三維地震勘探技術在黃土塬區煤田勘探上的應用

【摘 要】針對黃土塬地區地震勘探工作面臨著許多特殊問題：松散的黃土嚴重地影響了地震勘探的激發與接收，復雜的地表條件嚴重地影響了地震資料的正確成像，厚煤層條件下小斷層難以識別。如何解決以上問題，是西部勘探是否成功的重點。

【關鍵詞】三維地震勘探；小斷層；應用

0 引言

煤田三維地震勘探經過近二十年的發展，在我國東部平原取得了顯著的地質效果，但目前東部地區的煤炭資源越來越少，而我國中西部地區的煤炭資源占全國煤炭資源總量的2/3，資源勘探的重點已轉向西部地區[1]。但是，由于中西部地區所特有的戈壁、沙漠、黃土塬、山區等復雜的地表地貌條件以及經濟發展相對滯后、新技術開發投入不足等原因，此前開展的地震勘探工作較少，其精度遠遠不能滿足綜采地質工作的要求。目前，三維地震勘探技術已成為煤礦采區構造探查的主要手段。

由于西部地質條件的多變，地形復雜，第四系黃土對地震波的吸收衰減比較強烈，是地震勘探的禁區，給地震勘探造成一定困難。三維地震勘探技術在西部黃土塬區的應用，對于從根本改變目前西部地區礦區煤炭資源的地質保證程度不足的不利局面，促進煤礦高產高效和安全生產，以及保障我國能源工業可持續發展戰略的順利實施具有十分重要的意義。

1 項目概況

陜西某煤礦位于陜西省長武縣，是一座大型現代化礦井。由于原有勘探程度遠遠不能滿足采區設計和工作面劃分的要求，另外礦井設計的首采區范圍內，T4鉆孔主采8煤層厚度2.34m，而周圍鉆孔主采8煤層厚度4.69～18.75m，煤厚變化較大。為了查明該區煤層的賦存條件及T4鉆孔煤厚變化的原因，煤礦決定對采區進行了三維地震勘探工程。

2 主要技術難點與對策

黃土塬復雜的表層條件對地震勘探造成的影響在采集方面主要有以下幾點：第一，黃土復雜區缺乏良好的激發和接收條件；第二，相干干擾、次生干擾、黃土諧振干擾極其嚴重；第三，復雜地形影響的空炮、空道造成的反射空白段，以及激發能量在懸崖、陡坎側面逸散，造成的不良反射段破壞了共反射點（反射面元）的屬性；第四，短波長靜校正的存在使記錄在未校正前，反射同相軸的識別難度大，不利現場質量的監控。另外，由厚黃土層內的虛反射界面可能產生的多次波對地震成果解釋精度的影響也不容忽視。

技術對策：

（1）增加覆蓋次數：首先高覆蓋次數的炮檢點縱橫向分布相對離散，面元道集內傳播路徑差異的增加破壞了干擾的相干性，從而大大的提高了對干擾的壓制能力。其次不同的接收方向，懸崖、陡坎造成的反射“不良”的影響是不同的，相鄰道迭加時，大大消除了“不良反射段”的影響。

（2）確保良好的接收條件：把檢波器插穩，埋在堅實的原生黃土之上，確保有良好的耦合效果。

（3）優化觀測系統，確保良好的激發條件：在規程允許的縱橫向偏移的范圍內，在不影響覆蓋次數相對均衡的前提條件下，精選炮點位置，以提高激發效果。選擇炮點的原則有四點：一是，避高就低；二是，“喜舊厭新”——多次利用能取得好資料的炮點；三是，避開懸崖、陡坎、孤峰等不利地形，減少能量側面逸散造成的不利影響；四是，增大激發藥量和井深，確保一次波能量。

（4）合理的接收頻帶：在儀器錄制參數選擇上應采用寬頻帶接收，最大限度地保留地震反射信號中的高頻成分。

3 地質成果

通過三維地震勘探發現了區內落差大于5m的斷層6條，小于5m的斷層10條，查明了區內8煤起伏幅度大于10m的褶曲，控制了主采煤層8煤的賦存深度和構造形態，地震、地質結合圈定了8煤層變薄不可采區的范圍，并對煤厚趨勢進行了預測。

4 驗證情況

三維地震勘探成果提交后，煤礦對勘探的地震成果進行了鉆探驗證，分別布置和施工了A1和A2鉆孔。A1、A2鉆孔的三維地震勘探成果與實際驗證結果對比如下表1：

表1 三維地震勘探成果與鉆探驗證結果對比表

由此可見，三維地震勘探成果無論在煤層賦存形態上，還是煤層厚度變化趨勢上，總體驗證結果良好。

5 結束語

通過對黃土塬區三維地震資料采集、處理與解釋中一系列關鍵技術進行系統研究，總結出一套適合黃土塬地區三維地震資料數據的采集、處理和解釋方法。通過地面鉆孔資料驗證，三維地震資料所取得的地質成果吻合率很高，能夠為礦井的安全高效開采提供有效的地質保障。

【參考文獻】

[1]程建遠，張廣忠，胡繼武.黃土塬區的三維地震勘探技術[J].中國煤田地質，2004，12.

[責任編輯：楊玉潔]