深地震反射剖面揭示沧县隆起和黄骅坳陷及邻区的地壳精细结构和构造特征

为研究华北盆地的地壳精细结构和断裂的深、浅构造关系,跨冀中坳陷、沧县隆起、黄骅坳陷和埕宁隆起完成了1条长约200km的深地震反射剖面和1条长66km的中-浅层地震反射剖面。结果表明,沿剖面地壳厚30~35km,且具有东薄西厚的分布特征,在冀中坳陷下方,莫霍面出现明显上隆,其隆起幅度为2~3km。研究区上地壳反射结构具有凹隆相间的展布特征,多条规模较大的断裂隐伏于华北盆地之下,对该区隆起和坳陷的形成与发展具有重要的控制作用。剖面上一系列与主断裂同向或反向的次级断裂将研究区的上地壳切割为多个次级小型地堑或半地堑断陷,导致整个华北盆地的上地壳结构复杂化。下地壳反射结构由一系列反射能量变化较大、横向上不能稳定成层、产状复杂多变的反射事件构成,这与反射能量强、横向连续性好及产状近水平展布的上地壳反射明显不同,暗示研究区上、下地壳物质有着明显不同的形成环境、变形方式和温压条件。中-浅层地震剖面和深地震反射剖面共同揭示的太行山山前断裂表现为一条低角度的大型铲形正断层,向下可与太行山东缘向E缓倾的大型滑脱构造(拆离断层)相联系;沧西断裂、沧东断裂和埕西断裂作为沧县隆起、黄骅坳陷、埕宁隆起的边界断裂,控制了该区堑、垒构造的形成与发展,是第四纪以来的隐伏活动断裂,推测其深部终止于深约18km的壳内解耦面上。文中研究结果可为进一步理解华北盆地的深部动力学过程及分析研究区深、浅断裂构造关系提供地震学依据。

瞬变电磁法和地震反射波法在不良地质洞段超前地质预报中的应用

物探方法是超前地质预报的主要手段,通过不良地质体与围岩物性参数差异,及时发现和预测地质条件的变化。较完整一完整围岩岩体物性参数与不良地质体物性参数存在较明显差异,有利于分辨出不良地质体;但是在地质条件差洞段的不良地质体与围岩岩体物性参数差异极小,不利于分辨出不良地质体,使得岩体质量情况和地质灾害风险预报难度极大。本次采用瞬变电磁法与地震反射波法的综合物探法,在滇中引水工程大理Ⅱ段Ⅴ_(特)类岩体开展专项超前地质预报工作,主要利用岩体视电阻率、应力梯度、纵波波速、横波波速等参数对未开挖段岩体质量和可能存在的地质灾害风险进行预测。创造性地通过“日进尺”这一指标间接对开挖岩体破碎程度进行评价,经对比,预报成果中符合长度占实际开挖过程中问题段长度的85.1%,预报结果与开挖成果较为吻合;此外,对坍塌失稳段、突泥涌水段也有明显反映,为该方法组合在不良地质洞段超前地质预报中的应用提供了借鉴。

基于固体声弹理论的地震反射透射研究进展

多期沉积埋深及成岩过程使地下储层介质具有复杂初始地应力,应力范围跨度大且分布方向复杂.初始地应力对储层介质岩石物理与地震波传播响应具有显著影响.地震反射透射系数方程可以量化储层性质与地球物理观测数据的关系,构建考虑初始地应力作用的地震反射透射系数方程有利于更好理解深部储层界面处地震波传播特征,为深层油气勘探奠定理论基础,正逐渐受到国内外学者的关注.当前已提出的相关理论模型主要从固体声弹理论出发,考虑初始应力与地震波扰动引起的微小固体应变,聚焦岩石物理与地震反射透射参数化的理论方法研究,在应力诱导各向异性参数反演、地应力预测、油气储层识别等方面开展了初步实际应用探索.本文首先介绍固体声弹理论核心内容,然后介绍了基于声弹理论的地震反射透射模型、基本假设及其阶段性应用进展,讨论了方程的局限性以及在地震勘探领域的发展方向.

