新万博电竞采集的原始数据质 量能够满足该区表层调查的要求

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  第12卷第2期 工程炒球物理学赧 V01.12。No.2 2015年3月 CHINESEJOURNAL0FENGINEERINGGEOPHYSICS Mar.,2015 文章编号:1672—7940(2015)02一0229一05 使用锤击震源的小折射表层调查中的 采集参数试验 吴曲波,曹成寅 (核工业北京地质研究院中核集团铀资源勘查与评价技术重点实验室,北京100029) 摘 要:针对二连盆地地表平坦、横向速度变化小以及炸药震源对环境污染大等实际情况,开展使用锤击震 源的小折射采集参数试验,通过分析试验记录总结了一套适用于该区的小折射采集参数,采集的原始数据质 量能够满足该区表层调查的要求。使用大锤作为小折射勘探的震源,既减小了以往炸药震源对环境的污染, 又提高了野外施工效率,降低了工作成本,具有较高的实用价值。 关键词:二连盆地;小折射法;表层调查;大锤激发;采集参数试验 中图分类号:P631.4 文献标识码:A 收稿日期:2015一01一03 TheParameters ofNear-surface AcquisitionExperiments MinorRefraction InVestigationin ExplorationUsing HammerasSource Wu Qubo,Cao Chengyin (CNNC RPs已口rf^ K已yL口60rn£oryo,Ur口咒i“7咒如户Zor口£io竹n,2dE抛Z“n£io,z了■f^7zoZogy,B8iJi起g 100029,(玩i行口) 工挖s£i£“£已o,L厂rn咒i“7竹G已oZogy,BgiJi挖g accordancewiththesituationsoftheflatsurfaceinErlianBasin,theweak Abstract:In ofthelateral andthat asthesourcew订l enViron— changes vel。city usingexplosives bring outthe minorrefraction which mental carried of paper testing exploration poUution,this asthe The oftheminorrefractionmethodwereob— usedthehammersource. parameters the ofthec011ectedseismicrecord The that tained,and stayedhigh. way using quality hammerasthesourceoftheminorrefraction willdecreasetheenvironmental exploration can the of workand withthe enhance field pollutioncompared explosive,which efficiency of ithas decreasethecostwork,so value. highpractical refraction words:ErIianBasin;minormethod;near—surface Key investigation;activatedby testof uisition hammer; acq parameters 作者简介:吴曲波(1984一),男,湖南衡阳人,工程师,从事地球物理勘探研究。E—mail: 万方数据 of 230 工程地球物理学报(ChineseJournalEngineeringGeophysics) 第12卷 引 言 3 参数试验 表层速度调查资料是数据采集中激发井深设 采集试验工作按照单一因素变化、从简单到 计的基础,也可为后续静校正处理提供参考[1’2]。 复杂的原则进行,分析试验记录的初至起跳情况、 小折射勘探法是进行表层速度调查的重要方法之 有效波的信噪比以及远道能量分布情况,试验优 一[3’4],其施工效果受地形因素影响较大,主要适选各激发参数。 用于地表平坦、横向速度变化较小的地区[5]。