山西復雜條件下三維地震勘探技術應用

1、山西復雜條件下三維地震勘探技術應用【摘要】本文以山西某礦區(qū)為例，介紹了三維地震 勘探在復雜條件下的三維地震勘探流程：第一，是采用適合 該區(qū)域的地震野外數(shù)據(jù)采集方法；第二，選取適合該區(qū)域地 質條件下的地震處理方法；第三，選用正確的地震解釋方法, 從而最終取得良好的地質成果?！娟P鍵詞】三維地震勘探；流程；野外數(shù)據(jù)采集under the complex condition of the application of3 d seismic exploration technology in shanxizhao lu-shun(xi，an research institute of china coa

2、l technology and engineering group corp, xi， an shaanxi, 710077, china)abstract in a mining area in shanxi province as an example, this paper introduces the 3 d seismic exploration in complicated 3 d seismic exploration under the cond ition of process： the first is suit able for seismic field data a

3、cquisition method of the region； the second choose is suitable for the regional geological conditions, seismic processing methods； the t hird choose correc t seismic int erpre ta/tion methods, so as to ultimately achieve good geological resuits.key words】3d seismic exploration； process； field data a

4、cquisition為了查明山西某礦區(qū)的地質構造格局、煤層賦存狀態(tài)， 為礦井設計提供可靠的地質依據(jù)，為煤礦安全生產(chǎn)提供地質 保障，在該礦區(qū)進行了三維地震勘探。1勘探區(qū)地質概況勘探區(qū)位于山西省境內，黃土沖溝發(fā)育，地表高差達 200m,地形十分復雜，給地震施工帶來不便。地層由老至新分別為奧陶系中統(tǒng)峰峰組（02f）,石炭系 中統(tǒng)本溪組（c2b）、上統(tǒng)太原組（c3t）,二疊系下統(tǒng)山西組 （pls）、下石盒子組（plx）、上統(tǒng)上石盒子組（p2s）及上 第三系（n2）、第四系（q）。石炭系上統(tǒng)太原組（c3t）為該 區(qū)主要含煤地層，共有6、10煤兩層，煤厚17m,埋深450 860m。根據(jù)已知鉆孔得知煤層頂

5、、底板巖性為砂巖，與煤層 的物性差異較大，有利于得到較好的反射波，是完成地震勘 探任務的良好條件。2野外數(shù)據(jù)采集在野外施工之前，首先在勘探區(qū)的典型地貌上進行了一 條二維地震勘探試驗線，無論是單炮記錄還是試驗剖面都可 見明顯的煤層反射波（圖1、圖2）。通過試驗選取了適合該 區(qū)域的激發(fā)參數(shù)，在厚黃土區(qū)域井深設定為12m；紅土區(qū)域 井深設定為3mo圖1井深12m、藥量3kg單炮記錄圖2試驗線時間剖面根據(jù)試驗情況、勘探區(qū)的地形和煤層的埋深確定了 8線 10炮的束狀觀測系統(tǒng)（圖3）,觀測系統(tǒng)主要參數(shù)為：接收 道距10m,接收線距40m,炮排距為，80m,覆蓋次數(shù)24次。圖3 8線10炮觀測系統(tǒng)示意圖本次

6、三維地震勘探區(qū)村莊較多，針對這一特點進行了特 殊觀測系統(tǒng)的設計，保證了村莊下面的覆蓋次數(shù)達到了原設 計要求。同時在施工過程中在保證設計要求的前提下，盡可 能將黃土區(qū)域的炮點挪到激發(fā)條件好的紅土區(qū)域進行激發(fā)?？碧絽^(qū)地形復雜，地表多為黃土、紅土區(qū)域的特點采用 了輕便、效率高的人工洛陽鏟的成孔方式。3地震資料處理本次資料處理針對原始資料的主要特征和地質任務，通 過對一束地震數(shù)據(jù)的試驗處理，來選用相對應的處理模塊， 并對處理中所選用的各個模塊均進行了充分的參數(shù)測試，最 終選取了適合本區(qū)資料的最佳處理流程。以下就幾個重要流 程作一介紹：勘探區(qū)為典型的梁、卯狀黃土丘陵地貌，地表切割劇烈, 溝谷多呈“v”字

