地震勘探的原理匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇地震勘探的原理范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

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在地震勘探工作中，檢波器主要的作用為接收地震信號，屬于對地震信號進行接收的前段環節，投入應用能夠以直接的方式感知大地質點振動。但是，從實際工作來看，倘若不能了解地震勘探檢波器的原理和特性，那么在使用過程中將會出現一些問題，從而影響地震勘探效果[1]?；诘卣鹂碧焦ぷ鞯男侍嵘嵌瓤紤]，本文便有必要對地震勘探檢波器原理和特性及有關問題進行分析。

1.地震勘探檢波器原理及特性分析

1.1地震勘探檢波器原理

對于地震勘探檢波器來說，屬于一種振動傳感器，其工作原理和振動傳感器相同，為一個單自由度的振動系統。以感應振動信號的物理量差異，可細分為三類傳感器，即：位移傳感器、速度傳感器以及加速度傳感器。但是，不論哪一類型的振動傳感器，均對當中的一個物理量感應，切主要以輸出的電信號和哪個物理量成正相關為準則[2]。此外，從地震檢波器的機電轉換來看，其主要作用為把振動系統感應的振動信號等比例地轉換成電信號。根據轉換原理角度來看，涵蓋的檢波器較多，如：電磁感應檢波器、電容檢波器以及壓電檢波器等。

1.2地震勘探檢波器特性

從地震勘探檢波器的特性來看，主要有兩類：其一為動態特性；其二為靜態特性。兩方面的特性對檢波器的品質有非常重要的影響。對于動態特性參數來說，涵蓋了固有頻率、阻尼系數、頻率響應范圍以及頻率特性等等。對于靜態特性參數來說，涵蓋了有線性度、靈敏度、分辨率以及穩定性等。

檢波器動態特性，指的是檢波器對隨著時間改變輸出量的響應特性，其由傳感器自身決定，同時和被測量的改變方式也存在相關性。深入分析，動態特性是由檢波器的振動方程與力學特性決定的，經解振動方程能夠獲取系統的頻率響應函數，進一步將幅頻響應與相頻響應函數求解出來，而決定響應特性的參數主要包括檢波器的自然平率以及阻尼比。

2.地震勘探檢波器相關問題及排除方法分析

在上述分析過程中，對地震勘探檢波器原理及特性有了初步了解。但在實際應用過程中，地震勘探檢波器還涉及相關問題。為了地震勘探檢波器的應用價值得到有效提高，有必要對其問題及排除方法進行分析。

2.1常規檢波器問題

基于地震勘探過程中，將20DX作為代表的檢波器統稱為常規檢波器，其自然頻率通常為10Hz。此類檢波器雖然能夠在常規地震勘探中發揮作用，但是也存在一些較為明顯的問題，主要包括：（1）指標參數允差偏大，檢波器一致性差，進而使地震資料的分辨能力下降。為此，處于高精度地震勘探過程中，需使用性能參數允差較小的檢波器。從現狀來看，允差在±2.5%的檢波器已投入市場，但成本費用相對增多。（2）存在較大的失真度，會對動態范圍造成影響，進一步發生信號畸變。為此，需將常規檢波器的失真度控制在合理范圍內，使其動態范圍滿足勘探要求，進一步避免地震信號畸變的發生。（3）假頻低，會對頻帶范圍造成影響，進而使橫向干擾產生較大的影響。因此，有必要控制假頻，消除造成的橫向干擾，進而使勘探效果增強。

2.2自然頻率問題

對于自然頻率來說，屬于地震勘探中一大關鍵的檢波器參數，如果檢波器的自然頻率偏高，將會使地震信號的頻寬降低，這是一大問題。倘若無特殊的抑制低頻干擾，或者無增強某高頻段信號，可使用頻帶比較寬的檢波器?？偠灾?，對于檢波器來說，具備比較寬的頻帶范圍為宜。

2.3Ρ仁匝槲侍

檢波器對比試驗主要問題包括：其一，試驗目的不夠明確，在選取檢波器過程中，存在一些個人方面的因素，當檢波器人對檢波器不夠熟悉的情況下，試驗便會出現問題。其二，試驗內容不夠具體；其三，試驗資料分析針對性不夠強。針對上述問題，需明確檢波器對比試驗的目的，同時明確試驗內容，采取合理、科學的分析方法，進一步提升檢波器試驗的效果。

3.結語

通過本文的探究，認識到地震勘探檢波器在地震探勘過程中的應用價值較高。為了正確使用地震勘探檢波器，需了解地震勘探檢波器的原理及特性，進一步對其實際應用問題進行分析，并采取有針對性的解決方法。相信在正確使用地震勘探檢波器，并結合地震資料采集成果分析的條件下，地震勘探工作的效率及質量將能夠得到有效提高，進一步為地震勘探的發展奠定基礎。

參考文獻：

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[中圖分類號] G942 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2013）17-0141-03

地震勘探主要由采集、處理和解釋三大環節組成，其中地震資料解釋是地震勘探工程的最終環節。隨著地震勘探技術、計算機技術以及成像技術的飛速發展，地震資料解釋的內容也日益豐富和深化。目前，地震資料解釋主要包括盆地分析、構造、地層、沉積以及油氣勘探等多方面內容，成為盆地基礎地質研究和油氣勘探活動中不可缺少的重要方法。地震數據采集、處理、解釋一體化、全三維解釋、虛擬現實技術，使地震解釋技術更加復雜、深入、有效。為了滿足石油勘探過程中地震資料解釋的要求，必須做好該課程的教學內容和教學方法的設計。

一、地震資料解釋的任務

西安石油大學是以石油勘探與開發為主的工科院校，是培養未來石油工程師的搖籃。馬在田院士認為“當前最缺少的是知識全面，系統掌握地震理論、方法，有相當石油地質知識水平的能夠解決實踐問題的領軍型人才”。地震資料解釋課程作為地球探測與信息技術專業的必修課程，幾乎涉及所有基礎地質和石油地質研究領域。在學生修完地震勘探原理、地震資料處理、測井原理與解釋、構造地質學、沉積學、石油地質學等相關專業課基礎上開設本課程。目前，在油氣勘探領域，地震資料解釋是結合鉆、測井資料以及計算機成像技術將地震數據轉化為地質術語，根據地震資料確定地質構造形態和空間位置，分析層間接觸關系，推測地層的沉積環境、巖性和厚度，預測地層的含油氣性，進行有利區評價和井位部署。在油氣勘探過程中，地震資料是內容最為豐富、綜合分辨率最高的鉆前原始信息源。地震資料解釋為地質家提供分析地下地質現象的“眼睛”。在開發過程中由于其突出的平面空間分辨率而具有重要意義。地震資料解釋貫穿油氣勘探開發的所有環節：盆地評價、含油氣系統評價、成藏組合帶評價、有利目標評價、開發方案的確立以及開發后期方案的調整。

許多重要的地質理論都離不開地震資料解釋的發展，地震資料解釋已成為一些新興邊緣學科的重要生長點。盆地分析的一些基本原理建立于早期對二維地震剖面解釋的基礎之上。地震地層學和層序地層學這2門學科也是建立在對沉積盆地地震解釋的基礎之上。[1]隨著三維地震采集、處理、解釋以及計算機技術水平的不斷提高，研究人員可以利用三維地震的解釋技術刻畫沉積盆地的地形特征、沉積體系的三維幾何形態及其沉積演化過程，從而誕生了新的學科――地震沉積學、地震地貌學。[2][3]

二、地震資料解釋的內容

高等學校既是教學中心又是科研中心，教學與科研應協調發展?？蒲惺墙虒W的基礎，是提高師資隊伍素質和培養高素質人才的必由之路。教學的內容與教師的知識結構，必須及時更新，這樣才能跟上時代的步伐。教學內容應根據科學研究的進展、實際情況的變化不斷進行修訂，將眾多優秀的科研成果吸收進去。

