三維地震勘探技術(shù)在新疆煤田勘查中的應(yīng)用研究

摘 要：三維地震勘探作為我國(guó)西部煤田勘探的重要技術(shù)方法[1]，為現(xiàn)代資源勘探提供了技術(shù)保障。文章通過(guò)闡述三維地震勘探基本原理并結(jié)合實(shí)際礦區(qū)的地震地質(zhì)條件，分析了三維地震勘探技術(shù)的施工方法及資料處理過(guò)程，利用處理后的勘探資料，對(duì)褶曲、斷層、煤層厚度做了詳細(xì)的解釋。

關(guān)鍵詞：三維地震勘探技術(shù)；煤層；觀測(cè)系統(tǒng)；資料解釋

引言

運(yùn)用三維地震勘探技術(shù)，能夠有效的解決煤田勘探中：褶曲、斷層、陷落柱、煤層變化等地質(zhì)現(xiàn)象[2]。三維地震勘探概念是在1970年由地球物理學(xué)家沃爾頓提出，經(jīng)過(guò)四十多年的發(fā)展，三維地震勘探技術(shù)已經(jīng)形成包括野外資料采集、室內(nèi)資料處理和成果解釋的一整套技術(shù)體系。

1 三維地震勘探的原理

地震勘探一般是通過(guò)炸藥或者可控震源來(lái)形成地震波，在地震波向下傳播的過(guò)程中，因?yàn)椴煌貙訋r性差異，導(dǎo)致波阻抗不同，從而在界面處產(chǎn)生不同的反射和折射，在地面上用專門(mén)的采集裝置接收，從而記錄下了地下反射波的信息。上述講述的是地震勘探的基本原理，我們通常對(duì)二維地震勘探反射波法比較熟悉，其實(shí)三維地震勘探和二維地震勘探在基本原理和實(shí)用技術(shù)方面有很多相似之處[3]。

2 地震地質(zhì)條件

勘探區(qū)位于新疆西部的準(zhǔn)噶爾盆地東部北緣地帶，表層地震地質(zhì)條件較差，地貌為呈北西-南東向多垅沙漠，沙垅相對(duì)高差5～15m，對(duì)野外施工造成了一定的困難。勘探區(qū)淺層被第四紀(jì)、新近紀(jì)地層大面積覆蓋，且新近紀(jì)地層與下伏地層呈角度不整合接觸，有良好的波阻抗界面，能夠產(chǎn)生能量較強(qiáng)的反射波。中、深層地震地質(zhì)條件較好[4]，煤層賦存條件較好，構(gòu)造簡(jiǎn)單，地層傾角較平緩，煤層頂?shù)装鍘r性、巖相組合特征清楚，物性特征突出，以致形成較強(qiáng)反射波。

3 三維地震勘探的技術(shù)要求

3.1 觀測(cè)系統(tǒng)

設(shè)計(jì)的三維觀測(cè)系統(tǒng)是否合理會(huì)直接影響勘探效果和精度，根據(jù)勘探區(qū)的地震地質(zhì)條件和實(shí)驗(yàn)資料分析，選擇如下觀測(cè)系統(tǒng)（圖1）。

排列方式：束狀8線10炮制，中點(diǎn)發(fā)炮；接收道數(shù)：8×48=384道；接收線距：40m；接收道距：20m；接收炮距：80m；縱向偏移距：20m+20m；最小非縱距：10m；最大非縱距：310m；排列長(zhǎng)度：480m+480m；最大炮檢距：571.4m；CDP網(wǎng)格：10m（橫向）×10m（縱向）；覆蓋次數(shù)：6次（縱向）×4次（橫向）。

3.2 施工方法

激發(fā)條件：?jiǎn)尉?m井深，1.0kgTNT高速成型炸藥填土悶孔激發(fā)；成孔設(shè)備：戈壁鉆機(jī)；接收方式：采用4個(gè)100Hz檢波器2串2并組合接收，檢波器挖坑用土埋置且引線掩埋60cm以上；儀器型號(hào)：408UL多道遙測(cè)數(shù)字地震儀；記錄長(zhǎng)度：1.5s；記錄格式：SEG-Y；采樣間隔：0.5ms；接收道數(shù)：384道；儀器頻帶：全頻帶接收。

