到不同地層的分界面發(fā)生反射，設(shè)置在地面上的地震檢波器把振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，電信號(hào)被地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)檢測(cè)，進(jìn)行數(shù)字化并記錄，通過分析地震數(shù)據(jù)就得到地震波運(yùn)行的時(shí)間還有速度信息，進(jìn)而得到地層分界面油氣資源的埋藏深度。
圖2為遙測(cè)地震油氣資源勘探中的慣性傳感器采集部分的結(jié)構(gòu)，其采用24位的作為數(shù)據(jù)采集單元。
（1）信號(hào)只需要前一級(jí)的簡(jiǎn)單模擬過濾器，采用24位A/D進(jìn)行轉(zhuǎn)換，大大縮短模擬信號(hào)通道，有利于降低信號(hào)的失真度提高信噪比；
（2）對(duì)去假頻（即防混疊）濾波器大大簡(jiǎn)化，提高濾波性能。
2.2 地震波的形成和衰減
將作業(yè)地層看成系統(tǒng)對(duì)待，震源激發(fā)出現(xiàn)的激發(fā)波形看成系統(tǒng)的輸入信號(hào)，那么傳輸?shù)竭_(dá)地面的地震波為系統(tǒng)的輸出信號(hào)。輸出信號(hào)主要由輸入信號(hào)還有系統(tǒng)特性決定，即地震波波形為震源還有地層共同作用的產(chǎn)生的。地層對(duì)震波振幅、頻率特性產(chǎn)生影響主要有三種。
2.3 分辨率公式
通常垂直分辨率的極限約等于主波長的1/4。當(dāng)前使用的近似的時(shí)間分辨率公式，也就是“時(shí)間厚度”：
其中，—層速度，—視波長，—可分辨厚度。
以上公式前提是地震子波為理想的Ricker子波。相關(guān)證明得到：上述分辨厚度下，子波的過零點(diǎn)出現(xiàn)互相重合情況，疊加的合成波形在兩個(gè)波峰位置產(chǎn)生波谷，波谷振幅為零，而且兩個(gè)波峰分開。實(shí)際上地震子波不可能產(chǎn)生嚴(yán)格意義零相位的，并且反褶積沒有將它其壓縮成正峰。
3.動(dòng)圈式檢波器的討論
3.1 檢波器的動(dòng)力學(xué)模型
檢波器的動(dòng)力學(xué)模型如下圖，彈簧在檢波器外殼上進(jìn)行固定，彈簧上懸掛質(zhì)量體，當(dāng)存在地震信號(hào)時(shí)，外殼和大地一起振動(dòng)，質(zhì)量體通過彈簧帶動(dòng)做阻尼振動(dòng)，力學(xué)方程如下：
3.2 噪聲
在所有噪聲源當(dāng)中，一般環(huán)境噪聲幅度最大，如刮大風(fēng)檢波器的噪聲輸出強(qiáng)度約20～80，小風(fēng)達(dá)到為。安靜地區(qū)大地振動(dòng)的速度噪聲峰峰值只，相應(yīng)的噪聲電壓峰峰值。除了外界噪聲源，檢波器噪聲包括慣性體的布朗噪聲還有電阻熱噪聲。對(duì)于克量級(jí)的檢波器，大地振動(dòng)噪聲高于布朗噪聲4-5倍，因此檢波器的布朗噪聲能夠忽略。電阻熱噪聲的噪聲密度計(jì)算方法如下：
k—玻爾茲曼常數(shù)；T—絕對(duì)溫度；R—線圈電阻值；檢波器；線圈電阻；計(jì)熱噪聲密度只有。
3.3 常用的檢波器組合方式
地震道通常是2-4個(gè)串檢波器串并聯(lián)，串并組合的方式及相關(guān)特點(diǎn)一般和石油勘探的目的相關(guān)。不同組合目的在于，利用有效波還有干擾波的不同，來干擾波進(jìn)行抑制，并突出有效波。下表給出了不同檢波器組合的性能特點(diǎn)。不同的檢測(cè)波組合性能參數(shù)表如表1所示。
其中：n—檢波器的總個(gè)數(shù)；—并聯(lián)子串?dāng)?shù)；—子串檢波器個(gè)數(shù)；；—為串組合的增益；—阻抗比（串組合和單只檢波器的阻抗比值）；—為動(dòng)態(tài)增量，在具體勘探當(dāng)中，要按照油氣藏探區(qū)的干擾波類型還有其頻率特性以及勘探目的層深度和其它因素來對(duì)檢波器的組合方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，目的是找到適合此藏區(qū)的特定通頻帶的組合。具體的組合點(diǎn)數(shù)根據(jù)施工區(qū)的表層特點(diǎn)來決定，當(dāng)表層干擾十分嚴(yán)重時(shí)，采用點(diǎn)數(shù)的數(shù)量比較大，例如沙漠區(qū)勘探組合點(diǎn)數(shù)一般大于30個(gè)。
3.4 諧波失真
[關(guān)鍵字]：三維地震 煤田 勘測(cè)
1.引言