（一）與地震資料解釋相關的地震勘探原理

地震資料解釋是地震勘探3大基本生產環節（采集、處理和解釋）的最后環節。采集和處理環節需對野外采集的地震資料進行預處理、濾波、反褶積、速度分析、動-靜校正、疊加和偏移等過程，為解釋人員提供真實反映地下地質構造、地層、沉積環境的剖面或數據體。因此，為了做好地震資料解釋，必須討論地震記錄的形成、褶積模型、有效波識別的主要標志、地震剖面特點、地震勘探分辨率等與地震資料解釋關系密切的基本概念和理論問題。

（二）地震構造解釋

20世紀70年代之前，由于地震資料和計算機技術的限制，地震資料主要用于構造解釋為主，即利用地震資料提供的反射波旅行時、速度信息，查明地下地層的構造形態、埋藏深度和接觸關系等。地震構造解釋是地震資料解釋的最初的，也是最基本的研究內容。因此，必須使學生掌握相關的基本概念和基本原理、基本方法。相關的概念、原理和方法如下：合成記錄標定原理及方法，地震同相軸對比方法，斷層剖面和平面識別方法、技術、解釋方法及平面組合（如相干體技術、切片技術等），T0圖的繪制、時深轉換方法及構造圖的繪制，拉張、擠壓、剪切以及底辟構造背景下的典型構造樣式的地震識別，地震剖面上的構造活動時期分析方法。

（三）地震巖性解釋

由于構造油氣藏的日益成熟，油氣勘探與開發目標逐漸由構造油氣藏轉移到非構造油氣藏。隨著地震資料采集、處理以及計算機技術不斷發展，20世紀70年代末，地震資料解釋內容日益豐富，開始了地震資料巖性解釋。地震巖性解釋主要包括地震地層學、地震相分析和巖性預測三方面的內容。

1.地震地層學解釋

地震地層學是以反射地震資料為基礎，把地層學和沉積學特別是巖性、巖相的研究成果，運用到地震解釋工作中，進行地層劃分對比、判斷沉積環境、預測巖相巖性的地層學分支學科。地震地層解釋需要向學生講授地震反射界面的類型和對比方法，地質界面的類型，地震反射界面的地質成因，各種地震反射界面的區分，地震反射界面的年代地層學意義和地震地層單元，地震層序劃分的原則、級別、方法，地震界面與地質界面的橋式對比方法等基本原理、基本方法。

2.地震相分析

地震資料為勘探階段提供極其重要的鉆前原始信息，除了包含豐富的構造信息，還包含了豐富的地層和沉積信息。地震相分析是指根據地震反射的面貌特征進行沉積相的解釋和推斷。為了使學生掌握地震相分析技術，必須向學生講授地震相的概念，主要的地震相參數，反射結構的類型及地質意義，幾何外形的類型及地質意義，地震相劃分與編圖過程，地震相模式的概念，典型沉積體的地震識別，地震相向沉積相轉換的思路、方法、原則、步驟。

3.巖性預測及流體識別

目前，巖性預測和流體識別屬于儲層預測技術主要研究內容，也是地震地質綜合解釋的重要內容。地震資料解釋課程主要讓學生了解利用速度信息和振幅信息解釋巖性的一般原理、方法和步驟，并介紹目前國內外油氣預測常用的烴類直接檢測指數（DHI），如AVO、亮點、平點技術等。

（四）開發地震解釋

開發地震技術是因油氣田開發的需要而興起，是勘探地震技術向油田開發階段的延伸。隨著油氣田開發程度的提高，開發地震的重要性將更多地顯現出來。開發地震技術總體上仍處于發展階段，現有的一些方法，或因成像處理及解釋手段不夠完善，或因信噪比、分辨率及精確度不夠高，只能應用于油氣田早期開發。[4]開發地震學需要以高信噪比、高分辨率、高保真度資料（即所謂“三高”地震資料）為基礎，地震資料處理、解釋和研究一體化是開發地震學發展的重要方向，[5]開發階段地震技術主要用于提高分辨率、提高儲層描述和烴類檢測精度、建立精細三維油氣藏模型。[6]

三、教學手段與方法

地震資料解釋既有復雜及系統的理論性，又有很強的實踐性，既是一門科學，也是一門藝術和技術。[7][8]針對該課程具有專業面廣、知識點多以及實踐性強的特點，該課程的教學應理論和實踐并重。注重培養學生的基本理論和動手能力，為社會培養受用人單位歡迎的物探專業人才。

（一）課堂教學

在教學中，可采用板書和多媒體教學相結合的方式，向學生講授地震資料解釋相關的基本原理、基本方法和技能。板書總結重要知識點，起到提綱挈領的作用。多媒體可以在整個教學中引入大量地震剖面、平面圖實例，更好地吸引學生的注意力，幫助學生迅速而準確地理解重要知識點。多媒體在一堂課中可以大容量地豐富當堂內容，擴大學生知識面，而板書把大量內容的精髓展示到黑板上，以突出本節的重點，也能讓學生在復習時有據可依。

（二）實踐教學

知識、能力和技能的培養均來自于實踐。各種實踐教學環節對于地球探測與信息技術專業的學生成長至關重要，有利于培養學生的實踐能力和創新能力。要培養高素質人才，就必須重視實踐教學環節。地震資料解釋課程的實踐應從課堂實踐和課程設計兩個方面入手。

1.在課堂教學中，給學生一定測網的、能涵蓋構造、地震層序、地震相等重要知識點的地震紙剖面，做好課堂知識點講授和實踐。利用大量實例引導學生實現新舊知識的銜接，引導學生在對學過知識進行復習的同時聯系新的知識點投入學習，通過互動增強學生的對地震資料解釋的感性。對于一些重要的概念結合實際地震資料，讓學生自己分析、自己解決，培養學生的動手實踐能力和創新思維意識。

2.地震資料課程設計是本課程的重要實踐環節。力求使學生能夠理解地震資料解釋的基本原理和概念，掌握合成記錄標定、斷層剖面解釋、層位閉合解釋、斷層組合、等T0圖編制、時深轉換、構造圖的編制、地震相剖面分析、地震相平面圖的編圖、地震相轉化沉積相的基本方法原理以及沉積相圖的繪制等基本地震解釋技能，初步具備利用地震資料獨立開展含油氣盆地地質分析的能力。

近年來，隨著采集、處理以及計算機技術的不斷發展，地震資料品質和分辨率不斷提高，以及油氣勘探與開發程度提高，地震資料解釋所涉及的研究內容日益豐富，其研究內容從最初的構造解釋到層序地層分析、地震相分析，然后再到巖性預測、物性參數預測、烴類檢測。地震資料解釋數據由疊后數據轉到疊前數據。要求地震資料解釋人員既要具備扎實的地球物理基礎，又要掌握相應的石油地質知識。地震資料解釋專業課程的教學應加強學生的基礎理論、實踐能力和創新能力的培養，提高教學質量，為社會培養受用人單位歡迎的物探專業人才。因此，必須結合地球探測與信息技術專業培養目標及當前和今后油氣勘探實際需求，積極引入地震資料解釋的科技發展新成果，合理規劃教學內容。與生產實際緊密聯系，注重從實踐中找問題，從專業知識中找答案，帶領學生從書本走向實踐，以實踐充實教學。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] Vail P R， Mitchum R M， Jr et al. Seismic stratigraphy and global changes in sea level， Parts 1-11[M]： AAPG Memoir， 1977， 26： 51-212.

[2] Posamentier H W. Seismic geomorphology and depositional systems of deep water environments： observations from offshore Nigeria，Gulf of Mexico，and Indonesia （abs.）[M]. AAPG Annual Convention Program， 2001， 10：160.

