山西复杂条件下三维地震勘探技术应用

1、山西复杂条件下三维地震勘探技术应用【摘要】本文以山西某矿区为例，介绍了三维地震 勘探在复杂条件下的三维地震勘探流程：第一，是采用适合 该区域的地震野外数据采集方法；第二，选取适合该区域地 质条件下的地震处理方法；第三，选用正确的地震解释方法, 从而最终取得良好的地质成果。【关键词】三维地震勘探；流程；野外数据采集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为了查明山西某矿区的地质构造格局、煤层赋存状态， 为矿井设计提供可靠的地质依据，为煤矿安全生产提供地质 保障，在该矿区进行了三维地震勘探。1勘探区地质概况勘探区位于山西省境内，黄土冲沟发育，地表高差达 200m,地形十分复杂，给地震施工带来不便。地层由老至新分别为奥陶系中统峰峰组（02f）,石炭系 中统本溪组（c2b）、上统太原组（c3t）,二叠系下统山西组 （pls）、下石盒子组（plx）、上统上石盒子组（p2s）及上 第三系（n2）、第四系（q）。石炭系上统太原组（c3t）为该 区主要含煤地层，共有6、10煤两层，煤厚17m,埋深450 860m。根据已知钻孔得知煤层顶

5、、底板岩性为砂岩，与煤层 的物性差异较大，有利于得到较好的反射波，是完成地震勘 探任务的良好条件。2野外数据采集在野外施工之前，首先在勘探区的典型地貌上进行了一 条二维地震勘探试验线，无论是单炮记录还是试验剖面都可 见明显的煤层反射波（图1、图2）。通过试验选取了适合该 区域的激发参数，在厚黄土区域井深设定为12m；红土区域 井深设定为3mo图1井深12m、药量3kg单炮记录图2试验线时间剖面根据试验情况、勘探区的地形和煤层的埋深确定了 8线 10炮的束状观测系统（图3）,观测系统主要参数为：接收 道距10m,接收线距40m,炮排距为，80m,覆盖次数24次。图3 8线10炮观测系统示意图本次

6、三维地震勘探区村庄较多，针对这一特点进行了特 殊观测系统的设计，保证了村庄下面的覆盖次数达到了原设 计要求。同时在施工过程中在保证设计要求的前提下，尽可 能将黄土区域的炮点挪到激发条件好的红土区域进行激发。勘探区地形复杂，地表多为黄土、红土区域的特点采用 了轻便、效率高的人工洛阳铲的成孔方式。3地震资料处理本次资料处理针对原始资料的主要特征和地质任务，通 过对一束地震数据的试验处理，来选用相对应的处理模块， 并对处理中所选用的各个模块均进行了充分的参数测试，最 终选取了适合本区资料的最佳处理流程。以下就几个重要流 程作一介绍：勘探区为典型的梁、卯状黄土丘陵地貌，地表切割剧烈, 沟谷多呈“v”字

7、型，高程变化剧烈。初至折射静校正工作 成为了该区资料处理的重点环节，在正式处理之前进行了多 次折射静校正试验，最终选择了最佳的静校正参数，取得了 很好的结果。通过对该区单炮分析发现炮集记录中线性噪音能量较 强，严重干扰到浅层反射，需要在炮集上对线性干扰进行压 制，采用了叠前大倾角规则噪音压制的方式有效的压制了噪 音干扰。本次处理偏移方法选择有限差分偏移方法。有限差分偏 移的效果主要决定于偏移速度，我们选用叠加速度经过转换 建立偏移速度模型，并进行了反复测试和调整。用人工剔除 奇异值，采用机器自身平滑，对速度的百分比进行偏移试验。 经对比，我们认为90%偏移效果较好。偏移后断点清晰，绕 射波归位

8、准确（图4）。4资料解释措施本次地震勘探使用美国斯仑贝谢公司的geoframe4. 5三 维解释系统，对高分辨率偏移数据体进行解释。解释之前利 用已知钻孔声波测井资料制作人工合成地震记录，与井旁实 际地震资料进行对比，将地震波与地下地质目的层联系起 来，在整个三维数据体中进行追踪解释2（图5）。解释过 程中采用工作站解释和人工解释相结合，时间剖面、水平切 片、面块切片解释相结合的思路和流程。在资料解释过程中 物探解释人员与矿方地质人员密切配合、相互沟通，使地质成果符合矿井构造规律1。（a）偏移前时间剖面（b）偏移后时间剖面图4偏移前后时间剖面对比图5三维地震勘探数据体本次三维地震勘探的主要地质

9、任务之一是查明主采煤 层内5m以上落差的断层。在地震时间剖面上，解释断点的 依据为反射波（波组）同相轴的错断、分叉、合并、扭曲及 同相轴形状突变等（图6）。在水平时间切片上，依据为同相 轴的中断、错动、扭曲和频率突变等。大断层表现为同相轴 的明显错断，小断层表现为同相轴的错断、分叉、合并、扭 11 知r厂c "1图6断层在时间剖面上的反映本次三维地震勘探的主要地质任务之二是查明煤层内 直径大于20m的陷落柱。陷落柱体内地层与正常地层相比在 连续性、产状、岩性等方面存在很大的差异，这些物性差异 是形成异常地震波的基础，如绕射波、延迟绕射波、侧面波 等，皆可用作识别和判定陷落柱及其范围的依据。解释陷落柱的关键是正确解释出陷落点。陷落点是指在 地震时间剖面上陷落地层与正常赋存地层的分界点（图7）。 在地震时间剖面上解释陷落点的主要依据有： 反射波或反射波组终止； 反射波同相轴扭曲或产状突变； 反射波同相轴产生分叉合并和圈闭现象； 反射波相位转换或反射波振幅突变； 特殊反射波的出现，如绕射波、延迟绕射波、侧面波 等； 两边的陷落点似一对逆断层3。图7陷落柱在时间剖面上的反映5地质成果该勘探区三维地震勘探共施工线束8束，物理点1930 个，控制区域全