CO2集中力源的地震波场特征及应用

作者：王勃; 孙华超^*; 李兴兴; 邢世雨; 丁昕

来源：煤炭学报, 2021, 46(02): 556-565.

DOI：10.13225/j.cnki.jccs.XR20.1875

• CO2震源
• 集中力源
• 槽波勘探
• 方向激发

CO2震源通过调节泄压头的出气口控制激发方向,实现集中力源的定向激发,克服了传统震源激发方向不可控的难题,然而CO2集中力源在煤层中激发的三维波场特征尚未揭示。基于此,笔者通过三维数值模拟、物理分析、现场试验对CO2集中力源进行研究,结果表明:不同集中力源在煤层中激发的地震波场差异显著,通过力学机制分析了均匀模型及煤-岩-煤模型X方向集中力源下多分量不同方向纵波、横波及槽波振幅差异特性,研究了煤层界面对地震波传播的影响机制,进一步解释了煤层内部激发X方向集中力源加载下体波、槽波的波场特征和传播机理。研究发现X方向集中力源在X分量中沿着震源位置的Y方向槽波振幅最强,Y方向集中力源在Y分量中沿着震源位置的X方向槽波振幅最强,Z方向集中力源的Z分量槽波振幅强。因此,X方向集中力源适合回采工作面Love型槽波透射探测,Y方向集中力源适合掘进工作面Love型槽波超前探测,Z方向集中力源适合Rayleigh型槽波勘探。利用X方向集中力源进行了面内透射试验,对多组CO2集中力源激发多道接收的地震记录进行了槽波能量衰减成像,探钻对比结果验证了CO2集中力源地震成像结果的可靠性。下一步重点围绕CO2震源多类型激发条件下的多波多分量地震波场特征开展研究。

• 单位
  深部岩土力学与地下工程国家重点实验室; 土木工程学院; 中国矿业大学（北京）; 中国矿业大学