三維地震勘探在東勝煤田的應用

張曉東

摘要：三維地震勘探技術引入煤礦采區勘探以來，在解決煤礦地質小構造問題方面是一種行之有效的勘探手段。已在煤田采區勘探中取得顯著的地質效果，其解決復雜地質問題的能力為煤礦生產所廣泛證實。

關鍵詞：地質構造；三維地震勘探；效果

前言：三維地震勘探技術是是一項集物理學、數學、計算機學為一體的綜合性應用技術，它能將地下圖像更加清晰的、直觀的展現出來。其應用目的是為了使地下目標的構造圖像更加清晰、位置預測更加可靠。同時，三維地震勘探技術具有橫縱向分辨率高、成本低、周期短等突出優點，已經成為礦石能源構造勘探必不可少的手段，它大大提高了我國能源勘探的效率，對降低能源勘探成本、縮短勘探開發的周期、使經濟效益最大化具有重要意義。

1、概況

1.1地質條件。工作區位于內蒙古自治區鄂爾多斯市境內，礦區大地構造為華北地臺鄂爾多斯臺向斜、東勝隆起的東南部，構造較簡單，為一單斜構造，傾向W-SW w。傾角1～20。構造較簡單。區內為全隱蔽含煤地層，含煤地層為中生界侏羅系，主要含煤段為侏羅系的中下統延安組。

1.2地震地質條件。工作區地形起伏較小，海拔標高為+1195～1314m，地表多被風積沙、沙土覆蓋，人煙稀少，干擾因素少。區內表層被第四系風積沙和沙土覆蓋，無基巖出露，無潛水面。根據實地踏勘全區覆蓋層均為沙土，速度橫向變化小，激發條件一般。本礦區內煤層儲存比較穩定，煤層厚度大，煤層的特征與其他巖層的差別比較大，在這種情況下有利于地震反射波的形成。因此工作區地震地質條件良好，各煤層反射波波形突出，能量強，信噪比高，煤層之間的波組關系穩定、清晰，分辨率高。

2、三維地震勘探方法及效果

2.1三維地震野外采集儀器。工作區使用目前世界最先進的儀器設備，法國產428x1多道遙測數字地震儀，該儀器具有靈活、機動的特點。24位模數轉換，動態范圍大，頻帶寬，抗干擾能力強，穩定性好，信號采集不失真等優點。

2.2野外數據采集方法。采用規則束狀觀測系統14線3炮（中點激發）接收線垂直地層走向布置，全區采用42道點的反應為同相軸錯斷、分叉、強相位轉移、振幅變弱等。落差小的斷層多為扭曲。根據觀測系統收集的數據，褶曲通過水平時間切片進行分析。根據褶曲形態及走向、傾向，來分析推斷礦床的斷層分布情況、以及小斷裂帶的分布等地質現象。落差較大的斷點表現為反射波同相軸的明顯錯斷、扭曲、分叉合并等現象。進而確定斷點的存在及落差的大小。

2.3地震資料的解釋方法。三維地震時間剖面的對比和二維一樣即利用時間剖面的同相軸、波形、振幅強度、波組特征等進行綜合對比在解釋時，充分利用解釋系統的局部放大及多種顯示功能對資料進行多次反復對比，來控制煤層的構造發育。

由鉆孔資料確定標準反射波與地質層位的對應關系

T2波的對比：T2波是分別來自2煤層組的復合反射波。該波組能量強，連續性好，能全區連續追蹤。T2波是控制煤系構造形態的主要反射波。

T3波的對比：T3波是來自3煤層組的復合接收24次覆蓋（橫向4次、縱向6次）、CDP網格5m×10m，炮點網格20m×40m，檢波點網格1 0m×20m，采樣率0.5ms，采樣長度1.5s。野外測量工作采用GPS全球衛星定位系統進行，經有關部門驗收，認為本次測量工作方法正確，施工精度高，成果可靠，完全滿足三維地震勘探要求。

2.4地震資料解釋原則

資料解釋就是將地震收集的資料轉變成勘探成果的過程，它是一個綜合技術的結合，包括物探知識、地質規律解釋經驗等技術。通過工作人員對三維地震的資料進行分析，可以充分體現其優越性，工作人員根據三維的成像特點和高精度數據包的信息，對三維地震勘探處的礦床資料進行精確的分析和解釋，能夠充分體現三維地震勘探的優越性和精準度。

（1）利用區內鉆孔資料與過孔的時間剖面對比來確定反射波的所表示的地質意義。（2）煤系地層的起伏和次級褶曲的控制。追蹤煤層反射波同相軸，勾繪出各煤層的形態。（3）以選定的標準反射波為主要對象，根據反射波同相振幅、波形、波組特征和時差進行綜合對比追蹤。在垂直剖面上構造變化和利用區內鉆孔資料與過孔的時間剖面對比來確定反射波的所表示的地質意義。（4）煤系地層的起伏和次級褶曲的控制。追蹤煤層反射波同相軸，勾繪出各煤層的形態。（5）以選定的標準反射波為主要對象，根據反射波同相振幅、波形、波組特征和時差進行綜合對比追蹤。T4波的對比：T 4波是來自4煤層組的復合反射波。T5波的對比：T5波是來自5煤層組的復合反射波。

構造解釋：①斷點解釋：時間剖面上，煤層反射波能量強波形特征明顯，連續性好，在有效波的追蹤對比解釋中，同相軸的中斷等異常顯示是斷點解釋的依據。②新老構造對比：三維地震勘探后對本區小構造進行了嚴密的控制，對原勘探發現的斷層進行了修改，地震勘探前后，總體構造形態變化不大。

依據《煤碳煤層氣地震勘探規范》，工作區共解釋斷點138個，組合斷層7條。在參與評價的6條斷層中：可靠斷層4條，較可靠斷層2條：按性質分類：7條斷層全部為正斷層。按落差分類：落差大于10m的斷層2條，落差在5～10m的斷層2條。工作區整體構造簡單，大部分區域分布的小構造，礦區東南邊界地質構造復雜，通過三維地震的勘探可以發現該區域斷裂構造發育，三維地震勘探對礦區的建設提供了地質參考。礦井設計部門及時修改了采區設計，調整了采區采煤工作面的布置。

結論：通過上述三維地震勘探技術在礦井勘探設計中的應用，可以得知三維地震勘探技有助于礦井設計，三維地震勘探技的勘探成功將會為采區和工作的設計布局提供參考，同時縮短了建井時間，三維地震技術的應用效果非常好，并為生產取得了良好的效益。