中國煤礦采區(qū)地震勘探技術(shù)歷經(jīng)將近 50 年的發(fā)展，出現(xiàn)了三次重大的技術(shù)飛躍，現(xiàn)已成為煤礦高效安全開采前構(gòu)造勘探的首選技術(shù)，回顧煤礦采區(qū)地震勘探技術(shù)的發(fā)展歷程，預(yù)計(jì)三維多波地震勘探技術(shù)的發(fā)展成熟，有望成為煤礦采區(qū)地震勘探技術(shù)的第四次技術(shù)飛躍，這還有待于在現(xiàn)有三維地震勘探技術(shù)不斷發(fā)展完善的基礎(chǔ)上，以期早日得到實(shí)質(zhì)性的突破。
2. 三維地震勘測(cè)的原理
2.1 三維地震勘測(cè)原理
三維地震采是用高密度的、各種形式的面積觀測(cè)系統(tǒng)，所以三維地震又叫面積勘探法。它是在二維地震勘測(cè)技術(shù)上發(fā)展而來的。與二維地震勘測(cè)相比，三維地震勘測(cè)獲得的信息量非常豐富，且地震剖面分辨率高。
2.1.1 面積測(cè)量系統(tǒng)反射波時(shí)距
根據(jù)物理地震學(xué)的原理，地震波從炮點(diǎn)激發(fā)后，將會(huì)以球面波的形式向下繼續(xù)傳播。根據(jù)惠更斯原理，波遇到反射界面后，可以把反射界面上每一點(diǎn)看做是一個(gè)新震源，每個(gè)質(zhì)點(diǎn)都激發(fā)球面波向前傳播。對(duì)地面某個(gè)接收點(diǎn) S 來說，它所接受的反射波，就是一系列來自反射界面的波的總和。
2.1.2 折曲測(cè)線觀測(cè)系統(tǒng)反射波時(shí)距
有的地區(qū)由于地表?xiàng)l件限制，為了完成地震勘探任務(wù)，往往把測(cè)線布置成折曲測(cè)
線、波狀測(cè)線及環(huán)行測(cè)線。這類測(cè)線的基礎(chǔ)是彎曲測(cè)線，時(shí)距方程為 ：
（2.1）
式中，V：介質(zhì)速度；H：反射界面埋藏深度； ：地震波垂直反射時(shí)間；l：炮檢距。若已知激發(fā)點(diǎn) 和接收點(diǎn)S的平面坐標(biāo)，則
（2.2）
（2.3）
其中， 表示激發(fā)點(diǎn)O的坐標(biāo)， 表示接受點(diǎn)的坐標(biāo)?？梢钥闯?，彎曲測(cè)線反射波時(shí)距曲線是一條與激發(fā)點(diǎn)和接收點(diǎn)的平面坐標(biāo)有關(guān)的、復(fù)雜的空間曲線。但是，不管曲線多么復(fù)雜，只要能用數(shù)學(xué)公式模擬，就可通過解方程的方法把反射界面確定下來。
2.2 觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理
三維觀測(cè)系統(tǒng)主要有兩大類：線束狀觀測(cè)系統(tǒng)和面積觀測(cè)系統(tǒng)。
面積觀測(cè)系統(tǒng)：接收點(diǎn)以網(wǎng)格形式全區(qū)密集采樣分布，炮點(diǎn)是以較稀疏網(wǎng)格分布，或以相反的形式分布，它完全滿足 3D 對(duì)稱采樣的觀測(cè)系統(tǒng)，但缺點(diǎn)是費(fèi)用太高，在實(shí)際生產(chǎn)中無法實(shí)現(xiàn)。線束型觀測(cè)系統(tǒng)：接收點(diǎn)以一定采樣間隔以一條或多條平行線的方式分布，激發(fā)點(diǎn)沿著炮線分布的觀測(cè)系統(tǒng)。
2.3 疊加原理
2.3.1 水平疊加剖面
在用多次覆蓋的方法采集得到的地震資料處理過程中，把共同反射點(diǎn)的許多道的記錄經(jīng)動(dòng)校正并疊加起來，以提高訊噪比，壓制干擾。用這種方法處理所得到的地震剖面叫水平疊加剖面。
水平疊加剖面是地震構(gòu)造解釋的主要是時(shí)間剖面，同時(shí)又是地震地層解釋中應(yīng)用最廣的資料。
2.3.2 傾斜界面偏移歸位的基本原理
首先，如圖1所示，自激自收得到的反射信息對(duì)應(yīng)的反射點(diǎn)位置可能來自以 1/2Vt 為半徑，以自激自收點(diǎn) O 為圓心的圓弧上的任一點(diǎn)。
根據(jù)上圖可知，如果只有一道自激自收記錄，而沒有其它的資料來配合，那么就無法確定反射點(diǎn)在地下的準(zhǔn)確位置。事實(shí)上，可以用反向射線追蹤的方法來確定反射界面的位置。
3.總結(jié)
三維地震勘探是當(dāng)今地震勘探的新領(lǐng)域和新技術(shù)，從設(shè)計(jì)、采集、處理到解釋，都需要認(rèn)真地分析研究各個(gè)階段的主要矛盾，以科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度、務(wù)實(shí)的工作方法、保質(zhì)保量地完成勘探地質(zhì)任務(wù)才會(huì)取得好的地質(zhì)效果。
參考文獻(xiàn)
[1]胡建強(qiáng).市區(qū)內(nèi)不規(guī)則三維地震勘探[J].勘探家，1999，3（1）：24～26.