[3] Zeng H L， Hentz T F. High-frequency sequence stratigraphy from seismic sedimentology： applied to Miocene Vermilion Block 50 tiger shoal area offshore Louisiana[J]. AAPG Bulletin， 2004， 88（2）： 153-174.

[4] 許衛平.關于開發地震技術發展的幾點思考[J].石油物探，2002（1）：11-14.

[5] 馬在田.關于油氣開發地震學的思考[J].天然氣工業，2004（6）：43-46.

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《地震勘探》是很多理工科院校地球科學專業的基礎課程，也是和生產結合緊密的一門專業課，對學生的數學和物理基礎要求比較高，而且具有一定的抽象性。因此，要在短暫的一學期或者兩學期的時間內教授完成地震勘探方方面面的內容，讓學生對地震勘探的原理和方法較為熟悉，并基本掌握實際的操作過程，具有較大的難度。

本人根據教學和科研的經驗，認為本課程的難點有以下幾點。

1. 數學要求較高

數學基礎要求較高。比如，地震波滿足波動方程，而波動方程的推導和解法是一個難點；再如，面波勘探中面波產生的原理和面波勘探的方法也是較為抽象，不太容易理解。

2. 教學內容繁多

地震勘探方法經過多年的發展，技術逐漸豐富和完善。從運用不同震相分，簡單可以分為折射波勘探、反射波勘探和面波勘探等。而深部勘探法中，內容也非常豐富，整個反射波地震數據處理過程就包括了抽道集、濾波、反褶積、動靜校正、速度分析、疊前或者疊后偏移、解釋等過程。很多過程原理都比較抽象，技術也較為復雜。教師如果以填鴨式的方法教學，往往收不到滿意的效果。

為了在有限的教學時間內保質保量地完成教學任務，讓學生能夠清晰地了解地震勘探的物理概念和技術細節，需要運用多種教學方式加強教學效果。隨著多媒體教學的普及，教師充分利用多媒體，可以在課堂上充分細致地講解教學內容，也能讓學生更加形象地思考課程要點和難點，更有利于對知識點的掌握。

當然，僅有教學的多媒體硬件是不夠的，還需要配備適當的教學軟件才能起到好的教學效果。地震勘探領域中有著多種商業軟件，但這些軟件多為企業設計，價格也相當昂貴，不適合教學。此外，這些商業軟件不提供源代碼，也不利于學生和教師進一步地了解技術細節。幸運的是，也有少量的免費的地震勘探領域內的軟件問世。其中比較著名的也較常用的軟件是斯坦福大學開發的SEPlib地震勘探軟件和科羅拉多礦業學院開發的Seismic Unix軟件。這些軟件集合了多人的智慧，為廣大的從事地震勘探教學和研究的人員提供了一個學習和開發的環境。特別重要的是，這些軟件都無償提供了程序源代碼，為初學者提供了很大的學習便利，也非常有利于科研人員在此基礎上進行開發。

下面主要以Seismic Unix軟件為例，說明此軟件在教學上的運用。

Seismic Unix地震數據處理系統（簡稱SU軟件包）是由美國科羅拉多礦業學院和斯坦福大學人員開發的軟件。此軟件包由SEG、科羅拉多礦業學院地球物理工程系波場研究中心和天然氣研究所等組織支持，里面集成了地震勘探方方面面的技術代碼，在Linux系統下可以較為方便地進行編譯和運行。

如果只是運用課堂教學，暫時可以不用考慮程序原碼，只需在命令行中敲入命令，便可方便地實現濾波、增益、剪切、反褶積、速度分析、疊加、偏移等常用的數據處理過程。而且SU軟件包提供了完美的圖像顯示功能，非常適合運用在多媒體教學中。

此外，SU軟件包還提供了人工合成地震命令，可以較為方便地進行建模、地震波模擬、地震記錄的合成，這為教學和科研提供了極大的方便。因此，教師和學生可以方便地模擬出自己設計模型中的地震記錄以及地震傳播過程，使學生更加容易理解地震波的傳播行為和地震記錄的產生原理。同時，可以利用此人工地震記錄，進行地震數據處理，如濾波、反褶積、速度分析和偏移成像等。

下面以一個例子加以說明。本例子是利用SU軟件包合成地震記錄，然后對此記錄進行后續的處理。具體的步驟如下：（1）構制模型；（2）使用susynlv等命令生成地震合成記錄；（3）附道頭字，便于后續處理；（4）選排，將炮集記錄轉換成CDP道集記錄；（5）使用頻率濾波等方法消除各種噪聲影響；（6）速度分析，抽道集進行速度分析；（7）動校正；（8）疊加，疊加的結果為自激自收的時間剖面；（9）偏移，將自激自收的時間剖面轉換為深度剖面，使同相軸歸位，最終用于地質解釋。

當然，Seismic Unix軟件包是在Linux系統下運行的，需要對Linux系統有一點的了解。相信結合Seismic Unix軟件包，必將對地震勘探課程的教學提供很大的幫助。

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一、前言

目前來說，地震方法是在進行水溫、工程、環境、地址調查的主要的勘察方法，這種方法的工作原理主要是通過在人工方面進行地震波的運動學和動力學的激發的方法用來解決在地質上的難題。這種方法在生產運用的過程中非常的常見，所以我們需要進行深入的研究。我們在進行地震方法研究的時候，首先要知道這種方法的主要工作原理是利用地震波，地震波會通過人工爆破產生，當地震波在傳播到地下遇到了底層的界面的時候，就會按照波所產生的反射和折射原路返回到產生地震波的地方，這些返回的地震波會被我們在不同位置上所放置的驗波器所接收，從而在機器中被記錄，這些所記錄的數據是呈現出一個規律的，所記錄的數據再有我們進行處理，得到的資料可以用在我們需要的勘測地質的方面，方便我們在地質方面的生產活動。在以往的進行高分辨率在地震勘探中中的使用越來越頻繁，幾乎成為了地質勘探的主要的工具，在進行基巖的起伏和含水層等各種不同的地下構造的時候，積累了很多的經驗。而礦井地質的工作上卻很少用高分辨率解決煤礦中的問題，在煤礦的生產過程中，幾乎還是使用傳統的解決方法進行煤礦生產的問題。但是由于最近煤礦的生產對于礦井地質的工作的要求可以說是越來越嚴格，傳統的工作方式已經無法滿足我們對于生產上的需求，怎樣將高分辨率運用在礦井的工作中，提高礦井工作的效率是當今礦井地質工作的當務之急。

二、高分辨率地震勘探原理和方法

地震在我們的日常生活中并不陌生，僅僅幾年的時間就發生了大大小小十幾起的地震時間，從汶山地震到玉樹地震，地震似乎是我們生活中的隨處可見的，然而高分辨率地震勘探原理就是利用這種地震波，所謂地震波就是利用爆炸或者是其他的人工方法使地面發生震動，這種震動就是通過波的形式向各個方向進行傳播，這種波就是我們所說的地震波。波在同一種介質中可以以相同的速度進行傳播，但是地下巖層的由各種各樣不同的性質組成，這也就造成了這種地震波碰到他們的界面的時候會發生反射和折射，由于這種反射和折射就造成了有一部分的波返回到地面上，這種回到地面上的波可以通過驗波器接收并且總結各種數據資料。地震勘探就是利用這種原理，將人工所激發的地震波向地下進行傳播，遇到巖層的分界面的時候進行反射波和折射波，計算這其中的時間，地震勘探就可以通過這個時間來確定界面埋藏的深度和其基本形狀。地震勘探的目的就是根據人工所發射的地震波的到達的時間，還有其頻率和波形來進行地下的巖層的形狀和構造的信息的分析。近幾年，我國的地震勘探技術在不斷的提高，高分辨地震勘探方法逐漸的變得成熟，傳統的地震勘探的方法已經過時。高分辨地震勘探主要是分別從垂向和橫向這兩個方面進行了煤礦的巖層和斷裂的構造的形狀進行分辨的能力。本篇文章通過對于一個企業中的實例的描述進行對于高分辨地震勘探方法的發展前景進行分析。

