横波地震勘探的分辨率探讨

横波地震勘探是一种抗干扰能力强、分辨率高的地震勘探方法，被广泛用于地质灾害调查、工程地质勘探、露天煤矿勘探等方面。由于横波衰减快，加之受激发方式制约，一般勘探深度均较浅，常被用于100米以上浅层地震勘探。浅层地震勘探需要查明的多为较小的地质体，对精度要求高，分辨率问题显得尤其重要。本文就横波勘探中影响分辨率的几个问题及如何提高横波勘探分辨率进行分析和探讨。     

浅层横波地震勘探方法研究

本文通过对横波传播规律及运动形式的理论模型及实测数据研究了横波的波场特征。通过对横波波场的研究得出了观测浅层横波的最佳观测窗口,在野外成功地观测到了高质量的浅层横波地震资料。浅层横波野外观测与实际应用表明,利用浅层横波资料可以解释埋于地下5～100m深度范围内的地质问题,同时能对地层进行精确地分层。该方法可以应用于小煤窑采空区的探测。     

面波勘探和台阵地脉动观测相结合的地基调查法及其在松江古照壁保护中的应用

通过对高密度面波勘探和台阵地脉动勘探的频散分析算法的理论分析,推导出了2种勘探数据频散分析目标函数的统一表达式.根据该结果,用加权函数将2个目标函数结合起来,联合分析2种数据得到一条由高频到低频的完整的频散曲线;反演该频散曲线就可得到由地表到大深度的地下构造.将该方法应用于松江古照壁文物保护之地基勘查,为建立地震响应分析模型提供了由地表到40 m深处的横波速度构造.该方法是一种简便快速并兼顾浅层精度和勘探深度的工程地质调查方法.     

西安地铁工程中的地裂缝地质问题

针对西安市主城区外围地铁线路多处于地裂缝研究空白区的实际问题,采用人工地震勘探与钻探方法研究查找地裂缝,为地铁线路穿越地裂缝的设防提供基础资料,其中人工地震勘探方法主要是从地下数百米深度范围内对地裂缝异常进行定性判断,划定异常区;钻探方法则通过分析近地表数十米深度内地层的连续性来定量判断是否存在地裂缝。研究结果表明:在西安东郊浐河、灞河一级阶地,可将厚度较大、连续性较好的中更新统砂卵石层作为判断是否存在地裂缝的标志层,该层埋藏深度一般为30~60m,地层错断8~10m,钻探深度一般70~80m可满足要求;对于西安西南郊皂河、沣河一级阶地,地层结构复杂,沉积韵律差,缺少具有一定厚度且连续分布的标志层;采用大吨位震源车的人工地震勘探技术与勘探异常部位钻探验证相结合的方法,可有效识别地裂缝异常。     

横波震源的设计及激发效果

针对横波地震勘探方法是一项有前途、应用范围广的技术,浅层横波勘探的关键问题是震源问题,如何制造出适合野外工作特点的低噪声、大能量、易于操作、经济实用的横波震源是推广横波地震勘探技术的关键;结合横波地震勘探技术在伊敏煤田一露天矿横波地震勘探中的应用,对横波震源的特性进行了分析,对不同特性的横波震源在不同介质中的激发效果进行了试验分析,分析了影响激发效果的因素及采取的各种措施,得出如下结论:在野外采集时,注意提高资料的信噪比和分辨率非常重要,不能只靠数据处理来提高资料的分辨率,另外,要想取得好的激发效果,震源与地表耦合的好坏很重要.     

地球物理综合勘探技术在南水北调工程中的应用

南水北调西线一期工程的引水隧洞长达73 km,最大埋深1 100 m,因此软围岩大变形及岩爆等工程地质问题尤为突出.利用地球物理综合探测技术对工程区的工程地质条件进行了研究,并对隧洞开挖过程中可能遇到的工程地质问题进行了分区.对于南水北调西线工程而言,首先应该考虑的地球探测指标是探测深度.因可控源音频大地电磁法(CSAMT法)探测深度为1～2 km,所以当各种地球物理探测技术对深部的探测结果相互抵触时,要对CSAMT法的测试结果给予充分的重视.在南水北调西线一期工程玛柯河-贾曲段的工程地质条件勘察过程中,地球物理综合勘探技术对155～239桩段断层破碎带的解释结果与野外岩石露头所反映的地质信息吻合较好,并得到了钻孔资料的验证,说明地球物理综合勘探技术值得在南水北调西线工程中推广.     