【關(guān)鍵詞】反射波法；工程勘查；基本原理
1、淺層地質(zhì)反射波法的基本原理
地震反射波法是基于反射波法中的最佳偏移距技術(shù)發(fā)展起來的一種常用淺地層勘探方法。這種方法可以利用多種波作為有效波來進(jìn)行探測(cè)，也可以根據(jù)探測(cè)目的要求僅采用一種特定的波作為有效波。在這種方法中，每一測(cè)點(diǎn)的波形記錄都采用相同的偏移距激發(fā)和接收。在該偏移距處接收到的有效波具有較好的性噪比和分辨率，能夠反映出地質(zhì)體沿垂直方向和水平方向的變化。
淺層地震反射波法是地震勘探方法中的一種。在地表向下激發(fā)地震波，當(dāng)?shù)卣鸩ㄏ蛳聜鞑ビ龅綇椥圆煌姆纸缑鏁r(shí)，就會(huì)發(fā)生反射，地震勘探儀器記錄這些反射地震波。由于反射波在介質(zhì)中傳播時(shí)，其傳播路徑、振動(dòng)強(qiáng)度和波形將隨通過介質(zhì)的結(jié)構(gòu)和彈性性質(zhì)的不同而變化，根據(jù)接收到的反射波旅行時(shí)間和速度資料，就能推斷解釋地層結(jié)構(gòu)和地質(zhì)構(gòu)造的形態(tài)，而根據(jù)反射波的振幅、頻率、速度等參數(shù)，則可以推斷地層或巖石的性質(zhì)，從而達(dá)到地震勘探的目的。
2、參數(shù)選擇的基本原則
2.1數(shù)據(jù)采集
淺層地震勘探根據(jù)不同的地質(zhì)環(huán)境和勘探要求，使用時(shí)采用的方法不同，應(yīng)用的效果取決于野外工作參數(shù)（采樣率、道間距、偏移距）的選擇，震源能量等。這些參數(shù)由野外試驗(yàn)工作來選定。
1震源。在激發(fā)時(shí)，對(duì)震源一般有兩個(gè)要求：一是激發(fā)力要豎直向下；二是激發(fā)裝置或藥包與大地耦合要好。
2檢波器。接收設(shè)備（主要是檢波器）除接觸條件外，它的埋置盡量達(dá)到最佳的耦合，如果由于條件限制不能埋置在原設(shè)計(jì)點(diǎn)位時(shí)，沿測(cè)線方向位移1∕10道間距內(nèi)或垂直于測(cè)線方向的1∕5道間距內(nèi)。
3分辨率。為保證記錄有效信號(hào)不畸變，每個(gè)最短周期內(nèi)至少要采集4個(gè)樣值，而且還要考慮記錄長度問題，因?yàn)椴荒苓x擇過高的采樣率，以免點(diǎn)數(shù)太多，出現(xiàn)儀器存儲(chǔ)容量不夠或增加不必要的勘探成本。
4濾波器。工程數(shù)字地震儀一般均設(shè)有低通、高通、帶通、全通等模擬濾波器。為提高地震記錄的信噪比，改善記錄頻譜中高、低頻能量的不平衡狀況，可根據(jù)實(shí)際干擾波調(diào)查的結(jié)果，選擇合適的濾波器，以壓制干擾。
5最佳接收段。為了有效地避開面波、聲波、直達(dá)波和折射波對(duì)反射波的干擾，可把接收地段選擇在盡可能不受或少受各種干擾波影響的地段，這種最佳接收地段又稱為"最佳時(shí)窗"。反射波振幅隨炮檢距的增大而減小，相位隨炮檢距的增大而基本保持不變?？梢?，最佳時(shí)窗的選取關(guān)鍵在于選取接收排列的兩個(gè)端點(diǎn)，即選擇偏移距和最大炮檢距。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，即最大炮檢距不應(yīng)大于主要目的層埋深的1～1.5倍。
6道間距。道間距的選取總原則是經(jīng)過處理后能在地震剖面的相鄰道上可靠地追蹤波的同一相位并且不出現(xiàn)空間假頻，根據(jù)采樣有：
式中，K*min為最短視波長；V*為波傳播的視速度；f*max為波的最高視主頻。
7偏移距。偏移距選擇由實(shí)驗(yàn)決定。下面是試驗(yàn)效果圖，分別記錄了0m、5m、10m偏移距的單炮記錄。從圖1中清晰發(fā)現(xiàn)0m偏移距的反射波的振幅和相位相比10m偏移距的效果差，受震源干擾大。綜合比較，10m偏移距的單炮記錄圖受干擾波影響較小，反射波同相軸清晰連續(xù)，因此，選用10m偏移距會(huì)有更好的探測(cè)效果。
圖1偏移距單炮記錄
8覆蓋次數(shù)。提高覆蓋次數(shù)能夠有效地提高記錄的信噪比，高對(duì)多次波的壓制能力，且對(duì)地震波的高頻成分影響不大，因此數(shù)據(jù)采集中，要全面考慮記錄的信噪比和勘探費(fèi)用，在滿足具有較高記錄信噪比的條件下，應(yīng)盡可能采用較低的覆蓋次數(shù)。
2.2數(shù)據(jù)處理
地震資料數(shù)字處理是指用計(jì)算機(jī)對(duì)采集的原始資料進(jìn)行以壓制干擾、提高信噪比和分辨率、提取地震參數(shù)為目的的一整套處理方法和技術(shù)。它可為資料解釋提供反映地下結(jié)構(gòu)和巖性等的地震剖面和參數(shù)，它主要包括數(shù)字濾波、速度分析、校正、疊加和偏移處理。
3、工程實(shí)例
3.1場(chǎng)區(qū)物理?xiàng)l件
某工程勘查的地質(zhì)目的，是查明場(chǎng)區(qū)的第四系厚度及分層、場(chǎng)區(qū)的基巖起伏形態(tài)及風(fēng)化程度、隱伏斷層走向及發(fā)育規(guī)模、不良工程地質(zhì)現(xiàn)象等。
表1是各地層縱波的速度參數(shù)。由表1可見，各地層之間存在明顯的波阻抗差異和波速差異，可形成反射界面，具備了淺層地震反射的地球物理?xiàng)l件。
3.2野外數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理
本次施工采用48道工程地震儀，用固有頻率為40Hz的縱波檢波器。根據(jù)勘探任務(wù)和地形條件，依據(jù)參數(shù)選擇的基本原則，經(jīng)過工區(qū)典型性試驗(yàn)，本次淺層反射波法采用共深度點(diǎn)6次覆蓋觀測(cè)系統(tǒng)，單邊放炮方式。選擇的工作參數(shù)為：偏移距10m，道間距5m，以模擬濾波全通方式進(jìn)行記錄，采樣率0.1 ms，記錄長度204.8ms。采用錘擊震源多次疊加的激發(fā)方式。工區(qū)測(cè)線布置，橫線六條，縱線六條，測(cè)線均勻布置在廠址區(qū)，并穿越重點(diǎn)工程部位。
3.3資料解釋
