新疆吐魯番高溫地區地震勘探實踐

白曉飛　鄧國成　皮偉

摘 要：文章以新疆吐魯番地區煤田地震勘探工作為例，探討了如何通過科學規劃、加強管理在高溫地區開展地震勘探野外采集作業的施工經驗以及為提高原始資料的品質采取的技術措施。

關鍵詞：地震勘探；采集；高溫；新疆；實踐

引言

夏季高溫野外作業是施工中的一大難點和重點，尤其是工期要求比較緊的情況下，如何通過科學規劃、加強管理保證在高溫地區順利開展野外露天作業，是工程順利完工的必要條件，也是保證職工健康和維護社會和諧的基礎。近些年，隨著西部大開發以及“一帶一路”規劃，國家相繼出臺一些政策對新疆地區的產業進行扶持，新疆吐魯番地區有優質的煤炭資源，但受當地高溫氣候條件的影響，一直得不到有效的勘探開發。文章以新疆吐魯番地區的煤田地震勘探為例，針對該區存在的特點，說明地震勘探在該地區地震勘探野外采集作業的施工方法、為提高原始資料的品質采取的技術措施以及所取得的經驗效果。

1 勘查區概況

1.1 地理概況

勘查區位于新疆鄯善縣西南方向，位于天山山脈博格多山南部及博爾托烏拉山北部的吐魯番盆地西邊緣地帶。屬沖洪積臺地、湖積丘陵地帶，地勢南高北低，西高東低。勘查區屬風蝕戈壁殘丘地貌，地表有松散層覆蓋，總體平緩。海拔-190m-±0m，相對高差190m。地表植被稀少，呈現巖漠、礫漠、泥漠、鹽沼景觀。

勘查區西北緊鄰我國最低洼地艾丁湖，全年平均氣溫為13.8℃，最高氣溫超過50℃，最低氣溫接近-18℃，夏季地面溫度在55℃以上，氣溫年度變化幅度在近70℃。除艾丁湖外，普查區內無地表水系。所有溝谷均為干溝，切割深度不大，一般深度小于20m，平時無水。

1.2 地質概況

勘查區大部分為第四系覆蓋區，區內地層由老至新依次為：石炭系上統底坎爾組，侏羅系中統西山窯組，新生界古近系、新近系和第四系。

勘查區煤層主要位于中生界侏羅系中統西山窯組地層。煤層平均厚6.69m。該煤層結構簡單，煤層中含夾矸數0～2層，巖性主要為粉砂巖、炭質泥巖。煤層頂板巖性多為粉砂巖、砂礫巖和泥巖。底板巖性多為粉砂巖、砂礫巖和泥巖。

勘查區內的構造主要由褶曲和斷層組成，屬簡單構造類型。

2 勘探區地球物理條件

2.1 表層地震地質條件

勘查區屬沖洪積臺地、湖積丘陵地帶，地勢南高北低，西高東低。勘查區屬風蝕戈壁殘丘地貌，地表有松散層覆蓋，海拔-190m-±0m，相對高差190m。勘查區屬極度干旱荒漠氣候，多風少雨，夏季酷熱少雨，冬季干燥少雪，空氣干燥，光照時間長，光熱充足，夏季地面溫度在55℃以上。東部北部為松散沙丘并分布少量的民宅及葡萄架，給施工帶來了很大的不便，表層地震地質條件較復雜。

2.2 淺層地震地質條件

西部有鹽堿沼澤地帶，潛水位較淺，有利于壓制干擾波。其他地段潛水位較深或無潛水位。南部為戈壁，上有厚度不均的礫石、砂石、砂土，淺層地震地質條件較復雜。

2.3 深層地震地質條件

勘查區煤層頂、底板巖性以砂巖、礫巖為主，煤層與圍巖之間波阻抗差異明顯，有利于得到較好反射波。但是，由于煤層層數較多，且間距較小，易形成復合反射波，不利于煤層對比解釋工作，勘查區深層地震地質條件一般。綜合考慮，勘查區地震地質條件較復雜。

3 方法試驗

3.1 波場調查

為了解勘查區有效波和干擾波的發育情況，掌握干擾波的視速度、視周期，道間時差和視頻率等參數的分布范圍。本次通過波場調查來了解規則干擾波和各種隨機干擾的特征參數。勘查區主要干擾為面波和折射波，在坑炮的情況下還有一些聲波干擾。面波集中在近炮點，由炮點出發，呈掃帚狀分布；折射波主要分布在中、遠排列，與初至大致平行。

3.2 參數試驗

試驗是確定合理施工參數，選擇最佳的激發和接收參數，指導野外生產。經過現場踏勘，針對勘查區的淺表層地震地質特點，在全區布置了4個試驗點，2條試驗段。

激發因素方面以2kg藥量為基準，進行了井深3、5、6、7、8、9、10、11、12m的對比試驗。通過對比發現，孔深大于9m即可獲得較好的單炮記錄，能量強，頻率高，信噪比高。以9m井深為基準，進行了1、2、3、4kg藥量對比試驗，通過對比發現，確定藥量為2kg。

接收因素方面進行了檢波器點狀組合、線狀組合和面狀組合等試驗；進行了儀器前放增益0db和12db的對比試驗；進行了激發接收方式對比試驗。

試驗段經過初步疊加處理，目的層反射波清晰明顯，能量強，連續性強，效果好。通過對上述兩條試驗段的分析，說明達到了試驗的要求。

3.3 試驗結論

激發參數：采用沙駝鉆成孔，成孔深度9m，藥量2kg；接收參數：采用法國Sercel公司生產的428XL遙測數字地震儀，采用60Hz檢波器，2串2并，點狀組合，挖坑埋置；采用道距10m，炮距20m，140道對稱中間點接收的觀測系統。

4 技術質量情況

4.1 技術措施

技術人員對勘查區的地表、潛水位、淺層地震地質條件進行了認真分析，針對不同條件采取不同的施工參數，根據資料的好壞及時調整施工參數；儀器設備正常運轉，儀器的年檢、月檢、日檢，以及檢波器的測試等均符合規范中的有關要求；測量按照規范和設計施工，炮點及檢波點的位置及高程準確，每條測線及時提交端點坐標，驗收通過后才進行施工；由專人監孔，保證激發孔深嚴格按設計要求，不允許無故變動，保證資料質量；檢波器按確定的組合形式埋置，做到了插直、插緊、插準；高溫季節，白天地表溫度高達65℃以上，施工人員和機械設備都無法工作，改為夜晚施工。施工人員和成孔工具都配備有礦燈，可保障施工效率、施工質量和施工安全。

4.2 質量評價

本次二維地震勘查嚴格執行規范和設計要求，在測線正式施工之前進行了詳細的試驗工作，生產中對每個環節嚴格把關，克服氣溫高、路途遠、地表條件復雜等困難，保證了野外原始記錄的質量。所有單炮均按照規范進行了三級驗收，結果如下：波場調查記錄和試驗點及試驗段記錄全部合格；生產記錄4730張，其中甲級記錄3416張，占72.2%；乙級記錄1306張，占27.6%；廢品記錄8張，占0.2%。合格記錄共計4722張，占99.8%。

5 結束語

從勘查區的地質資料入手，詳細分析淺表層地震地質條件，通過科學規劃、加強技術管理，對野外作業進行了充分論證，深入研究了測區的激發接收因素，制定了合理的施工方案和施工參數，保證了生產效率、施工質量和生產安全，取得了很好的勘查效果。

參考文獻

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作者簡介：白曉飛（1985-），男，鞏義人，助理工程師，從事地球物理勘探工作，2009年畢業于鄭州大學。