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Application of Terrain Risk Identification and Classification Technology in Mountain Seismic Acquisition Construction
DOI: 10.12677/AG.2021.1112157, PDF, HTML, XML, 下载: 108  浏览: 140

Abstract: With the continuous deepening of petroleum exploration in my country and large-scale seismic exploration has entered high-difficulty mountainous areas, the risks of field acquisition and con-struction operations are increasing, and the requirements for safe and efficient construction are getting higher and higher. How to analyze and evaluate terrain risk factors and how to avoid them to the greatest extent is the main purpose of this article. This article introduces the technical results of using digital elevation model (DEM) data to extract terrain undulations and slopes in different directions to jointly constrain the formation of terrain risk classification. A four-level terrain risk classification is formed in the high-difficult mountains in the Sichuan Basin, and a six-level classification is formed in the high-difficult mountains in the northwest, so as to guide the mountain seismic field acquisition and construction and reduce the risk of construction operations.

1. 引言

2. 研究方法

2.1. 地形风险识别方法

2.2. 数学模型

2.2.1. 坡度算法

$S=\mathrm{arctan}\sqrt{{f}_{x}^{2}+{f}_{y}^{2}}$ (1)

$S=\mathrm{arctan}\sqrt{{\left[\frac{{Z}_{7}-{z}_{1}+{Z}_{8}-{z}_{2}+{Z}_{9}-{z}_{3}}{6×{d}_{x}}\right]}^{2}+{\left[\frac{{Z}_{3}-{z}_{1}+{Z}_{6}-{z}_{4}+{Z}_{9}-{z}_{7}}{6×{d}_{y}}\right]}^{2}}$ (2)

Figure 1. DEM 3 × 3 partial moving window

2.2.2. 起伏度算法

$P=\sqrt{\frac{1}{N}{\sum }_{i=1}^{N}{\left({H}_{i}-\stackrel{¯}{H}\right)}^{2}}$ (3)

$\stackrel{¯}{H}=\frac{1}{N}{\sum }_{i=1}^{N}{H}_{i}$ (4)

3. 地形风险分级

3.1. 四川盆地地形风险分级方法

Table 1. Topographic risk classification table of Sichuan Basin

3.2. 西北地区地形风险分级方法

Table 2. Topographic risk classification table in northwest China

4. 应用效果

4.1. 四川盆地应用效果

Figure 2. Topographic risk guidance trigger point layout map

4.2. 西北地区应用效果

Figure 3. Comparison chart before and after optimization of the observation system design

20 ≥ P5 > 15，60 ≥ $\stackrel{¯}{S}5$ > 50；15 ≥ P4 > 10，50 ≥ $\stackrel{¯}{S}4$ > 40；10 ≥ P3 > 5，40 ≥ $\stackrel{¯}{S}3$ > 30；5 ≥ P2 > 2，30 ≥ $\stackrel{¯}{S}2$ > 20；2 ≥ P1 ≥ 0，20 ≥ $\stackrel{¯}{S}1$ ≥ 0)进行施工模块划分，优化选择保留了大部分激发点，在一个施工模块内保证了一个直升机起降点(图3右)每个工序(测量、钻井、民爆、排列)将作业人员及装备降落在一个模块内(图4)，施工完成后乘直升机返回。解决了由于地形高陡无法施工的问题，即保证了安全生产，又保证了采集质量。

Figure 4. Modular construction design drawing based on terrain risk classification

5. 结论

1) 在山地地震采集施工中，由于四川盆地路网发达、植被茂密，适用于地形风险四级分级；由于西北地区交通条件差、地表裸露，适用于地形风险六级分级。

2) 通过地形风险分级技术的应用效果，说明采用“多向交叉坡度 + 起伏度共同约束”的地形风险分级方法可以较好的规避山地地震采集施工风险，并在保障一线员工作业安全的同时，提高施工效率。值得进一步推广应用。

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