7、型，高程變化劇烈。初至折射靜校正工作 成為了該區(qū)資料處理的重點環(huán)節(jié)，在正式處理之前進行了多 次折射靜校正試驗，最終選擇了最佳的靜校正參數(shù)，取得了 很好的結果。通過對該區(qū)單炮分析發(fā)現(xiàn)炮集記錄中線性噪音能量較 強，嚴重干擾到淺層反射，需要在炮集上對線性干擾進行壓 制，采用了疊前大傾角規(guī)則噪音壓制的方式有效的壓制了噪 音干擾。本次處理偏移方法選擇有限差分偏移方法。有限差分偏 移的效果主要決定于偏移速度，我們選用疊加速度經(jīng)過轉換 建立偏移速度模型，并進行了反復測試和調整。用人工剔除 奇異值，采用機器自身平滑，對速度的百分比進行偏移試驗。 經(jīng)對比，我們認為90%偏移效果較好。偏移后斷點清晰，繞 射波歸位

8、準確（圖4）。4資料解釋措施本次地震勘探使用美國斯侖貝謝公司的geoframe4. 5三 維解釋系統(tǒng)，對高分辨率偏移數(shù)據(jù)體進行解釋。解釋之前利 用已知鉆孔聲波測井資料制作人工合成地震記錄，與井旁實 際地震資料進行對比，將地震波與地下地質目的層聯(lián)系起 來，在整個三維數(shù)據(jù)體中進行追蹤解釋2（圖5）。解釋過 程中采用工作站解釋和人工解釋相結合，時間剖面、水平切 片、面塊切片解釋相結合的思路和流程。在資料解釋過程中 物探解釋人員與礦方地質人員密切配合、相互溝通，使地質成果符合礦井構造規(guī)律1。（a）偏移前時間剖面（b）偏移后時間剖面圖4偏移前后時間剖面對比圖5三維地震勘探數(shù)據(jù)體本次三維地震勘探的主要地質

9、任務之一是查明主采煤 層內5m以上落差的斷層。在地震時間剖面上，解釋斷點的 依據(jù)為反射波（波組）同相軸的錯斷、分叉、合并、扭曲及 同相軸形狀突變等（圖6）。在水平時間切片上，依據(jù)為同相 軸的中斷、錯動、扭曲和頻率突變等。大斷層表現(xiàn)為同相軸 的明顯錯斷，小斷層表現(xiàn)為同相軸的錯斷、分叉、合并、扭 11 知r廠c "1圖6斷層在時間剖面上的反映本次三維地震勘探的主要地質任務之二是查明煤層內 直徑大于20m的陷落柱。陷落柱體內地層與正常地層相比在 連續(xù)性、產(chǎn)狀、巖性等方面存在很大的差異，這些物性差異 是形成異常地震波的基礎，如繞射波、延遲繞射波、側面波 等，皆可用作識別和判定陷落柱及其范圍的依據(jù)。解釋陷落柱的關鍵是正確解釋出陷落點。陷落點是指在 地震時間剖面上陷落地層與正常賦存地層的分界點（圖7）。 在地震時間剖面上解釋陷落點的主要依據(jù)有： 反射波或反射波組終止； 反射波同相軸扭曲或產(chǎn)狀突變； 反射波同相軸產(chǎn)生分叉合并和圈閉現(xiàn)象； 反射波相位轉換或反射波振幅突變； 特殊反射波的出現(xiàn)，如繞射波、延遲繞射波、側面波 等； 兩邊的陷落點似一對逆斷層3。圖7陷落柱在時間剖面上的反映5地質成果該勘探區(qū)三維地震勘探共施工線束8束，物理點1930 個，控制區(qū)域全