圖2是場(chǎng)區(qū)某測(cè)線的時(shí)間剖面，縱軸表示時(shí)間，橫軸表示CDP號(hào)。從剖面圖我們可以看出，反射層次齊全，同相軸連續(xù)，資料信噪比高，地層起伏變化清晰，剖面反映的地質(zhì)現(xiàn)象是可信的。圖3是廠址某測(cè)線的成果剖面圖，縱軸表示高程，橫軸表示測(cè)線長度。結(jié)合物探資料可作如下推斷：1淺層覆蓋物：波速在400～700m∕s之間，主要為粘土層，厚度在10m左右；2波速在800～1500∕s之間，主要為卵石層，厚度在5m左右；3強(qiáng)風(fēng)化層：波速在1600～2300m∕s之間，主要是泥巖，厚度2～4m左右；4中風(fēng)化層：波速在2400～3200m∕s之間，主要是砂泥巖互層，厚度20m左右；5微風(fēng)化層：波速3300～3800m∕s，屬于砂泥巖互層。
圖2 廠址某測(cè)線的時(shí)間剖面
圖3 廠址某測(cè)線的成果剖面
綜合其他測(cè)線結(jié)果，可以看出：1 基巖埋深約在15m左右；2縱向上分層較為清楚；3泥巖層中央有薄層砂巖，薄砂巖與泥巖層呈指狀交叉，有小透鏡狀的尖滅存在；4該場(chǎng)區(qū)不存在斷層以及其他不良地質(zhì)現(xiàn)象。
4、結(jié)束語
通過該工程實(shí)例，選擇合理的工作參數(shù)，較準(zhǔn)確地查明了第四系覆蓋物厚度、強(qiáng)風(fēng)化層厚度以及是否存在隱伏斷層、不良工程地質(zhì)等現(xiàn)象。
對(duì)于高分辨率勘探，一般精度要求較高，應(yīng)盡量采用小道間距，小偏移距多次覆蓋次數(shù)觀測(cè)。在實(shí)際工作時(shí)，一定要根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況，通過典型性試驗(yàn)來選擇參數(shù)；考慮到有些復(fù)雜的地質(zhì)條件，比如地層起伏較大，上覆地層復(fù)雜時(shí)，則需要對(duì)多個(gè)地段做試驗(yàn)分析。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：工程物探；三維地震勘探；經(jīng)濟(jì)效益
作者簡(jiǎn)介：夏書兵(1976―)，男，江蘇省姜堰市人，河南省煤炭地質(zhì)勘察研究院工程師。
中圖分類號(hào)：P65 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A doi:10.3969/j.issn.1672-3309（s）.2012.02.37 文章編號(hào)：1672-3309（2012）02-88-02
引言
工程物探主要是對(duì)地表及地下100米左右的介質(zhì)，通過相應(yīng)的物理儀器和數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換，以數(shù)據(jù)的分析和處理為手段，全面掌握目標(biāo)體的物理特性和狀態(tài)。一般情況下，工程物探主要以二維地震勘探為主，但其存在著地質(zhì)信息假設(shè)過于苛刻等明顯缺陷，相比之下，三維地震勘探技術(shù)則有著數(shù)據(jù)完整、信息量豐富等優(yōu)勢(shì)，因而在近些年來的勘探工作中得到了廣泛的應(yīng)用。本文對(duì)三維地震勘探技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行系統(tǒng)梳理，總結(jié)實(shí)踐應(yīng)用中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，為該技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
一、三維地震勘探技術(shù)及其基本原理
地震勘探通過人工方法（例如炸藥等）形成人工地震，并以科學(xué)儀器記錄震動(dòng)詳情，從而估算地下構(gòu)造的特點(diǎn)。三維地震勘探技術(shù)作為地震勘探的重要技術(shù)之一，是從二維地震勘探衍生而來，同時(shí)融合了物理、數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)等的綜合性應(yīng)用技術(shù)，其主要包括地震數(shù)據(jù)資料采集、地震數(shù)據(jù)處理以及地震資料解釋三個(gè)環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)之間既相互聯(lián)系又相互獨(dú)立，從而構(gòu)成了在計(jì)算機(jī)軟硬件支撐下的系統(tǒng)工程。
三維地震勘探技術(shù)的基本原理與二維地震勘探技術(shù)相似，主要是通過地面上各沿線的地震勘探施工，使人工產(chǎn)生的地震波在地下傳播，地面上的儀器開始同步記錄地震波的傳播和返回時(shí)間，再通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理得出目標(biāo)物深度，綜合測(cè)線的觀察處理結(jié)果，從而得到直觀反映地下巖層分界面起伏變化的地震剖面圖。由于其勘探對(duì)象是地下半空間的三維地質(zhì)體，因而在工程物探中具有顯著優(yōu)勢(shì)，表現(xiàn)在：數(shù)據(jù)量相對(duì)豐富，包含了地震波的各種信息，有利于使用正反演技術(shù)以及巖性研究；數(shù)量完整性好，準(zhǔn)確性較高，在通常地震波分辨率范圍內(nèi)，可基本查明相對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造；充分發(fā)揮了高科技裝備的先進(jìn)性能，有利于數(shù)據(jù)解釋的自動(dòng)化及人機(jī)聯(lián)作的發(fā)展，可以大大減少人為因素的影響，具有較高的投入產(chǎn)出比。
二、三維地震勘探技術(shù)的國內(nèi)外研究進(jìn)展