三、高分辨率地震勘探的應用

安徽某煤礦具有非常悠久的歷史，其地質工作在1958年的時候就開始了工作，分別有五個隊進行鉆探的工作，鉆探工作主要是進行普查、詳查和精查，在1960年的時候和1973年時分別提交了其進行的191個鉆孔的普查和警察的勘探報告。這次進行的地震勘探區是在六采區之內，其延伸的控制面積在2.1千米的范圍之內，地質勘探任務主要有兩個，其一是要對于六采區內落差在十米以上的斷層進行查明，其十米以上的精確度應該在三十米以內，而且還要對于落差在十米以下的那些斷點給予一個合理的解釋。其二是在主要的采取煤層2號和煤層9號的埋藏的深度和其形狀特點進行查明，對于深度的誤差不能小于百分之二以上。我們在進行地震勘探的時候所使用的鉆孔有二十一個，這二十一個鉆孔對于其地震的資料定性和定量的解釋提供了非常重要的依據。此次高分辨率的勘探任務是有安徽的物測地質隊完成的，在1994年進行了地震勘探的野外施工。其完成質量還是很高的，測線的長度為23.065千米，所測的物理點一千五百個，其中合格的物理點有一千四百九十六個，合格率達到了百分之九十九點七三。在進行工程的布置的時候考慮到實際情況，北東走向的地震測線是垂直地層的走線和構造，要盡可能的通過已有的鉆孔，并且和北西走向的地震測線形成了網狀的形狀。網之間的間距是130米和160米。在野外進行工作的時候必須要在地震勘探施工之前在D8線上進行試驗和研究，經過試驗資料和實際情況的分析確定好野外的工作的方法，需要的一起是48道DFS-V型地震儀，兩臺M10型可控震源，二乘六次震動臺，驅動電瓶至少有百分之五十，掃描的頻率應該在25-109hz，掃描的長度是十四秒，除此之外還需要5串TZBS-60型的高頻檢波器，觀測系統為道具10米。十二次單邊激發。應用這些試驗儀器所進行的高分辨地震勘探在全區內一共獲得由一千五百個地震記錄，其中包括一千四百七十個生產記錄，還有三十張實驗記錄。生產記錄中的甲級有百分之九十三點五，乙級有九十一張，廢品四張，其中記錄的成品率就有百分之九十九點七三。經過安徽省的每天地質局的評論組對勘探的數據進行抽查和評價合格率在百分之九十七點八。能夠達到這樣的一個勘測結果已經是說明勘測的結果非常的準確了，通過對于地震勘探我們查明了安徽地區的斷裂結構的構造的發育程度和其平面分布的主要情況，對其二煤層和九煤層這兩個主要的煤層的煤礦埋藏的深度和其構造的形態特點都取到了一個比較好的地質效果。這次地震的勘探對于地下的斷層的控制和對于斷點的解釋是在平面上發現組合斷層一共有七條其中有正斷層有六條，另外一個是逆斷層，而鼓勵的斷點是九個，在這些斷電中其中的斷點產生的落差是十三米，而其他的斷點的落差都小于十米的距離。

四、對于高分辨率的地震勘測的評價對于其發展前景的展望

通過對于安徽的地震勘探的實例的描述，我們可以看出，高分辨地震勘探對于礦質生產特別是對于煤礦的生產具有非常重要的作用，其利用高分辨地質勘探可以對于煤層埋藏的深度和其具體的形狀都可以勘探的非常的準確，其準確性是比以往的傳統的勘測的準確性要高的，而且對于斷層的存在與否的解釋也是比較準確的。如果高分辨地質勘探如果運用到真正的煤礦企業的生產當中的話，會對于生產作業起到非常大的作用。雖然高分辨地震勘探對于定量的解釋上還應該進一步的提高技術，但是高分辨地質勘探相對于傳統的地質勘探還是具有非常大的益處。高分辨地震勘探和其他的地震勘探的方法相比的話其具有很多其他的地質勘探所沒有的優點，比如說具有探測能力強和解決的問題較多、成本低而且效率也很高。所以高分辨地震勘探對于礦質構造探測手段來講具有很光明的發展前景的。

參考文獻：

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中圖分類號:TB

文獻標識碼:A

文章編號:1672-3198(2010)12-0346-01

1 地震波發的勘探原理

地震波法的原理并不困難,基本辦法是用高爆炸力的TNT炸藥在地面激起人工地震波,震波沿著與地面垂直的方向傳播,在碰到質地相對致密的巖層以后,一部分波被反射回地面,預先,在地面上安置起許多呈現點陣的檢波器,這些檢波器能夠把地面微弱的震動變成電子信號,通過連接線傳輸到接收機里,接收機的功能是分道記錄不同位置的檢波器的電信號,早期是用把經過自動增益控制的放大的電流隨時間的進程記錄在照相紙上,最近三十年來已經使用模擬和數字法把信號記錄在磁帶上。

記錄在載體上的地震波信號是一道道衰減的波浪,他們相互之間隨位置的移動,其波峰和波谷逐漸變化,一個特征是,當出現了某一巖層的明顯反射時,相鄰的波峰或波谷會形象地疊合在一起.這樣,如果沿著幾條線逐漸放炮(激勵地震波),并逐漸布置檢波器陣列.則在拼合起來的記錄上,可以看見這些波峰形成了一道墻,有時墻呈現出下凸的弧形,甚至在這條弧形線的下面還有一根上凹的弧形線,這就意味著兩條組成如“眼睛”狀的弧形線之間的巖層可能是封閉的。這個時候,地震工作者需要在與剛才那根地面側線的垂直方向上再布置幾條平行的側線,看一看在同樣的深度附近,會不會出現類似的兩條眼狀弧形線?如果證實確實也有,那么,在這個地區的地下深層,存在一個穹隆形的構造,它有可能是儲藏石油的地方。

為了精確測定深度,還需要對記錄上的墻出現的位置(它的橫坐標是按時間,即毫秒作計量單位的,其原點表示爆炸發生時那一瞬間),這就需要把時間量度轉換為距離量度,辦法是一,使用縱波傳播的速度和時間的乘積;二,按照時間差一定的傳播軌跡應滿足雙曲線的規律,這樣的轉換被稱為“歸位”,經過歸位運算以后的的地震反射波各點就是實際深度了.這樣,我們只消精確地計下眼睛狀曲線的各點,就能較為準確地圈定地下可能的儲藏石油構造的位置和深度了。

實際情況遠比上述簡單原理復雜,首先,爆炸一瞬間并不純粹產生縱向傳播的,對確定巖層位置有益的好波,它同時可能產生強烈的聲波和沿地面方向傳播的水平波,它們對反射回來較弱的縱波進行干擾,常常使得對可能出現的構造模糊不清的現象,這就需要人們去掉這些害波.