4 資料處理與解釋

4.1 資料處理

主要處理的參數(shù)：帶通最小相位、零相位濾波：（20/30～140/150Hz）；地表一致性預(yù)測(cè)反褶積：預(yù)測(cè)步長(zhǎng)8ms；時(shí)窗0～1000ms，因子長(zhǎng)度100ms；疊后濾波：（20/30～120/130Hz）；初至折射靜校正參數(shù)：水平基準(zhǔn)面+650m；低速帶速度600m/s；替代速度2100m/s。

采取的主要措施包括：建立空間屬性、道編輯、疊前單炮凈化、靜校正、反褶積、精細(xì)的NMO、DMO速度譜分析、剩余靜校正、三維偏移等一系列處理。

4.2 資料解釋

資料解釋依據(jù)的是處理后得到的三維偏移數(shù)據(jù)體，具體解釋方法以垂直時(shí)間剖面為主。

4.2.1 褶曲解釋

經(jīng)過(guò)三維空間偏移校正后的三維地震資料，速度變化平穩(wěn)的情況下，其經(jīng)過(guò)時(shí)深轉(zhuǎn)換后，地震數(shù)據(jù)由時(shí)間域可變?yōu)榭臻g域，此技術(shù)使得偏移剖面更加接近真實(shí)構(gòu)造形態(tài)。本勘探區(qū)地層基本為一軸向北西-南東的寬緩背斜形態(tài)，局部發(fā)育著次一級(jí)褶曲。褶曲形態(tài)可通過(guò)時(shí)間剖面得到直觀的解釋（圖2）。

4.2.2 斷層解釋

在地震資料解釋中斷層解釋占據(jù)著十分重要的地位。三維地震勘探對(duì)于斷層解釋有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，它以三維地震數(shù)據(jù)體為基礎(chǔ)，利用的最主要的技術(shù)手段是地震相干技術(shù)[5]，利用其對(duì)斷層非常敏感的特性，可利用Landmark 解釋系統(tǒng)在相干體上直接解釋斷層。

4.2.3 煤層厚度解釋

煤層厚度可根據(jù)煤層頂、底板反射波時(shí)差以及反射波振幅等動(dòng)力學(xué)參數(shù)解釋煤層厚度，每層厚度的變化，直接影響著反射波的能量強(qiáng)弱以及信噪比的高低。

本勘探區(qū)B3煤層較厚，根據(jù)煤層頂、底板反射波時(shí)差（圖3）與鉆孔揭露煤層厚度制作δh/δs轉(zhuǎn)換曲線（圖4）解釋厚煤層區(qū)煤層厚度。

5 結(jié)束語(yǔ)

本次三維地震勘探是在本礦區(qū)的首次應(yīng)用，通過(guò)實(shí)例證明，三維地震勘探技術(shù)能夠很好的實(shí)現(xiàn)煤田勘探的任務(wù)且獲得的時(shí)間剖面信噪比、分辨率較高，豐富的三維資料信息為解釋工作奠定了可靠基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]印興耀，等.地震技術(shù)新進(jìn)展[M].中國(guó)石油大學(xué)出版社，2006：76-79.

[2]楊德義.煤礦三維地震勘探技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)煤炭地質(zhì)，2011：42-55.

[3]劉明.三維地震勘探技術(shù)的應(yīng)用分析[J]中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2010：1-2.

[4]張秀紅.深層三維地震勘探數(shù)據(jù)采集技術(shù)[J].石油地球物理勘探，2003：358-365.

[5]付雷，等.相干體技術(shù)在三維地震資料中的應(yīng)用[J].世界地質(zhì)，2000：279-281.

作者簡(jiǎn)介：張建彬（1991-），男，山東省濰坊人，現(xiàn)山東科技大學(xué)碩士研究生，主要研究方向：地震勘探。

導(dǎo)師：林年添。