三維地震勘探技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，引起了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，促進(jìn)了相關(guān)技術(shù)方法的快速發(fā)展。例如Andreas Cordsen[1]等學(xué)者，詳細(xì)闡述了三維地震觀測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及施工要領(lǐng)，介紹了三維采集參數(shù)、三維觀測(cè)系統(tǒng)的類型，并對(duì)其優(yōu)點(diǎn)和缺陷進(jìn)行了對(duì)比。Vermeer[2]深入研究了正交塊狀三維觀測(cè)系統(tǒng)的地球物理參數(shù)配置，優(yōu)化了MKB方法和LUG方法，減少了決策變量和約束條件。我國學(xué)者錢榮軍[3]等以目標(biāo)層信息為出發(fā)點(diǎn)，通過對(duì)表層結(jié)構(gòu)地球物理模型和地下結(jié)構(gòu)地球物理模型的分析優(yōu)化，設(shè)計(jì)了地震采集參數(shù)。尹成等利用帶約束條件的數(shù)學(xué)規(guī)劃模型計(jì)算目標(biāo)函數(shù)，實(shí)現(xiàn)了線束狀三維觀測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)化。
總的來看，由于三維地震勘探技術(shù)所具有的低成本、高精度和短周期等優(yōu)勢(shì)，使其在實(shí)踐中得到了普遍應(yīng)用和快速的發(fā)展。受技術(shù)力量以及設(shè)備投入等因素的影響，國外不僅在三維地震勘探技術(shù)的研究方面具有較大優(yōu)勢(shì)，而且在軟件設(shè)計(jì)方面也處于領(lǐng)先地位，例如，著名的綠山地震設(shè)計(jì)軟件、OMM軟件等，而我國近年來在觀測(cè)數(shù)據(jù)參數(shù)論證方面，雖然也取得了一定的成就，但在觀測(cè)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方面，仍然尚需進(jìn)一步的研究。
三、三維地震技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益
三維地震技術(shù)的廣泛應(yīng)用不僅提高了地質(zhì)勘探的精準(zhǔn)性，而且取得了令人矚目的經(jīng)濟(jì)效益。
（一）有效促進(jìn)了我國地質(zhì)礦藏開采等行業(yè)的深入發(fā)展
我國地形多樣，地質(zhì)狀況復(fù)雜，對(duì)地質(zhì)的精確勘探造成了困擾。三維地震技術(shù)的應(yīng)用，提高了查明細(xì)微地質(zhì)問題的能力。通過該技術(shù)的運(yùn)用，可以提高礦業(yè)開采的利用率，不少多年開采的老礦區(qū)通過三維勘探技術(shù)，甚至發(fā)現(xiàn)了新的資源，從而為行業(yè)的發(fā)展注入了新的活力。
（二）有效縮短工程周期
三維地震勘探技術(shù)具有高精度和高分辨率的特點(diǎn)，其探測(cè)結(jié)果能提供較為精準(zhǔn)的地質(zhì)構(gòu)造信息，因此大大提高了鉆探成功率，有效縮短了工程周期。例如，在東濮地區(qū)的地質(zhì)勘探過程中，通過三維地震技術(shù)的應(yīng)用，勘測(cè)150km2地區(qū)的復(fù)雜地質(zhì)問題僅需要原計(jì)劃的一半。因此，三維地震技術(shù)的運(yùn)用加快了地質(zhì)勘探與開發(fā)，有效降低了地質(zhì)勘探費(fèi)用，為煤炭、石油開采等行業(yè)的繁榮發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的工程技術(shù)基礎(chǔ)。
（三）三維地震技術(shù)有效降低了勘探成本
三維地震技術(shù)的不斷發(fā)展，使其在勘探精度與效率等工程效益方面不斷提高的同時(shí)，技術(shù)應(yīng)用成本在不斷降低，為工程單位節(jié)省了大量資金。以單位勘探成本為例，二維測(cè)線單位成本為6200元/ km ，而采用三維測(cè)線，其成本則僅需810元/km，降低了7.5倍，而且勘探效果更加完美。因此，對(duì)該技術(shù)的采納與有效應(yīng)用，極大減輕了相關(guān)企業(yè)單位的資金壓力，提高了經(jīng)濟(jì)效益。
四、三維地震勘探在實(shí)踐中存在的主要問題及原因
（一）三維地震勘探實(shí)踐的局限性
三維地震勘探雖然在構(gòu)造勘探方面有著其他勘探方法不可比擬的優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)踐中也存在種種局限。一方面，探測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確率有待提高。在大多數(shù)地震勘探任務(wù)中，一般要求其斷層落差為5m，平面位置誤差范圍是±15m。然而，調(diào)查顯示，既使在地質(zhì)條件較好的華東地區(qū)，對(duì)落差區(qū)間5-10m之內(nèi)的的斷層進(jìn)行的探測(cè)，其準(zhǔn)確率尚不及70%。另一方面，存在著地震信息的缺失，所觀測(cè)系統(tǒng)搜集到的信息難以有效顯示落差較小的斷層。同時(shí)，由于信息解釋的不準(zhǔn)確，導(dǎo)致所勘探出的斷層位置與實(shí)際位置相比差距較大，這一點(diǎn)在斷層落差較大或傾斜角度較大的地層中表現(xiàn)的尤為明顯。另外，由于難以有效識(shí)別距離較近的斷層，經(jīng)常會(huì)把兩條傾向相同的斷層解釋為一條大落差斷層，甚至也會(huì)將兩條角度完全相反的斷層解釋為一打小落差斷層或無斷層。這些情況的出現(xiàn)，嚴(yán)重影響了物探工作的科學(xué)性和可靠性。
（二）原因解析
三維地震勘探作為一種間接的勘探方法，除了技術(shù)上的局限之外，實(shí)際工作中的質(zhì)量控制以及技術(shù)應(yīng)用失當(dāng)，是影響其準(zhǔn)確性的重要因素，主要包括以下幾個(gè)方面：
1、野外勘探質(zhì)量控制以及觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)缺陷。受當(dāng)前排列分布面積大以及質(zhì)量控制點(diǎn)較多等觀測(cè)方式的影響，觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范性較差，在客觀上增加了質(zhì)量控制的難度。特別是頻頻照搬或套用既定的觀測(cè)系統(tǒng)，或是隨意進(jìn)行野外變現(xiàn)，極易造成炮距分布不均勻以及系統(tǒng)復(fù)雜多變等問題，嚴(yán)重拖慢了數(shù)據(jù)分析速度，最終影響偏移效果。