浅地表面波频散曲线组合勘探方法

面波勘探方法因其分辨率高、能量强,而且成本低、操作便捷等优势,被广泛应用于浅地表S波速度结构探测。为了兼顾面波探测深度及浅层分辨率,通过不同道间距组合,不同主频检波器组合,主、被动源组合,获得宽频带的面波频散曲线,实现在提高探测深度的同时保持浅层分辨率。实测结果表明,面波频散曲线组合勘探有效拓宽了频散曲线的频带宽度,兼顾了横波波速度结构反演深度和浅部速度结构的分辨率。     

矿井多波多分量地震勘探超前探测原理与实验研究

为了长距离超前探测煤矿井下的地质构造情况,应用多波多分量地震勘探理论,介绍DTC-150井下长距离超前探测仪的基本原理,研究该仪器的井下测量方法与资料处理解释原则,并应用该仪器对不同的矿井进行超前预报探测实验.研究结果表明:采用DTC-150井下超前探测仪器能够较准确地探测到掘进面前方100 m内断层、围岩裂隙、岩石破碎带以及富水情况,据由该仪器获得的波速对围岩进行分类.     

三维地震勘探技术在布雅煤矿的应用

三维地震勘探技术是研究人工激发的地震波在不同地层内传播规律,探测地质构造、煤层赋存情况的一种物探方法。以三维地震勘探技术在布雅煤矿一号井的应用为例,详细介绍了地震数据采集、数据处理、资料解释方法及取得的地质成果。通过实例表明：三维地震勘探技术在煤田勘探方面应用效果显著,对于优化采区布置具有重大的指导作用和应用意义。     

地球物理综合勘探技术在南水北调工程中的应用

南水北调西线一期工程的引水隧洞长达73km，最大埋深1100m，因此软围岩大变形及岩爆等工程地质问题尤为突出。利用地球物理综合探测技术对工程区的工程地质条件进行了研究，并对隧洞开挖过程中可能遇到的工程地质问题进行了分区。对于南水北调西线工程而言，首先应该考虑的地球探测指标是探测深度。因可控源音频大地电磁法（CSAMT法）探测深度为1～2km，所以当各种地球物理探测技术对深部的探测结果相互抵触时，要对CSAMT法的测试结果给予充分的重视。在南水北调西线一期工程玛柯河-贾曲段的工程地质条件勘察过程中，地球物理综合勘探技术对155～239桩段断层破碎带的解释结果与野外岩石露头所反映的地质信息吻合较好，并得到了钻孔资料的验证，说明地球物理综合勘探技术值得在南水北调西线工程中推广。     

浅层地震横波反射法最佳应用条件研究

通过对浅层地震波纵、横方向分辨率的讨论，给出了提高地震反射波测试分辨率的几条途径，通过对震波反射系数和地震波速分布的讨论，表明地震波速在地震勘探中的重要性，尤其是给出了软基地区的地震波传播速度值与地层深度的某种关系式，在此基础上着重研究了浅层地震横波反射地区的优点以及局限性，并论述了该方法的最佳应用条件。     

千枚岩隧道破碎带 TSP 超前预报解译标志

千枚岩等软岩隧道施工中易出现垮塌等地质灾害。以典型千枚岩隧道———汶马高速公路鹧鸪山隧道为例,以地震波传播理论为依据,结合工程地质分析及地震波正演模拟,探讨TSP 预报中针对千枚岩构造破碎带在不同含水率状况下的地震波反射特性及解译标志,结果表明：纵波及横波遇千枚岩构造破碎带反射现象明显,横波较纵波反射更强烈;破碎带富水时,千枚岩泥化变软,纵波反射加强;从深度偏移角度分析,破碎带内正负反射频繁变化,单个反射层延伸性差。研究结果可以提高 TSP 在软岩隧道中的预报准确性。     