羌塘盆地天然气水合物冻土层的地震反射正演模拟分析

羌塘盆地是青藏高原最大的含油气盆地,多年冻土广泛分布,具备良好的天然气水合物形成条件和找矿前景。我国多年冻土区天然气水合物的形成主要受气源、地下水、温度和压力4个基本条件制约,温压条件直接受多年冻土的热状态、厚度以及冻土层下地温梯度的控制和影响。由于冻土层是羌塘盆地天然气水合物形成的必要条件.

浅层地震反射波法及地质雷达法在地下防空洞探测的应用研究

由于早期人防工程相关资料的缺失,形成若干盲区。本文采用浅层地震反射波法及地质雷达法对浙江宁波地区的地下防空洞盲区进行定位探测,分析其满水和抽水后状态下进行无损检测的可行性。结果表明,结合两种方法的应用可基本实现对防空洞埋深定位探测,抽干水后状态下的反射信号更为清晰。在现场勘测应用时,应减少环境干扰,优选测试分析参数并验证结果。

南海W油田弱地震反射区断层多级优势成像及识别研究

南海W油田ZH3Ⅱ主力油组位于弱地震反射区,断层识别困难,严重影响该区可动用储量评价及开发方案制定。为此,研究设计了针对弱地震反射区的断层多级优势成像及识别的攻关思路。首先,研究发现低频段信号对弱地震反射区的地层格架识别精度较高,据此提出了针对大断层识别的低频地震信号增强解释性优化处理流程,有效改善了弱反射区地震成像品质,大断层识别精度大幅提高,有效指导区域断层解释;然后,基于相位对地层产状变化敏感的特点,针对微小断层刻画,以逐级识别的思路,在大断层识别成果的基础上应用断面波线性分离与去噪和相位筛选等方法,生成相位指示相干数据体,有效提高弱地震反射区微小断层的空间可识别度,解决了传统本征值相干对垂向断距小的断层识别能力不足的问题,有效落实了微小断层的空间分布。研究结果表明,在南海W油田开展的断层多级优势成像及识别研究大幅度提高了弱地震反射区的断层识别精度,其成果成功指导了油田的可动用储量评价及开发设计工作。

海域花岗岩发育区地震反射精细地质构造调查

广东近海海域位于太平洋板块与大陆板块交界处,地质活动活跃,地质结构复杂。在花岗岩分布区,基岩不均匀风化形成风化基岩凹槽、隆起和孤石等,基岩面起伏较大。单一钻探方法难以反映隧道沿线地质结构的连续变化。本文采用高频小炮距水域地震反射方法,查明隧道沿线详细地质条件,总结各种地质体的地震反射特征,研究断裂走向及活动性。在小炮间距地震剖面中,基岩面表现为反射同相轴起伏变化,基岩隆起对应同相轴上隆,基岩凹槽对应同相轴下凹;断裂表现为同相轴缺失、突变、错断;抛石发育区与孤石(群)形成绕射波。本文利用多条地震反射剖面构建三维地质模型,全面展示隧道沿线复杂地质结构,划定强风化花岗岩区。对比研究发现地震反射解释结论与钻探揭示情况吻合较好,为隧道工程设计和施工提供了可靠的地质资料。

准东煤田西山窑组煤层地震反射特征及其地质意义

应用陆相聚煤盆地沉积学的理论,通过对地震反射波特征的认识,揭示了地震响应所反映的煤岩层赋存形态的地质意义;结合钻井岩心描述、测井资料等构建初始模型,反演煤层反射波物性参数,建立地震资料与复煤层宏观结构的联系,描述了煤层的赋存形态。

纵、横波地震反射法在断裂勘察中的综合应用

目前对城市隐伏断层的勘察精度要求日益增高,而在隐伏断层覆盖层较厚、上断点较浅的工区,单独采用纵波反射法难以实现对上断点的准确刻画。本文以工程实践为例,结合横波反射法在高精度浅层地震勘察中的优势,采用纵、横波地震反射法联合勘探实现高精度断裂勘察。实际应用结果表明:先通过地震纵波反射法,查明基岩以上的层位分布,以及较大规模断点的位置,再通过地震横波反射法,更精确地查明浅部覆盖层的层位特征以及浅部更小规模的断裂,是取得高分辨率浅层地震勘察的有效途径。