众 试验时基本参数设定如下:美国NZXP工程 所周知,二连盆地大部地区较适用于使用小折射 地震仪;采样间隔0.25ms;记录长度o.5s;记录 法开展表层速度调查,但该区炸药手续办理繁琐, 格式为SEG一2;激发源为20磅大锤,采用多次能 且炸药震源对环境污染严重,因此,基于锤击震源 量叠加的方式激发;接收道数为24道;检波器为 环境污染小、激发可控、施工轻便、抗干扰强等优 10Hz纵波检波器(单只);实际试验中使用的排列 势[6~9],选择使用大锤作为小折射法的激发源开 展采集参数试验,确定了一套适用于该区的小折 ~24道的道距设置为:1m,1m,1m,2m,2m,3m, 射表层调查采集参数,在保证原始单炮记录质量 的前提下,提高了小折射勘探工作的效率,并可大 幅降低工作成本。 的排列1~24道的道距设置为:1m,1m,2m,2m, 2 试验区表层结构及小折射法 8m,8m,5m,5m,3m,2m,2m,1m,1m。 原理 3.1锤击叠加次数对比 锤击叠加次数将影响施工效率和记录的信噪 试验区位于二连盆地乌兰察布凹陷中部,地 比,试验中对比了锤击叠加次数分别为3次、5 表为典型的荒漠化草原地貌,植被不发育,风化程 次、8次、10次时的单炮记录,如图2所示,可见锤 度较高。表层有几米的浮沙或风化的沙土,以下 击次数为3次、5次时得到的记录的噪声干扰较 为砂质泥岩及老地层,潜水面不稳定,高速层顶界 重,随着锤击次数的增加,记录的品质得到明显提 面大部分为岩性分界面,低降速带厚度一般在几 高,锤击次数在8次和10次时,记录的品质均较 米至几十米,大部分地区在十米至二十米。试验 好,地震波的初至起跳干脆,易拾取,因此,考虑到 区内大部分地段激发岩性为砂泥土,地表岩层硬 激发次数越高,记录信号的信噪比越高,本区小折 度适中,有利于锤击信号的激发和接收。 射勘探的激发锤击次数应大于等于8次。 小折射法属于探测深度浅、排列规模小的折 3.2最小偏移距对比 射方法,其利用低速层中传播的直达波和近地表 最小偏移距的选取原则为不影响近道波形显 折射界面的折射波测定风化层(低降速带)速度和 示和初至拾取,且确保低速层控制点在4个以上, 厚度及高速层速度,施工方式分单边观测、相遇观 试验中选取最小偏移距为1m、2m进行了数据采 测等[1…,为提高观测精度,本次采集试验使用相 集对比,当偏移距为lm时单炮记录近道能量稍 遇观测系统,接收排列的道距为两头密,中间 强(有削波现象)、到达时间略早,不易于初至拾 疏,对称分布,数据采集时于排列头尾分别激发 取,为保证近道初至拾取的精准度,最小偏移距选 一次。 用2m较为合适。 距离/m ()134579 12 5 2(】 28 36 46 56 66 74 81 00】02 ,j-.J.i.LJ...L..L...JL...J.......J............1...........iL..............JL..............J...............j............L...........JL.......L....L....L..』..J.IJL:Lj、 2345 6 7 8 9 10 ll 】2 13 14 5 6 7 8 192022 / 24\ 锤i『}点 道号 锤、 图l 小折射数据采集排列 sketchofthe ofminorrefraction Fig.1Diagrammatic geometry exploration 万方数据 第2期 吴曲波等:使用锤击震源的小折射表层调查中的采集参数试验 231 道号 道号 4 8 12 16 20 24 4 8 12 16 20 24 O O 03 O4 04 O5 05 (a)3次 (b)5次 道弓 道号 O 。、{:一 i莲羞茎龋藿…… ·- 1■0-r-i:=i了运善彰f 0● 一。,,}一堡=!=,【’‘ }I一奠XXi:擎叠簟“曩 02 }0_::;,:主事1皇誓≯::!_ r 川?}00乞薯F‘一- -}’-I—L—≥;蓄f-’l 03 一一暮≯喾;}fF’■‘,,I 潞ft!!.二●,i÷~l、≥} …一 O4 -,p—孓0㈡㈡j~…。?- -¨…;}㈡-· f},’ O5 。1 -jt}∥ 卜… (c)8次 L d)10玖 图2锤击叠加次数对比 Fig.2Thecontrastofseismicrecordsbasedon“ferent times stacking 3.3排列长度对比 获得的单炮数据质量明显优于120m,而在砂泥土 排列长度的选择主要考虑表层调查的深度、 地段排列长度使用100m和120m的区别不大,基 远道能量强弱以及施工效率。