除了上述的兩類危害地震波勘探的壞波以外,還存在著在層間反復多次反射的無用的波,這種波也可以根據規律被濾掉.另外,還有一種詭異的波,它產生在地下可能出現的巖石的尖銳面上,仿佛在某個尖銳的點上,又出現了另一個爆炸源!,這個虛假的爆炸源很無聊地反向(向地面方向)傳播波,又反向碰到下面的巖石被反射到儀器記錄里,和有用的波混淆在一起,十分難以區別。

總之,現代地震波法勘探的任務就是要把有用的波收集起來,去掉干擾,換句話說,就是要提高信噪比.同時,地震信號也要作到準確的歸位(實際上,縱波傳輸并不一定準確按照人們預先測定的速度在復雜的地下傳播的),最后,加密檢波器點陣以獲得更細致的分析也很重要,而這,又加重了勘探的成本.在海上,還會出現波在海底與海面之間多次反射的干擾.最后,新型,高靈敏度的檢波器群設置能夠向著3D和全息的描繪地下構造的實現.另外,還要考慮地震波穿透巖層時的折射影響。

2 地震勘探的三種基本方法

根據震源激發出的振動(也稱地震波)向四周傳播的波型特征,地震勘探可分為三種基本方法。它們是反射波法、折射波法、透射波法。

2.1 反射波法

如果我們在離震源較近的若干接收點(1,2……,N)上布置檢波器,就可以測出地震波從震源出發向地下傳播遇到不同地層界面(Ⅰ、Ⅱ……)時反射回來的地震波及其依次回到地面各檢波點的傳輸時間t1,t2……(t1,t2稱為旅行時),旅行時的不同代表了淺、中、深地層在地下的埋藏深度的不同,運用這些微小差異就能直觀地反映出地層的起伏變化。這就是反射波法地震勘探所依據的原理。

2.2 折射波法

炸藥爆炸后,激發的地震波向四面八方傳播,當遇地層分界面時,除有一部分反射波返回地面外,還有一部分地震波透過分界面并沿著該分界面在下面地層中傳播。在一定條件下,這種沿分界面傳播的地震波也會返回地面,這種地震波叫折射波。通過接收這種波來分析地層情況的方法就叫折射波法地震勘探。

2.3 透射波法

如果我們將激發點和接收點分別放在地質體的兩側,直接接收透過地質體的波,這種勘探方法叫透射波法地震勘探。目前,反射波法應用最廣,折射波法次之,透射波法只作為輔助手段。

3 結語

由于地震波法所得到的數據量非常龐大,使得用于計算的計算機必須是大型,高速的,現今三大大型計算用的領域就包括了石油物理勘探。在我國,自大慶油田發現以來,絕大多數新油田都是由地震資料提供構造而找到的。世界上的墨西哥灣油田、中東油田、里海油田等許多大中型油田也是如此?？梢灶A料,地震勘探在尋找油氣方面仍將發揮重大的作用?？梢哉f,如果沒有地震勘探,現代油氣勘探找油找氣就很難進行。

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一、課程內容和教學目標

地震勘探新方法課程是在常規地震勘探技術基礎上，使學生系統了解目前實際生產中正在或將要應用的新技術，課程改革的目標是將地震勘探領域主流及前沿的理論和技術及時地、更好地融入授課內容中，使學生能夠及時了解學科前沿知識，把握學科發展方向。引導學生理解實際油田勘探開發過程中的多種關鍵地震方法，為今后開展實際油田勘探生產以及相關方法研究打下良好基礎。具體目標和要求包括掌握地震勘探新技術的概念與特點，把握新技術研究現狀與發展趨勢。理論聯系實際，正確理解地震勘探新技術的研究意義與技術要點。學會文獻檢索與查新，開展與專業相關的中英文文獻閱讀、分析與總結活動，提高學生實際文獻檢索、總結和獨立思考的能力，培養學生的團隊協作精神。

二、課程教學背景分析

1.地震勘探新方法課程教學內容特點分析。地震勘探新方法課程作為地震勘探原理的補充和延伸，與目前油田實際勘探開發緊密相關。課程涉及范疇較寬，內容繁多，包括VSP、井間地震技術、多波多分量地震技術、時移地震油藏監測技術、微地震技術等。課程中除新方法所對應基本物理方法的描述外，還涉及大量的形式復雜的數學公式及數學描述，以及多種地球物理信息和手段的分析、融合，甚至是多學科知識的交叉結合。此外，地震勘探新方法隨計算機發展和學科間交叉融合快速發展。同時，地震勘探是基于基本地球物理勘探理論、方法與認識，并將數學物理方法應用于計算機實踐的一門課程。實踐性強是勘探地球物理方法課程共同的特點，本課程教學也不例外。實踐注重培養學生動手解決實際問題的能力，在實踐中加強對專業知識的理解和掌握，從而對每一種技術有較直觀和深入的認識。地震勘探新方法課程授課時間較短，而該課程的教學目標是希望學生通過課堂學習、研討和課下文獻調研總結，以及實際資料實踐，理解課程教授地震勘探新方法的基本原理、適用條件和發展趨勢等，為從事地震勘探科研與生產工作奠定基礎?？傊卣鹂碧叫路椒ㄕn程教學內容豐富，實踐性強，對學生科研能力與實際工作能力的培養具有重要意義。

2.地震勘探新方法課程授課對象的特點分析。本課程的授課對象是勘查技術與工程專業和其他相關專業高年級本科生，該階段的本科生既要完成預定課程的學習，同時還面臨著就業或者考研的壓力，可謂時間緊、任務重。因此，有效掌握地震勘探新方法是一個不小的挑戰。同時在我們的大學校園里，還有部分大學生學習勁頭不足，有明顯的厭學現象。另外教學內容陳舊、課程理論性強、實用性差、教學過程單調、教學方法單一以及作業太重等因素都加劇了學生的厭學情緒。針對目前復雜多樣的學生心理，教師如何最大程度地提高學生對本課程學習的積極性，讓學生在有限的時間內更好地掌握所學知識是教學過程中的重點，也是本課程以及類似課程的教學難點。

三、教學方法改革與課程優化實踐

1.精心備課，構建實際問題導向型的課堂教學模式，激發學生的學習興趣。在我國的教學活動中，教師長期處于知識代言人的地位，掌握著話語主動權，這就導致了無法構建起平等、和諧的師生關系，也無法促使學生自由探索知識，無法調動學生的學習興趣。因此要調動學生的學習積極性，激發他們的學習興趣，教師就要努力構建合作機制的課堂氛圍。首先教師應精心備課，包括必要的板書和多媒體教學課件。多媒體輔助教學將文字、圖片、聲音、動畫視頻圖像融為一體，提供的信息量大，能生動形象地展示抽象的知識點，增強學生的感性認識。同時要準備具有代表性的勘探實例與勘探實際難題，引導學生思考。學生也可以通過實際問題的解決獲得成就感，從而更加喜歡該課程。再次，本著“培養具有創新精神和實踐能力的高級專門人才”的目標，構建實際問題導向型的課堂教學模式。問題導向式教學突破了傳統的教學模式，它用問題激發學生主動探索，變被動學習為主動學習。教師由講授者轉變為引導者、組織者和探索者。將討論式、互動式、啟發式以及案例式教學法運用進來，教師提出問題，請學生事先查閱文獻，進行總結，初步提出解決方法，在課堂上一起討論其可行性，鍛煉學生的表達能力，提高其自信心，開拓思維，激發其研究興趣。最后優化課程教學內容，強調學生在教學中的主體地位，用更多的時間引導學生獨立思考，協助學生開展實踐。

2.加強實踐教學，引導學生獨立閱讀總結，培養動手能力。地震勘探新方法課程是一門實踐性很強的課程。需要學生進行實際操作，教師準備實際油田資料和相關軟件與程序模塊，讓學生自己動手，進行實際數據的分析、處理與解釋，并對其中出現的問題進行及時解決和問題總結，加深體會，并培養良好的協作精神。安排學生分組進行相關問題文獻的查閱、分析與總結，從而引導學生學會以問題為導向進行文獻檢索，培養必要的文獻整理、總結等基本科研素養。培養學生的報告能力，提供充足機會并鼓勵學生對自己所做的文獻調研和實際問題解決方案、效果進行報告。教師的講授要在學生自求自得而又遇到困難時，要以畫龍點睛式的手法去貫通學生的思維，提高學生的認知能力，引導其深入理解研究問題，提高地震勘探新方法的教學效果。

