黃陵復雜山區三維地震資料處理和解釋方法研究

葉樹剛 閆嘉平

（1.中煤科工集團 西安研究院有限公司，陜西 西安 710077；2.陜西煤業集團 黃陵建莊礦業有限公司，陜西 黃陵727307）

0 引言

傳統的三維地震勘探解釋技術主要依據縱向和橫向偏移時間剖面，而水平切片顯示了某一時刻解釋數據體上所有的地震信息，反映了不同地質層位的界面在某一時刻平面內的分布狀況[1-2]。因此，綜合利用地震時間剖面和水平切片信息，是三維地震解釋的發展趨勢。本文根據在黃陵復雜山區的地震采集資料，介紹了復雜山區條件下地震資料處理的關鍵步驟及解釋方法。

1 井田地質概況

井田內地表絕大部分被第四系松散沉積物及植被所覆蓋，基巖僅在較大溝谷零星出露。根據地表出露和鉆孔揭露資料，井田內地層由老至新依次有三疊系上統瓦窯堡組，侏羅系下統富縣組，侏羅系中統延安組、直羅組，白堊系下統宜君組、洛河組和環河組以及第四系等。

延安組是區內的含煤地層，主要為一套山間湖泊—水下決口扇—泥炭沼澤沉積物構成。巖性主要由灰、灰白色中厚層狀砂巖，深灰、灰黑色薄層狀泥巖、煤層、炭質泥巖和根土巖組成，因其沉積受古隆起及沉積后剝蝕作用分割，使其在平面上表現為不連續性，垂向上表現為厚度差異很大，其底部或與富縣組呈連續沉積，或直接超覆于三疊系瓦窯堡組之上。厚度0～50.75m，一般20～35m。其沉積厚度中部大，向井田邊部變薄或缺失。

圖1 靜校正前、后單炮記錄對比

圖2 反褶積前、后的單炮記錄及頻譜對比

圖3 偏移時間剖面

2 資料處理關鍵步驟

2.1 初值折射靜校正

初至折射靜校正的原理是利用計算機自動拾取每炮的初至折射波到達時間，自動反演地下表層地層速度結構，求取野外一次靜校正參數，進行精確的靜校正量計算。主要目的是消除地表起伏以及風化帶和低速帶厚度變化因素的影響。本區地表起伏大，地層橫向變化較大，低降速帶厚度變化大。通過初至折射靜校正，可以消除地表起伏及低降速帶厚度引起的誤差（圖 1）。

2.2 反褶積

反褶積主要是用于壓縮子波，拓寬頻帶，消除短周期多次波，提高分辨率。本次從野外監視記錄等情況來看，個別地段原始記錄上頻率差別較大，部分記錄上還存在線性干擾。根據這些特點，選擇地表一致性反褶積。其測試參數為：步長12，算子長度120。

可見，經地表一致性反褶積處理后，單炮主頻和頻率范圍相應向高頻方向移動，單炮的有效頻帶得到了加寬，波組特征更加明顯。

2.3 處理結果

通過數據處理獲得了CDP網格5m×5m的三維數據體。獲得的三維數據體質量高，煤層反射波分辨率高，斷層的斷點在時間剖面上反映清晰。

3 資料解釋

3.1 常規解釋方法

三維地震資料常規解釋主要是依據縱向和橫向時間剖面進行。斷層在時間剖面上反映為同相軸的錯段或扭曲，無煤區反映為同相軸的中斷（圖5，圖6）。

3.2 水平切片解釋方法

圖4三維解釋數據體

圖5 過鉆孔43和H56見煤點時間剖面

圖6 橫向時間剖面

圖7 水平切片

圖8 三維數據體剝離圖

圖9驗證情況示意圖

目前，廣泛地應用于三維地震解釋的切片技術，主要分為：水平切片、巖層切片和地層切片三種。水平切片是某一時刻三維數據體中所有地震信息的顯示，反映了不同地層界面在某一時刻平面內的分布情況，包括瞬時振幅，瞬時頻率，瞬時相位，時間剖面上的地震信息和鉛垂剖面上某一時刻的地震信息一一對應，每個同相軸代表著反射界面與水平界面的交線，等時切片上的同相軸瞬時振幅分布的輪廓表示反射界面的局部走向[3-4]。

從圖7可以看出，區內大部分為煤層沖刷導致的煤層缺失區。由于區內4-2煤層存在較大傾角，兩塊4-2煤層大面積富集區出現在不同時刻的水平切片上，時差約14ms。煤層缺失區在水平切片上表現為“同相軸”振幅變弱，分散，不連續。圖8是剝離掉4-2煤層上部地層信息的立體圖，圖中顏色為紅色且連續的區域為有煤區，淺黃色-黑色相間的區域為無煤區。

4 驗證情況

如圖9所示，黑色曲線為勘探前根據鉆孔插值推測的無煤邊界，紅色曲線為勘探后解釋的無煤邊界，粉色曲線為依據區內資料集合鉆孔推測的無煤邊界。圖中所示的無煤邊界以北區域均為無煤區。

根據礦方巷道揭露情況，煤厚自東往西逐漸減小，見煤點A處煤厚已只有0.9m（距勘探后推測無煤邊界僅40m），見煤點B處煤厚3.1m。據此，礦方決定終止見煤點A處巷道的掘進，并放棄在見煤點A處以北和勘探前根據鉆孔和二維勘探確定的無煤邊界以南區域的采煤計劃，以避免不必要的經濟損失。

5 結論

通過上述分析可知，本次復雜山區三維地震資料采用合理的處理方法，在傳統的三維地震解釋基礎上結合水平切片解釋方法，取得的地質成果豐富，經驗證后效果良好，為礦方的生產工作提供了重要依據。總結起來，有如下幾點認識：

（1）在高差變化較大的復雜山區，初至折射靜校正和地表一致性反褶積處理方法能夠滿足需要。

（2）水平切片反映了勘探區同一時刻地層反射界面的地震信息，根據不同時刻的水平切片，有助于分析煤層缺失、傾向、傾角等信息。

（3）綜合采用傳統解釋方法與水平切片解釋方法有助于提高解釋精度，完善地質成果。

［1］錢榮均.地震波的特征及相關技術分析[M].北京：石油工業出版社，2008.

［2］錢榮均.對地震切片中一些問題的分析[J].石油地球物理勘探，1987，22（5）.

［3］吳有信.煤礦采區三維地震資料解釋中的切片技術及應用[J].中國煤田地質，2005（10）.

［4］程建元.煤礦三維地震資料振幅切片解釋及應用前景[J].煤田地質與勘探，1999（4）.