地震反射法在矿井底板稳定性评估中的应用

采用地震反射法对安徽某煤矿井底板稳定性进行评估。通过高精度地震数据采集、处理和解释,识别了底板岩层结构和断裂分布。结果表明,地震反射法能有效揭示底板岩层的几何形态和物性特征,为底板稳定性评估提供了可靠依据。研究区内识别出3条主断裂和12条次级断裂,划分出四类稳定性分区。与传统方法相比,该方法显著提高了断裂识别能力和层位解释精度,降低了勘探成本。地震反射法在矿井安全生产中具有重要的实际应用价值。

三门峡断陷盆地及邻区深部结构及成因——来自深地震反射与大地电磁测深的证据

近年来,围绕三门峡断陷盆地中的油气、地热资源做了大量的工作,成因机制研究较少,严重制约了矿产资源的勘探开发。本文在前人研究工作基础上,结合野外地质调查并利用高精度深反射地震剖面、大地电磁(MT)、重磁等地球物理探测技术,对三门峡盆地进行综合研究。发现三门峡盆地主要由东、西2个负花状构造构成,西花状构造体大于东花状构造体;盆地东部边缘以观音堂隆起与洛阳凹陷相邻,观音堂隆起发育有壳内透镜状低速体,其东、西两侧均发育有规模较大的隐伏逆断层。研究区内莫霍面为大约5 km厚度滑脱层,在深反射地震剖面上表现为蚯蚓状反射特征,指示滑脱层为西向运动。莫霍面滑脱层上部与下部新发现多条弧形断层。地质与地球物理资料综合研究表明,莫霍面滑脱层的解耦作用是三门峡断陷盆地花状构造形成的主因;在不同时空构造力系作用下,形成研究区新生代全地壳旋转花状构造盆地。

松辽盆地古龙断陷葡西洼槽地震反射特征及构造演化史分析

葡西洼槽周边4口井钻遇地层比较齐全,能够比较好地反映该地区的地层特征。通过层位标定,本区深层T_(4)、T_(4c)、T_(41)、T_(42)、T_(5)等5个地震反射界面比较清晰,特征比较明显,通过离葡西最近地层较全的ps1井,根据4个界面的区域特征确认葡西4个地震反射层。再根据地震反射特征分析,结合古龙断陷构造发育史研究,确定葡西洼槽的构造演化经历了4个阶段:(1)断陷初期火山强烈喷发伴随粗碎屑快速堆积阶段;(2)断陷中期火山弱喷发较稳定沉积阶段;(3)断陷晚期火山强喷发阶段;(4)断陷后整体抬升剥蚀阶段。结合地震反射特征和构造演化史分析,可以有效地指导该地区的油气勘探和开发。

陆地地区深地震反射剖面技术的研究现状与展望

深地震反射剖面早已被国际上证实是一种地球深部探测的先锋技术,它利用比石油地震勘探更长的接收排列、更大的激发能量,探测上至地表,下达上地幔的精细结构和构造特征,现已被国内外越来越多地应用于大陆及海洋地壳与岩石圈上地幔探测上。深地震反射剖面技术在揭示地球深部动力学过程,论述大地构造演化,确定盆山耦合关系,推测成矿成藏条件,分析地震灾害等方面取得了丰硕成果。系统地梳理和概括了国内外陆地地区深地震反射剖面技术的研究现状以及典型应用案例。在此基础上,从深地震反射野外数据采集、数据资料处理、剖面地质解译以及多方法联合探测4个方面,对地震反射剖面技术未来发展方向进行了展望。研究认为:在野外采集方面,研发不同激发、接收组合类型的采集技术、提升深地震反射数据采集质量,减少环境破坏,降低经济成本;在数据处理中,继续探究提高深地震反射剖面的信噪比与分辨率,定量监控深地震反射数据处理过程中振幅保真度的相对变化;在资料解译时,将深入挖掘深地震反射剖面的叠前、叠后潜在信息,降低单纯依靠深地震反射振幅解译的非唯一性;在综合研究上,从多学科、多角度、多尺度、多方法上相互补充印证,降低剖面的多解性,提高成果的准确性和可靠度。