3.關心、關愛學生，加強與學生的交流，給學生減負。國外在概說中國教育的特點，確切的說是缺點時認為：大學教育是知識的教育。正因如此，大學生成了世界大學生群體中學得最辛苦的一部分，他們要完成的課程數量多，所學知識過于專業化，過深、過難，考試呆板且頻繁，知識學習的負擔過重，使其主動學習的積極性不高，學習效率低，獨立思考的能力差。地震勘探新方法課程的教學安排，充分分析了大四學生面臨的畢業、考研及就業壓力和處境，考慮到目前大學生的普遍心理情況和課程所針對高年級同學時間緊、壓力大的特點，不能增加過多的學習負擔，而應減輕學生學習的壓力。地震勘探新方法課程減負具體實施措施包括注重學生能力的培養和對地震勘探新技術的認識與理解，減少作業量，尤其是死記硬背的知識點，通過生動、形象的教學材料和實實在在的勘探實例，鼓勵學生提高學習效率，盡力做到在課堂上理解教學內容。在實踐教學過程中，為學生提供實踐工作所需的成熟軟件和程序模塊，并認真指導學生使用。同時在課程授課中幫助學生加深對地震勘探原理、資料處理等相關基礎知識的理解，減輕考研同學專業復習的壓力。

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關鍵詞:

煤礦開采;巷探工程;地質雷達法;槽波地震法;地震勘探

煤炭在我國能源結構中占有重要比例，對我國經濟發展意義重大。在煤礦生產中，運用地質勘探技術查明各種地質問題，對煤礦的安全高效生產具有重要意義。

1煤礦地質勘查技術

1．1巷探工程

利用礦井中的巷道來探測斷裂構造、陷落柱等地質異?，F象稱為巷探。巷探在礦井地質工作中應用廣泛。如圖1，為了探測斷層F1的位置和走向，向斷層F1掘進探巷a、b、c。

1．2地球物理勘探技術

地球物理勘探指利用巖層密度、傳播速度、彈性波、電性等物理性質的不同，進行地質勘查的一種技術方法。井巷二維地震勘探、震波超前探測、槽波勘探法、地質雷達勘探方法、高密度電阻率法和坑透法是目前最常用的物探技術。

1．2．1二維地震勘探

地震勘探是利用地下介質彈性和密度的不同，對人工激發地震波的響應進行觀測、記錄和分析，推測地下巖層的形態和性質的一種物探方法。通過沿測線布置炮點和檢波點，對地震數據進行采集、解釋和處理。

1．2．2震波超前探測

煤礦震波超前探測也是一種地震勘探技術，由于煤礦井下空間條件的限制，可供觀測利用的空間十分有限，為充分利用井下空間，震波超前探測技術主要采用反射地震方法。即在巷道內盡可能多布置激發裝置和接收裝置，采集大量的地震波數據，以提高探測效果，更好地為煤礦生產服務。

1．2．3槽波勘探法

槽波地震勘探是煤礦探測斷裂構造、陷落柱等地質異常體的常用方法。原理是利用地震波在不同密度介質中傳播速度的差異，在密度大的介質中傳播速度大于密度低的介質中傳播速度。巖石密度大于煤層，因此地震波在巖層中傳播速度大于煤層中傳播速度。所以，在煤層中的地震波將有一部分在煤層底板與頂板接觸面上發生全反射，形成一個沿煤層傳播的槽波(導波或煤層波)。槽波在介質接觸面會發生透射和反射，當槽波的變化被儀器探測到時，即可確定接觸面的位置和大小。槽波地震勘探有透射波法與反射波法兩種，透射波法分別在兩條巷道中激發和接收槽波，根據槽波的變化，確定地質構造體是否存在，如圖2。反射法在一條巷道中布置激發點與接收槽波，根據槽波反射信號，確定地質構造置，如圖3。

1．2．4地質雷達勘探方法

地質雷達勘探是利用地層電性參數的不同，應用高頻電磁脈沖波的反射作用，探測目標地層和地質現象的一種勘探方法。原理為利用雷達接收在不同地質界面上反射的電磁波，并根據反射電磁波的特征，對異常地質體探測和識別。對井下巖漿侵入體、斷層、老窯和陷落柱等的探測具有良好的效果。在山西、河南、山東、安徽等地礦井應用廣泛。

1．2．5高密度電阻率法

電阻率法指利用巖土的導電性，通過觀測地層中電流場的分布規律，來分析地層中地質現象的一種地質勘探方法。高密度電阻率法是在煤礦勘探中應用的一種新的技術方法。

1．2．6坑透法

坑透法指應用發射器向地質異常體發射高頻率無線電波，并監測電磁波在傳播過程中的強弱情況，以確定地質異常體的位置和范圍的一種勘探方法。其原理為不同電性巖層對電磁波能量吸收作用具有差異性，電阻率高的巖層對電磁波吸收作用強，電阻率低的巖層對電磁波能量吸收作用弱。同時，電磁波在地層斷裂面會發生反射、折射和散射，電磁波能量也會減弱，一些地質異常體(如導水斷層)也吸收電磁波。因此，可設計電磁波的發射點和接收點，電磁波通過地質異常體時，接收點無線電波明顯減弱，設計多個發射點和接收點位置對地質異常體多次觀測，即可確定其范圍。

2煤礦開采地質勘探技術的發展方向

煤礦地質勘查是一項復雜的工作，除了傳統鉆探工程、巷探工程、地質雷達勘探和坑透法等勘探技術外，還應該發展地質勘查新技術，如三維地震、瞬變電磁等，綜合利用多種地質勘查技術。并且將地質勘探技術與地理信息系統相結合，建立多元煤礦信息集成系統，實現地質資料的信息化、數字化和可視化，實現對煤礦地質條件的精準評價、生產地質工作高效管理和突發性煤礦地質災害的有效防治。

3結論

我國煤礦地質條件復雜，煤層褶皺、斷層等地質構造發育對煤礦的安全生產造成嚴重影響，易引發煤礦生產事故。對于煤礦生產中遇到的各種地質問題，不但需要采用傳統的地質勘探技術，還要發展新技術，對各種地質因素進行動態分析，綜合應用多種勘探技術手段，為煤礦的安全高效生產提供地質預測預報保障。

參考文獻:

［1］閔康．對煤礦地質勘探技術及地質環境綜合治理的研究［J］．內蒙古煤炭經濟，2014，(7):11－12．

［2］王遠德．煤礦地質勘探技術及其重要性研究［J］．技術與市場，2016，23(9):101－102．

［3］岳嵩．淺談煤礦地質勘探技術及其重要性［J］．河南科技，2014，(8):44．

［4］徐文科．淺議煤礦地質勘探技術及其重要性［J］．華東科技(學術版)，2014，(8):402．

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1前言

三維地震勘探技術就是一種采用一定的規律將地震測網布置成環狀的地震勘探方法。利用該種技術可以使勘察得到的目標圖形更加清晰，勘察方位更加準確。隨著油田的不斷開發，勘探區塊越來越偏遠，勘探難度越來越大。常規的二維地震勘探技術已經不能滿足勘探任務了，在此基礎上三維地震勘探技術成功研發出來并成為目前我國甚至全球石油、天然氣以及礦產生產施工前最主要的勘探方式之一。三維地震勘探技術因其獲得的信息量大對于炮點和檢波點之間連成的共深度點具有一定的提高作用。處理地震資料時應該將地震道集中在一起。目前，該技術作為尋找油氣資源的方法應用的越來越廣泛，技術也越來越成熟，該技術不僅能夠對勘查區塊進行詳細的信息描述，還能夠高效的指導油氣的開發生產。三維地震勘查技術主要從三個環節來實施:采集資料、處理資料以及解釋資料。在具體的施工過程中，應該重視每一個環節的處理工作，只有這樣才能實現高效高質量的勘探工作。接著筆者將對這三個環節分別的進行詳細的介紹。