2、技術(shù)應(yīng)用與地質(zhì)條件的匹配問題。我國大多數(shù)地區(qū)的激發(fā)條件復(fù)雜多變，但是地震成孔工具較少，由此街面的成孔激發(fā)問題使原始資料的信噪比較低，從單炮甲級(jí)率來看，其效果很不理想。其他技術(shù)應(yīng)用方面，例如，縱、橫分辨率問題造成的構(gòu)造遺漏、長波長靜校正方法不理想造成的假斷層探查結(jié)果、偏移成像問題等，都成為提高三維地震勘探效果的“攔路石”。
3、儀器設(shè)備的升級(jí)更新與實(shí)際應(yīng)用未能做到協(xié)調(diào)一致。先進(jìn)的儀器設(shè)備未必都能取得理想中的效果，例如，現(xiàn)在常用的集中邏控型數(shù)字地震儀，雖然其排列布置和處理技術(shù)更加合理、先進(jìn)，理論性能得到了很大提升，但是由于很少考慮勘探過程中對(duì)可操作性以及可靠性等的實(shí)際需求，在應(yīng)用中的效果卻不甚理想，有時(shí)勘查效果甚至不如舊式的16位A/D轉(zhuǎn)換遙測(cè)地震儀。
五、提高我國三維地震勘探經(jīng)濟(jì)效益的對(duì)策
地震勘探技術(shù)已進(jìn)入了成熟階段，短期內(nèi)產(chǎn)生技術(shù)飛躍的條件尚不具備，因此，要提高三維地震勘探水平，就要拋棄“唯技術(shù)論”，以全新的視角和細(xì)致入微的工作來提升勘探水平。
（一）以體制創(chuàng)新為重點(diǎn)，全面提升勘探質(zhì)量
技術(shù)趨同條件下，管理水平以及人員素質(zhì)等非技術(shù)因素，成為提高三維地震勘探的突破口，而良好的工作體制是決定這一問題的關(guān)鍵。特別是強(qiáng)調(diào)實(shí)際工作中的權(quán)、責(zé)、利的辯證統(tǒng)一，就成為物探企業(yè)必須解決的重大現(xiàn)實(shí)問題，尤其是在物探這樣一個(gè)國有企業(yè)處于優(yōu)勢(shì)地位的行業(yè)，更應(yīng)該把體制創(chuàng)新作為重中之重，最大限度的實(shí)現(xiàn)“人盡其才、物盡其用”，為地震勘探工作創(chuàng)造堅(jiān)實(shí)的制度環(huán)境。
（二）優(yōu)化物探工作流程，對(duì)各環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的管控
三維地震勘探工作集數(shù)據(jù)收集、處理以及解釋為一體，因此，在實(shí)際工作中必須從成本控制、人員配備、人機(jī)優(yōu)化組合等環(huán)節(jié)著手，重視施工人員培訓(xùn)以及相關(guān)試驗(yàn)和生產(chǎn)過程的流暢有序，做到工作管理的動(dòng)態(tài)化和監(jiān)管適時(shí)化，全面保障各項(xiàng)細(xì)則落到實(shí)處，從而實(shí)現(xiàn)質(zhì)量控制與施工成本的平衡，在確保地震勘探效果的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的提升。
（三）強(qiáng)化成熟技術(shù)的融合與集成研究
當(dāng)前，三維地震勘探技術(shù)已相當(dāng)成熟，各種儀器和軟件配備都已做到了系統(tǒng)化，要在技術(shù)層面上提升地震勘探效果，就必須走集成化的道路，尤其是做好三維地震技術(shù)中采集、處理和解釋三環(huán)節(jié)技術(shù)上的銜接和融合，形成實(shí)用的一體化技術(shù)，使各環(huán)節(jié)之間相互監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)立體化、綜合化和動(dòng)態(tài)化的勘探能力，從而快速鎖定勘探目標(biāo)，有效提高問題解決能力，全面提高勘探效益。
參考文獻(xiàn)：
[1] Andreas Cordsen, Johnw.peire.陸上三維地震勘探的設(shè)計(jì)和施工[M].石油物探地球物理勘探局出版，1996.
關(guān)鍵詞：礦井；物探技術(shù)；突水預(yù)測(cè)；礦井電磁法；礦井地震法
1 礦井電磁法
1.1 礦井直流電法
直流電法勘探是以煤、巖層的導(dǎo)電性差異為基礎(chǔ)，通過人工向地下供入穩(wěn)定電流，觀測(cè)大地電流場(chǎng)的分布規(guī)律，從而確定巖、礦體物性（如貧、富水區(qū)域）的分布規(guī)律或地質(zhì)構(gòu)造特征。
礦井直流電法的特點(diǎn)：a）理論方法成熟，施工技術(shù)簡(jiǎn)單，抗干擾；b）體積效應(yīng)影響大，隨著勘探深度的增大，分辨率急劇下降；c）施工效率低，工作量大。礦井直流電法可用于探測(cè)巷道掘進(jìn)工作面前方富水體范圍、劃分頂?shù)装鍘r層貧富水區(qū)域、確定工作面回采時(shí)的易突水地段、評(píng)價(jià)工作面回采時(shí)的水害安全性等。主要應(yīng)用于淺部（小余500米）的水文勘探工作，如：第四系含水層、覆蓋層厚度、斷層裂隙帶、巖溶、采空區(qū)等的勘查。
1.2 礦井瞬變電磁法
礦井瞬變電磁法是一種時(shí)間域的電磁探測(cè)方法。利用不接地回線向采掘空間周圍的煤巖體中發(fā)射一次電磁場(chǎng)，用線圈或接地電極觀測(cè)有該電磁場(chǎng)感應(yīng)的地下渦流產(chǎn)生的二次電磁場(chǎng)的空和時(shí)間分布，來達(dá)到查明各種地質(zhì)目標(biāo)體的目的。
礦井瞬變電磁法的特點(diǎn)是：a）由于勘探環(huán)境限制，只能采用邊長小于3米的多匝小線框，工作效率高；b ）測(cè)量點(diǎn)距較密，降低體積效應(yīng)的影響，提高國勘探分辯率；c）測(cè)量裝置距探測(cè)目標(biāo)體較近，測(cè)量信號(hào)的信噪比較高；d）具有一定的方向性，可利用現(xiàn)有巷道對(duì)準(zhǔn)所量信號(hào)有目標(biāo)地質(zhì)進(jìn)行探測(cè)。該技術(shù)具有快速、便捷、對(duì)低阻含水體敏感、定向性好等優(yōu)點(diǎn)，在煤礦防治水方面具有良好的應(yīng)用前景。
1.3 地質(zhì)雷達(dá)