结合本区低降速带 于施工效率的考虑,排列长度可选用100m。 的厚度情况,在激发效果较好的荒草地地区开展 需指出的是,图4(a)中第8道的炮检距与图 了排列长度分别为120m(a)和loOm(b)时的激发 4(b)中第1道的炮检距相等,但表面上看两道信 效果对比,如图3所示,可见排列长度分别为 号不一致,产生此现象的原因是:仪器记录时采用 120m、loom时获得的小折射数据的解释结果较为 动态增益控制,当120m(a)排列时,远道信号较 一致,两种排列解释的低速带厚度分别为15.5m弱,仪器自动提高了远道的增益,与此同时也放大 和15.3m,偏差较小,且均探测至高速层,高速层 了远道的噪声,反之当100m(b)排列时,远道信 速度分别为1688m每秒和1691m每秒,偏差较 号相对较强,仪器未赋予远道较大的增益,这就是 小。而在激发效果不好的沙漠化地区同样试验对 为什么在同炮检距时,(a)中有效信号和噪声均较 比了排列长度分别为120m(a)、100m(b)时获取(b)大。 的单炮记录,如图4所示,可见排列长度为120m3.4检波器埋置条件对比 时远道信号较弱,有效信号基本被噪声所掩盖,当 工区风力较大,这将加大接收信号的噪声。 排列长度缩小至100m时,远道信号的信噪比得表层风化的沙土使地表检波器的耦合条件变差。 到有效提高,可满足初至波拾取的要求。试验结 试验中对比了不同检波器埋置条件下接收信号的 果显示在工区沙漠化地区排列长度使用100m时信噪比,如图5所示,为正常安置检波器(a)与挖 万方数据 232 of 第12卷 工程地球物理学报(ChineseJoumalEngineeringGeophysics) 坑埋置检波器(b)的接收效果对比;图6所示,为收效果对比,两图中可见挖坑埋置检波器相比于 压土袋布设检波器(a)和挖坑埋置检波器(b)的接其他两种埋置条件可更好地克服风吹草动等高频 图3 荒草地地区不同排列长度的小折射数据解释对比 in basedondifferent Thecontrastofthe minorrefractiondata area Fig.3 interpretation。f grass array1ength 道弓 O 0 i{il -j;簦≯:j梦-: 醚iI._电兰铺 ; } } j j {;i:j110;。:-’_0·-o-i: 0.1 O 。谴浚0溶噬置∥:j;‘:::■ O2蓉誓筹菠;:∥《罡■,:卜t! 0 7’l } 簦}i t、j-。二。—_l●--I O3鬈;i、。、●趟童■■0;■ 0 ,皇哎々蕞譬卤,:K:- O4手寒=;■■一.一■卜,},l O 矿‘J J-≯。新万博电竞i㈡ —r’Jk。I㈡:I O.5 道 120mO (100m 图 沙区不同排列长度获取的小折射记录 4.T ofreordsofmiorreractionFindeertarabaedondiferentaray O cotrast exloration legth ┏ ┏ 苎壹鼍l鲁譬 ■,孽j《●i;1 道 O 。-、,-,。’●:k,o罐’:’ i一~~r呵1≯f_Jk荔蜃i1IP:“1 ’’ ∥羲_I:} t f!::r翟::_ri O , ● , } :£最二r i 亘 ¨黪*量譬二-≮ 々 ¨’,}’●}:‘.-o■? i汽皇霎琶一“J O 阿、门:.鼍毒唪:-! 釜釜尊’I、 s毒鼍荤F声 ■ ;蓬誊铲Z专 ?』 ㈠’ 10‘ O 。r巴! 。。’■P r 一■_- i .-I .7 r。 道 正常安置检波器 望 挖坑埋置检波器 不波器埋置条件下获得的单炮记录 F T ofhereordsobainedthough reeiving coparison diferent codition fo reeiver generalcodition;(b)digginghoe 万方数据 第2期 吴曲波等:使用锤击震源的小折射表层调查中的采集参数试验 233 道号 l 4 8 12 I6 2) 2 O r r }j 葶嚏塞譬}: , j.㈡.¨㈠;-,■㈡ i}t.一一——。J 01 :;≯。r:!!j定警-■ 0 ;;一::}o-妾萋暑:。‘:■ }:.c、t卜r—t净!L ’!!’≯叠,一 }i’-,’—尸譬‘7}一i ij1=£f。ff■: “i;:::::}}7::聱—■7,,’:【’‘ I-’’—■∈■-一’.,.j;j』,,。 ’’‘’-II—■■‘-k,?‘·卜,: :.‘I』’,卜j二:¨,,’’’-1 .-㈠} O2 。} 。l 10,5蘸;.◆pX,∽/ ’…0--;j·耸50㈡ ‘} 7..77伊r’,■’7『1 ∽\匡七一 4 O3 f、 十0噬;文乏 O差善0 }P:i-,l二F—r-’J’I} , 。…1. .ij 0■嗽I’,’} 卜}、J-r‘麓■善矗-’。1 。’了’:。■‘~F‘砖饕。▲、。i }_ t O4 }心i《吁,,‘j,Fr 0 线 :I 一 l’ ,rpo、、..■奠=;毒藿;I:‘ 。十_l弋一。:F—r“f、i一7 O5 0 (a)压土袋布设检波器 (b)挖坑埋置检波器 图6不同检波器埋置条件下获得的单炮记录 obtained different condition The oftherecords Fig.6 comparison through receiVing onthe holeforreceiVer (a)puttingsandbagsreceiver;(b)digging 噪声的影响,同时可改善检波器与地层的耦合接 的高速层埋深大于25m时,使用锤击震源开展小 触条件,从而提升单炮记录的信噪比。 折射表层调查前,应充分试验大锤激发获得的折 射数据能否解释至高速层。 4 结 语 参考文献: 通过小折射采集参数试验,可得到以下结论: [1]陆基孟.地震勘探原理[M].北京:石油工业出版社, 1)使用锤击获得的小折射试验记录中,可追 1993. 踪到清晰的直达波、折射波,由此可见该区较适宜 [2]程红杰,胡祥云,张荣,等.近地表地球物理发展状况 综述[J].工程地球物理学报,2005,2(1):73—76. 使用锤击作为激发震源开展小折射地表速度调 [3]王忠,张志勇,周曲曼.复杂地表条件地震勘探施工 查,既可保证勘探效果,又提高了施工效率、降低 设计[J].工程地球物理学报,2009,6(4):441—446. 了工作成本以及减少了炸药震源带来的环境污 [4]申建平.折射波法应用于工程勘查的若干问题讨论[J]. 染,具有较高的实用价值。 工程地球物理学报,2011,8(6):655—658. 2)使用大锤作为激发震源应保证锤击次数大 [5]赵金洲.石油物探技术[M].北京:中国石化出版社, 于等于8次,以确保有效信号的信噪比,在沙漠区 2013. 域需适当增加至15~20次;排列长度在100~ [6]潘纪顺,刘保金,朱金芳,等.城市活断层高分辨率地 120m之间为宜,其中在荒草地地区排列长度使 震勘探震源对比试验研究[J].地震地质,2002,24 用100m和120m获得的单炮之间的解释结果无 (4):533—540. 较大差异,而在沙漠区域排列长度应选用100m, [7]孟祥顺,李有青.加速度重锤震源在地震勘探中的应 以克服远道信号弱的不足;最小偏移距使用2m 用[J].石油地球物理勘探,2013,48(6):871—877. 为宜;检波器布设方式采用挖坑埋置时,可获得品 [8]魏德举,许保安,王德润,等.重锤激发技术在表层调 质较高的小折射单炮记录,其中在荒草地地区因 查中的应用[J].中国煤炭地质,2013,25(1):40一43. 地表相对较硬,只需挖至可埋置检波器的深度即 [9]赵家福.抗干扰高分辨率浅层地震勘探在城市活断 可,而在沙漠地区应深挖至下伏湿润砂泥土层。 层探测中的应用研究[D].长春:吉林大学,2007. 3)由于大锤激发的能量有限,排列长度不宜 [10]刘杰烈.地震资料采集理论与实践[M].北京:石油 大于120m,测深能力有限。当二连盆地其它地区 工业出版社,2009. 万方数据 使用锤击震源的小折射表层调查中的采集参数试验 作者: 吴曲波, 曹成寅, Wu Qubo, Cao Chengyin 作者单位: 核工业北京地质研究院中核集团铀资源勘查与评价技术重点实验室,北京,100029 刊名: 工程地球物理学报 英文刊名: Chinese Journal of Engineering Geophysics 年,卷(期): 2015,12(2) 引用本文格式:吴曲波.曹成寅.Wu Qubo.Cao Chengyin 使用锤击震源的小折射表层调查中的采集参数试验[期刊论文]-工程地球物 理学报 2015(2)

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