2三維勘探技術應用環節

2．1采集資料

在勘查區塊進行野外施工前應該對該區塊的地形地貌、地質參數等有很清楚的認識，比如地質構造、勘查最大深度、地層傾角、巖體波速及反射波的動力學特征等，除此之外，還應該對垂直分辨率以及水平分辨率有清晰的認識。垂直分辨率對于地震數據中應保留的最高頻率成份或最短信號波長起著決定性的作用。水平分辨率又稱作菲涅爾帶半徑E，該參數與垂直雙程旅行時間和反射波主頻等有一定的關系;頻率成分越高，菲涅爾帶半徑越小，采取到的分辨率越高。所以要想提高勘察的水平分辨率最直接的辦法就是提高反射波的頻率。

2．2三維地震資料處理

三維地震資料處理主要分為幾個步驟:預先處理、常規處理、地質解釋以及顯示成果四部分。其中，預處理是最基礎所占比例最大的工作，這對于最終的勘查質量具有一定的影響力。三維地震資料的常規處理工作主要有三維偏移及三維水平疊加。三維偏移的主要任務是盡可能的將地下傾斜界面對反射波的影響消除掉，將所得到的圖像真實的回歸到反射界面上，這樣能夠將地下構造和巖性變化情況正確的反映出來。三維水平疊加階段的主要工作是二維速度分析、三維速度分析、三維剩余靜校正、三維動校正、三維最終疊加及疊加成果顯示等項工作。

2．3地震資料的解釋

地震資料的解釋工作主要是將勘探得到的地震信息處理成地質成果反映出來，主要應用的是一些地質知識以及波動理論，分析出勘探區塊的地質鉆井測井的資料，并對該區塊做出合適的構造解釋，最終繪制出相關的成果圖，這對于工作區塊的油氣評價具有一定的指導意義。

3三維勘探技術發展方向

目前，我國三維勘探技術成果應用于商業開采，取得了不錯的成績，但是隨著勘探難度的逐漸增大，目前的三維勘探技術肯定不能滿足未來的勘探要求。為此，需要各位研究者的進一步的努力從如下幾個方面加大研究完善三維勘探技術:

3．1加大萬道地震采集技術研發力度

萬道地震采集技術是采用萬道地震儀及數字檢波器進行各項采集工作包括單點激發與接收、大動態范圍、多記錄道數、小面元網格、全方位信息、多分量地震等。

3．2進一步的完善數據處理和數據存儲技術

數據海量處理技術的完善是提高勘察精度的必要措施，在此基礎上需要同步發展相關的靜校正處理、組合處理、疊前時間偏移、疊前深度偏移、全三維各向異性等處理技術，全方面的來提高地下成像精度、油氣分析精度以及對儲層的描述精度。數據的海量存儲必須進一步加大大容量的磁盤以及自動帶庫的研究，達到存儲大量數據的要求。

3．3加大高精度精細地震解釋研究工作

隨著計算機技術的不斷發展，解釋技術越來越完善，成本也越來越低，地震勘查解釋技術也不斷與計算機接軌，即可以用計算機進行地震勘察后的解釋工作，這大大節約了技術人員的時間及精力，大大降低了勘察成本。

3．4屬性解釋技術有待于進一步的發展

三維地震勘探信息豐富，得到的資料中包含振幅、相位、頻率等信息，利用這些信息可提取地下巖層的厚度、巖性、結構等信息，可幫助地質人員準確的認識地下地層，提高礦體的描述精度及含油氣分析精度。

4結語

三維地震勘探技術的成功應用需要三個環節的統一協調操作，每個環節都需要勘查單位進行詳細的設計施工以及處理工作，這樣才能保證勘探結果的準確高效。目前，我國目前雖然已經成功將三維勘探技術應用到商業開發中，但是由于我國對于該技術的研究起步較晚，還有許多問題需要解決，相信隨著科技的不斷進步信息化水平的不斷提高，我國在三維勘探技術方面的發展必將重上一個臺階。筆者通過調研闡述了我國三維技術的原理流程及發展的前景，對于我國勘探技術的發展具有一定的推動作用。

參考文獻:

［1］羅春樹．不斷發展的三維地震勘探技術［N］．科學時報，2007．

［2］劉麗萍．三維地震勘探技術概述［J］．測繪與勘探，2008(11)．

［3］李金柱．石油勘探新技術應用與展望［J］．石油工程，2009(04)．

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1.國內外發展現狀

從80年代至現在，高分辨率地震、三維地震、發展開始成熟，而且井間地震、四維地震、多波多分量勘探等的新技術及方法方法開始應用，和勘探技術對應的檢波器的型號也不斷的發展，例如高性能壓電檢波器、四分量檢波器、渦流檢波器、四分量檢波器等。初步統計得出，當前一共12個系列25種型號的檢波器在油氣資源地震勘探中使用。

國內地震檢波器大約有五十多年的歷史。五六十年代國內基本仿制蘇聯還有美國的檢波器；七十年代國內自行研制地震檢波器；八十年代主要為引進階段，例如西安石油勘探總廠等。90年代以后，以增加高分辨率勘探為目的，物探局儀器總廠、西安石油勘探儀器總廠推出了一系列檢波器，是的地震檢波器的勘探得到擴展。近年來，MEMS技術發展很快，采用MEMS技術的數字地震檢波器開始出現。ION公司以及SERCEL公司在2000年前后分別推出地震檢波器，并且具有全數字的特點，開始在野外不斷應用。數字檢波器實質上是分辨率很高的微加速度計，國內對其研究還處于開始階段。

2.高分辨率地震勘探對地震檢波器的要求

2.1 地震勘探的基本原理

地震勘探基本原理如圖1所示，激發之后地震波在遇到不同地層的分界面發生反射，設置在地面上的地震檢波器把振動信號轉換成電信號，電信號被地震數據采集系統檢測，進行數字化并記錄，通過分析地震數據就得到地震波運行的時間還有速度信息，進而得到地層分界面油氣資源的埋藏深度。

圖2為遙測地震油氣資源勘探中的慣性傳感器采集部分的結構，其采用24位的作為數據采集單元。

（1）信號只需要前一級的簡單模擬過濾器，采用24位A/D進行轉換，大大縮短模擬信號通道，有利于降低信號的失真度提高信噪比；

（2）對去假頻（即防混疊）濾波器大大簡化，提高濾波性能。

2.2 地震波的形成和衰減

將作業地層看成系統對待，震源激發出現的激發波形看成系統的輸入信號，那么傳輸到達地面的地震波為系統的輸出信號。輸出信號主要由輸入信號還有系統特性決定，即地震波波形為震源還有地層共同作用的產生的。地層對震波振幅、頻率特性產生影響主要有三種。

2.3 分辨率公式

通常垂直分辨率的極限約等于主波長的1/4。當前使用的近似的時間分辨率公式，也就是“時間厚度”：

其中，—層速度，—視波長，—可分辨厚度。

以上公式前提是地震子波為理想的Ricker子波。相關證明得到：上述分辨厚度下，子波的過零點出現互相重合情況，疊加的合成波形在兩個波峰位置產生波谷，波谷振幅為零，而且兩個波峰分開。實際上地震子波不可能產生嚴格意義零相位的，并且反褶積沒有將它其壓縮成正峰。

