三維地震觀測系統(tǒng)參數(shù)選擇與應(yīng)用

三維地震觀測系統(tǒng)參數(shù)選擇與應(yīng)用

目前，三維地震勘探項目通常面臨合同價格低、施工成本高、綠色報酬困難、地質(zhì)任務(wù)要求高的問題。當(dāng)下正處煤炭市場低谷,地震項目越來越少,各勘探單位競爭越發(fā)激烈,在項目投標(biāo)過程中經(jīng)常存在價少者中標(biāo)的情況,因此在投標(biāo)過程中如何增強(qiáng)勘探單位的價格優(yōu)勢意義重大。野外勘探成本在項目經(jīng)費(fèi)中占了很大的比重(約50%~80%)1項目經(jīng)費(fèi)組成根據(jù)2001年~2015年三維地震勘探項目的預(yù)算及野外管理經(jīng)驗,野外勘探費(fèi)用主要由測量費(fèi)、野外采集人員費(fèi)、炸藥費(fèi)、成孔費(fèi)、青賠費(fèi)及項目管理費(fèi)組成,具體見表1。其中前五項占野外勘探費(fèi)用的95%以上,均與觀測系統(tǒng)參數(shù)的選取有很大關(guān)系。因此,三維地震觀測系統(tǒng)各參數(shù)的選擇很大程度地影響了野外勘探成本下面就以勘探面積4km2橫向分辨率設(shè)計目前三維地震勘探一般采用較小面元,提高縱橫向分辨率,確保小幅構(gòu)造的解釋精度;同時要求較寬的方位角和較高的覆蓋次數(shù),以適合分方位處理;最大炮檢距也要接近于目的層的深度2.1觀測系統(tǒng)參數(shù)根據(jù)施工經(jīng)驗,目的層埋深300m~500m、500m~700m、700m~900m、900m~1100m時,最大炮檢距分別設(shè)定為455m、665m、850m、1055m。依據(jù)相應(yīng)的固定參數(shù)設(shè)計出10類常用的觀測系統(tǒng),各觀測系統(tǒng)參數(shù)見下表:從上表可以看出:端點(diǎn)激發(fā)較中間激發(fā)時,接收道數(shù)要少50%,接收成本也就降低50%;但是炮點(diǎn)要多90%,這也意味著激發(fā)成本要高90%;究竟采用何種觀測系統(tǒng)能最大化地降低野外勘探成本呢?根據(jù)施工經(jīng)驗,完成面積4km2.2現(xiàn)場研究的成本分析2.2.1目的層埋深400m500m從圖1、圖2可以看出,目的層埋深300m~500m,不管是激發(fā)炮點(diǎn)數(shù)還是投入接收道數(shù),隨野外勘探成本的變化趨勢均為“U”型,中間均存在一個最優(yōu)化的拐點(diǎn)。因此,目的層埋深300m~500m時,設(shè)計觀測系統(tǒng)時不能一味追求炮數(shù)少、接收道數(shù)多的模式,激發(fā)炮點(diǎn)數(shù)、接收道數(shù)均要選擇適中。從圖3可以看出,目的層埋深300m~500m、不同激發(fā)條件下,10線8炮中間和12線8炮中間觀測系統(tǒng)條件下野外勘探成本最低;若采用8線8炮中間等觀測系統(tǒng)施工,野外成本將增加5%~40%不等。因此,目的層埋深300m~500m時,10線8炮中間和12線8炮中間為最優(yōu)化的觀測系統(tǒng),勘探中投入的接收道數(shù)為1200~1440道、激發(fā)炮點(diǎn)數(shù)為2088~2436個。2.2.2激發(fā)炮點(diǎn)的選擇按照以上方法分析,從圖4、圖5可以看出,目的層埋深500m~700m,激發(fā)炮點(diǎn)數(shù)和接收道數(shù)隨野外勘探成本的變化趨勢也為“U”型,中間存在一個最優(yōu)化的拐點(diǎn),最優(yōu)化觀測系統(tǒng)的激發(fā)炮點(diǎn)數(shù)、接收道數(shù)均要選擇適中。從圖6可以看出,目的層埋深500m~700m、不同激發(fā)條件下,16線8炮端點(diǎn)、8線8炮中間和12線8炮端點(diǎn)觀測系統(tǒng)條件下野外勘探成本最低;若采用10線8炮中間等觀測系統(tǒng)施工,野外成本將增加3%~32%不等。