井间地震资料深度域合成记录的制作方法

在对深度域的井间地震资料进行地质解释时,用于层位标定的合成记录必须是深度域的。对深度域的地震资料合成记录制作方法进行了探讨。总结归纳深度域合成记录制作过程应包括:(1)利用声波、密度等测井曲线进行层位划分并建立深时关系,根据多层介质反射系数的波动方程推导公式,求取频率域的反射系数;(2)对时间域的井旁道记录利用同态反褶积方法提取地震子波,得到频率域的子波谱;(3)利用频率域褶积模型计算合成记录,作反傅里叶变换得到时间域合成地震记录,再根据时深关系求出每个时域采样点对应的深度点,按照所要求的深度采样间隔进行重采样,得到深度域合成地震记录。应用实例表明,利用该方法制作的合成记录与井旁道的吻合程度较高,可以用于井间资料的层位标定。     

全火星模型中震波传播特征的数值模拟研究

采用基于交错网格的傅里叶伪谱与有限差分混合方法, 求解弹性波动方程, 根据地球化学分析得到的两个火星理论结构模型, 模拟二维全火星模型中P-SV波和SH波的传播过程。根据理论地震图和波场快照, 讨论全火星模型中震波的传播过程以及各种震相的产生和演变, 分析模型内部火星壳厚度以及火星核幔边界深度对震波传播的影响。结果表明, 在低速火星壳内部多重反射波及转换波的相干叠加会形成很强的波列, 其特征受火星壳厚度的影响较大, 在切向分量上可以更清晰地观测到核幔边界的反射震相。     

采区三维地震资料构造解释方法

根据处理给出的偏移数据体,通过整理钻孔资料和地质资料,构建起勘探区的地质模型,利用测井资料对地震反射波进行层位标定,确定需要解释的地质层位与地震层位对应关系,进行地震层位追踪解释,然后利用三维可视化、相干体等多种属性对目的层的反射波进行分析,确定勘探区内的断层、陷落柱等地质构造,并根据钻孔数据求取速度信息,最终把时间层位转换成深度层位,为矿方提供可靠的构造成果。结果表明,通过上述三维地震资料的解释,能快速、有效的圈定5米以上断层,直径20米以上的陷落柱和10米以上的褶曲。     

浅层断层探测技术及工程应用

浅层断层探测是工程场地地震安全性评价的现场工作内容之一,其主要目的是查明地表附近断层的空间展布特征和最新活动时代,为地震危险性评价、工程避让或采取抗断措施等提供依据。浅层断层探测常用的方法有浅层地震反射波法、浅层地震折射波法、探地雷达法、高密度电法、地球化学法等。结合各探测方法的原理,分析了各探测方法在适用介质条件、探测深度、探测分辨率等方面的特点,进行了实际工程应用验证。根据各探测方法的特点,给出了不同场地类型条件下的浅层断层探测的优选方法及方法组合方案;并在实际工作中取得了良好的应用效果。     

转换横波合成记录制作方法

对转换波地震剖面的解释过程中转换横波的合成记录标定问题进行研究,提出转换横波合成记录制作方法,即将纵横波声波测井曲线相加,得到伪转换波声波测井,从而得到伪转换波反射系数,再用常规的制作合成记录的手段制作转换波合成记录,可以得到时间准确、振幅特征近似准确的结果.该合成记录制作方法简单、快捷,实际资料的应用结果证明了制作方法的有效性和良好的应用前景.     

碳酸盐岩生物礁地震响应特征的数值模拟

针对碳酸盐岩生物礁储层具有较强非均质性的特点,利用叠前黏弹性波动方程正演数值模拟方法,模拟了碳酸盐岩生物礁、滩的地震响应特征,为地震资料识别生物礁储层提供依据.模拟结果显示,在生物礁两侧出现上超反射,礁顶明显见披覆现象,在礁体内部产生S形前积反射、弱反射或杂乱反射,在礁前缘斜坡相外形呈楔状且礁底为下超反射终止.此外,礁体顶底界反射产生极性反转,底部反射同相轴可能出现上凸或下凹现象,而深度域成像剖面可以消除上凸或下凹现象.     

巨厚黄土区煤田二维地震采集方法研究

针对巨厚黄土区地震波信噪比低且煤层埋藏浅、传统煤田二维地震单线采集思路和方法难以获得煤层反射波或剖面成像质量差、无法进行煤层解释并指导地质井位布设等问题,以山西万荣—临猗煤炭预查区二维地震多线采集为例,运用低频检波器接收的多道瞬态瑞雷波法完成了浅表层结构调查,优选了激发层位;综合采用二维多线观测、组合激发、非对称长排列组合接收等多套技术优化措施,进行了采集实践,最终获得了较高品质的地震资料。经多个钻孔验证,效果良好。