深地震反射剖面探测技术发展现状

由石油地震勘探发展而来的深地震反射剖面探测技术,采用炸药震源、长排列、多次覆盖等方式接收来自地壳或上地幔的反射信号,经过去噪、校正、叠加、偏移等处理过程,可获得地壳尺度范围内的精细时间剖面,是研究深部构造特征、探讨构造演化过程的重要手段,发挥着其他地球物理方法不可替代的作用.深地震反射探测技术自上世纪由美国率先提出以来,经过几十年的发展历程,依托一系列的深部探测计划,获得了多条重要的深反射剖面,解决了包括造山带演化过程、盆地构造模式、矿集区深部构造特征等众多地质问题,得到了众多地质学家和地球物理学家的认可.目前深反射探测技术已经发展成为一种系统的、方法技术成熟的、结果可靠的深部结构探测方法,在关键地区也常常作为研究深部精细结构的先行军.我们通过总结近些年深地震反射剖面探测的实例,从采集技术、数据处理、综合解释等方面概述了深地震反射剖面探测技术取得的一系列新进展及应用,包括高精度可控震源采集技术、线条图处理技术、全波形反演技术、联合解释等.这些新技术的应用不仅有效提高了深地震反射剖面成像质量,也解决了深地震反射探测中面临的地形构造复杂、施工不便等问题,使得深地震反射探测在解决特定地区地质问题上发挥了越来越重要的作用.

深地震反射剖面揭示的雄安新区及外围地壳精细结构与构造特征

作为一种能够精细揭示地球深部地质结构及构造特征的有效手段,深地震反射剖面技术目前已越来越多地应用于大陆及海洋地壳与岩石圈上地幔的探测中,被国际公认为地球深部探测的先锋技术。以横跨河北雄安新区的深地震反射剖面为研究对象,旨在揭示研究区的地壳结构与构造特征。结果表明:(1)该地区地壳可分为上地壳和下地壳两部分,上地壳平均厚度约18 km,下地壳平均厚度约16 km,莫霍面平均深度约34 km。(2)上地壳内,结晶基底以上的沉积地层成层性好、地层反射能量强、结构特征复杂,断裂构造较发育、形态各异、错断深度不同、无深大断裂,主要断裂自SE向NW依次为牛东断裂、牛北断裂、容东断裂、容城断裂、容西断裂以及太行山山前断裂。(3)下地壳内,深地震反射剖面西北部和东南部受到不同构造应力作用,西北部和中部相对“透明”,反映雄安新区整体构造较为稳定;东南部存在较强的“叠瓦状”反射特征,反映下地壳横向非均质性和局部活跃的特征。上述研究为雄安新区总体规划与建设和构建万米“透明雄安”基础平台提供了可靠的数据支撑。

砂岩型铀矿天然微动地震反射波提取研究

天然微动法是一种绿色低成本的地震勘探方法,为实现砂岩型铀矿高精度天然微动地震反射波勘探技术的应用,基于主动源地震反射波勘探成果,建立了砂岩型铀矿地震波速模型,利用具有随机特征的天然微动震源信号和有限差分法地震正演模拟技术,实现了天然微动地震声波波场的正演模拟。基于此,通过地震干涉方法,实现了天然微动地震反射波的提取和成像,并研究了砂岩型铀矿天然微动地震反射波的响应特征。数值模拟结果表明,数据采集时长和地震波速差异是影响天然微动地震反射波提取的关键因素,长时间采集的微动数据和高波速差异的地层介质可改善地震反射波提取和成像的质量,进而为砂岩型铀矿高精度天然微动地震反射波勘探提供依据。