3.動圈式檢波器的討論

3.1 檢波器的動力學模型

檢波器的動力學模型如下圖，彈簧在檢波器外殼上進行固定，彈簧上懸掛質量體，當存在地震信號時，外殼和大地一起振動，質量體通過彈簧帶動做阻尼振動，力學方程如下：

3.2 噪聲

在所有噪聲源當中，一般環境噪聲幅度最大，如刮大風檢波器的噪聲輸出強度約20～80，小風達到為。安靜地區大地振動的速度噪聲峰峰值只，相應的噪聲電壓峰峰值。除了外界噪聲源，檢波器噪聲包括慣性體的布朗噪聲還有電阻熱噪聲。對于克量級的檢波器，大地振動噪聲高于布朗噪聲4-5倍，因此檢波器的布朗噪聲能夠忽略。電阻熱噪聲的噪聲密度計算方法如下：

k—玻爾茲曼常數；T—絕對溫度；R—線圈電阻值；檢波器；線圈電阻；計熱噪聲密度只有。

3.3 常用的檢波器組合方式

地震道通常是2-4個串檢波器串并聯，串并組合的方式及相關特點一般和石油勘探的目的相關。不同組合目的在于，利用有效波還有干擾波的不同，來干擾波進行抑制，并突出有效波。下表給出了不同檢波器組合的性能特點。不同的檢測波組合性能參數表如表1所示。

其中：n—檢波器的總個數；—并聯子串數；—子串檢波器個數；；—為串組合的增益；—阻抗比（串組合和單只檢波器的阻抗比值）；—為動態增量，在具體勘探當中，要按照油氣藏探區的干擾波類型還有其頻率特性以及勘探目的層深度和其它因素來對檢波器的組合方式進行設計，目的是找到適合此藏區的特定通頻帶的組合。具體的組合點數根據施工區的表層特點來決定，當表層干擾十分嚴重時，采用點數的數量比較大，例如沙漠區勘探組合點數一般大于30個。

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[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2015）08-0146-02

“煤炭黃金十年”大大地推動煤炭地質事業的發展，尤其是煤田地震勘探技術的應用和煤田三維地震勘探技術的普及推廣，為煤礦開采提供了更為有效的勘探手段和可靠的地質依據。[1]同時也推動了煤田地震勘探課程教學的改革與發展。我校資源勘查工程、地質工程、水文及水資源工程、地球信息科學與技術及煤與煤層氣工程先后增加了煤田地震勘探教學內容或煤田三維地震勘探課程。[2]受“卓越計劃”啟發，就傳統的煤田地震勘探教學談談自己的看法。

一、細化專業理論教學，掌握知識點

針對二維地震勘探觀測系統設計教學，主要知識點包括以下幾方面：其一，深刻理解觀測系統概念、設計相關參數及相關參數的計算公式。其二，理解地面的觀測方式與地下勘探的反射點對應關系，掌握利用綜合平面圖示法繪制觀測系統圖的要領，目的是對已知的觀測系統參數通過圖示的方法表達觀測系統中炮點、檢波點和排列的所有道，并確定滿覆蓋次數起止位置，會計算滿覆蓋次數的范圍。其三，設計的觀測系統在生產中如何實施。

（一）勘探深度與勘探的排列長度之間的關系

勘探排列長度與勘探深度一般是0.5～1.5倍的關系，視具體情況而定，主要依據以下計算公式來確定排列的參數。

設激發點移動道數為r，覆蓋次數為n，儀器接收道數為N，S為與觀測系統有關的常數，單邊激發S=1，雙邊激發S=2；則有

r=NS / 2n

這里著重強調以下幾點：

1.雙邊激發就是一個排列不動的情況下先后分別在兩端激發；

2.中間激發時S=2；儀器接收道數為N，與排列長度有關，排列長度≈目的層埋深；

3.煤田二維地震勘探在淺層地震地質條件好的地區一般覆蓋次數n=12次；

4.煤田地震勘探目的層比較淺，故道距一般采用10米。

（二）地面觀測點與地下勘探目的層反射點之間的關系

大家知道地震勘探就是在地面進行人工炸藥激發地震波向地下傳播，遇界面反射回地表，檢波器接受到信號傳輸儀器記錄下來。那么地面觀測點與地下界面的反射點之間的關系就是觀測系統。綜合平面圖是反映觀測系統關系的表達方式。

綜合平面圖示法是沿測線標出若干炮點和第一個排列的檢波點。將檢波點投影到過炮點的45度線上，過任一個檢波點做垂線，垂線相交的炮線條數，即該CDP點的疊加次數。[3]

概念比較抽象，采用綜合平面圖示法畫出相應的地下反射點就一目了然了。偏移距為0，采集道為12道3次覆蓋觀測系統圖如圖1所示。第一個反射點與地面測點橫向位置一致，地面測點間距就是道距10米，而地下反射點CDP間距是5米。

從圖1不難看出，測線50米處是滿3次覆蓋起點，放6炮所觀測滿3次覆蓋的范圍是75米。通過觀測系統的制作可以了解到反射點CDP間距是5米，是接收道距10米的一半。

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圖1 12道3次覆蓋觀測系統圖

（三）觀測系統在工程勘探中的移動方式

地震勘探野外數據采集施工是按放炮的順序，對于一個固定的觀測系統排列，簡單理解看似整體搬家一樣，炮和排列的相對位置不變，而實際施工起來為了省時省力，施工采用滾動的方式，放完一炮，相應下一炮的接收排列往施工前方滾動，收起后面不用的地震道，增加前面的備用道。

通過以上知識點的學習，把知識點聯系起來就形成了對二維地震勘探由觀測系統設計到工程實施過程的了解。

二、勘探工程觀測系統設計

通過對二維地震勘探觀測系統的學習，學生們基本上理解和掌握了觀測系統設計的概念、參數和步驟。如果不聯系實際或解決具體的地質問題，就難以與生產實際結合起來，所以理論學習結束后應布置課程設計一次，讓同學們針對煤礦生產需求做一個煤田二維地震勘探的觀測系統設計，讓他們知道學有所用之道。

實例：某煤礦開采過程中，煤層（埋深500米，煤厚6米）突然缺失，無法繼續進行生產，請問采用什么技術手段解決這一地質問題？請提供可行性方案。

課程設計初步方案：生產礦井煤層突然缺失初步判斷為前方出現斷層（斷距應大于6米）導致煤層缺失，如何判斷斷層性質、斷距大小最有效的技術手段應為二維地震勘探方法，因為目前地震勘探主要就是解決地質構造問題。那么根據已知煤層埋深可以分析判斷以下觀測系統參數：

1.根據目的層埋深可以判斷排列長度是500米左右，由于煤層埋深淺，一般采用道距10米，滿覆蓋次12次就可以解決地質構造問題，那么根據炮間距與覆蓋次數的計算關系式，初步確定排列長度為480米比較適宜。

2.在地層傾角不大或是單斜地層時，最好采用單邊下傾激發，這里S=1。

3.如果要確定地下煤層缺失區構造，至少地面要勘探1000米（滿12次覆蓋），并且測線布置方向垂直構造走向。

4.采用綜合平面圖示法畫出觀測系統圖可知這次地震勘探施工參數如下：加上附加段測線長度為1580米，偏移距為0，道距10米，48道采集道，總計地震生產物理點51個，測點159個。

總之，通過理論學習，了解觀測系統設計是二維地震勘探工程觀測系統設計的關鍵技術，覆蓋次數、接收道數的多少決定炮點移動道數的多少，即決定炮間距，同時也決定地震勘探的工作量的大??；掌握綜合平面圖示法，可以位置畫出觀測系統圖，可直觀地看出目的層界面上地震觀測次數，并可判斷滿覆蓋次數的起止和范圍及觀測系統生產實施過程的滾動方式。

三、結束語

通過“卓越計劃”培養模式的實施，應試教學過渡為動手解決問題能力培養模式，不僅了解了二維地震勘探原理、概念、基本的觀測系統設計參數、計算公式及能解決什么樣的地質問題，而且了解了針對煤礦生產遇到的具體問題，采用二維地震勘探方法是如何設計制作觀測系統，并能夠應用于生產的。這樣，增加了學生學習煤田地震勘探的興趣及創新能力，增強了為勘探服務的信念。

[ 注 釋 ]