地質(zhì)雷達(dá)是利用高頻電磁波在巖體傳播中遇到地質(zhì)界面產(chǎn)生反射有特性探測(cè)異常地質(zhì)體的一種方法。地質(zhì)雷達(dá)由發(fā)射部分和接受部分組成，其基本原理是：發(fā)射機(jī)通過九射天線發(fā)射中心頻率為12.5M至于1200M、脈沖寬度為0.1NS的脈沖電磁波訊號(hào)。當(dāng)這一訊號(hào)在巖層中遇到探測(cè)目標(biāo)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)反射訊號(hào)。直達(dá)訊號(hào)和反射訊號(hào)通過接收天線輸入到接收機(jī)，放大后由示波器顯示出來。
1.4 無線電波透視技術(shù)
無線電波透視技術(shù)是根據(jù)地質(zhì)體對(duì)電磁波有吸收能力不同進(jìn)行探測(cè)的一種物探方法?？捎糜诓檎覕鄬?、無煤帶、煤層變薄帶、陷落柱、廢棄采空區(qū)、喀斯特等。無線電波透視法是利用探測(cè)目標(biāo)與周圍介質(zhì)之間的電性差異來研究確定目標(biāo)置形態(tài)，大小及物性參數(shù)的一種礦井物探方法。因?yàn)殡姶挪ㄔ诘叵聨r層中傳播時(shí)，由于各種巖、礦石電性的不同，它們地電磁波能量吸收不同，它們對(duì)電磁波能量吸收不同，低阻巖層對(duì)電磁波具有較強(qiáng)的吸收作用，當(dāng)波前進(jìn)方向遇到斷裂構(gòu)造所出現(xiàn)的界面是，電磁波將在界面上產(chǎn)生反射和折射作用，造成能量的損耗。
1.5 礦井電剖面法
礦井電剖面法是通過觀測(cè)和分析煤層及其底板巖層橫向電性變化來確定和裂隙發(fā)育帶的位置。其特點(diǎn)是裝置形式多樣化，施工方法靈活，其中偶極剖面法分辨率相對(duì)最強(qiáng)。常用井下施工方法有復(fù)合對(duì)稱四極剖面法、多極距偶極剖面法、多極距三極剖面法。礦井電剖面法主要應(yīng)用于探測(cè)煤層底板隱伏的斷層破碎帶、導(dǎo)水通道的位置。
1.6 礦井高密度電阻率法
高密度電阻率法是集電剖面和電測(cè)深于一體，采用高密度布點(diǎn)，進(jìn)行二維地電斷面測(cè)量，提供的數(shù)據(jù)量大、信息多，并且觀測(cè)精度高、速度快、探測(cè)的深度也很靈活。高密度電阻率法的物理前提是地下介質(zhì)間的導(dǎo)電性差異。
高密度電法具有以下優(yōu)點(diǎn)：a）電阻布置一次性完成.不僅減少了因電極設(shè)置引起的故障和干擾，并且提高了效率；b能夠選用多種電極排列方式進(jìn)行測(cè)量，可以獲得豐富的有關(guān)地電斷面的信息；c）野外數(shù)據(jù)采集實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和半自動(dòng)化，提高了數(shù)據(jù)采集速度，避免了手工誤操作。
2 礦井地震法
2.1 地震槽波法
地震槽波法是利用槽波的反射或透射規(guī)律，探測(cè)層等到構(gòu)造，了解煤層厚度變化的礦井物探方法。它是煤礦特有的，在煤層內(nèi)進(jìn)行地震探測(cè)的一種勘探方法，槽波勘探利用在煤層中產(chǎn)生、通脫煤層傳播，又在該煤層中接受的槽波，可以進(jìn)行槽波投射和反射測(cè)量。常用井下施工方法有透射法和反射法。地震槽波法主要應(yīng)用于探測(cè)工作面內(nèi)斷層、陷落柱、沖刷帶、小褶曲等特征變化，評(píng)價(jià)煤厚變化、瓦斯富集等。該技術(shù)的缺點(diǎn)是必須在合適的地質(zhì)條件下才能產(chǎn)生槽波，儀器相對(duì)較笨重。
地震槽波法適用的范圍如下：a）煤層厚度要大于0.5m；b）夾矸的厚度小于煤厚的30%，不影響槽波的傳播；c）斷層大小及產(chǎn)狀要求；反射法斷距要大于煤厚的20%，煤層面和斷層面之間的夾角要少于30°；透視法：斷距要小于煤厚，走向長度要在透視區(qū)內(nèi)；探查距離：反射法：煤厚的100倍；透視法：煤厚的1000倍。
2.2 三維地震勘探
三維地震勘探技術(shù)是從二維地震勘探逐步發(fā)展起來的，是地球物理勘探中最重要的方法。先了解二維地震勘探的基本原理：在地面上布置一條條的測(cè)線，沿各條測(cè)線進(jìn)行地震勘探施工，采集地下地層反射回地面的地震波信息，然后經(jīng)過電子計(jì)算機(jī)處理得出一張張地震剖面圖。經(jīng)過地質(zhì)解釋的地震剖面圖就像從地面向下切了一刀，在二維空間上顯示地下的地質(zhì)構(gòu)造情況。同時(shí)幾十條相交的二維測(cè)線共同使用，即可編制出地下某地質(zhì)時(shí)期沉積前地表的起伏情況。三維地震勘探的理論與工作流程和二維地震勘探大體相似。
2.3 瑞利波勘探
瑞利波勘探是一種新的淺層地震勘探手段，是基于不同震波頻率的瑞利波沿深度方向衰減的差異，通過測(cè)量不同頻率成分（反映不同深度）瑞利波的傳播速度，可探測(cè)不同深度巖、煤層界面、斷層、陷落柱、巖漿巖侵入體、巖溶、老窯采空區(qū)等地質(zhì)異常體。探測(cè)構(gòu)造位置誤差小于5%。
2.4 聲波勘探
聲波勘探原理是在地表以人工方法激發(fā)地震波，在向地下傳播時(shí)，遇有介質(zhì)性不同的巖層分界面，地震波將發(fā)生反射與折射，在地表或井中檢波器接收這種地震波。收到的地震波信號(hào)與震源特性、檢波點(diǎn)的位置、地震波經(jīng)過的地下巖層的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)有關(guān)。通過對(duì)地震波記錄進(jìn)行處理和解釋，可以推斷地下巖層的性質(zhì)和形態(tài)。
3 結(jié)束語
目前，礦井物探方法較多，各種方法都取得了一定的成果，有的方法已推廣應(yīng)用，但許多方法都不夠完善，有待進(jìn)一步研究提高。礦井物探技術(shù)未來的發(fā)展取決于引入新理論、新方法和廣泛應(yīng)用高新技術(shù)?？傊?，所有地質(zhì)探測(cè)問題都需要地質(zhì)、物探、水文、鉆探等方法配合應(yīng)用，綜合解釋，才能更加準(zhǔn)確有效地查找出異常體，從而起到預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)突水的作用，為礦井安全生產(chǎn)提供技術(shù)支撐和重要保障。
參考文獻(xiàn)
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[2]馬志飛，王祖平，劉鴻福.應(yīng)用綜合物探方法探測(cè)煤礦采空區(qū)[J].四川地質(zhì)學(xué)報(bào)，2009.