复杂地形深地震反射数据采集参数优化

福建地处中国东南沿海造山带区域,构造发育,地表条件复杂,深地震反射探测难度大。针对探测区地震地质条件多样性和复杂性的特点,在以往深地震探测实践基础上,将“大、中、小”炮组合激发方式优化为常规炮(炮点距600 m)与大炮(炮点距15 km)结合的炮点布置方式,提高大炮的覆盖次数;模拟分析并计算了组合井间距,使激发能量更为集中并产生最大效能的地震弹性波;将节点式地震仪的主频10 Hz优化为5 Hz进行数据采集,提高原始地震数据中−深部分辨率;将接收道数由1200道优化为2400道,使最大炮检距达到了36 km,超过探测区莫霍面深度,获得了更深部的反射信息。地震采集参数优化后,获得的原始单炮记录和初叠时间剖面信噪比高,地壳中、深部以及莫霍面反射波显示清晰,地壳结构成像精度高,达到了预期的地质效果。获得的采集参数能够为类似地区开展深地震反射探测提供参考。

复杂岩性背景下储层地震反射特征研究

川中古隆起北斜坡风险探井JT1井在寒武系沧浪铺组测试获气51.62×10^(4)m^(3),实现了四川盆地沧浪铺组油气勘探首次突破。但是沧浪铺组为混积相,其复杂的岩性造成了内幕地震响应特征复杂,且前期针对沧浪铺组研究程度极低,并未系统开展过地球物理研究,给勘探推进工作带来了极大困难。基于此,综合钻井及地震资料,围绕川中地区沧浪铺组岩相及储层的地震响应模式开展了研究,结果表明:1)川中地区沧浪铺组存在5种岩相-地震相反射模式,其中,单轴模式和单轴复波模式为最优质的碳酸盐岩地震相。2)SOM波形聚类方法和波阻抗反演验证了地震相的准确性,可以进一步精细刻画沧浪铺组内部碳酸盐岩分布。3)古隆起北斜坡沧浪铺组存在两种优质储层地震反射模式,薄互层储层为岩性界面强轴伴复波模式,厚储层为岩性界面强轴伴亮点模式。综合研究认为,北斜坡沧浪铺组发育3个呈NW—SE向条带状展布的有利区,具有形成岩性圈闭的良好条件,合计面积达1270 km2,是下一步勘探的重点领域。建立了一套针对川中地区沧浪铺组复杂岩性背景下储层地震反射特征研究方法,为混积相薄储层地震预测提供了有效的研究思路。

地震反射波法在潼关县地热资源勘查中的应用

陕西省潼关地区北部属于深部地热资源勘查开发的空白区,区域内无深部地球物理和钻孔资料,地下地质情况和构造情况不明。为了查明潼关县北部古城景区地热资源分布情况,使用二维地震反射波法进行勘查,查明了各个时代地层的埋深及厚度、热储层位特征和断裂构造空间分布情况。在物探勘查工作基础上,于圈定的地热有利地段布设一眼地热孔,最终成孔深度为2300 m,出水量为63.2 m^(3)/h,温度为74℃。勘探成果表明,地震反射波法在潼关地区地热资源勘查中具有较好的应用效果。

海水层对地震反射特征的影响研究

在海洋地震勘探中,地震反射特征对于AVO分析、海底参数反演以及构造分析等具有重要作用。地震波在海洋中传播,其产生的地震反射特征受到海水层和海底以下沉积物的综合影响,但目前业界主要针对海底以下沉积物对地震反射特征的影响开展研究,关于海水层对地震反射特征影响的研究较少。本文主要研究地震波在海水层中传播时地震波场的变化特征,首先从流体—固体分界面和自由界面的边界条件出发,推导出弹性界面入射和反射时的P-P振幅比,得到海水层效应的数学表达式。然后分析入射波频率、海水层深度、海底阻抗差和入射角等因素对海水层滤波效应的影响,分析结果表明:海水层对于地震P波具有周期性的选频滤波效应;选频滤波效应的周期与入射波频率和海水层深度成反比,与入射角成正比;入射角越大,地震P波衰减越严重;阻抗差对振幅的影响与入射波频率和海水层深度有关。最后利用数值模拟验证了海水层对地震反射特征的影响。