三維地震勘探技術在陜北煤田中的應用

劉松

【摘 要】本次勘探區位于黃土高原北緣，地表條件復雜，有黃土覆蓋區，也有溝壑基巖出露區。通過三維地震勘探及詳細的野外試驗工作，最終獲得了較好的三維地震資料，通過驗證，與實際揭露吻合較好。

【關鍵詞】黃土區；三維地震勘探；榆神

0 概況

本勘探區位于陜北黃土高原北緣，地貌單元屬黃土丘陵溝壑區，區內溝壑縱橫交錯，梁峁相間分布，地形支離破碎，溝谷陡峻狹窄。植被稀少，水土流失嚴重，基巖裸露于溝谷兩側，山頂半固定沙丘屢見不鮮。主要地質任務為查明測區內的斷層及小煤窯采空區的分布范圍。

1 試驗

本次勘查區含煤地層為侏羅系中統延安組，主采煤層為5號煤。埋深為60m～200m。由于地表橫向地層變化大，有基巖出露，厚沙土覆蓋，還有粘土覆蓋，難以確定全區統一的井深參數。通過2個點的試驗和分析對比，得到了本區的激發參數。裸露的基巖區采用風鉆成孔，井深3m；厚沙土區采用洛陽鏟成孔，井深6～9m；薄黃土區激發深度達到3m以上，在粘土層中激發或者在基巖面上激發。藥量除基巖區域為0.8kg外，其它為1kg。

2 野外采集

依據前期觀測系統、采集參數的室內技術論證及現場試驗情況綜合分析，確定了8線5炮制線束狀規則觀測系統進行施工（表1）。

3 資料處理

本區處理主要分以下幾個處理階段：預處理、速度分析、剩余靜校正、疊加、插值、偏移等。主要流程如圖1。

4 資料解釋

地震勘探的資料解釋是物探成果轉化為地質成果的復雜研究過程。三維地震資料解釋是利用相應的技術方法對數據體內的地質信息進行分析、對比、解釋，將數據信息轉換成地質信息。

4.1 反射波層位標定

在構造解釋之前，必須仔細而準確地標定出各主要標志層或目的層在地震時間剖面上所對應的反射波同相軸，為后續的構造解釋奠定基礎。

T5波是該區的主要標準波，是確定解釋區內其他可采煤層賦存情況和構造的主要依據。該波組標定為5-1煤層的底板界面反射波（圖2）。

4.2 反射波對比追蹤

本區三維地震勘探所追蹤的目的層反射波主要有1組：5-1煤層反射波T5。

4.3 褶曲解釋

三維地震勘探解釋出的煤層底板等高線圖中可以看出：5-1煤層整體為一個地層極其平緩，近似一個單斜構造，傾角為1°～2°。受區內走向NWW的大斷裂構造影響，局部地區地層走向有所變化，伴生小型褶曲較發育（圖3）。

4.4 斷層解釋

構造解釋一直是煤田地震勘探的主要地質任務，盡管近幾年來高分辨地震勘探技術取得了迅速的發展，地層巖性的研究上也有一些進展，但構造解釋仍是煤礦采區高分辨地震勘探的首要任務。因為構造問題一直是困擾煤礦生產的主要因素，一個小的斷層就可能造成突水或者綜采面的整體搬家。

本次解釋的斷層，在剖面上的表現特征既有相同之處，也有很多差別。區內落差大于10m的斷層在垂直斷層延展方向的剖面上常表現為煤層反射波同相軸的突然錯斷，如F19斷層和DF2斷層（圖4）。

為了更直觀地解釋小斷層，我們采用了地震屬性分析技術。地震屬性是對地震數據的幾何學、運動學、動力學和統計學特征的量度，地震屬性分析技術就是貫穿于應用研究、算法研究和綜合軟件系統的一切用來提取、存儲、顯示、分析、證實和評價地震屬性的技術。地震屬性的研究和解釋可以計算出一些關于地下介質的幾何和物理參數的定量信息。圖6是提取的5-1煤層反射波相似系數信息剖面，可以看出，相似系數剖面比時間剖面更直觀表現異常體。

4.5 小煤窯采空區

根據甲方提供的資料，另外發現在那不拉岔河灘的溝底距離鉆孔G17-5東北方向220m的位置有個已經廢棄的小煤窯，根據地震資料并結合鉆孔和測量資料分析，其主采煤層應該為4-2煤。5-1、5-2煤層沒有受到影響。

本次三維地震勘探施工過程中，在勘探區北邊施工過程中，地底下有炮采煤層的震動聲音，并記錄了大概范圍，但在地震資料上其附近沒有發現采空區異常區。

5 結論

（1）本次三維地震勘探設計合理，試驗充分。施工中針對村莊、化工廠，磚廠等障礙物采取了合理、必要的技術措施，圓滿地完成了該區的資料采集任務，取得了較高質量的原始記錄。

（2）本次三維地震資料處理方法研究中，資料處理流程及參數合理。三維處理采用了野外靜校正、地表一致性反褶積、速度分析、三維DMO處理技術，三維一步法偏移技術，最大限度地提高了資料的分辨率，剖面質量有了較大的提高。

（3）本區資料解釋方法正確，對比可靠，精度較高。解釋上充分發揮計算機軟件的強大功能，利用解釋軟件的多色彩顯示及靈活快捷的優勢，以垂直時間剖面解釋為主，結合水平時間切片，對構造進行認真細致地分析研究。

【參考文獻】

[1]程建遠.黃土塬區的三維地震勘探技術[J].中國煤田地質，2004（12）：40.

[責任編輯：王偉平]