[3]段建華.綜合物探技術(shù)在礦井防治水中的應(yīng)用[J].華北科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2009.
【關(guān)鍵詞】淺層地震；折射波法；高密度電法；隧道勘察；斷層；圍巖類別；紫之隧道
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，國家對(duì)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)越來越重視，公路網(wǎng)絡(luò)完善的須要，也促進(jìn)了道路交通建設(shè)飛速發(fā)展。
隧道在道路交通建設(shè)中是必須可少的。在隧道初步設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)階段，通常需要查明第四紀(jì)覆蓋層厚度、下伏基巖面埋深及其界面的起伏形態(tài)、各巖土層的分布特征及其性質(zhì)、縱波波速等地球物理參數(shù)；同時(shí)查明隱伏構(gòu)造、巖溶等不良地質(zhì)體的位置、規(guī)模、性質(zhì)、特征，為設(shè)計(jì)提供可靠的地質(zhì)依據(jù)及地球物理參數(shù)。
能解決此問題的地球物理方法較多，如地震折射波法、地震反射波法、直流電測(cè)深法、聯(lián)合剖面法、高密度電法和大地電磁測(cè)深法等。但受勘探成本、工期以及隧道地形條件限制，隧道勘探中一般采用地震折射波法和高密度電法。
1 方法原理
1.1 地震折射波法
地震勘探是通過人工激發(fā)的地震波向下傳播，當(dāng)遇到波阻抗差異較明顯的分層界面，即下層介質(zhì)的波速大于上層介質(zhì)且入射角大于折射臨界角的時(shí)候，地震波會(huì)在層界面上產(chǎn)生折射，利用地震儀接收折射波，分析折射波在介質(zhì)中的傳播路徑、傳播速度，進(jìn)而推測(cè)地下地質(zhì)體分布情況。通過分析處理軟件，提取折射波初至?xí)r間可以求得下層介質(zhì)的埋藏深度和各層介質(zhì)的縱波速度。數(shù)據(jù)處理方法一般有：t0差數(shù)時(shí)距曲線法（t0法）、表層剝?nèi)シê凸R斯法。其中以t0差數(shù)時(shí)距曲線法具有簡(jiǎn)便快速、對(duì)埋深和曲率有較大的適應(yīng)性等成為較為常用的折射波處理方法之一。
1.2 高密度電法
1 高密度電法的基本原理
1.1 高密度電法的工作原理
高密度電法的基本工作原理與常規(guī)電阻率法大體相同。它是以巖土體的電性差異為基礎(chǔ)的一種電探方法，根據(jù)在施加電場(chǎng)作用下地中傳導(dǎo)電流的分布規(guī)律，推斷地下具有不同電阻率的地質(zhì)體、構(gòu)造的賦存情況。高密度電法的物理前提是地下介質(zhì)間的導(dǎo)電性差異。通過A、B電極向地下供電流I，然后在M、N極間測(cè)量電位差ΔV，從而可求得該點(diǎn)（M、N之間）的視電阻率值ρs=KΔV/I。根據(jù)實(shí)測(cè)的視電阻率剖面，進(jìn)行計(jì)算、分析、反演，便可獲得地下地層中的電阻率分布情況，從而可以劃分地層，推斷地質(zhì)構(gòu)造產(chǎn)狀等。
2 應(yīng)用實(shí)例
3 結(jié)論
高密度電法雖能夠直觀地反映地下電性異常體的形態(tài)，可以定性的確定低阻帶、斷層的位置，但所得到的電阻率等值線圖反映的是巖土體的界面形態(tài)，對(duì)界面深度的解釋僅屬于定性結(jié)論，在地形特別負(fù)責(zé)的地區(qū)，不能準(zhǔn)確地確定埋深；而地震折射波法能夠較為準(zhǔn)確地確定基巖上覆蓋層（或低速層）厚度與縱波速度，能夠勘察地下構(gòu)造情況。
綜合兩種地球物理方法由于從不同的物性差異上給出同一地質(zhì)本質(zhì)的不同現(xiàn)象，有效的查明覆蓋層厚度、斷層及破碎帶的分布，取長補(bǔ)短，使解釋的可靠性得到大大的提高，綜合彌補(bǔ)一種方法解釋的缺陷，提高解釋的精度。因此這兩種方法是有效的。
物探工作本身具有多解性，只有掌握了更加多的邊界條件，才能得出更客觀的推斷結(jié)論，建議結(jié)合探槽、鉆孔等工程地質(zhì)勘察方法綜合分析驗(yàn)證，提高物探解釋的精度和可靠性。
參考文獻(xiàn)：
[1] 地震折射波法和高密度電法在隧道勘察中的應(yīng)用，曾國等，物探與化探，2009.10，33-5；