因此,目的層埋深500m~700m時,16線8炮端點(diǎn)、8線8炮中間和12線8炮端點(diǎn)為最優(yōu)化的觀測系統(tǒng),勘探中投入的道數(shù)為1080~1440道、激發(fā)炮點(diǎn)數(shù)為2184~2808個。2.2.3不同激發(fā)條件下野外勘探成本的比較從圖7、圖8可以看出,目的層埋深700m~900m,隨著激發(fā)炮點(diǎn)數(shù)的減少和接收道數(shù)的增多,野外勘探成本急劇上漲。因此最優(yōu)化觀測系統(tǒng)的激發(fā)炮點(diǎn)數(shù)要適當(dāng)?shù)倪x擇多一些、接收道數(shù)要適當(dāng)?shù)倪x擇少一些。從圖9中可以看出,目的層埋深700m~900m、不同激發(fā)條件下,10線8炮端點(diǎn)和12線8炮端點(diǎn)觀測系統(tǒng)條件下野外勘探成本最低;若采用8線8炮端點(diǎn)等觀測系統(tǒng)施工,野外成本將增加4%~60%不等。因此,目的層埋深700m~900m時,10線8炮端點(diǎn)和12線8炮端點(diǎn)為最優(yōu)化的觀測系統(tǒng),勘探中投入的道數(shù)為1200~1440道、激發(fā)炮點(diǎn)數(shù)為2160~2520個。2.2.4目的層埋深c從圖10、圖11可以看出,目的層埋深900m~1100m,隨著激發(fā)炮點(diǎn)數(shù)的減少和接收道數(shù)的增多,野外勘探成本也急劇上漲。因此最優(yōu)化觀測系統(tǒng)的激發(fā)炮點(diǎn)數(shù)要適當(dāng)?shù)倪x擇多、接收道數(shù)要適當(dāng)?shù)倪x擇少。從圖12中可以看出:目的層埋深900m~1100m、不同激發(fā)條件下,10線8炮端點(diǎn)、8線8炮端點(diǎn)和12線8炮端點(diǎn)觀測系統(tǒng)條件下野外勘探成本最低;若采用16線8炮端點(diǎn)等觀測系統(tǒng)施工,野外成本將增加12%~88%不等。因此,目的層埋深900m~1100m時,10線8炮端點(diǎn)、8線8炮端點(diǎn)和12線8炮端點(diǎn)為最優(yōu)化的觀測系統(tǒng),勘探中投入的道數(shù)為1200~1800道、激發(fā)炮點(diǎn)數(shù)為1800~2600個。從以上分析可以看出:隨著埋深的變化,最優(yōu)化的觀測系統(tǒng)也隨之變化;在實際勘探過程中,并非是炮越少越能降低野外勘探成本,也并非投入的接收道數(shù)越多越能降低野外勘探成本。目的層埋深<700m時,炮點(diǎn)數(shù)和接收道數(shù)均要適中;目的層埋深>700m時,炮點(diǎn)數(shù)要適當(dāng)?shù)倪x擇多、接收道數(shù)要適當(dāng)?shù)倪x擇少,才能最大化地降低野外勘探成本。需要說明的是,本次研究僅反映相同地質(zhì)條件下所對應(yīng)的不同觀測系統(tǒng)的理論勘探成本,但在實際施工過程中,受地形復(fù)雜、青賠困難、人員協(xié)調(diào)等因素影響,實際勘探成本要高于此。3使用示例2012年和2014年分別在沁水地區(qū)和高平地區(qū)進(jìn)行三維地震勘探工作,勘探面積分別為4.23km4目的層埋深b通過以上分析,可以得出以下認(rèn)識:1)隨著埋深的變化,最優(yōu)化的觀測系統(tǒng)也隨之變化;在實際勘探過程中,并非是炮越少越能降低野外勘探成本,也并非投入的接收道數(shù)越多越能降低野外勘探成本。目的層埋深<700m時,炮點(diǎn)數(shù)和接收道數(shù)均要適中;目的層埋深>700m時,炮點(diǎn)數(shù)要適當(dāng)?shù)倪x擇多、接收道數(shù)要適當(dāng)?shù)倪x擇少。2)目的層埋深300m~500m時,10線8炮中間和12線8炮中間為最優(yōu)化的觀測系統(tǒng)。3)目的層埋深500m~700m時,