三维地震观测系统参数选择与应用

三维地震观测系统参数选择与应用

目前，三维地震勘探项目通常面临合同价格低、施工成本高、绿色报酬困难、地质任务要求高的问题。当下正处煤炭市场低谷,地震项目越来越少,各勘探单位竞争越发激烈,在项目投标过程中经常存在价少者中标的情况,因此在投标过程中如何增强勘探单位的价格优势意义重大。野外勘探成本在项目经费中占了很大的比重(约50%~80%)1项目经费组成根据2001年~2015年三维地震勘探项目的预算及野外管理经验,野外勘探费用主要由测量费、野外采集人员费、炸药费、成孔费、青赔费及项目管理费组成,具体见表1。其中前五项占野外勘探费用的95%以上,均与观测系统参数的选取有很大关系。因此,三维地震观测系统各参数的选择很大程度地影响了野外勘探成本下面就以勘探面积4km2横向分辨率设计目前三维地震勘探一般采用较小面元,提高纵横向分辨率,确保小幅构造的解释精度;同时要求较宽的方位角和较高的覆盖次数,以适合分方位处理;最大炮检距也要接近于目的层的深度2.1观测系统参数根据施工经验,目的层埋深300m~500m、500m~700m、700m~900m、900m~1100m时,最大炮检距分别设定为455m、665m、850m、1055m。依据相应的固定参数设计出10类常用的观测系统,各观测系统参数见下表:从上表可以看出:端点激发较中间激发时,接收道数要少50%,接收成本也就降低50%;但是炮点要多90%,这也意味着激发成本要高90%;究竟采用何种观测系统能最大化地降低野外勘探成本呢?根据施工经验,完成面积4km2.2现场研究的成本分析2.2.1目的层埋深400m500m从图1、图2可以看出,目的层埋深300m~500m,不管是激发炮点数还是投入接收道数,随野外勘探成本的变化趋势均为“U”型,中间均存在一个最优化的拐点。因此,目的层埋深300m~500m时,设计观测系统时不能一味追求炮数少、接收道数多的模式,激发炮点数、接收道数均要选择适中。从图3可以看出,目的层埋深300m~500m、不同激发条件下,10线8炮中间和12线8炮中间观测系统条件下野外勘探成本最低;若采用8线8炮中间等观测系统施工,野外成本将增加5%~40%不等。因此,目的层埋深300m~500m时,10线8炮中间和12线8炮中间为最优化的观测系统,勘探中投入的接收道数为1200~1440道、激发炮点数为2088~2436个。2.2.2激发炮点的选择按照以上方法分析,从图4、图5可以看出,目的层埋深500m~700m,激发炮点数和接收道数随野外勘探成本的变化趋势也为“U”型,中间存在一个最优化的拐点,最优化观测系统的激发炮点数、接收道数均要选择适中。从图6可以看出,目的层埋深500m~700m、不同激发条件下,16线8炮端点、8线8炮中间和12线8炮端点观测系统条件下野外勘探成本最低;若采用10线8炮中间等观测系统施工,野外成本将增加3%~32%不等。因此,目的层埋深500m~700m时,16线8炮端点、8线8炮中间和12线8炮端点为最优化的观测系统,勘探中投入的道数为1080~1440道、激发炮点数为2184~2808个。2.2.3不同激发条件下野外勘探成本的比较从图7、图8可以看出,目的层埋深700m~900m,随着激发炮点数的减少和接收道数的增多,野外勘探成本急剧上涨。因此最优化观测系统的激发炮点数要适当的选择多一些、接收道数要适当的选择少一些。从图9中可以看出,目的层埋深700m~900m、不同激发条件下,10线8炮端点和12线8炮端点观测系统条件下野外勘探成本最低;若采用8线8炮端点等观测系统施工,野外成本将增加4%~60%不等。因此,目的层埋深700m~900m时,10线8炮端点和12线8炮端点为最优化的观测系统,勘探中投入的道数为1200~1440道、激发炮点数为2160~2520个。2.2.4目的层埋深c从图10、图11可以看出,目的层埋深900m~1100m,随着激发炮点数的减少和接收道数的增多,野外勘探成本也急剧上涨。因此最优化观测系统的激发炮点数要适当的选择多、接收道数要适当的选择少。从图12中可以看出:目的层埋深900m~1100m、不同激发条件下,10线8炮端点、8线8炮端点和12线8炮端点观测系统条件下野外勘探成本最低;若采用16线8炮端点等观测系统施工,野外成本将增加12%~88%不等。因此,目的层埋深900m~1100m时,10线8炮端点、8线8炮端点和12线8炮端点为最优化的观测系统,勘探中投入的道数为1200~1800道、激发炮点数为1800~2600个。从以上分析可以看出:随着埋深的变化,最优化的观测系统也随之变化;在实际勘探过程中,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数越多越能降低野外勘探成本。目的层埋深<700m时,炮点数和接收道数均要适中;目的层埋深>700m时,炮点数要适当的选择多、接收道数要适当的选择少,才能最大化地降低野外勘探成本。需要说明的是,本次研究仅反映相同地质条件下所对应的不同观测系统的理论勘探成本,但在实际施工过程中,受地形复杂、青赔困难、人员协调等因素影响,实际勘探成本要高于此。3使用示例2012年和2014年分别在沁水地区和高平地区进行三维地震勘探工作,勘探面积分别为4.23km4目的层埋深b通过以上分析,可以得出以下认识:1)随着埋深的变化,最优化的观测系统也随之变化;在实际勘探过程中,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数越多越能降低野外勘探成本。目的层埋深<700m时,炮点数和接收道数均要适中;目的层埋深>700m时,炮点数要适当的选择多、接收道数要适当的选择少。2)目的层埋深300m~500m时,10线8炮中间和12线8炮中间为最优化的观测系统。3)目的层埋深500m~700m时,