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三維地震勘探技術(shù)在新疆煤田勘查中的應(yīng)用研究

2015-04-29 00:00:00張建彬林年添張棟
科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2015年27期

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。

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